JP4661964B2 - 撮像装置、及び、プログラム - Google Patents

Description

本発明は、連写機能を備えた撮像装置、及び該撮像装置に用いられるプログラムに関するものである。

従来、ユーザによるレリーズ操作部材の操作力や操作量に応じて、連写速度を可変制御するカメラが知られている（例えば下記特許文献１参照）。かかるカメラによれば、ユーザは、所望の連写速度を設定して連写撮影を行うことができる。

特開２００２−１４８６９３号公報

このように、従来カメラによれば、ユーザは、所望の連写速度を設定して連写撮影を行うことが可能となる。しかしながら、ユーザにおいてどの程度の連写速度（単位時間当たりの撮影回数）を設定すれば、被写体の動きとの関係で適切な連写となるかを把握することは困難である。このため、被写体の動きが遅いにも拘わらず、高い連写速度で撮影を行ってしまう場合や、これとは逆に被写体の動きが速いにも拘わらず、低い連写速度で撮影を行ってしまう場合が生ずる。

その結果、被写体の動きが遅いにも拘わらず単位時間当たりの撮影回数が多くて過剰な連写となる場合や、被写体の動きが速いにも拘わらず単位時間当たりの撮影回数が少なくて過少な連写となる場合が生じ、連写速度を被写体の動きに応じて適切に設定することができない。

本発明は、かかる従来の課題に鑑みてなされたものであり、被写体の動きに応じて過不足のない適切な時間間隔で連写を行うことのできる撮像装置、及び撮像制御プログラムを提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、撮像手段と、この撮像手段が撮像すべき対象に対し合焦する合焦手段と、この合焦手段によって合焦し、記録指示を検出することにより、前記撮像手段に対し第１の時間間隔で撮像画像を連続して記録するよう制御する第１の記録制御手段と、この第１の記録制御手段による制御の間、前記対象が撮像方向に対して遠近方向に移動しているか否かを判断する判断手段と、この判断手段によって前記遠近方向に移動していると判断されると、前記合焦手段による合焦を行いながら第２の時間間隔で前記撮像画像の記録を継続するよう制御する第２の記録制御手段とを備え、前記判断手段は、前記対象が撮影方向に対して遠近方向におけるいずれの方向に移動しているか否かをも判断し、前記第２の記録制御手段は更に、前記判断手段によって前記対象が遠近方向におけるいずれかの方向に移動していると判断されると、判断された移動方向に基づいて合焦位置を変化させながら、前記第２の時間間隔で前記撮像画像を連続して取得する取得手段と、この取得手段により連続して取得された撮像画像から前記対象に合焦している撮像画像を選択して記録するよう制御する第３の記録制御手段とを含み、この第３の記録制御手段は、前記第１の時間間隔に基づいて前記撮像画像を選択して記録するよう制御することを特徴とする。

また、請求項２記載の発明は、撮像装置が有するコンピュータを、撮影すべき対象に合焦し、記録指示を検出することにより、第１の時間間隔で撮像画像を連続して記録部に記録するよう制御する第１の記録制御手段、この第１の記録制御手段による制御の間、前記対象が撮像方向に対して遠近方向に移動しているか否かを判断する判断手段、この判断手段によって前記遠近方向に移動していると判断されると、前記対象に合焦しながら第２の時間間隔で前記撮像画像の記録を継続するよう制御する第２の記録制御手段として機能させ、前記判断手段は、前記対象が撮影方向に対して遠近方向におけるいずれの方向に移動しているか否かをも判断し、前記第２の記録制御手段は更に、前記判断手段によって前記対象が遠近方向におけるいずれかの方向に移動していると判断されると、判断された移動方向に基づいて合焦位置を変化させながら、前記第２の時間間隔で前記撮像画像を連続して取得する取得手段と、この取得手段により連続して取得された撮像画像から前記対象に合焦している撮像画像を選択して記録するよう制御する第３の記録制御手段とを含み、この第３の記録制御手段は、前記第１の時間間隔に基づいて前記撮像画像を選択して記録するよう制御することを特徴とする。

本発明によれば、被写体の動きに応じて過不足のない適切な時間間隔で連写を行うことができる。

（Ａ）は本発明の一実施の形態に係るデジタルカメラの正面図、（Ｂ）は平面図である。 同デジタルカメラのブロック図である。 本発明の第１の実施の形態における処理手順を示すフローチャートである。 同本実施の形態におけるフレームレートの変化例を示す遷移図である。 本発明の第２の実施の形態における処理手順を示すフローチャートである。 同実施の形態におけるピント合焦画像セレクト処理の処理内容を示す説明図である。

以下、本発明の一実施の形態を図に従って説明する。図１（Ａ）（Ｂ）は、本実施の形態に係るデジタルカメラ１の正面図及び平面図である。このデジタルカメラ１には、図１（Ａ）に示すようにボディ５の前面に、撮像レンズ２が設けられており、上面には同図（Ｂ）に示すように、電源ＯＮ／ＯＦＦキー３、シャッターボタン４が設けられている。このシャッターボタン４は、所謂ハーフシャッター機能を備えたものであって、半押しと全押しとが可能である。なお、ボディ５の背面にはＬＣＤからなる表示部１６や、撮影モードと再生モード及び撮影モードにおける静止画撮影モードと連写モードとを選択的に設定するためのモード設定キー等が設けられている。

図２は、デジタルカメラ１の概略構成を示すブロック図である。このデジタルカメラ１は、ＡＥ（自動露出）、ＡＦ（オートフォーカス）各機能を備えたものであって、バスライン６を介して各部に接続された制御部７を備えている。制御部７は、デジタルカメラ１の各部を制御するワンチップマイコンであって、連写速度制御部７１、再生速度制御部７２、時計部７３及びクロック７４を有している。連写速度制御部７１は連続撮影モードでの撮影画像の記録時における時間間隔を可変制御し、再生速度制御部７２は再生時における再生速度を可変制御する。時計部７３は、連続撮影モードにおいて撮影記録時間を計測する際等に用いられ、クロック７４はタイミング・ジェネレータであってＣＭＯＳ８を制御する。

ＣＭＯＳ８は、フォーカスレンズ、ズームレンズ等で構成される前記撮像レンズ２の光軸上に配置されている。ユニット回路９は、ＣＭＯＳ８から出力される被写体の光学像に応じたアナログの撮像信号が入力される回路であって、入力した撮像信号を保持するＣＤＳと、その撮像信号を増幅するゲイン調整アンプ（ＡＧＣ）、増幅された撮像信号をデジタルの撮像信号に変換するＡ／Ｄ変換器（ＡＤ）等から構成されている。ＣＭＯＳ８の出力信号はユニット回路９を経て各々デジタル信号として画像処理部１０に送られて、各種画像処理が施される。

また、バスライン６には、入力部１１、プログラムメモリ１２、ワークメモリ１３、記憶部１４、表示ドライバ１５及びＡＦ駆動部１７が接続されている。表示ドライバ１５は、デジタルカメラ１の背面に配置されている表示部１６を駆動する。入力部１１は、前記シャッターボタン４、等を含みユーザによる操作に応じたキー入力信号を制御部７に出力する。プログラムメモリ１２は、制御部７の動作プログラムや各部の制御に使用する各種データが記憶されているとともに、前記フォーカスレンズを駆動してオートフォーカス（ＡＦ）制御を実行するＡＦ制御プログラムも記憶されている。

ワークメモリ１３は、ＣＭＯＳ８により撮像された後デジタル化された被写体の画像データ等を一時保存するバッファであるとともに、制御部７のワーキングメモリとしても使用される。ワークメモリ１３に一時保存された画像データは、制御部７により圧縮（符号化）が行われ、最終的には所定のフォーマット（ＪＰＥＧ形式等）の複数の静止画データ、あるいは複数の静止画像データを含む動画データ（Ｍｏｔｉｏｎ ＪＰＥＧ形式、ＭＰＥＧ−４形式、ＭＰＥＧ−４ ＡＶＣ形式等）としてファイル名（撮影日時を用いたファイル名）が付されて、記憶部１４に記録される。ＡＦ駆動部１７は、前記ＡＦ制御プログラムに基づく制御部７の制御により、フォーカスレンズ、ズームレンズ等で構成される前記撮像レンズ２におけるフォーカスレンズを駆動する。

すなわち、このデジタルカメラ１は、表示部１６においてスルー画像上にフォーカス枠を表示し、このフォーカス枠内の画像データをコントラスト評価値の取得領域（ＡＦ評価領域）として使用し、当該画像が合焦するように、ＡＦ制御（ＡＦ処理）を実行してＡＦ駆動部１７を駆動する。また、検出した画像データで露出計測、露出調整処理（ＡＥ処理）を実行して、この領域内の撮像信号に含まれる輝度情報に基づいたＡＥ制御し、更に検出した顔領域でホワイトバランス調整処理を実行して、画像が適正に記録できるように、ホワイトバランスを調整する機能を備える。

なお、各実施の形態においては、連写速度Ａ（第１の時間間隔）を「２０（コマ／秒）」、連写速度Ｂ（第２の時間間隔）を「１０（コマ／秒）」とする。

（第１の実施の形態）
次に、以上の構成からなるデジタルカメラ１の動作について説明する。前記電源ＯＮ／ＯＦＦキー３をオン操作し連続撮影モードを設定すると、制御部７はプログラムメモリ１２に格納されたプログラムに従って図３のフローチャートに示す手順で処理を実行する。すなわち、ライブビュー表示処理を実行し、表示部１６にＣＭＯＳ８により順次取り込まれる画像を表示させる（ステップＳ１０１）。このライブビュー表示処理状態において、シャッターボタン４に対する操作を検出したか否かを判断する（ステップＳ１０２）。そして、シャッターボタン４に対する操作を検出した場合は、更にその操作がハーフシャッター（半押し）か否かを判断する（ステップＳ１０３）。ハーフシャッターを検出しなかった場合はフルシャッター（全押し）と判断し、後述のステップＳ１０６の処理に移行する（ステップＳ１０４）。

ハーフシャッターの検出と判断した場合は、前記ＡＦ処理及びＡＥ処理を実行するとともに、被写体の動き判別処理を実行する（ステップＳ１０４）。この被写体の動き判別処理に際しては、先ず前記フォーカス枠内の被写体（記録すべき対象）を認識する。しかる後に、ＣＭＯＳ８により順次取り込まれる画像から、認識した被写体の動きベクトルを算出し、あるいは認識した被写体の大小変化を検出することにより、当該被写体の動きを判別する。

次に、フルシャッター操作を検出したか否かを判断し（ステップＳ１０５）、この操作を検出するまでステップＳ１０４からの処理を繰り返す。

フルシャッターを検出した場合は、前記ステップＳ１０４で判別した被写体の動きが撮影方向に対して遠近方向であるか否かを判断する（ステップＳ１０６）。被写体の動きが遠近方向でない場合（被写体が静止している場合、被写体が左右上下方向に移動している場合）には、フォーカスロック及び露出ロック処理を実行する（ステップＳ１０７）。つまり、ＡＦ駆動部１７を停止させてフォーカスレンズを当該位置に固定するともに、ＡＥ処理を停止して露出を現状態に固定する。

また、連写速度Ａに設定した後連続撮影処理を実行し、ＣＭＯＳ８、ユニット回路９、画像処理部１０等で構成される撮像部から連写速度Ａである２０（コマ／秒）で静止画を取得して、これらの静止画をワークメモリ１３に順次記録する（ステップＳ１０８）。次に、シャッターボタン４の全押しが解除されたか否かを判別し（ステップＳ１０９）、シャッターボタン４の全押しが解除されないならば、ステップＳ１０８に戻る。したがって、被写体の動きが遠近方向でない状態でシャッターボタン４の全押しが継続されると、（１）フォーカスロック型連写が行われることとなる。

したがって、連続撮影モードにおいて、被写体が遠近方向に移動していない場合には（１）フォーカスロック型連写により、図４に示すように、フルシャッターが検出された撮影開始時点ＴＳから連写速度Ａによる単位時間当たりの撮影枚数で、静止画Ｆを順次ワークメモリ１３に記録することができる。

この状態、つまり前記ステップＳ１０６→Ｓ１０７→Ｓ１０８→Ｓ１０９→Ｓ１０６のループが繰り返されている状態において、被写体が遠近方向に移動すると、これを検知し、ステップＳ１０６の判断がＹＥＳとなり、（２）フォーカス動作追従型連写に移行する。

この（２）フォーカス動作追従型連写は、連続撮影処理を継続し（ステップＳ１１０）、フルシャッターの操作解除を検出したか否を判断し（ステップＳ１１１）、解除されない場合にはフォーカス追従処理とＡＥ処理とを実行し（ステップＳ１１２）、連写速度Ｂに変更して（ステップＳ１１３）、撮影処理を継続する処理、つまりステップＳ１１０→Ｓ１１１→Ｓ１１２→Ｓ１１３→Ｓ１１０のループ処理である。

前記ステップＳ１１２においては、フォーカス追従処理により、遠近方向に移動した被写体に合焦するように、ＡＦ駆動部１７を制御してフォーカスレンズを駆動し、ＡＥ処理より、合焦した被写体の撮像信号に含まれる輝度情報に基づいて露出を調整する。そして、これらフォーカス追従処理及びＡＥ処理を伴いながら、ＣＭＯＳ８、ユニット回路９、画像処理部１０等で構成される撮像部から連写速度Ｂである１０（コマ／秒）で静止画を取得して、これらの静止画をワークメモリ１３に順次記録する（ステップＳ１１０）。よって、この状態においては、図４に示すように、連写速度Ｂによる単位時間当たりの撮影枚数で、静止画Ｆが順次ワークメモリ１３に記録されていく。

そして、ユーザが連写を停止すべく、フルシャッターの操作解除を検出すると、ステップＳ１１１の判断がＹＥＳとなり、ステップＳ１１４に進んで撮影後処理を実行する。この撮影後処理（ステップＳ１１４）においては、ワークメモリ１３に記録された複数の静止画Ｆを符号化及びファイル化し、ファイル名を付して記憶部１４に記憶する。

したがって、例えば静止していた被写体が連写中に遠近方向に移動した場合には、図４に示すように、撮影開始時点ＴＳから連写速度Ａにて連続撮影され、途中で連写速度Ｂにて連続撮影された撮影終了時点ＴＥまでの画像がファイル化されて記憶されることとな

しかも、ステップＳ１１２でフォーカス追従処理及びＡＥ処理を実行することから、被写体にピントが合い、露出も適正な連写を行うことができる。したがって、被写体の動作方向応じて過不足のない適切な連写速度であって、かつ被写体にピントが合い、露出も適正に連写された画像を記録することができる。

なお、ステップＳ１０６→Ｓ１０７→Ｓ１０８→Ｓ１０９→Ｓ１０６のループが繰り返されて、（１）フォーカスロック型連写が行われている状態において、ユーザがフルシャッター操作を解除した場合には、ステップＳ１１１の判断がＹＥＳとなって、ステップＳ１１４に進む。したがって、この場合には、図４に示したシャッターボタン４の全押しが検出された撮影開始時点ＴＳから連写速度Ａで撮影された静止画がファイル化されて、記憶部１４に記憶されることとなる。

（第２の実施の形態）
図５は、本発明の第２の実施の形態における処理手順を示すフローチャートである。先ず、上記第１の実施の形態において、ステップＳ１０５でフルシャッター操作を検出したと判断すると、前記ステップＳ１０４で判別した被写体の動きが撮影方向に対して遠近方向であるか否かを判断する（ステップＳ２０１）。被写体の動きが遠近方向でない場合（被写体が静止している場合、被写体が左右上下方向に移動している場合）には、更に、被写体の動きを予測するモードに予め設定されているか否かを判断する（ステップＳ２０２）。そして、被写体の動きを予測するモードが設定されていない場合は図３のステップＳ１０７以降の処理を実行するが、被写体の動きを予測するモードが設定されている場合は、連写速度優先フォーカスずらし型連写が予め設定されているか否かを判断する（ステップＳ２０３）。

連写速度優先フォーカスずらし型連写が予め設定されている場合には、ステップＳ２０４〜Ｓ２０７での処理により、（３）連写速度優先フォーカスずらし型連写を実行する。すなわち、連写処理を開始し（ステップＳ２０４）、フルシャッターの操作解除を検出したか否を判断する（ステップＳ２０５）。フルシャッターの操作が継続しているならば、フォーカスずらし処理とＡＥ処理とを実行する（ステップＳ２０６）。

このステップＳ２０６でのフォーカスずらし処理においては、被写体が遠近方向に移動している場合には（ステップＳ２０１がＹＥＳであった場合）、その方向が「遠」「近」方向の何れであるかを判断し、判断した方向と被写体の移動速度とに応じてフォーカスレンズの移動方向、及び、移動速度を決定する。この場合、フォーカスレンズの移動速度は、被写体の移動速度よりも若干速くなるようにしてもよい。

引き続き、連写速度Ａから連写速度Ｃ（６０（コマ／秒））に変更して（ステップＳ２０７）、先に決定した移動方向にフォーカスレンズを移動させながら撮影処理を継続する（ステップＳ２０４）。つまり、シャッターボタン４の全押しが継続している限り、ステップＳ２０４→Ｓ２０５→Ｓ２０６→Ｓ２０７→Ｓ３０４のループを繰り返す。これにより、図６（ａ）に示すように、連写速度Ａよりも連写速度が速い連写速度Ｃによる単位時間当たりの撮影枚数で、静止画Ｆが順次ワークメモリ１３に記録されていく。

そして、前記ループＳ２０４→Ｓ２０５→Ｓ２０６→Ｓ２０７→Ｓ２０４の処理が繰り返されている状態において、フルシャッターの操作解除を検出すると、ステップＳ２０５の判断がＮＯとなる。したがって、ステップＳ２０５からステップＳ２０８に進んで、ピント合焦画像セレクト処理を実行する。

このステップＳ２０８でのピント合焦画像セレクト処理においては、図６（ｂ）に示すように、前記ループでの処理により連写速度Ｃで撮影された複数の静止画から、画像解析処理により被写体にピントが合った静止画Ｆ・・・を選択する。このとき、静止画Ｆ・・・の選択は、前記連写速度Ａによる連写間隔を基準に行う。したがって、ステップＳ２０８でのピント合焦画像セレクト処理により、被写体に合焦している静止画Ｆ・・・が連写速度Ａを基準に選択される（図６（ｂ））。

そしてしかる後に、図３のステップＳ１１４に進んで撮影後処理を実行し、ワークメモリ１３にて選択された複数の画像（静止画Ｆ（図６（ｂ）））を符号化・ファイル化し、ファイル名を付して記憶部１４に記憶する。

したがって、この実施の形態においては、ライブビュー表示処理において被写体が遠近方向に動いていなくても、予め被写体が動く方向を予測するモードが設定されていれば、（２）フォーカス動作追従型連写を行うので、連写による撮影処理中に突然、被写体遠近方向に動いても、被写体の動作速度に応じて過不足のない適切な連写速度であって、かつ被写体にピントが合い、露出も適正に連写された画像を記録することができる。

また、（３）連写速度優先フォーカスずらし型連写とピントセレクト合焦画像セレクト処理（ステップＳ２０８）とが実行されることにより、「遠」又は「近」方向に移動する被写体にピントがあった画像からなる連写画像を記録することができる。

また、ステップＳ２０３の判断がＮＯであって、連写速度優先フォーカスずらし型連写が予め設定されていない場合には、図３のステップＳ２０３以降の処理を実行する。

なお、本実施の形態においては、本発明をデジタルカメラに適用した場合について説明したが、本発明はこれに限るものではなく、他にもカメラ付き携帯電話端末、カメラ付きＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ：携帯情報端末）、カメラ付きパーソナルコンピュータ、等に適用することも容易に可能であり、要は連続撮影が可能な装置であればいずれにも適用することができる。

１ デジタルカメラ
２ 撮像レンズ
４ シャッターボタン
７ 制御部
８ ＣＭＯＳ
９ ユニット回路
１０ 画像処理部
１１ 入力部
１２ プログラムメモリ
１３ ワークメモリ
１４ 記憶部
１５ 表示ドライバ
１６ 表示部
１７ ＡＦ駆動部
７１ 撮影フレームレート制御部
７２ 再生フレームレート制御部
７３ 時計部
７４ クロック
Ａ 通常フレームレート
Ｂ 高速フレームレート
Ｆ フレーム画像データ

Claims (2)

1. 撮像手段と、
   この撮像手段が撮像すべき対象に対し合焦する合焦手段と、
   この合焦手段によって合焦し、記録指示を検出することにより、前記撮像手段に対し第１の時間間隔で撮像画像を連続して記録するよう制御する第１の記録制御手段と、
   この第１の記録制御手段による制御の間、前記対象が撮像方向に対して遠近方向に移動しているか否かを判断する判断手段と、
   この判断手段によって前記遠近方向に移動していると判断されると、前記合焦手段による合焦を行いながら第２の時間間隔で前記撮像画像の記録を継続するよう制御する第２の記録制御手段とを備え、
   前記判断手段は、前記対象が撮影方向に対して遠近方向におけるいずれの方向に移動しているか否かをも判断し、
   前記第２の記録制御手段は更に、前記判断手段によって前記対象が遠近方向におけるいずれかの方向に移動していると判断されると、判断された移動方向に基づいて合焦位置を変化させながら、前記第２の時間間隔で前記撮像画像を連続して取得する取得手段と、
   この取得手段により連続して取得された撮像画像から前記対象に合焦している撮像画像を選択して記録するよう制御する第３の記録制御手段とを含み、
   この第３の記録制御手段は、前記第１の時間間隔に基づいて前記撮像画像を選択して記録するよう制御することを特徴とする撮像装置。
2. 撮像装置が有するコンピュータを、
   撮影すべき対象に合焦し、記録指示を検出することにより、第１の時間間隔で撮像画像を連続して記録部に記録するよう制御する第１の記録制御手段、
   この第１の記録制御手段による制御の間、前記対象が撮像方向に対して遠近方向に移動しているか否かを判断する判断手段、
   この判断手段によって前記遠近方向に移動していると判断されると、前記対象に合焦しながら第２の時間間隔で前記撮像画像の記録を継続するよう制御する第２の記録制御手段として機能させ、
   前記判断手段は、前記対象が撮影方向に対して遠近方向におけるいずれの方向に移動しているか否かをも判断し、
   前記第２の記録制御手段は更に、前記判断手段によって前記対象が遠近方向におけるいずれかの方向に移動していると判断されると、判断された移動方向に基づいて合焦位置を変化させながら、前記第２の時間間隔で前記撮像画像を連続して取得する取得手段と、
   この取得手段により連続して取得された撮像画像から前記対象に合焦している撮像画像を選択して記録するよう制御する第３の記録制御手段とを含み、
   この第３の記録制御手段は、前記第１の時間間隔に基づいて前記撮像画像を選択して記録するよう制御することを特徴とするプログラム。

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