(57)【要約】【課題】  高いフレームレートを利用した撮影であっても、撮影時の環境に左右されずに適正な露出量の画像を取得する。【解決手段】  被写体光から得られる信号電荷を画像信号として出力する撮像素子と、撮像素子から単位時間当たりに画像信号が出力される回数を示すフレームレートを設定する設定手段と、設定されたフレームレートに基づいて、撮影時の露出条件を決定する条件決定手段と、露出条件に基づいた露出制御を行う露出制御手段と、を備えたことを特徴とする。【選択図】    図１
2010028365.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体光から得られる信号電荷を画像信号として出力する撮像素子と、
前記撮像素子から単位時間当たりに前記画像信号が出力される回数を示すフレームレートを設定する設定手段と、
設定された前記フレームレートに基づいて、撮影時の露出条件を決定する条件決定手段と、
前記露出条件に基づいた露出制御を行う露出制御手段と、
を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
請求項１記載の撮像装置において、
前記条件決定手段は、設定された前記フレームレートに基づいて、撮影感度又は前記撮像素子における前記信号電荷の蓄積時間を決定し、決定された前記撮影感度又は前記撮像素子における信号電荷の蓄積時間を用いて、前記撮影時の露出条件を決定することを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の撮像装置において、
被写体輝度を検出する検出手段をさらに備え、
前記条件決定手段は、前記被写体輝度から得られる露出値を満足するように、前記撮影時の露出条件を決定することを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
被写体光から得られる信号電荷を画像信号として出力する撮像素子と、
前記撮像素子から単位時間当たりに前記画像信号が出力される回数を示すフレームレートを設定する設定手段と、
所定時間内に前記撮像素子から出力される画像信号のうちの複数の画像信号を用いて、記録用の画像データを生成する画像生成手段と、
を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
請求項４記載の撮像装置において、
前記撮像素子から出力される画像信号から得られる画像データを順次記憶する記憶手段を有し、
前記画像生成手段は、前記記憶手段に記憶された複数の画像データを用いて、前記記録用の画像データを生成することを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
請求項５に記載の撮像装置において、
前記記録用の画像データの生成時に用いる前記画像データの数を算出する算出手段を、さらに備えていることを特徴とする撮像装置。
【請求項７】
請求項４〜６のいずれか１項に記載の撮像装置において、
被写体輝度を検出する被写体検出手段と、
設定された前記フレームレートに基づいて、撮影時の露出条件を決定する条件決定手段と、をさらに備え、
前記算出手段は、前記被写体輝度に基づく第１露出値と、前記条件決定手段により決定された露出条件に基づく第２露出値とをそれぞれ算出した後、前記第１露出値と第２露出値との差分から、前記記録用の画像データの生成時に用いる前記画像信号、又は前記画像データの数を算出することを特徴とする撮像装置。
【請求項８】
請求項７記載の撮像装置において、
前記条件決定手段は、設定された前記フレームレートに基づいて、撮影感度又は前記撮像素子における前記信号電荷の蓄積時間を決定し、決定された前記撮影感度又は前記撮像素子における前記信号電荷の蓄積時間を用いて、前記撮影時の露出条件を決定することを特徴とする撮像装置。
【請求項９】
請求項２又は８に記載の撮像装置において、
前記撮影感度は、前記撮像素子から出力される画像信号を増幅する際の増幅度に基づく値であることを特徴とする撮像装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の撮像装置において、
前記フレームレートを入力可能な入力手段をさらに備え、
前記設定手段は、前記入力手段により入力されたフレームレートを、撮影時のフレームレートとして設定することを特徴とする撮像装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の撮像装置において、
前記設定手段は、撮影時の状況に基づいて前記撮影時のフレームレートを変更することを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体光を撮像素子などによって受光することで画像データを取得するデジタルカメラなどの撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラ等の撮像装置は、撮影により得られた静止画像をＬＣＤなどに表示することで、撮影状態の良い静止画像が得られたか否かを撮影の直後に確認することができる。撮影により取得された静止画像を確認したときに、撮影状態の良い静止画像でないときには、最適な撮影状態での静止画像が得られるまで繰り返し撮影を行っており、撮影時に時間を要してしまう、又は撮影に最適な瞬間を逃してしまうなどの問題がある。
【０００３】
このような問題を解消する方法として、静止画像を取得する際に、動画撮影を行う際のフレームレートと同一のフレームレートを用いた撮影を行い、取得された複数の静止画像を表示し、ユーザ等により選択された画像を記録する撮像装置も提供されている（特許文献１など）。
【特許文献１】特開２００６−１６５７６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、動画撮影を行う際のフレームレートは、静止画像を連続して撮影する際のフレームレートよりも高いフレームレートを用いることから、必然的にシャッター速度が高速となる。例えば暗い環境下などの撮影において動画撮影を行う際のフレームレートを用いた場合には、露出量が不足する画像が取得されてしまうことから、動画撮影を行う際に用いるフレームレートを利用した撮影は、撮影時の環境に左右されてしまうものとなりやすい。
【０００５】
本発明は、上述した課題を解決するために発明されたものであり、高いフレームレートを利用した撮影であっても、撮影時の環境に左右されずに適正な露出量の画像を取得することができるようにした撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するために、第１の発明の撮像装置は、被写体光から得られる信号電荷を画像信号として出力する撮像素子と、前記撮像素子から単位時間当たりに前記画像信号が出力される回数を示すフレームレートを設定する設定手段と、設定された前記フレームレートに基づいて、撮影時の露出条件を決定する条件決定手段と、前記露出条件に基づいた露出制御を行う露出制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明において、前記条件決定手段は、設定された前記フレームレートに基づいて、撮影感度又は前記撮像素子における前記信号電荷の蓄積時間を決定し、決定された前記撮影感度又は前記撮像素子における信号電荷の蓄積時間を用いて、前記撮影時の露出条件を決定することを特徴とする。
【０００８】
第３の発明は、第１又は第２の発明において、被写体輝度を検出する検出手段をさらに備え、前記条件決定手段は、前記被写体輝度から得られる露出値を満足するように、前記撮影時の露出条件を決定することを特徴とする。
【０００９】
第４の発明の撮像装置は、被写体光から得られる信号電荷を画像信号として出力する撮像素子と、前記撮像素子から単位時間当たりに前記画像信号が出力される回数を示すフレームレートを設定する設定手段と、所定時間内に前記撮像素子から出力される画像信号のうちの複数の画像信号を用いて、記録用の画像データを生成する画像生成手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
第５の発明は、第４の発明において、前記撮像素子から出力される画像信号から得られる画像データを順次記憶する記憶手段を有し、前記画像生成手段は、前記記憶手段に記憶された複数の画像データを用いて、前記記録用の画像データを生成することを特徴とする。
【００１１】
第６の発明は、第５の発明において、前記記録用の画像データの生成時に用いる前記画像データの数を算出する算出手段を、さらに備えていることを特徴とする。
【００１２】
第７の発明は、第４〜第６の発明のいずれかにおいて、被写体輝度を検出する被写体検出手段と、設定された前記フレームレートに基づいて、撮影時の露出条件を決定する条件決定手段と、をさらに備え、前記算出手段は、前記被写体輝度に基づく第１露出値と、前記条件決定手段により決定された露出条件に基づく第２露出値とをそれぞれ算出した後、前記第１露出値と第２露出値との差分から、前記記録用の画像データの生成時に用いる前記画像信号、又は前記画像データの数を算出することを特徴とする。
【００１３】
第８の発明は、第７の発明において、前記条件決定手段は、設定された前記フレームレートに基づいて、撮影感度又は前記撮像素子における前記信号電荷の蓄積時間を決定し、決定された前記撮影感度又は前記撮像素子における前記信号電荷の蓄積時間を用いて、前記撮影時の露出条件を決定することを特徴とする。
【００１４】
第９の発明は、第２又は第８の発明において、前記撮影感度は、前記撮像素子から出力される画像信号を増幅する際の増幅度に基づく値であることを特徴とする。
【００１５】
第１０の発明は、第１〜第９の発明のいずれかにおいて、前記フレームレートを入力可能な入力手段をさらに備え、前記設定手段は、前記入力手段により入力されたフレームレートを、撮影時のフレームレートとして設定することを特徴とする。
【００１６】
第１１の発明は、第１〜第１０の発明のいずれかにおいて、前記設定手段は、撮影時の状況に基づいて前記撮影時のフレームレートを変更することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、フレームレートに合わせて設定された露出条件に基づいて撮影を行うことで、暗い環境下など、従来、動画撮影用のフレームレートを用いた撮影に適していない撮影環境であっても、適正な露出量の画像を取得することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は、デジタルカメラ１０の一例を示す機能ブロック図である。このデジタルカメラ１０は、動画撮影を行う際に用いるフレームレートＦＲを用いて静止画像を取得することが可能である。なお、フレームレートＦＲとは、単位時間当たりに得られる静止画像の数を示すものである。
【００１９】
撮像光学系１５は、撮影レンズ２０と、ズームレンズやフォーカスレンズなどを含むレンズ群２１とを備えている。レンズ群２１に含まれるズームレンズは選択された撮像倍率となるように光軸Ｌに沿って移動する。また、フォーカスレンズは被写体画像の焦点調節の際に光軸Ｌに沿って微小移動する。なお、このレンズ群２１は、レンズ駆動機構２２によって駆動制御される。
【００２０】
絞り２３は、被写体光が通過する開口（図示省略）を有しており、開口の大きさを変化させることで、撮像素子に入射される被写体光の光量を調整する。この絞り２３は、絞り駆動回路２４によって駆動制御され、上述した開口の大きさを変化させる。
【００２１】
シャッター２５は、被写体光の光路を開閉するものであり、シャッター２５により被写体光の光路が開放されたときに、被写体光が撮像素子１６の受光面に結像される。このシャッター２５は、シャッター駆動回路２６により駆動制御される。このシャッター２５により被写体光の光路が開放される時間（開放時間＝シャッター速度）に合わせて、撮像素子１６における信号電荷の蓄積時間が決定される。なお、本実施形態では、機械式のシャッターを用いているが、これに限定される必要はなく、シャッター２５を用いずに、撮像素子１６における信号電荷の蓄積時間のみを制御する、いわゆる電子シャッターを用いることも可能である。
【００２２】
撮像素子１６は、例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）などが用いられ、シャッター２５の開放時に照射される被写体光を受光し、受光した光量に応じた信号電荷を蓄積する。この撮像素子１６は、ドライバ２７によって駆動制御される。詳細には、例えばシャッター２５の開放が終了されると、撮像素子１６は、は、蓄積した信号電荷をＡＦＥ（Ａｎａｌｏｇ  Ｆｒｏｎｔ  Ｅｎｄ）回路３０に出力するように駆動制御される。なお、撮像素子１６によって蓄積された信号電荷を、以下では、アナログ画像信号と称して説明する。
【００２３】
このＡＦＥ回路３０は、図示しないＡＧＣ回路やＣＤＳ回路を含んで構成される。ＡＦＥ回路３０は、入力されたアナログ画像信号に対してゲインコントロール、雑音除去などのアナログ処理を施す。なお、ゲインコントロールとは、撮像素子１６から出力される画像信号を増幅する処理であり、画像信号の増幅度は、撮影感度に基づいて設定される。
【００２４】
ＤＦＥ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｆｒｏｎｔ  Ｅｎｄ）回路３１は、ＡＦＥ回路３０によってアナログ処理が施されたアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換する。変換されたデジタル画像信号は１コマ毎にまとめられ、デジタル画像データとしてバッファメモリ３２に記憶される。なお、ドライバ２７、ＡＦＥ回路３０及びＤＦＥ回路３１は、それぞれタイミングジェネレータ（ＴＧ）３３における作動タイミングに基づいて制御される。また、符号３４はバスであり、このバス３４を介してデジタルカメラ１０の各部が電気的に接続される。
【００２５】
画像処理部３５は、バッファメモリ３２に記憶されたデジタル画像データに対して、輪郭補償、ガンマ補正、ホワイトバランス調整などの画像処理を施す。これら画像処理が施されたデジタル画像データは例えばＪＰＥＧ方式などの記憶方式で圧縮するためのフォーマット処理（画像後処理）が施された後、再度バッファメモリ３２に記憶される。このバッファメモリ３２に記憶されたデジタル画像データは、所定の圧縮方式に対応する圧縮率を用いて圧縮処理される。
【００２６】
例えばデジタルカメラ１０に設けられたＬＣＤ３６にスルー画像を表示する場合には、画像処理後のデジタル画像データに対して、ＬＣＤ３６の解像度に合わせた圧縮率を用いて圧縮処理を実行し、表示制御部３７に出力する。
【００２７】
一方、デジタル画像データを記憶する場合には、画像記憶用に合わせた圧縮率を用いた圧縮処理が施され、内蔵メモリ３８に記憶される。この内蔵メモリ３８に格納されたデジタル画像データは、メディアコントローラ３９を介して、メモリカードや光学ディスクなどの記憶媒体４０に書き込まれる。なお、画像記録用に合わせた圧縮率としては、予めデジタルカメラ１０において設定される画像記録用の解像度に合わせた圧縮率の他、予めユーザが操作部４６を操作することにより設定した解像度に合わせた圧縮率が挙げられる。
【００２８】
操作部４６は、例えば撮像時のモード選択や、撮影時の設定を変更する場合に操作される。例えば撮像時の設定としては、上述した撮影感度、絞り値及びシャッター速度等が挙げられる。また、操作部４６は、上述した撮影時のフレームレートＦＲを設定する際にも操作される。この操作部４６の操作に基づいて、ＣＰＵ５０は、例えば撮影時の露出条件やフレームレートＦＲの設定や、デジタルカメラ１０の各部を制御する。
【００２９】
レリーズボタン４７は、撮影する際に操作されるボタンである。このレリーズボタン４７を操作すると、被写体輝度の測光処理、ＡＥ処理、ＡＦ処理などが実行された後、撮影処理が実行される。
【００３０】
ＣＰＵ５０は、デジタルカメラ１０の各部を統括的に制御する。このＣＰＵ５０は、図示しない制御プログラムを実行することで、ＡＥ処理部５１、ＡＦ処理部５２の機能を備えている。
【００３１】
ＡＥ処理部５１は、フレームレートＦＲと、撮影時の露出条件を決定する際に用いられるデータテーブル５５とを用いて撮影時の露出条件を決定する。なお、このデータテーブル５５は、内蔵メモリ３８に格納される。上述した露出条件としては、例えば、シャッター速度、撮影感度、絞り値などが挙げられる。レリーズボタン４７が全押し操作されたときには、ＡＥ処理部５１によって決定された露出条件に基づいて撮像処理が実行される。
【００３２】
ＡＦ処理部５２は、入力される画像信号からＡＦ制御に必要な物理量を算出する。例えば入力された画像信号から、画像の鮮鋭度を示す焦点評価値を算出する。この算出される焦点評価値が最大となるようにレンズ駆動機構２２を介してフォーカスレンズの移動を制御する。
【００３３】
以下、撮影時の露出条件のうち、撮影感度がフレームレートＦＲに基づいて決定される場合について説明する。この場合、内蔵メモリ３８に格納されるデータテーブル５５は、フレームレートＦＲと撮影感度とが対応付けられたテーブルとなる。図２に示すように、フレームレートＦＲがＦＲ≦２０（ｆｐｓ）に対して、撮影感度としてＩＳＯ１００が対応付けられ、フレームレートＦＲが２０（ｆｐｓ）＜ＦＲ≦４０（ｆｐｓ）に対して、撮影感度としてＩＳＯ２００が対応付けられている。同様にして、フレームレートＦＲが４０（ｆｐｓ）＜ＦＲ≦８０（ｆｐｓ）に対して、ＩＳＯ４００が対応付けられ、フレームレートＦＲが８０（ｆｐｓ）＜ＦＲ≦１６０（ｆｐｓ）に対してＩＳＯ８００が対応付けられている。さらに、フレームレートＦＲが１６０（ｆｐｓ）＜ＦＲ≦３２０（ｆｐｓ）に対して、ＩＳＯ１６００が対応付けられる。
【００３４】
フレームレートＦＲは、撮影前に設定された値が用いられることから、ＡＥ処理部５１は、設定されたフレームレートＦＲに対応付けられる撮影感度を、データテーブル５５から読み出し、読み出された撮影感度を撮影時の撮影感度として設定する。なお、ユーザにより予め撮影感度が設定される場合には、データテーブル５５から読み出される撮影感度と比較し、値の大きい撮影感度を撮影時の撮影感度として設定する。設定された撮影感度に合わせて、ＡＦＥ回路３０における信号利得値（ゲイン）が決定される。この撮影感度が設定されると、入力される画像信号から被写体輝度を求め、この被写体輝度から求められる露出値となるように、絞り値やシャッター速度（撮像素子１６における信号電荷の蓄積時間）が設定される。
【００３５】
次に、フレームレートＦＲに基づいて撮影感度を決定する場合における、撮影時の処理の流れを、図３のフローチャートに基づいて説明する。
【００３６】
ステップＳ１０１は、ユーザによりレリーズボタン４７の半押し操作が行われたか否かを判定するステップである。詳細は省略するが、レリーズボタン４７は、半押し状態、及び全押し状態をそれぞれ検知するスイッチを備えており、これらスイッチのオン・オフ状態に基づいて、レリーズボタン４７の状態を把握することができる。例えば、レリーズボタン４７が半押し状態である場合（ステップＳ１０１の判定でＹｅｓとなる場合）には、ステップＳ１０２に進む。一方、レリーズボタン４７が半押し状態でない場合（ステップＳ１０１の判定でＮｏとなる場合）には、このステップＳ１０１の判定処理が継続的に実行される。なお、以下に示すステップＳ１０２〜ステップＳ１０５の処理は、ＡＥ処理となる。
【００３７】
ステップＳ１０２は、フレームレートＦＲを確認する処理である。設定されたフレームレートＦＲは内蔵メモリ３８に記憶されていることから、ＣＰＵ５０は、内蔵メモリ３８を参照して、設定されたフレームレートを読み出す。
【００３８】
ステップＳ１０３は、フレームレートＦＲが２０ｆｐｓ以下となるか否かを判定する処理である。このステップＳ１０３の処理は、ＣＰＵ５０において実行される。例えばステップＳ１０２の処理が実行されることで読み出されたフレームレートＦＲが２０ｆｐｓ以下となる場合（ステップＳ１０３の処理でＹｅｓとなる場合）には、動画撮影用のフレームレートＦＲを用いた撮影ではないと判定されることから、ステップＳ１０５に進む。一方、読み出されたフレームレートＦＲが２０ｆｐｓを超える場合（ステップＳ１０３の処理でＮｏとなる場合）には、動画撮影用のフレームレートＦＲを用いた撮影であると判定されることから、ステップＳ１０４に進む。
【００３９】
ステップＳ１０４は、撮影感度を変更する処理である。ステップＳ１０３の処理でフレームレートＦＲが２０ｆｐｓを超える場合には、動画撮影用のフレームレートＦＲを用いた撮影となる。動画撮影用のフレームレートＦＲを用いた撮影においては、１つの画像データを取得する際の処理時間が短くなることから、撮影感度を高くする必要がある。このステップＳ１０４の処理では、設定されている撮影感度から、設定されたフレームレートＦＲに基づいた撮影感度に変更する。このステップＳ１０４の処理では、ＣＰＵ５０は、内蔵メモリ３８に格納されたデータテーブル５５を読み出し、ステップＳ１０３にて確認されたフレームレートＦＲに対応付けられた撮影感度を、撮影に用いる撮影感度に設定する。なお、新たに設定された撮影感度に合わせて、ＡＦＥ回路３０におけるゲインコントロール処理時のゲインが変更される。
【００４０】
ステップＳ１０５は、露出条件を設定する処理である。このステップＳ１０５の処理が開始されるまでに、撮影感度が設定されていることから、撮影感度に合わせた絞り値と、シャッター速度（及び撮像素子１６における信号電荷の蓄積時間）を決定する。これにより、撮影時の露出条件が設定され、この設定された露出条件に基づいて各部が駆動制御される。
【００４１】
ステップＳ１０６は、ユーザによりレリーズボタン４７の全押し操作が行われたか否かを判定するステップである。上述したように、レリーズボタン４７は、全押し状態を検知するスイッチを備えていることから、このスイッチのオン・オフ状態に基づいて、レリーズボタン４７の状態（全押し状態であるか否か）を把握することができる。例えば、レリーズボタン４７が全押し状態である場合（ステップＳ１０６の判定でＹｅｓとなる場合）には、ステップＳ１０７に進む。一方、レリーズボタン４７が半押し状態でない場合（ステップＳ１０６の判定でＮｏとなる場合）には、このステップＳ１０６の判定処理が継続的に実行される。
【００４２】
ステップＳ１０７は、撮像する処理である。このステップＳ１０７の処理により、撮像素子１６において、信号電荷が蓄積される。この撮像素子１６に蓄積された信号電荷はＡＦＥ回路３０におけるアナログ処理、ＤＦＥ回路３１におけるデジタル処理が行われ、画像データとしてバッファメモリ３２に記録される。
【００４３】
ステップＳ１０８は、画像データに対する画像処理である。このステップＳ１０８の処理は、画像処理部３５にて実行される。なお、画像処理については、周知であることから、ここでは、その詳細を省略する。
【００４４】
ステップＳ１０９は、画像データを記録する処理である。ステップＳ１０８において画像処理された画像データは、内蔵メモリ３８に一時記録される。
【００４５】
ステップＳ１１０は、撮影が終了したか否かを判定する処理である。本実施形態では、設定されたフレームレートＦＲに基づいて撮影が実行されることから、1回の撮影により、フレームレートＦＲに基づいた数の画像データが取得されることになる。フレームレートＦＲに基づいた数の画像データが取得されていれば、撮影を終了する旨の判定（ステップＳ１１０の処理でＹｅｓとなる判定）が行われるので、ステップＳ１１１に進む。一方、フレームレートＦＲに基づいた数の画像データが取得されていない場合には、撮影を終了しない旨の判定（ステップＳ１１０の処理でＮｏとなる判定）には、ステップＳ１０７の処理に戻る。このように、撮影が終了しないときには、ステップＳ１０７〜ステップＳ１１０の処理が繰り返し行われ、フレームレートに基づいた数の画像データが取得されていく。
【００４６】
ステップＳ１１１は、画像を表示する処理である。ステップ１０９の処理が行われることで、内蔵メモリ３８には、１回の撮影によって得られた複数の画像データが記憶されていることから、これら複数の画像データを表示制御部３７に出力する。表示制御部３７は、これら画像データを用いてＬＣＤ３６に画像表示を行う。なお、１回の撮影においてフレームレートＦＲに基づいた数の画像データが取得されることから、ＬＣＤ３６における画像表示は、例えばサムネイル画像を用いたインデックス表示や、複数の画像のスライドショー表示であってもよい。なお、１回の撮影で得られた画像データは、ユーザにより選択された上で記憶媒体４０に記録されても良いし、全ての画像データを記録してもよい。。これにより、撮影時の環境に関係なく、動画撮影用のフレームレートＦＲを用いた撮影であっても、適正な露出量の画像データを取得することができる。
【００４７】
本実施形態では、設定されたフレームレートＦＲに基づいて、撮影感度の変更を行うようにしているが、この他に、シャッター速度を変更することも可能である。なお、シャッター速度とは、機械式のシャッターを備えたデジタルカメラの場合には、シャッターを開放する時間が該当するが、機械式のシャッターを備えていないデジタルカメラの場合には、撮像素子１６における信号電荷の蓄積時間がシャッター速度に該当する。以下では、フレームレートＦＲに合わせてシャッター速度を変更する場合について説明する。
【００４８】
以下、デジタルカメラは同一の構成となることから同一の符号を付して説明する。シャッター速度を変更する場合、内蔵メモリ３８に格納されるデータテーブル５５は、フレームレートＦＲとシャッター速度とが対応付けられたテーブルとなる。図４は、フレームレートＦＲとシャッター速度との対応付けを示す図である。例えばフレームレートＦＲが５（ｆｐｓ）＜ＦＲ≦１０（ｆｐｓ）となる場合には、シャッター速度は１／３０（秒）以下が対応付けられ、フレームレートＦＲが１０（ｆｐｓ）＜ＦＲ≦２０（ｆｐｓ）となる場合には、シャッター速度は１／６０（秒）以下が対応付けられる。また、フレームレートＦＲが２０（ｆｐｓ）＜ＦＲ≦４０（ｆｐｓ）となる場合には、シャッター速度は１／１２５（秒）以下、フレームレートＦＲが４０（ｆｐｓ）＜ＦＲ≦８０（ｆｐｓ）となる場合には、シャッター速度は１／２５０（秒）以下が対応付けられる。さらに、フレームレートＦＲが８０（ｆｐｓ）＜ＦＲ≦１６０（ｆｐｓ）となる場合には、シャッター速度は１／５００（秒）以下に、フレームレートが１６０（ｆｐｓ）＜ＦＲ≦３２０（ｆｐｓ）となる場合には、シャッター速度は１／１０００（秒）以下が対応付けられる。
【００４９】
次に、第２実施形態における撮影時の処理の流れについて、図５のフローチャートに基づいて説明する。
【００５０】
ステップＳ２０１は、レリーズボタン４７が半押し操作されたか否かを判定するステップである。なお、このステップＳ２０１の処理は、ステップＳ１０１の処理と同様の処理であることから、ここでは、その詳細は省略する。
【００５１】
ステップＳ２０２は、被写体輝度に基づいた露出値ＥＶ１を算出する処理である。ステップＳ２０１にてレリーズボタン４７が半押し操作されたことが判定されると、ＣＰＵ５０は、ＡＥ処理を実行する。このＡＥ処理の際に、入力され得画像信号から被写体輝度を求め、求められた被写体輝度から露出値ＥＶ１が算出される。
【００５２】
ステップＳ２０３は、フレームレートＦＲを確認する処理である。なお、このステップＳ２０３の処理は、ステップＳ１０２の処理と同一であることから、ここでは、その詳細は省略する。
【００５３】
ステップＳ２０４は、シャッター速度を設定する処理である。ＣＰＵ５０は、被写体輝度から求められる露出量ＥＶ１、絞り値、撮影感度からシャッター速度を算出する。また、シャッター速度を算出すると同時に、内蔵メモリ３８に格納されたデータテーブル５５と、設定されたフレームレートＦＲとから、シャッター速度を読み出す。そして、算出されたシャッター速度と、データテーブル５５とから読み出されるシャッター速度とを比較し、最終的なシャッター速度を求める。例えばフレームレートが３２０（ｆｐｓ）に設定されているときには、データテーブル５５から導かれるシャッター速度は１／１０００（秒）以下となる。このとき、露出量ＥＶ１、絞り値及び撮影感度から求められるシャッター速度が１／２５０（秒）となる場合であっても、撮影に用いるシャッター速度として１／１０００（秒）が設定される。
【００５４】
ステップＳ２０５は、露出条件に基づいた露出値ＥＶ２を算出する処理である。撮影時には、絞り値や撮影感度が予め設定されていることから、ＣＰＵ５０は、これら値を用いて、露出条件に基づいた露出値ＥＶ２を算出する。
【００５５】
ステップＳ２０６は、被写体輝度に基づく露出値ＥＶ１と露出条件に基づいた露出値ＥＶ２とを比較する処理である。この処理で、ＥＶ１≒ＥＶ２となる場合（ステップＳ２０６の判定でＹｅｓとなる場合）には、ステップＳ２０８に進む。ＥＶ１≒ＥＶ２とならない場合（ステップＳ２０６の判定でＮｏとなる場合）には、ステップ２０７に進む。
【００５６】
ステップＳ２０７は、撮影感度又は絞り値を変更する処理である。ＣＰＵ５０は、ＥＶ１≒ＥＶ２となるように絞り値を変更していく。このとき、絞り値が予め設定された最小値となる場合には撮影感度を大きくし、再度絞り値を求める。このようにして、フレームレートＦＲに基づいた露出条件が決定される。
【００５７】
ステップＳ２０８は、レリーズボタン４７が全押し操作されたか否かを判定する処理である。なお、このステップＳ２０８の処理は、ステップＳ１０６の処理と同様の処理であるため、ここではその詳細を省略する。そして、ステップＳ２０８の処理で、レリーズボタン４７が全押し操作されたことが判定された場合（ステップＳ２０８の処理でＹｅｓとなる場合）には、ステップＳ２０９〜ステップＳ２１３の処理が実行される。つまり、設定された露出条件での撮像処理（ステップＳ２０９の処理）、画像処理（ステップＳ２１０の処理）及び画像データの記録（ステップＳ２１１の処理）が実行される。そして、ステップＳ２１２の処理にて撮像を終了するか否かの判定が行われ、撮像を終了する場合（ステップＳ２１２の判定でＹｅｓとなる場合）には、ステップＳ２１３に進む。一方、撮像を終了しない場合（ステップＳ２１２の判定でＮｏとなる場合）には、ステップＳ２０９に進む。この場合には、再度ステップＳ２０９〜ステップＳ２１１の処理が行われる。そして、ステップＳ３１２で撮像を終了する判定が行われるまでステップＳ２０９〜ステップＳ２１１の処理が繰り返し行われ、最終的に設定されたフレームレートＦＲに応じた数の画像データが取得される。
【００５８】
これにより、動画撮影用のフレームレートＦＲに基づいてシャッター速度が設定される場合であっても、適正な露出量の画像データを取得することが可能となる。
【００５９】
この実施形態においては、絞り値を優先した撮影を行うようにしているが、これに限定する必要はなく、被写体輝度から求められる露出量から絞り値及びシャッター速度を求めた後、求めたシャッター速度と、フレームレートＦＲから得られるシャッター速度とを比較することも可能である。
【００６０】
また、この実施形態においては、ステップＳ２０７の処理において、ＥＶ１とＥＶ２とが等しくなるように絞り値及び撮影感度を変更しているが、得られる画像の被写体深度を優先する場合には、絞り値を固定にして、撮影感度のみを変更することも可能である。
【００６１】
第１実施形態及び第２実施形態においては、１回の撮影中におけるフレームレートＦＲは一定としているが、例えば１回の撮影中に、静止している被写体が動作を開始する場合や被写体の速度が変動した場合など、撮影状況に応じてフレームレートＦＲを変更した撮影を行う場合がある。以下では、フレームレートに応じてシャッター速度が設定される撮影中において、フレームレートＦＲが変更される場合について説明する。
【００６２】
以下、図６及び図７を用いて、撮影中にフレームレートを変更する場合の処理の流れについて説明する。ステップＳ３０１〜ステップＳ３１３の処理は、ステップＳ２０１〜Ｓ２１３の処理と同様であることから、ここでは詳細を省略する。
【００６３】
ステップＳ３１２の処理で、撮像が終了していない場合（ステップＳ３１２の処理でＮｏとなる場合）には、ステップＳ３１４に進む。
【００６４】
ステップＳ３１４は、フレームレートＦＲを変更するか否かを判定する処理である。ＣＰＵ５０は、直前に取り込まれた２つの画像データから動きベクトルを求めることで、フレームレートＦＲを変更するか否かが判定される。なお、フレームレートＦＲを変更する場合には、ステップＳ３１５に進む。一方、フレームレートＦＲを変更しない場合には、ステップＳ３０９に戻る。
【００６５】
ステップＳ３１５は、フレームレートＦＲを設定する処理である。ステップＳ３１４においてフレームレートＦＲを変更する判定が行われていることから、このステップＳ３１５においては、ステップＳ３１４において求められた動きベクトルの大きさに応じてフレームレートＦＲが設定される。ＣＰＵ５０は、設定されたフレームレートＦＲに基づいた露出条件を決定する（ステップＳ３１６〜Ｓ３１９）。なお、ステップＳ３１６〜Ｓ３１９の処理は、ステップＳ３０４〜ステップＳ３０７の処理と同一の処理であることから、ここでは、その詳細を省略する。上述した露出条件が決定された後、撮像処理（ステップＳ３２０）、画像処理（ステップＳ３２１）及び画像データの記録（ステップＳ３２２）が行われる。そして、撮像が終了した場合には、ステップＳ３１３に進み、撮像が終了していない場合には、ステップＳ３２０に戻る。これにより、１回の撮影時にフレームレートＦＲが変更された場合であっても、適正な露出条件での画像データを取得することが可能となる。
【００６６】
本実施形態では、フレームレートＦＲに応じた露出条件を設定することで、適正な露出量の画像データを取得できるようにしているが、この他に、撮影時に得られる画像データを所定数重ね合わせることで、適正な露出量の画像データを取得することも可能である。以下では、撮影時に得られる画像データを所定数重ね合わせることで、適正な露出量の画像データを取得する場合について説明する。なお、重ね合わされた画像データを記録用の画像データと称して説明する。
【００６７】
以下、撮影時に得られる画像データを所定数重ね合わせることで、適正な露出量の画像データを取得する場合における、撮影時の処理の流れを、図８及び図９に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００６８】
ステップＳ４０１はレリーズボタン４７が半押し操作されたか否かを判定するステップである。このステップＳ４０１の処理は、ステップＳ１０１の処理と同一であることから、ここでは、その詳細を省略する。レリーズボタン４７が半押し操作された場合（ステップＳ４０１の判定でＹｅｓとなる場合）には、ステップＳ４０２に進む。
【００６９】
ステップＳ４０２は、被写体輝度に基づいた露出値ＥＶ１を算出する処理である。ステップＳ４０１にてレリーズボタン４７が半押し操作されたことが判定されると、ＣＰＵ５０は、入力される画像信号から被写体輝度を求め、求められた被写体輝度から露出値ＥＶ１を算出する。
【００７０】
ステップＳ４０３はフレームレートＦＲを確認する処理である。なお、このステップＳ４０３の処理は、ステップＳ１０２の処理と同一であることから、ここでは、その詳細は省略する。
【００７１】
ステップＳ４０４は、シャッター速度を設定する処理である。ＣＰＵ５０は、被写体輝度から求められる露出量ＥＶ１、絞り値、撮影感度からシャッター速度を算出する。また、シャッター速度を算出すると同時に、内蔵メモリ３８に格納されたデータテーブル５５と、予め設定されたフレームレートＦＲとから、シャッター速度を読み出す。そして、算出されたシャッター速度と、データテーブル５５とから読み出されるシャッター速度とを比較し、最終的なシャッター速度を求める。例えばフレームレートＦＲが３２０（ｆｐｓ）に設定されているときには、データテーブル５５から導かれるシャッター速度は１／１０００（秒）以下となる。このとき、露出量ＥＶ１、絞り値及び撮影感度から求められるシャッター速度が１／２５０（秒）となる場合であっても、撮影に用いるシャッター速度として１／１０００（秒）が設定される。なお、ステップＳ４０４においては、フレームレートＦＲに基づいてシャッター速度を設定しているが、これに限定する必要はなく、フレームレートＦＲに基づいて撮影感度を設定することも可能である。
【００７２】
ステップＳ４０５は、露出条件に基づく露出値ＥＶ２を算出する処理である。絞り値や撮影感度は予め設定されていることから、ＣＰＵ５０は、これら値とステップＳ４０４にて設定されたシャッター速度とを用いて露出値ＥＶ２を算出する。
【００７３】
ステップＳ４０６は、重ね合わせる画像データの数を算出する処理である。ステップＳ４０２において露出値ＥＶ１が算出され、ステップＳ４０５において露出値ＥＶ２が算出されている。露出値ＥＶ２を求める際に用いられるシャッター速度は、設定されたフレームレートに基づいたシャッター速度であることから、被写体輝度から求められる露出値ＥＶ１から得られるシャッター速度よりも高速となる。シャッター速度が高速となる撮影では、露出量が不足した画像が取得されやすい。ＣＰＵ５０は露出値ＥＶ２と露出値ＥＶ１との差分を求め、求めた差分を画像データを重ね合わせる数（以下、重ね合わせ数）とする。この重ね合わせ数に基づいて画像データを重ね合わせることで、最終的に得られる記録用の画像データは適正な露出量の画像データとなる。
【００７４】
ステップＳ４０７は、レリーズボタン４７が全押し操作されたか否かを判定する処理である。レリーズボタン４７が全押し操作された場合（ステップＳ４０７の判定でＹｅｓとなる場合）には、ステップＳ４０８に進む。一方、レリーズボタン４７が全押し操作されていない場合（ステップＳ４０７の判定でＮｏとなる場合）には、ステップＳ４０７の判定処理が逐次実行される。
【００７５】
ステップＳ４０８は、撮像処理である。なお、この撮像処理は、露出値ＥＶ２を算出したときのシャッター速度、絞り値、撮影感度を露出条件とした撮像処理である。
【００７６】
ステップＳ４０９は、撮像処理により得られた画像データを記録する処理である。つまり、ＤＦＥ回路３１にてデジタル処理された画像データがバッファメモリ３２に記録される。このとき、ＣＰＵ５０は、バッファメモリ３２に一時記録された画像データの数をカウントする。
【００７７】
ステップＳ４１０は、画像データのカウント数が重ね合わせ数に到達したか否かを判定する処理である。画像データのカウント数が重ね合わせ数に到達した場合には、ステップＳ４１１に進む。一方、画像データのカウント数が重ね合わせ数に到達していない場合には、ステップＳ４１４に進む。
【００７８】
ステップＳ４１１は、画像データを重ね合わせる処理である。ＣＰＵ５０は、バッファメモリ３２に記憶された画像データのうち、ステップＳ４０６により算出された重ね合わせ数分の画像データを読み出し画像処理部３５に出力する。画像処理部３５は、入力された画像データをそれぞれ加算することで、記録用の画像データを生成する。
【００７９】
ステップＳ４１２は、画像処理である。画像処理部３５は、記録用の画像データを生成した後、この記録用の画像データに対して、画像処理を実行する。なお、画像処理については、周知であることから、ここでは、その詳細を省略する。
【００８０】
ステップＳ４１３は、画像処理部３５により画像処理が施された記録用の画像データを記録する処理である。なお、画像処理部３５により画像処理が施された記録用の画像データは、内蔵メモリ３８に記録される。
【００８１】
ステップＳ４１４は、撮像を終了するか否かを判定する処理である。１回の撮影においては、設定されたフレームレートＦＲに基づいた撮影が行われることから、１回の撮影において、フレームレートＦＲに基づいたデータ数の画像データが取得されていれば、撮像を終了することになるので、この場合には、ステップＳ４１４の処理がＹｅｓとなり、ステップＳ４１５に進む。
【００８２】
ステップＳ４１５は、内蔵メモリ３８に記憶される記録用の画像データを用いた画像表示を行う処理である。なお、この画像表示としては、スライドショー表示や、記録用の画像データに基づいたサムネイル画像データを用いたインデックス表示など、画像を表示させる方法は、適宜の方法で表示させればよい。なお、このステップＳ４１５の処理が終了すると、撮影に基づいた処理が終了する。
【００８３】
一方、ステップＳ４１５の処理で、フレームレートＦＲに基づいたデータ数の画像データが取得されていないときには、撮像は終了しないことから、このような場合には、ステップＳ４１４の処理がＮｏとなり、ステップＳ４１６に進む。この場合、以降の撮像においては、フレームレートＦＲが変更されることから、バッファメモリ３２に記憶される画像データは消去される。
【００８４】
ステップＳ４１６は、フレームレートＦＲを変更するか否かを判定する処理である。撮影の状況が変化しない場合にはフレームレートＦＲを変更する必要がないことから、ステップＳ４１６の判定はＮｏとなり、ステップＳ４０８に戻る。この場合、フレームレートＦＲに応じた画像データが取得されるまで、ステップ４０８〜ステップＳ４１６の処理が繰り返し実行される。
【００８５】
図１０は、フレームレートＦＲが変更されない場合に取得される画像データから記録用の画像データを生成する際の模式図を示す。例えば被写体輝度から得られる露出値ＥＶ１と、フレームレートＦＲに基づく露出条件から得られる露出値ＥＶ２との差分が４となる場合、画像データの重ね合わせ数は４となる。つまり、４回目の撮像で得られる画像データがバッファメモリ３２に記録されると、１回目〜４回目までの撮像により得られた画像データを用いて重ね合わせ処理が行われ、記録用の画像データが生成される。
【００８６】
その後、新たな画像データがバッファメモリ３２に記録される度に、新たに記録された画像データと、その直前に記録された３つの画像データとを用いた重ね合わせ処理が行われ、記録用の画像データが生成される。つまり、５回目の撮像により画像データが得られた場合には、この撮像により得られた画像データと、２〜４回目の撮像により得られた画像データを用いて記録用の画像データを生成する。このようにして、撮像により画像データが取得される度に、記録用の画像データが生成されていく。一方、バッファメモリ３２に記録される最も古い画像データは、新たに画像データが記録される度に消去される。
【００８７】
そして、１２０回目の撮像が行われると、この撮像で得られる１２０個目の画像データと、その直前に得られた１１７〜１１９回目の画像データとを用いた重ね合わせ処理が行われ、記録用の画像データが生成される。なお、この場合、記録用の画像データは１１７個しか生成されていないが、フレームレートＦＲに近似した画像数となる。
【００８８】
なお、重ね合わせ処理を行う際に用いる画像データについては、新たに取得された画像データと、その直前に得られた画像データとしているが、これに限定される必要はなく、例えば１〜４回目の撮像に得られた画像データ、５〜８回目の撮像により得られた画像データをそれぞれ重ね合わせることで、記録用の画像データを生成することも可能である。
【００８９】
一方、撮影の状況が変化しフレームレートＦＲを変更する必要がある場合には、ステップＳ４１６の判定はＹｅｓとなるので、ステップＳ４１７に進む。
【００９０】
ステップＳ４１７は、フレームレートＦＲを設定する処理である。なお、このステップＳ４１７の処理は、ステップＳ３１５の処理と同一の処理であるので、ここではその詳細を省略する。
【００９１】
ステップＳ４１８は、シャッター速度を決定する処理である。なお、このステップＳ４１８の処理は、ステップＳ３１６の処理と同一の処理であるので、ここではその詳細を省略する。
【００９２】
ステップＳ４１９は、露出条件に基づく露出値ＥＶ２を算出する処理である。ステップＳ４１７において、フレームレートＦＲが設定されることから、このステップＳ４１９において、再度露出値ＥＶ２を算出する。
【００９３】
ステップＳ４２０は、重ね合わせる画像データの数を算出する処理である。ステップＳ４１９において新たに露出値ＥＶ２が算出されることから、この露出値ＥＶ２と、ステップＳ４０２において算出されたＥＶ１との差分を算出することで、重ね合わせる画像データの数を算出する。この画像データの数の算出の後、撮像処理（ステップＳ４２１）、画像データを記録する処理（ステップＳ４２２）が実行される。そして、バッファメモリに記録された画像データのカウント数が重ね合わせ数に到達した場合（ステップＳ４２３の判定でＹｅｓとなる場合）に、画像データの重ね合わせ処理（ステップＳ４２４）が実行される。この画像データの重ね合わせ処理の後、生成された記録用の画像データに対する画像処理（ステップＳ４２５）が実行され、内蔵メモリ３８に記録される（ステップＳ４２６）。そして、撮像を終了する場合（ステップＳ４２７の処理でＹｅｓとなる場合）には、ステップＳ４１５に進む。一方、引き続き撮像を行う場合（ステップＳ４２７の処理でＮｏとなる場合）には、ステップＳ４２１に進む。
【００９４】
これにより、動画撮影用のフレームレートを用いた撮影を行った場合に、予め露出量が不足することが明らかな場合には、撮影により取得される画像データを複数重ね合わせることで、適正な露出量の画像データを取得することが可能となる。
【００９５】
適正な露出量の画像データを取得する方法として、撮影により取得される画像データを複数重ね合わせる方法を用いる場合には、バッファメモリ３２に記憶される画像データのカウント数が重ね合わせ数に到達したことを受けて、画像データの重ね合わせ処理を行う他に、画像データがバッファメモリ３２に記録される度に、バッファメモリ３２内の画像データを重ね合わせていくことも可能である。この場合、実際に画像データを重ね合わせた数をカウントしておき、そのカウント数が重ね合わせ数に到達するまではバッファメモリ３２に記録し、カウント数が重ね合わせ数に到達したときに画像処理部３５に出力するようにすればよい。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】デジタルカメラの構成を示す機能ブロック図である。
【図２】フレームレートと撮影感度とを対応付けたデータテーブルの一例を示す図である。
【図３】撮影時の流れを示すフローチャートである。
【図４】フレームレートとシャッター速度とを対応付けたデータテーブルの一例を示す図である。
【図５】フレームレートに応じて撮影時のシャッター速度を設定するときの、撮影時の流れを示すフローチャートである。
【図６】撮影中にフレームレートを変更する場合の、撮影時の流れを示すフローチャートである。
【図７】撮影中にフレームレートを変更する場合の、撮影時の流れを示すフローチャートである。
【図８】取得される画像データを重ね合わせることで、適正な露出量の記録用の画像データを取得する際の処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】取得される画像データを重ね合わせることで、適正な露出量の記録用の画像データを取得する際の処理の流れを示すフローチャートである。
【図１０】取得される画像データを重ね合わせる場合の一例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００９７】
１０…デジタルカメラ、１６…撮像素子、３２…バッファメモリ、３５…画像処理部、４６…操作部、５０…ＣＰＵ、５１…ＡＥ処理部
【図１】
2010028365.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010028365.tif 000009
【図８】
2010028365.tif 000010
【図９】
2010028365.tif 000011
【図１０】
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