JP5195248B2 - 撮影装置 - Google Patents

Description

本発明は、撮影装置に関する。

流し撮りは、被写体の動感を表現する写真手法として用いられており、通常、移動している被写体の移動方向にあわせて、撮影者がカメラを振りながら撮影することにより行われる。このような流し撮りに対応した電子カメラなどが提案されている（例えば、特許文献１参照）。流し撮りにおける被写体としては、カメラ等の撮影装置の振りと略一致して移動し、ほぼ静止しているように描写される主要被写体と、主要被写体と異なる動きをし、主要被写体の移動方向にぶれて描写される周辺被写体と、に大別される。ここで、撮影装置側から見て主要被写体の後ろ側にある周辺被写体は、ぶれて描写されても、主要被写体と重なって描写されることはないが、撮影装置と主要被写体との間にある周辺被写体がぶれて描写されると、ぶれによる軌跡が主要被写体と重なって描写されてしまい、主要被写体の描写に悪影響を及ぼす場合がある。

特開２００６−８０８４４号公報

この発明が解決しようとする課題は、好適な撮影を行うことができる撮影装置を提供することである。

この発明は、以下の解決手段によって上記課題を解決する。なお、発明の実施形態を示す図面に対応する符号を付して説明するが、この符号は発明の理解を容易にするためだけのものであって発明を限定する趣旨ではない。

請求項１に係る発明は、光学系による像を撮像し出力信号を出力する撮像部（１１０，１８０）と、撮影状態が流し撮りであることを判定する判定部により撮影状態が流し撮りであると判定されたとき、露光の開始から終了までの間に、前記撮像部から出力された前記出力信号を少なくとも１回増減させるように前記撮像部を制御する制御部（１９１）とを含むことを特徴とする撮像装置である。
請求項２に係る発明は、光学系による像を撮像し出力信号を出力する撮像部（１１０，１８０）と、露光の開始から終了までの間に、前記撮像部から出力された前記出力信号を少なくとも１回増減させるように前記撮像部を制御する制御部（１９１）とを含む撮像装置であって、前記制御部は、流し撮り撮影の速さに応じて、前記出力信号の増減回数を変更可能であることを特徴とする撮像装置である。

請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載された撮像装置であって、前記撮像部は、前記光学系による像を撮像する撮像素子（１１０）と、前記撮像素子から出力された信号を増幅率に応じて増幅して前記出力信号を出力する増幅部（１８０）とを含み、前記制御部（１９１）は、前記増幅部の前記増幅率を制御することを特徴とする撮像装置である。

請求項４に係る発明は、請求項３に記載された撮像装置であって、前記増幅部（１８０）から出力された前記出力信号を合成する合成部（１９４）を有することを特徴とする撮像装置である。

請求項５に係る発明は、請求項４に記載された撮像装置であって、前記増幅部（１８０）は、露光の開始から終了までの間に、複数の画像に対応する前記出力信号を出力し、前記合成部（１９４）は、少なくとも一部の被写体の位置が一致するように前記複数の画像を合成することを特徴とする撮像装置である。

請求項６に係る発明は、請求項１から請求項５までの何れか１項に記載された撮像装置であって、前記制御部（１９１）は、前記出力信号の増減に対応させて、露出値、絞り値、撮像素子の感度値、閃光量のうち少なくとも１つを制御可能であることを特徴とする撮像装置である。

請求項７に係る発明は、請求項１から請求項６までの何れか１項に記載された撮像装置であって、撮影のタイミングに対応した信号が入力される入力部（１９２）を有し、前記制御部（１９１）は、前記入力部に前記撮影のタイミングに対応した信号が入力された後、前記出力信号を少なくとも１回増減させるように前記撮像部を制御することを特徴とする撮像装置である。

請求項８に係る発明は、請求項１から請求項７までの何れか１項に記載された撮像装置であって、第１撮影モードを含む撮影モードを設定可能なモード設定部を有し、前記制御部（１９１）は、前記モード設定部により前記第１撮影モードに設定されているとき、前記出力信号を少なくとも１回増減させるように前記撮像部を制御することを特徴とする撮影装置である。

本発明では、好適な撮影を行うことができる撮影装置を提供することができる。

図１は本実施形態に係る一眼レフデジタルカメラ１を示す要部構成図であり、上記発明の撮像装置に関する構成以外のカメラの一般的構成については、その図示と説明を一部省略する。

本実施形態の一眼レフデジタルカメラ１（以下、単にカメラ１という。）は、カメラボディ１００とレンズ鏡筒２００とを備え、これらカメラボディ１００とレンズ鏡筒２００とはマウント部３００により着脱可能に結合されている。

レンズ鏡筒２００には、フォーカスレンズ２１１やズームレンズ２１２を含むレンズ群２１０や絞り装置２２０などからなる撮影光学系が内蔵されている。

フォーカスレンズ２１１は、その光軸Ｌ１に沿って移動可能に設けられ、エンコーダ２６０によってその位置が検出されつつレンズ駆動モータ２３０によってその位置が調節される。

絞り装置２２０は、上記撮影光学系を通過して撮像素子１１０に至る光束の光量を制限するとともにボケ量を調整するために、光軸Ｌ１を中心にした開口径が調節可能に構成されている。絞り装置２２０による開口径の調節は、たとえば自動露出モードにおいて演算された適切な開口径が、カメラ制御部１７０からレンズ制御部２５０を介して絞り駆動部２４０へ送信されることにより行われる。あるいは、開口径の調節は、カメラボディ１００に設けられた操作部１５０によるマニュアル操作により、設定された開口径がカメラ制御部１７０からレンズ制御部２５０を介して絞り駆動部２４０へ送信されることによっても行われる。絞り装置２２０の開口径は、図示しない絞り開口センサにより検出され、レンズ制御部２５０で現在の開口径が認識される。

レンズ鏡筒２００にはレンズ制御部２５０が設けられている。レンズ制御部２５０はマイクロプロセッサとメモリなどの周辺部品から構成され、カメラ制御部１７０と電気的に接続され、このカメラ制御部１７０からデフォーカス量や絞り制御信号などの情報を受信するとともに、カメラ制御部１７０へレンズ情報を送信する。

一方、カメラボディ１００は、被写体からの光束を撮像素子１１０、ファインダ１３５、測光センサ１３７および焦点検出光学系１６１へ導くためのミラー系１２０を備える。このミラー系１２０は、回転軸１２３を中心にして被写体の観察位置と撮影位置との間で所定角度だけ回転するクイックリターンミラー１２１と、このクイックリターンミラー１２１に軸支されてクイックリターンミラー１２１の回転に合わせて回転するサブミラー１２２とを備える。

図１においては、ミラー系１２０が被写体の観察位置にある状態を実線で示し、被写体の撮影位置にある状態を二点鎖線で示す。ミラー系１２０は、被写体の観察位置にある状態では光軸Ｌ１の光路上に挿入される一方で、被写体の撮影位置にある状態では光軸Ｌ１の光路から退避するように回転する。

クイックリターンミラー１２１はハーフミラーで構成され、被写体の観察位置にある状態では、被写体からの光束（光軸Ｌ１）の一部の光束（光軸Ｌ２，Ｌ３）を当該クイックリターンミラー１２１で反射してファインダ１３５および測光センサ１３７へ導き、一部の光束（光軸Ｌ４）を透過させてサブミラー１２２へ導く。これに対して、サブミラー１２２は全反射ミラーで構成され、クイックリターンミラー１２１を透過した光束（光軸Ｌ４）を焦点検出光学モジュール１６１へ導く。

したがって、ミラー系１２０が観察位置にある場合は、被写体からの光束（光軸Ｌ１）はファインダ１３５、測光センサ１３７および焦点検出光学モジュール１６１へ導かれ、撮影者により被写体が観察されるとともに、露出演算やフォーカスレンズ２１１の焦点調節状態の検出が実行される。そして、撮影者がレリーズボタンを押すとミラー系１２０が撮影位置に回転し、被写体からの光束（光軸Ｌ１）は撮像素子１１０へ導かれる。

撮像素子１１０は、カメラボディ１００の、被写体からの光束の光軸Ｌ１上であって、撮影光学系２１０の予定焦点面となる位置に固定されている。撮像素子１１０は、複数の光電変換素子が二次元に配列されたものであって、二次元ＣＣＤイメージセンサ、ＭＯＳセンサまたはＣＩＤなどで構成することができ、電荷蓄積時間を制御することにより、電子シャッタ動作が可能であり、これにより高速度の連続撮影を可能とするものである。この撮像素子１１０で光電変換された画像信号は、必要に応じて信号増幅部１８０により増幅率が変更され、画像処理部１９０において画像処理されたのち、カメラ制御部１７０に送信され、図示しないメモリに保存される。なお、撮影画像を格納するメモリは内蔵型メモリやカード型メモリなどで構成することができる。

信号増幅部１８０は、撮像素子１１０により撮像され、光電変換されることにより得られた画像信号を受信し、必要に応じて、所望の増幅率に応じて、画像信号を増幅あるいは減衰させて、画像処理部１９０に出力する。なお、信号増幅部１８０は、画像信号を増幅あるいは減衰可能なように、たとえば、アンプとアッテネータとを備えるものとすることができる。

画像処理部１９０は、撮像素子１１０により撮像された画像信号に画像処理を施す。図２に、画像処理部１９０の構成を示すブロック図を示す。図２に示すように、画像処理部１９０は、増幅率制御部１９１、タイミング入力部１９２、撮影状態判定部１９３、画像合成部１９３および出力部１９５を有する。

増幅率制御部１９１は、信号増幅部１８０による画像信号の増幅率を決定し、決定した増幅率に応じた信号を信号増幅部１８０に送信することにより、信号増幅部１８０による画像信号の増幅率を制御する。また、増幅率制御部１９１は、設定した画像信号の増幅率に応じて、カメラ制御部１７０を介して、カメラ１の露出値、絞り装置２２０の開口絞り、撮像素子１１０の感度、およびカメラ１に備えられた閃光装置（図示省略）の閃光量を制御する。そして、これにより、増幅率制御部１９１は、画像信号の増幅率に応じた露出補正を行う。

タイミング入力部１９２は、所定周期を有する撮影タイミングに対応した信号を増幅率制御部１９１に送信する。そして、これにより、増幅率制御部１９１から、信号増幅部１８０に送信する増幅率を、所定の周期を有するものとすることができる。

撮影状態判定部１９３は、カメラ１に備えられた角速度センサ（不図示）からの信号に基づき、カメラ１の撮影状態が、流し撮り撮影であるか否かを判定し、流し撮り撮影である場合には、流し撮り撮影の速さを検出し、流し撮り撮影の速さの情報を増幅率制御部１９１に送信する。そして、増幅率制御部１９１は、撮影状態検出部１９３により検出された流し撮り撮影の速さに応じて、増幅率を決定し、信号増幅部１８０による画像信号の増幅率を制御する。なお、撮影状態判定部１９３は、手振れ補正用の検出部を兼ねるものであっても良い。

画像合成部１９４は、信号増幅部１８０から、所望の増幅率に応じて増幅あるいは減衰された複数の画像信号を受信し、信号増幅部１８０から受信した複数の画像信号を合成し、単一の画像信号に変換する。そして、得られた単一の画像信号は、出力部１９５に送信され、出力部１９５は、単一の画像信号を、カメラ制御部１７０に設けられたメモリに送信する。

一方、クイックリターンミラー１２１で反射された被写体光からの光束は、撮像素子１１０と光学的に等価な面に配置された焦点板１３１に結像し、ペンタプリズム１３３と接眼レンズ１３４とを介して撮影者の眼球に導かれる。このとき、透過型液晶表示器１３２は、焦点板１３１上の被写体像に焦点検出エリアマークを重畳して表示するとともに、被写体像外のエリアにシャッタ速度、絞り値、撮影枚数などの撮影に関する情報を表示する。これにより、撮影者は、撮影準備状態において、ファインダ１３５を通して被写体およびその背景ならびに撮影関連情報などを観察することができる。

また、接眼レンズ１３４の近傍には、測光用レンズ１３６と測光センサ１３７が設けられ、焦点板１３１に結像した被写体光の一部を受光する。

測光センサ１３７は、二次元カラーＣＣＤイメージセンサなどで構成され、撮影の際の露出値を演算するため、撮影画面を複数の領域に分割して領域ごとの輝度に応じた測光信号を出力する。測光センサ１３７で検出された測光信号はカメラ制御部１７０へ出力され、自動露出制御に用いられる。

操作部１５０は、シャッタレリーズボタンや撮影者がカメラ１の各種動作モードを設定するための入力スイッチであり、「オートフォーカスモード／マニュアルフォーカスモード」の切換や、「点線軌跡流し撮りモード」の選択が行われるようになっている。この操作部１５０により設定された各種モードはカメラ制御部１７０へ送信され、当該カメラ制御部１７０によりカメラ１全体の動作が制御される。

カメラボディ１００にはカメラ制御部１７０が設けられている。カメラ制御部１７０はマイクロプロセッサとメモリなどの周辺部品から構成され、マウント部３００に設けられた電気信号接点部によりレンズ制御部２５０と電気的に接続され、このレンズ制御部２５０からレンズ情報を受信するとともに、レンズ制御部２５０へデフォーカス量や絞り制御信号などの情報を送信する。また、カメラ制御部１７０は、撮像素子１１０からの画像情報を、画像処理部１９０を介して、読み出し、図示しないメモリに出力する。さらに、カメラ制御部１７０は、撮影画像情報の補正やレンズ鏡筒２００の焦点調節状態、絞り調節状態などを検出するなど、カメラ１全体の制御を司る。

焦点検出光学モジュール１６１は、サブミラー１２２で反射した光束の光軸Ｌ４上であって、撮像素子１１０の撮像面と光学的に等価な面の位置に固定されており、被写体光を用いた位相差検出方式による自動合焦制御を実行する。

ＡＦ−ＣＣＤ制御部１６２は、オートフォーカスモードにおいて、焦点検出光学モジュール１６１のラインセンサのゲインや蓄積時間を制御するもので、焦点検出位置として選択された焦点検出エリアに関する情報をカメラ制御部１７０から受け、この焦点検出エリアに相当する一対のラインセンサにて検出された一対の像信号を読み出し、デフォーカス演算部１６３へ出力する。

デフォーカス演算部１６３は、ＡＦ−ＣＣＤ制御部１６２から送られてきた一対の像信号のずれ量をデフォーカス量ΔＷに変換し、これをレンズ駆動量演算部１６４へ出力する。

レンズ駆動量演算部１６４は、デフォーカス演算部１６３から送られてきたデフォーカス量ΔＷに基づいて、当該デフォーカス量ΔＷに応じたレンズ駆動量Δｄを演算し、これをレンズ駆動制御部１６５へ出力する。そして、レンズ駆動量Δｄがレンズ制御部２８０に送信されることにより、レンズ駆動モータ２５０により、フォーカスレンズ２１１の位置が調整される。

次に動作を説明する。

図３は本実施形態に係るカメラ１の「点線軌跡流し撮りモード」における動作を示すフローチャート、図４は本実施形態における画像信号の増幅率と、露光時間との関係の一例を示すグラフである。

以下においては、カメラ１の設定が「点線軌跡流し撮りモード」になっている場合における動作を説明する。本実施形態では、カメラ１の設定が「点線軌跡流し撮りモード」になっている場合には、次のような制御が行われる。すなわち、カメラ１の撮像素子１１０に電子シャッタ動作により、高速度に連続撮影を行い、これにより複数の画像信号を得る。そして、信号増幅部１８０により、図４に示す所定の増幅パターンに応じて、得られた複数の画像信号の増幅率を変化させ、増幅率を変化させた複数の画像信号を画像合成部１９４で合成することにより、単一の画像を得る。

ここで、図４においては、総露光時間Ｓ（露光開始から露光終了までの時間）において、周期Ｔの矩形波状の増幅パターンで、信号増幅部１８０による画像信号の増幅率Ｇを変化させる例を示している。具体的には、図４に示す例では、信号増幅部１８０により、周期Ｔごとに、撮像素子１１０により取得された画像信号の増幅率Ｇを最大増幅率Ｇ＝１とする状態、および、増幅率Ｇを低増幅率Ｇ＝αとする状態を順次繰り返している。なお、低増幅率である増幅率Ｇ＝αにおけるαの値は、特に限定されず、たとえば、最大増幅率Ｇ＝１と比較して充分に小さい値としたり、あるいは、α＝０としてもよい。

また、図５に示すように、撮像素子１１０による高速度の連続撮影により取得される画像信号ｉは、連続的ではなく間欠的な複数の信号からなるものである。そして、図５に示すように、本実施形態では、複数の画像信号ｉ（ｉ＝１〜１１）の増幅率Ｇを、図４に示す所定の増幅パターンに応じて変化させるものである。なお、図５は、図４に示すグラフの一部を拡大して示した図であり、露光開始からの所定の時間（具体的には、周期Ｔの約１．５周期程度の時間）の部分を拡大して示した図である。そして、本実施形態では、所定の増幅パターンで増幅率Ｇを変化させた複数の画像信号ｉを、総露光時間Ｓ（露光開始から露光終了までの時間）において取得し、取得した複数の画像信号ｉを、画像合成部１９４で合成することにより、単一の画像を得るものである。

まず、ステップＳ１において、カメラ１の設定が「点線軌跡流し撮りモード」になっているか否かを判断し、「点線軌跡流し撮りモード」になっている場合は、「点線軌跡流し撮りモード」に設定された旨の信号が、操作部１５０からカメラ制御部１７０に送信される。一方、「点線軌跡流し撮りモード」となっていない場合には、「点線軌跡流し撮りモード」に設定されるまで繰り返す。

次いで、ステップＳ２では、カメラボディ１のカメラ制御部１７０で、所定の露出値ＥＶとなるように、露光開始前において、露出を決定する。露出は、測光センサ１３７により検出された測光信号に基づいて行われる。ここで、露出値ＥＶは、シャッタスピードＴＶと絞り装置２２０の開口絞りＡＶに相関し、一般にＥＶ＝ＴＶ＋ＡＶの関係が成立する。そのため、カメラ１の設定がシャッタスピード優先モードである場合や、マニュアルモードでシャッタスピードが設定されている場合には、主に絞り装置２２０の開口絞りを調整することにより露出が決定される。

なお、「点線軌跡流し撮りモード」においては、図４に示すように、信号増幅部１８０により画像信号の増幅率を周期的に変化させるものである。そのため、図４に示す例においては、総露光時間Ｓにおける平均増幅率の値は、最大増幅率Ｇ＝１よりも低くなってしまう。よって、図４に示す例においては、画像合成部１９４により合成して得られる画像も、最大増幅率Ｇ＝１に基づくものではなく、平均増幅率に基づくものとなってしまい、結果として、得られる合成画像が相対的に暗いものとなってしまう場合がある。そのため、本実施形態では、露出を決定するに際して、増幅率制御部１９１により決定された増幅パターンに基づく、信号増幅部１８０による平均増幅率を加味した露出補正が行われる。具体的には、増幅率制御部１９１は、決定された増幅パターンに応じた平均増幅率に基づき、カメラ制御部１７０を介して、露出値ＥＶ、開口絞りＡＶ、撮像素子１１０の感度、またはカメラ１に備えられた閃光装置（図示省略）の閃光量を制御し、これにより、露出補正を行う。そして、カメラ制御部１７０は、増幅率制御部１９１による露出補正の結果に基づいて、総露光時間Ｓを設定する。

なお、本実施形態では、露光開始前に、測光センサ１３７により検出された測光信号に基づき、カメラ制御部１７０により露出を決定することに加えて、露光中において、測光センサ１３７により検出された測光信号が変化した場合に、測光信号の変化とあわせて、撮像素子１１０の露光量が適正な値となるように、撮像素子１１０の総露光時間Ｓを補正しても良い。あるいは、露光開始前に露出を決定せずに、露光中において、測光センサ１３７により検出された測光信号に基づき、総露光時間Ｓの決定および補正を行い、信号増幅部１８０による平均増幅率を考慮し、撮像素子１１０の露光量が所定の値となったら露光を終了するような設定としてもよい。

次いで、ステップＳ３に進み、撮影者によりレリーズボタンが押し下げられると、ミラー系１２０が撮影位置に移動し、露光が開始する。そして、撮像素子１１０は、電子シャッタを動作させることにより、高速で連続撮影を行い、複数の画像信号を取得する（ステップＳ４）。ここで、撮像素子１１０により高速で連続撮影を行うことにより取得される画像信号における、１秒当たりのフレーム数であるフレームレートをＦＲとすると、図５に示すように、撮像素子１１０による画像信号の取得周期は１／ＦＲ秒となる。なお、撮像素子１１０により、高速で連続撮影を行うに際しては、電子シャッタを用いる方法に限定されず、高速で連続撮影を行うことが可能であり、かつ、複数の画像信号を取得可能な方法であれば何でも良い。

ステップＳ５では、撮像素子１１０により得られた複数の画像信号を、信号増幅部１８０により、増幅率Ｇに応じて、増幅または減衰させる。本実施形態においては、信号増幅部１８０による画像信号の増幅率Ｇは、増幅率制御部１９１により決定された増幅率に応じて、決定される。

すなわち、たとえば、増幅率制御部１９１から信号増幅部１８０に、信号増幅部１８０による画像信号の増幅率Ｇを図４に示す所定の増幅パターンとする旨の信号が送信されている場合には、図５に示すように、各画像信号ｉの増幅率Ｇは、所定の増幅パターンに応じて設定される。なお、増幅率制御部１９１は、タイミング入力部１９２により所定周期を有する撮影タイミングに対応した信号が入力されることにより、所定の増幅パターンを決定する。

ここで、図４に示す増幅パターンの周期Ｔは、総露光時間Ｓおよび予め設定された定数Ｎに基づき、Ｔ＝Ｓ／Ｎで求められる。なお、定数Ｎは、予め設定された所定の値であるが、図１に示す操作部１５０により、撮影者が適宜設定を変更できるようにしてもよい。さらに、周期Ｔ中における、増幅率Ｇを、最大増幅率Ｇ＝１とする時間ｔ_ｄは、図４に示す例のように、通常、周期Ｔの半分程度の時間に設定されるが、同様に操作部１５０により、撮影者が適宜設定を変更できるようにしてもよい。時間ｔ_ｄを変更することにより、増幅率Ｇのデューティ比Ｄ（Ｄ＝ｔ_ｄ／Ｔ）を制御することができる。

そして、図５に示す各画像信号ｉは、ｔ＝（ｉ−１）／ＦＲからｔ＝ｉ／ＦＲにわたって、撮影された画像を内容とする信号であり、各画像信号ｉの増幅率Ｇｉは、フレームレートＦＲ、周期Ｔ、および最大増幅率Ｇ＝１とする時間ｔ_ｄに基づき、次の条件に従って、決定される（ただし、下記において、ｍは整数である）。
Ｇｉ＝１ （ｍＴ＜ｉ／ＦＲ≦ｍＴ＋ｔ_ｄ）
Ｇｉ＝α （ｍＴ＋ｔ_ｄ＜ｉ／ＦＲ≦（ｍ＋１）Ｔ）

すなわち、たとえば、図５に示すように、ｉ＝１である画像信号は、ｔ＝０からｔ＝ｉ／ＦＲ＝１／ＦＲに渡って撮影されたものであり、ｔ＝１／ＦＲは、ｔ＝Ｔ×０＝０（ｍ＝０である。）よりも大きく、ｔ＝０×Ｔ＋ｔ_ｄ＝ｔ_ｄ（ｍ＝０である。）以下であるため、ｉ＝１である画像信号の増幅率Ｇｉは、Ｇｉ＝１となる。同様に、ｉ＝４である画像信号は、ｔ＝３／ＦＲからｔ＝ｉ／ＦＲ＝４／ＦＲに渡って撮影されたものであり、ｔ＝４／ＦＲは、ｔ＝０×Ｔ＋ｔ_ｄ＝ｔ_ｄ（ｍ＝０である。）より大きく、ｔ＝Ｔ×１＝Ｔ（ｍ＝１である。）以下であるため、ｉ＝１である画像信号の増幅率Ｇｉは、Ｇｉ＝αとなる。

次いで、ステップＳ６では、信号増幅部１８０で増幅あるいは減衰させた画像信号を、画像合成部１９４で合成する。具体的には、各画像信号を、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，・・・，Ｐｎとし、各画像信号の各画素を、Ｅｎ＿１，Ｅｎ＿２，Ｅｎ＿３，・・・，Ｅｎ＿ｊとした場合に、画像合成部１９４により合成される画像は、下記式（１）で計算される各画素からなるものである。そして、得られた合成画像は、出力部１９５に送信され、出力部１９５は、単一の合成画像を、カメラ制御部１７０に設けられたメモリに送信する。

なお、画像合成部１９４により画像信号を合成する際には、各画像信号に含まれる被写体のうち、少なくとも一部の被写体、具体的には、主要被写体の画像上の位置が一致するように、各画像信号の各画素Ｅｎ＿１，Ｅｎ＿２，Ｅｎ＿３，・・・，Ｅｎ＿ｊを補正し、補正後の各画素Ｅ'ｎ＿１，Ｅ'ｎ＿２，Ｅ'ｎ＿３，・・・，Ｅ'ｎ＿ｊを用いてもよい。この場合においては、画像合成部１９４により合成される画像は、下記式（２）で計算される各画素からなるものとなる。

そして、最後に、露光を終了する（ステップＳ７）。

なお、上述したステップＳ５（画像信号の増幅）およびステップＳ６（画像信号の合成）は、ステップＳ７（露光の終了）の後に行っても良いし、また、ステップＳ５（画像信号の増幅）およびステップＳ６（画像信号の合成）の実行中に、ステップＳ７（露光の終了）を行っても良い。

本実施形態によれば、上述のように、撮像素子１１０により、電子シャッタを用いて高速で連続撮影を行い、複数の画像信号を取得し、図４に示すような増幅パターンとなるように、取得した複数の画像信号を所定の増幅率で増幅させ、最後に、所定の増幅率とした複数の画像信号を合成して、単一の画像信号を得る。そのため、たとえば、図６（Ａ）に示すように、自動車とカメラ１との間に光源が介在している場合において、撮影者が流し撮りをすると、図６（Ｂ）に示すように、光源の撮影軌跡を、破線状にぶれた状態で描写することができる。具体的には、図４に示すような増幅パターンで、取得した複数の画像信号の増幅率を、最大増幅率Ｇ＝１／低増幅率Ｇ＝αを繰り返して変化させ、これを合成することにより、光源の撮影軌跡を、図６（Ｂ）に示すように破線状とすることができ、光源の撮影軌跡による、主要被写体である自動車への悪影響を緩和することができる。すなわち、カメラ１と主要被写体との間に周辺被写体が存在していても、当該周辺被写体のぶれによる、主要被写体の描写への悪影響を低減することができる。なお、図６（Ａ）は本実施形態に係る「点線軌跡流し撮りモード」が適用される一場面例を示す図であり、図６（Ｂ）は本実施形態に係る「点線軌跡流し撮りモード」を適用して得られる画像を示す図である。

一方で、上述した本実施形態に係る制御を用いない場合には、図６（Ｃ）に示すように、光源の撮影軌跡が線状となり、主要被写体である自動車上に重なった形となってしまう。なお、図６（Ｃ）は従来の流し撮りにおいて得られる画像を示す図である。これに対して、本実施形態によれば、このように自動車とカメラ１との間に光源が介在している場合でも、このような悪影響を緩和することができる。

特に、本実施形態によれば、別体のアクセサリを用いず、撮像素子１１０の電子シャッタ機能を用い、得られた複数の画像信号の増幅率を変化させるものであるため、装置のコンパクト化や低コスト化を実現することができる。加えて、本実施形態によれば、撮像素子１１０の電子シャッタ機能を用いて上記制御を行うものであるため、光源からの光量が急速に変化した場合においても、フレームレートに応じて対応することができる。

なお、図４に示す例では、複数の画像信号の増幅パターンを矩形波状に変化する構成としたが、図７に示すように増幅率Ｇが正弦波状に変化するような構成としてもよい。ここで、図７は本実施形態の他の例における画像信号の増幅率と、露光時間との関係を示すグラフである。図７においては、タイミング入力部１９２により、正弦波状の撮影パターンが増幅率制御部１９１に送信され、そして、増幅率制御部１９１により、正弦波状の増幅パターンに応じた増幅率Ｇを信号増幅部１８０に送信されることにより、増幅率Ｇを正弦波状に変化するような構成とすることができる。

そして、増幅率Ｇを正弦波状に変化するような構成とすることにより、総露光時間Ｓに対する、低増幅率であるＧ＝αとする時間を、極めて短くすることができるため、たとえば、撮影者によるカメラの振り速度と、主要被写体の移動速度との間に若干開きが生じた場合でも、主要被写体が、コマ送り状に重なって描写されてしまうことを防止することができる。

また、図４に示す例では、周期ＴをＴ＝Ｓ／Ｎで一定としたが、撮影者の流し撮り中におけるカメラ１の振りの角速度に変化が生じた場合に、周期Ｔを変化させるような構成としても良い。すなわち、撮影状態判定部１９３により検出された角速度ω（流し撮り撮影の速さ）に応じて、下記式（３）に従って、図８に示すように、増幅率制御部１９１が増幅パターンを変更することにより、増幅パターンの周期Ｔが変化するような構成としても良い。なお、図８は本実施形態の他の例における画像信号の増幅率およびカメラの角速度と、露光時間との関係を示すグラフであり、下記式（３）および図８においては、初期周期および角速度をＴ_０、ω_０とし、角速度変化後の周期および角速度をＴ_１、ω_１とした。

上記のように、撮影状態判定部１９３により検出された角速度ωに応じて、増幅率制御部１９１によって、周期Ｔを変化させるような構成を採用することにより、たとえば、流し撮りの主要被写体が加速あるいは減速している場合でも、良好に撮影が行うことができる。

あるいは、図４に示す例では、増幅パターンの周期ＴをＴ＝Ｓ／Ｎで一定としたが、増幅率制御部１９１により、増幅パターンの周期Ｔを露光開始からの時間の経過とともに、徐々に大きくしていくような構成としてもよい。すなわち、下記式（４）に従って、図９に示すように、周期Ｔを徐々に大きくするような構成としても良い。なお、図９は本実施形態の他の例における画像信号の増幅率および増幅パターンの周期と、露光時間との関係を示すグラフであり、下記式（４）においては、初期周期をＴ_０とし、露光開始からの時間をｔ_ｅとした。また、αは所定の定数である。

上記のように、周期Ｔを露光開始からの時間の経過とともに、徐々に大きくしていくことにより、図１０に示すように、光源の撮影軌跡を、徐々にピッチが長くなる破線状とすることができ、主要被写体が一定速度で走行する自動車であっても、加速しているような描写を演出することができる。なお、図１０は本実施形態に係る「点線軌跡流し撮りモード」を適用して得られる画像を示す図である。

さらに、周期Ｔを露光開始からの時間の経過とともに、徐々に大きくすることに加えて、上述のように、撮影状態判定部１９３により検出された角速度ωに応じて、増幅率制御部１９１により、増幅パターンの周期Ｔを変化させるような構成としてもよい。すなわち、周期Ｔを下記式（５）に従って求める構成を採用しても良い。

なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

たとえば、上述の実施形態では、一眼レフデジタルカメラに本発明を適用した例について説明したが、本発明においては特にこれに限定されず、コンパクトカメラやビデオカメラ、スチルカメラ、携帯電話用のカメラ、銀塩フィルムを用いた一眼レフカメラなどのその他の光学機器に本発明を適用しても良い。

また、上述の実施形態では、「点線軌跡流し撮りモード」において、露光開始から露光終了までの間に、増幅率Ｇを複数回増減させる例を示したが、複数の画像信号の増幅率Ｇは少なくとも一回増減させればよく、その回数は撮影目的等に応じて、適宜設定すれば良い。

さらに、上述の実施形態では、「点線軌跡流し撮りモード」が選択されている場合に、上記制御が行われる場合を例示したが、たとえば、カメラ１に備えられた角速度センサ（不図示）からの信号に基づき、撮影状態判定部１９３が、カメラ１の撮影状態が流し撮り撮影であると判定した場合に、上記制御が行われるような構成としても良い。

図１は本実施形態に係る一眼レフデジタルカメラを示す要部構成図である。 図２は画像処理部の構成を示すブロック図を示す。 図３は本実施形態に係るカメラの「点線軌跡流し撮りモード」における動作を示すフローチャートである。 図４は本実施形態における画像信号の増幅率と、露光時間との関係の一例を示すグラフである。 図５は図４に示すグラフの一部を拡大して示した図 図６（Ａ）は本実施形態に係る「点線軌跡流し撮りモード」が適用される一場面例を示す図、図６（Ｂ）は本実施形態に係る「点線軌跡流し撮りモード」を適用して得られる画像を示す図、図６（Ｃ）は従来の流し撮りにおいて得られる画像を示す図である。 図７は本実施形態の他の例における画像信号の増幅率と、露光時間との関係を示すグラフである。 図８は本実施形態の他の例における画像信号の増幅率およびカメラの角速度と、露光時間との関係を示すグラフである。 図９は本実施形態の他の例における画像信号の増幅率および増幅パターンの周期と、露光時間との関係を示すグラフである。 図１０は本実施形態に係る「点線軌跡流し撮りモード」を適用して得られる画像を示す図である。

符号の説明

１…一眼レフデジタルカメラ
１００…カメラボディ
１１０…撮像素子
１７０…カメラ制御部
１８０…信号増幅部
１９０…画像処理部
１９１…増幅率制御部
１９２…タイミング入力部
１９３…撮影状態判断部
１９４…画像合成部
１９５…出力部
２００…レンズ鏡筒
２１０…レンズ群
２２０…絞り装置
２５０…レンズ制御部

Claims (8)

1. 光学系による像を撮像し出力信号を出力する撮像部と、
   撮影状態が流し撮りであることを判定する判定部により撮影状態が流し撮りであると判定されたとき、露光の開始から終了までの間に、前記撮像部から出力された前記出力信号を少なくとも１回増減させるように前記撮像部を制御する制御部とを含むことを特徴とする撮像装置。
2. 光学系による像を撮像し出力信号を出力する撮像部と、
   露光の開始から終了までの間に、前記撮像部から出力された前記出力信号を少なくとも１回増減させるように前記撮像部を制御する制御部とを含む撮像装置であって、
   前記制御部は、流し撮り撮影の速さに応じて、前記出力信号の増減回数を変更可能であることを特徴とする撮像装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載された撮像装置であって、
   前記撮像部は、前記光学系による像を撮像する撮像素子と、前記撮像素子から出力された信号を増幅率に応じて増幅して前記出力信号を出力する増幅部とを含み、
   前記制御部は、前記増幅部の前記増幅率を制御することを特徴とする撮像装置。
4. 請求項３に記載された撮像装置であって、
   前記増幅部から出力された前記出力信号を合成する合成部を有することを特徴とする撮像装置。
5. 請求項４に記載された撮像装置であって、
   前記増幅部は、露光の開始から終了までの間に、複数の画像に対応する前記出力信号を出力し、
   前記合成部は、少なくとも一部の被写体の位置が一致するように前記複数の画像を合成することを特徴とする撮像装置。
6. 請求項１から請求項５までの何れか１項に記載された撮像装置であって、
   前記制御部は、前記出力信号の増減に対応させて、露出値、絞り値、撮像素子の感度値、閃光量のうち少なくとも１つを制御可能であることを特徴とする撮像装置。
7. 請求項１から請求項６までの何れか１項に記載された撮像装置であって、
   撮影のタイミングに対応した信号が入力される入力部を有し、
   前記制御部は、前記入力部に前記撮影のタイミングに対応した信号が入力された後、前記出力信号を少なくとも１回増減させるように前記撮像部を制御することを特徴とする撮像装置。
8. 請求項１から請求項７までの何れか１項に記載された撮像装置であって、
   第１撮影モードを含む撮影モードを設定可能なモード設定部を有し、
   前記制御部は、前記モード設定部により前記第１撮影モードに設定されているとき、前記出力信号を少なくとも１回増減させるように前記撮像部を制御することを特徴とする撮影装置。

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