JP5447619B2 - 撮像装置 - Google Patents
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Description
(第一の実施形態)
図1は、本発明の第一の実施の形態によるデジタルカメラ1の構成を例示するブロック図である。図1において、撮影レンズ11は、撮像素子12の撮像面12aに被写体像を結像させる。なお、図1に示すデジタルカメラ1は、撮影レンズ11がカメラと一体的に形成され、撮影レンズが着脱不能なデジタルカメラである。しかしながら、後述するデジタルカメラ1の構成を、カメラボディと、そのカメラボディに着脱可能な交換レンズからなるカメラシステムに適用することも可能である。その場合、図1の撮影レンズ11、レンズ駆動部21が交換レンズに含まれ、撮像素子12、画像処理部14、液晶モニタ15、CPU16、バッファメモリ18、記録再生部19、操作部材20がカメラボディに含まれる。
デジタルカメラ1において、静止画撮影モードと、動画撮影モードと、スロー動画撮影モードとが、上記モード切替えスイッチによって切替え可能である。静止画撮影モードは、撮像素子12が上記全押し操作信号に応じて画像を取得し、撮像素子12が取得した画像に基づいて画像処理部14が生成した静止画データを、記録再生部19がメモリカード50へ記録するモードである。
図2において、時刻t0においてスロー動画撮影モードに切替え操作されると、CPU16は、液晶モニタ15にライブビュー画像の表示を開始させる。CPU16は、例えば60フレーム/秒(60fps)のフレームレートで撮像素子12に被写体像を撮像させ、得られたデジタル画像データに基づく再生画像をライブビュー画像として液晶モニタ15に逐次表示させる。また、CPU16は、デジタル画像データに基づいて露出演算を行いながら、露出が適正になるように露出制御を行う。
図2の時刻t1において、ユーザーによってシャッターボタンが半押し操作されると(スイッチS1オン)、CPU16は、上記第1フォーカス検出ポイントに対応するフォーカス検出用画素からの出力信号を用いて1回目のAF処理を行う。具体的には、CPU16は、第1フォーカス検出ポイント(図3のマークM1の位置)に対応するフォーカス検出用画素からの出力信号を使ってAF演算によりフォーカシングレンズ駆動量(デフォーカス量)を演算する。CPU16は、そのデフォーカス量に基づいて撮影レンズ11のフォーカシングレンズをレンズ駆動部21に駆動させることによって、図3に例示した近景被写体41にピントを合わせる。このとき、本実施の形態では遠景被写体42が被写界深度から外れ、遠景被写体42にピントが合わない。CPU16は、近景被写体41を対象に演算したデフォーカス量に基づく合焦位置へのフォーカシングレンズの移動が終了すると、バッファメモリ18に対して撮像素子12によって取得された画像データの記録(蓄積)を開始させる。これにより、60フレーム/秒(60fps)のフレームレートで得られたフレーム画像が、逐次バッファメモリ18に蓄積される。蓄積されるフレーム画像のピクセル数は、例えば3840(水平)×2160(垂直)である。
時刻t2において、ユーザーによってシャッターボタンが全押し操作されると(スイッチS2オン)、CPU16は、上記第2フォーカス検出ポイントに対応するフォーカス検出用画素からの出力信号を用いて2回目のAF処理を行う。具体的には、CPU16は、第2フォーカス検出ポイント(図4のマークM2の位置)に対応するフォーカス検出用画素からの出力信号を使ってAF演算によりフォーカシングレンズ駆動量(デフォーカス量)演算する。CPU16は、そのデフォーカス量に基づいて撮影レンズ11のフォーカシングレンズをレンズ駆動部21に駆動させることによって、図4に例示した遠景被写体42にピントを合わせる。このとき、本実施の形態では近景被写体41が被写界深度から外れ、近景被写体41にピントが合わない。本実施形態におけるフォーカス位置の移動動作(近景被写体41に対する合焦状態から、遠景被写体42に対する合焦状態への状態変化)は、時刻t2に開始して、時刻t2からt3までの間にCPU16がレンズ駆動部21にフォーカスレンズを継続駆動させることによって行われる。このフォーカス位置の変更動作中も、撮像素子12による撮影動作、およびバッファメモリ18による画像データの一次記憶(蓄積)動作は継続して行われる。本実施形態では、時刻t2からt3までの所定時間Bを、例えば1秒とする。
CPU16は、遠景被写体42を対象に演算したデフォーカス量に基づく合焦位置へのフォーカシングレンズの移動が終了すると、時刻t3においてCPU16内部のタイマー回路(不図示)による計時を開始させる。CPU16は、タイマー回路による所定時間C(例えば0.5秒間)の計時が終了する時刻t4において、バッファメモリ18による画像データの蓄積を終了させる。
CPU16は、画像処理部14へ指示を送り、バッファメモリ18内に蓄積されている時刻t2以前の所定時間A(図2において例えば0.5秒とする)、時刻t2から時刻t3までの所定時間B(上述したように例えば1秒)、および時刻t3から時刻t4までの所定時間C(上述したように例えば0.5秒秒)にそれぞれ取得されたフレーム画像群に基づいて、24フレーム/秒で再生するスローモーション動画データを画像処理部14に生成させる。これにより、時間T(=A+B+C)=2秒間に取得されたフレーム画像群に基づいて、再生時間が例えば5秒間のスローモーション動画データが得られる。
CPU16はさらに、画像処理部14へ指示を送り、画像処理部14は、バッファメモリ18内に蓄積されている時刻t2以前(すなわち全押し操作以前)の所定時間Aに取得された複数フレームの画像群(近景被写体41にピントが合っている複数フレームの画像群)の中から1フレームの画像を抽出することによって、3840画素(水平方向)×2160画素(垂直方向)の第1静止画データを得る。抽出される1フレームの画像は、例えば所定時間Aの間に取得された画像群のうちの最終フレームの画像としてもよいし、或いは所定時間Aの間に取得された画像群の中から所定の選定基準に基づいて抽出されたベストショット画像(所定時間Aの中におけるベストショット画像)としてもよい。
(1)デジタルカメラ1は、撮影レンズ11を介して被写体像を撮像する撮像素子12からの撮像信号に基づく複数のフレーム画像を順次記憶するバッファメモリ18と、静止画撮影指示に応じて撮影レンズ11を駆動するレンズ駆動部21と、静止画撮影指示のあった時刻t2を含む所定時間Bの間にバッファメモリ18によって記憶された複数のフレーム画像に基づいて、バッファメモリ18によって単位時間に記憶される60fpsより少ない24fpsで時系列に再生されるスローモーション動画データを生成する画像処理部14と、を備える。したがって、静止画の撮影タイミングに合わせて、自動的に印象的な映像効果を有する時系列画像を得ることができる。
以上の説明では、シャッターボタンの半押し操作時に行われる1回目のAF処理が近景の被写体41を対象として行われ、シャッターボタンの全押し操作時に行われる2回目のAF処理が遠景の被写体42を対象として行われる例を説明した。この代わりに、シャッターボタンの半押し操作時に行われる1回目のAF処理が遠景の被写体42を対象として行われ、シャッターボタンの全押し操作時に行われる2回目のAF処理が近景の被写体41を対象として行われるようにしてもよい。
また、シャッターボタンの半押し操作時に行われる1回目のAF処理を省略し、シャッターボタンの全押し操作時にのみAF処理が行われることとしてもよい。変形例2の場合、時刻t2以前(すなわち全押し操作以前)の所定時間Aにおいては、画面全体がぼけた状態で複数フレームの画像群がバッファメモリ18によって蓄積される。時刻t3以降(すなわち全押し操作後)の所定時間Cにおいては、所定の被写体にピントが合った状態で複数フレームの画像群がバッファメモリ18によって蓄積される。
上記第一の実施形態では、フォーカス位置の移動中に撮影された動画がスローモーション動画となる。第二の実施形態では、ズーム動作中に撮影された動画がスローモーション動画になる。すなわち、第二の実施形態では、シャッターボタンの半押し操作時(図2の時刻t1)においてAF処理が行われ、シャッターボタンが全押し操作されるとズーム駆動(画角変更)が行われる(図2の時刻t2〜t3)。
第二の実施形態では、画像処理部14は、バッファメモリ18内に蓄積されている時刻t2以前(すなわち全押し操作以前)の所定時間Aに取得された複数フレームの画像群(ズームインされる前)の中から1フレーム分の画像を抽出して、3840画素(水平方向)×2160画素(垂直方向)の第1静止画データを得る。抽出される1フレームの画像は、例えば所定時間Aに取得された画像群のうち最終フレームの画像としてもよいし、所定時間Aに取得された画像群の中から所定の選定基準に基づいて抽出されたベストショット画像としてもよい。
(1)デジタルカメラ1は、撮影レンズ11を介して被写体像を撮像する撮像素子12からの撮像信号に基づく複数のフレーム画像を順次記憶するバッファメモリ18と、静止画撮影指示に応じて撮影レンズ11を駆動するレンズ駆動部21と、静止画撮影指示のあった時刻t2を含む所定時間Bの間にバッファメモリ18によって記憶された複数のフレーム画像に基づいて、バッファメモリ18によって単位時間に記憶される60fpsより少ない24fpsで時系列に再生されるスローモーション動画データを生成する画像処理部14と、を備える。したがって、静止画の撮影タイミングに合わせて、自動的に印象的な映像効果を有する時系列画像を得ることができる。
第二の実施形態では、シャッターボタンが全押し操作されると(図2の時刻t2〜t3)、ズームイン駆動が行われる。この代わりに、先にズームインされた状態から、シャッターボタンが全押し操作されると(図2の時刻t2〜t3)ズームアウト駆動が行われるようにしてもよい。
ズームイン後の画角が、ズームイン前の画角に対して1/2へ変更される例を説明したが、画角の変更幅はズームイン前の画角に対して1/2に限られなくてもよい。また、画角の変更幅をCPU16が自動的に決定するようにしてもよい。画角変更幅を自動的に決定する場合のCPU16は、例えば、ズームイン前のライブビュー画像(例えば、図7)において人物の「顔」検出処理を行い、検出結果に基づいてズームインに必要な画角の変更幅(ズームレンズの移動量)を決定する。
上記各実施形態では、撮像素子12からの撮像信号に基づく複数のフレーム画像が順次(時系列に)バッファメモリ18によってバッファリングされている最中に、レンズ駆動部21が撮影レンズ11のフォーカシングレンズやズームレンズを駆動する。それにより得られた時系列画像からスローモーション動画が画像処理部14によって生成される。他の撮影条件(露光条件)が変更されても良い。例えば、時系列に得られる複数のフレーム画像がバッファメモリ18によってバッファリングされている最中に、露出値や或いはホワイトバランス値などの「他の撮影条件(露光条件)」が変更されても良い。上記「他の撮影条件」は、バッファリングされる1フレーム毎に変更されるようにしても良いし、あるいは所定フレームおきに変更されるようにしても良い。また、露出値の変更方向については、露出オーバー方向に変更されても良いし、逆に露出アンダー方向に変更されても良い。この「他の撮影条件」の変更に関して、変更の時期(何フレームおきに変更するか)、変更方向(露出オーバー方向または露出アンダー方向)、および変更幅(白とび、または黒つぶれの度合い)などの設定値を、予めデジタルカメラ1内に記憶されているドラフト値に基づいてCPU16が設定しても良いし、或いはユーザーがメニュー画面で任意に設定できるようにしても良い。
第三の実施形態では、第一の実施形態と比べて、フォーカス位置の移動先をデジタルカメラ1が自動的に見つける点が異なる。すなわち、第一の実施形態では、CPU16が、フォーカス位置の移動時に移動元となる第1フォーカス検出ポイント、およびフォーカス位置の移動先となる第2フォーカス検出ポイントをそれぞれユーザー操作に基づいて決定した。これに対し、第三の実施形態では、CPU16は、フォーカス位置の移動元となる第1フォーカス検出ポイントのみをユーザー操作に基づいて決定し、フォーカス位置の移動先となる第2フォーカス検出ポイントをユーザー操作に基づかずに自動的に決定する。
CPU16は、スロー動画撮影モードにおいては、フォーカス位置を移動しながら時系列に得られる複数のフレーム画像をバッファメモリ18に一時記憶させる。スロー動画撮影モードに切替えられると、CPU16は液晶モニタ15にライブビュー画像表示を開始させる。なお、ライブビュー画像表示の際に、撮影レンズ11に含まれる絞りを所定値まで絞り込むことによって被写界深度が深くなると、近景から遠景まで像ぼけが少ないライブビュー画像が得られる。しかしながら、一般に、後述する人物の「顔」検出処理は、像ぼけの有無にかかわらず検出可能であるため、必ずしもライブビュー画像の被写界深度が深くなる必要はない。
図2の時刻t2において、ユーザーによってシャッターボタンが全押し操作されると(スイッチS2オン)、CPU16は、2回目のAF処理を行う。具体的には、CPU16は、枠M2の位置にある上記人物52の「顔」に対して算出されているデフォーカス量に基づいて撮影レンズ11のフォーカシングレンズをレンズ駆動部21に駆動させることによって、図10に例示した人物52にピントを合わせる。図10は、第2フォーカス検出ポイントに対するピント合わせを説明する図である。このとき、本実施の形態では近景被写体51が被写界深度から外れ、近景被写体51にピントが合わない。本実施形態におけるフォーカス位置の移動動作(近景被写体51に対する合焦状態から、人物52に対する合焦状態への状態変化)は、時刻t2に開始して、時刻t2からt3までの間にCPU16がレンズ駆動部21にフォーカスレンズを継続駆動させることによって行われる。このフォーカス位置の変更動作中も、撮像素子12による撮影動作、およびバッファメモリ18による画像データの一次記憶(蓄積)動作は継続して行われる。本実施形態では、時刻t2からt3までの所定時間Bを、例えば1秒とする。
CPU16は、人物52を対象に演算したデフォーカス量に基づく合焦位置へのフォーカシングレンズの移動が終了すると、時刻t3においてCPU16内部のタイマー回路(不図示)による計時を開始させる。CPU16は、タイマー回路による所定時間C(例えば0.5秒間)の計時が終了する時刻t4において、バッファメモリ18による画像データの蓄積を終了させる。
(1)デジタルカメラ1は、撮影レンズ11を介して被写体像を撮像する撮像素子12からの撮像信号に基づく複数のフレーム画像を順次記憶するバッファメモリ18と、静止画撮影指示に応じて撮影レンズ11を駆動するレンズ駆動部21と、静止画撮影指示のあった時刻t2を含む所定時間Bの間にバッファメモリ18によって記憶された複数のフレーム画像に基づいて、時系列に再生されるスローモーション動画データを生成する画像処理部14と、を備える。したがって、静止画の撮影タイミングに合わせて、自動的に印象的な映像効果を有する時系列画像を得ることができる。
第三の実施形態において複数の主要被写体(人物の「顔」)が存在する場合に、フォーカス位置が主要被写体間を順番に移動してもよい。変形例6のCPU16は、ユーザーによるシャッターボタンの全押し操作(スイッチS2オン)に応じて2回目のAF処理が行われる際、2つの「顔」のうちデフォーカス量が小さい人物52の「顔」(すなわち、デジタルカメラ1に近い人物52の「顔」)の位置に一旦ピントを合わせ、次にデフォーカス量が大きい人物53の「顔」(すなわち、デジタルカメラ1から遠い人物53の「顔」)の位置にピントを合わせる。
変形例6において画面に含まれる複数の主要被写体(人物の「顔」)領域の間で、露出値やホワイトバランス値などの「他の撮影条件(露光条件)」が異なる場合がある。そこで、変形例7のCPU16は、上記フォーカス位置の移動に合わせて(すなわち、異なる「顔」に一旦ピントを合わせるタイミングで)、ピントが合わせられる「顔」領域を基準に上記「他の撮影条件」を変更する。つまり、CPU16は、ピントが合わせられる「顔」に対して露出が適正になる露出値に変更し、ピントが合わせられる「顔」に適したホワイトバランス値に変更する。
第三の実施形態において複数の主要被写体(人物の「顔」)が存在する場合に、CPU16が自動で見つけるフォーカス位置の移動方向は、ユーザー操作に基づいて切替えられることとしてもよい。例えば、CPU16が自動で見つけるフォーカス位置の移動方向が「現在のフォーカス位置から近い被写体」に切替えられたとき、CPU16は、変形例6と同様に、現在のフォーカス位置(近景被写体51)から最も近い主要被写体(人物52の「顔」)へフォーカス位置を移動させる。「現在のフォーカス位置から最も近い」とは、主要被写体に対するデフォーカス量が、近景被写体51に対するデフォーカス量と近い値を有するという意味である。
上述した第一の実施形態〜第三の実施形態、および各変形例は、適宜組み合わされてもよい。例えば、時系列に得られる複数のフレーム画像がバッファメモリ18によってバッファリングされている最中に、フォーカシングレンズとズームレンズとが同時に、或いは部分的に並行して駆動されても良い。
11…撮影レンズ
12…撮像素子
14…画像処理部
15…液晶モニタ
16…CPU
18…バッファメモリ
19…記録再生部
20…操作部材
21…レンズ駆動部
50…メモリカード
Claims (5)
- 撮影光学系を介して被写体像を撮像する撮像素子からの撮像信号に基づく複数のフレーム画像を順次記憶する記憶部と、
静止画撮影指示に応じて前記撮影光学系を駆動する光学系駆動部と、
前記静止画撮影指示があった時刻を含む所定時間の間に前記記憶部によって記憶された前記複数のフレーム画像に基づいて、時系列に再生される画像データを生成する動画データ生成部と、
前記所定時間の間に前記記憶部によって記憶された前記複数のフレーム画像のうち少なくとも1つのフレーム画像に基づいて、少なくとも1つの静止画データを生成する静止画データ生成部と、を備え、
前記動画データ生成部は、前記複数のフレーム画像のうち前記記憶部によって単位時間に記憶されるフレーム画像の数を示す第1フレームレートより少ない第2フレームレートで再生されるスローモーション動画データを生成し、
前記静止画データ生成部は、前記光学系駆動部による前記撮影光学系の駆動前に前記記憶部によって記憶されたフレーム画像、および前記撮影光学系の駆動後に前記記憶部によって記憶されたフレーム画像に基づいて、前記少なくとも1つの静止画データを生成することを特徴とする撮像装置。 - 請求項1に記載の撮像装置において、
前記静止画データ生成部によって生成される前記少なくとも1つの静止画データは2つの静止画データを含み、
前記静止画データ生成部は、前記光学系駆動部による前記撮影光学系の駆動前に前記記憶部によって記憶されたフレーム画像に基づいて、前記2つの静止画データのうちの一方の静止画データを生成し、且つ前記撮影光学系の駆動後に前記記憶部によって記憶されたフレーム画像に基づいて、前記2つの静止画データのうちの他方の静止画データを生成することを特徴とする撮像装置。 - 請求項1または2に記載の撮像装置において、
前記動画データ生成部により生成された前記スローモーション動画データ及び前記静止画データ生成部により生成された前記少なくとも1つの静止画データを、互いに関連付けて記録媒体に記録する記録制御部をさらに備えることを特徴とする撮像装置。 - 請求項1〜3のいずれか一項に記載の撮像装置において、
前記光学系駆動部は、静止画撮影指示に応じて前記撮影光学系の焦点調節レンズおよび変倍レンズの少なくとも1つを駆動することを特徴とする撮像装置。 - 請求項1〜4のいずれか一項に記載の撮像装置において、
露出値またはホワイトバランス値の少なくとも一方を変更する変更手段を更に有し、
前記変更手段は、前記複数のフレーム画像が前記記憶部によって順次記憶される前記所定時間の間に、前記変更手段による変更動作を行うことを特徴とする撮像装置。
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