(57)【要約】【課題】繰り返しメカニカルシャッタを駆動して撮像すると、メカニカルシャッタの耐用寿命が短くなってしまうこと。【解決手段】撮像装置は、撮像素子と、メカニカルシャッタと、撮像素子に予め定められた時間間隔で繰り返し撮像させる撮像制御部と、撮像装置に対する被写体の相対的な動きを検出する検出部と、電子シャッタ機能による露光制御により予め定められた時間間隔で繰り返し撮像させる場合、検出された被写体の相対的な動きに応じて、電子シャッタ機能による露光制御からメカニカルシャッタによる露光制御に切り換えて撮像させるシャッタ制御部と、電子シャッタ機能およびメカニカルシャッタによる露光制御により予め定められた時間間隔で繰り返し撮像させることにより得られた複数の画像データの画像が、予め定められた時間間隔より短い時間間隔で再生される動画データを生成する動画生成部とを備える。【選択図】図３
2014007558.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像装置であって、
電子シャッタ機能による順次走査で露光が制御される撮像素子と、
前記撮像素子へ入射する被写体光の光路を開閉することで露光を制御するメカニカルシャッタと、
前記撮像素子に予め定められた時間間隔で繰り返し撮像させる撮像制御部と、
前記撮像装置に対する被写体の相対的な動きを検出する検出部と、
前記電子シャッタ機能による露光制御により前記予め定められた時間間隔で繰り返し撮像させる場合、前記検出部で検出された前記撮像装置に対する前記被写体の相対的な動きに応じて、前記電子シャッタ機能による露光制御から前記メカニカルシャッタによる露光制御に切り換えて撮像させるシャッタ制御部と、
前記電子シャッタ機能および前記メカニカルシャッタによる露光制御により前記予め定められた時間間隔で繰り返し撮像させることにより得られた複数の画像データの画像が、前記予め定められた時間間隔より短い時間間隔で再生される動画データを生成する動画生成部と
を備える撮像装置。
【請求項２】
前記撮像制御部は、繰り返し撮像させるそれぞれの撮像タイミングの前に、前記メカニカルシャッタに前記被写体光の光路を開放させたまま、前記予め定められた時間間隔より短い時間間隔で前記撮像素子に複数の予備画像を撮像させ、
前記検出部は、前記複数の予備画像の画像データに基づいて、被写体の変化を検出する
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記検出部は、前記複数の予備画像の画像データに基づいて、前記被写体の変化の大きさを検出し、
前記シャッタ制御部は、前記電子シャッタ機能による順次走査に要する時間長さと、前記検出部が検出した変化の大きさとに基づいて、前記メカニカルシャッタによる露光制御で撮像させるか否かを判断する
請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記シャッタ制御部はさらに、繰り返し撮像で得られる少なくとも１つの画像に対する暗電流補正が必要であるか否かを判断し、暗電流補正が必要であると判断した場合に、前記メカニカルシャッタを予め定められた時間だけ閉じて前記撮像素子に電荷を蓄積させることにより、暗露光動作を行わせ、
前記撮像装置は、
前記暗電流補正が必要であると判断された場合に、前記暗露光動作により得られた画像データを用いて、前記暗電流補正が必要であると判断された画像の画像データに暗電流補正を施す補正処理部
をさらに備える請求項１から３のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記シャッタ制御部は、前記暗電流補正が必要であると判断された場合に、前記暗電流補正の対象となる画像を撮像した後、前記予め定められた時間間隔の時間が経過する前に、前記暗露光動作を行わせる
請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記暗電流補正の対象となる画像は、前記電子シャッタ機能による露光制御で撮像される
請求項４または５に記載の撮像装置。
【請求項７】
電子シャッタ機能による順次走査で露光が制御される撮像素子に予め定められた時間間隔で繰り返し撮像させる撮像制御ステップと、
撮像装置に対する被写体の相対的な動きを検出する検出ステップと、
前記電子シャッタ機能による露光制御により前記予め定められた時間間隔で繰り返し撮像させる場合、前記検出ステップで検出された前記撮像装置に対する前記被写体の相対的な動きに応じて、前記電子シャッタ機能による露光制御から、前記撮像素子へ入射する被写体光の光路を開閉することで露光を制御するメカニカルシャッタによる露光制御に切り換えて、撮像させるシャッタ制御ステップと、
前記電子シャッタ機能および前記メカニカルシャッタによる露光制御により前記予め定められた時間間隔で繰り返し撮像させることにより得られた複数の画像データの画像が、前記予め定められた時間間隔より短い時間間隔で再生される動画データを生成する動画生成ステップと
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子シャッタを駆動した場合に、３Ｖの電力信号がモータドライバに入力されているときに、電子シャッタの駆動直後にメカニカルシャッタを駆動する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］特開２００６−５７８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
例えば微速度撮影のように長時間にわたって繰り返し撮像動作を行う場合、撮像動作のそれぞれでメカニカルシャッタを駆動すると、メカニカルシャッタの耐用寿命が短くなってしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の態様においては、撮像装置は、電子シャッタ機能による順次走査で露光が制御される撮像素子と、撮像素子へ入射する被写体光の光路を開閉することで露光を制御するメカニカルシャッタと、撮像素子に予め定められた時間間隔で繰り返し撮像させる撮像制御部と、撮像装置に対する被写体の相対的な動きを検出する検出部と、電子シャッタ機能による露光制御により予め定められた時間間隔で繰り返し撮像させる場合、検出部で検出された撮像装置に対する被写体の相対的な動きに応じて、電子シャッタ機能による露光制御からメカニカルシャッタによる露光制御に切り換えて撮像させるシャッタ制御部と、電子シャッタ機能およびメカニカルシャッタによる露光制御により予め定められた時間間隔で繰り返し撮像させることにより得られた複数の画像データの画像が、予め定められた時間間隔より短い時間間隔で再生される動画データを生成する動画生成部とを備える。
【０００５】
本発明の第２の態様においては、プログラムは、電子シャッタ機能による順次走査で露光が制御される撮像素子に予め定められた時間間隔で繰り返し撮像させる撮像制御ステップと、撮像装置に対する被写体の相対的な動きを検出する検出ステップと、電子シャッタ機能による露光制御により予め定められた時間間隔で繰り返し撮像させる場合、検出ステップで検出された撮像装置に対する被写体の相対的な動きに応じて、電子シャッタ機能による露光制御から、撮像素子へ入射する被写体光の光路を開閉することで露光を制御するメカニカルシャッタによる露光制御に切り換えて、撮像させるシャッタ制御ステップと、電子シャッタ機能およびメカニカルシャッタによる露光制御により予め定められた時間間隔で繰り返し撮像させることにより得られた複数の画像データの画像が、予め定められた時間間隔より短い時間間隔で再生される動画データを生成する動画生成ステップとをコンピュータに実行させる。
【０００６】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】撮像装置１０のシステム構成の一例を示す。
【図２】微速度撮影モードにおける動作の一例を模式的に示す。
【図３】メカニカルシャッタ１４３を駆動して露光制御を行う場合の撮像動作の一例を示す。
【図４】暗露光を行う場合の撮像動作の一例を示す。
【図５】撮像装置１０の起動から終了までの処理フローを示す。
【図６】微速度撮撮影モードにおける撮像動作のフローの一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【０００９】
図１は、撮像装置１０のシステム構成の一例を示す。撮像装置１０は、一例としてレンズ交換式カメラある。本図ではレンズユニット１２０が装着された状態の撮像装置１０のブロック構成を示す。
【００１０】
レンズユニット１２０は、レンズマウント接点１２１を有するレンズマウントを備える。カメラ本体１３０は、カメラマウント接点１３１を有するカメラマウントを備える。レンズマウントとカメラマウントとが係合してレンズユニット１２０とカメラ本体１３０とが一体化されると、レンズマウント接点１２１とカメラマウント接点１３１とが接続される。レンズＭＰＵ１２３は、レンズマウント接点１２１およびカメラマウント接点１３１を介してカメラＭＰＵ１４０と接続され、相互に通信しつつ協働してレンズユニット１２０を制御する。
【００１１】
レンズユニット１２０は、レンズ群１２２、レンズ駆動部１２４およびレンズＭＰＵ１２３を有する。被写体光は、レンズユニット１２０が有する光学系としてのレンズ群１２２を光軸に沿って透過して、カメラ本体１３０に入射する。メインミラー１４５は、レンズ群１２２の光軸を中心とする被写体光束中に斜設される斜設状態と、被写体光束から退避する退避状態を取り得る。
【００１２】
メインミラー１４５が斜設状態にある場合、メインミラー１４５は、レンズ群１２２を通過した被写体光束の一部を反射する。具体的には、斜設状態におけるメインミラー１４５の光軸近傍領域は、ハーフミラーとして形成されている。光軸近傍領域に入射した被写体光束の一部は透過し、他の一部は反射する。メインミラー１４５により反射された被写体光束はファインダ部１４７に導かれて、ユーザに観察される。ユーザは、ファインダ部１４７を通じて構図等を確認することができる。ファインダ部１４７は、被写体光束に基づく被写体像とともに、撮像動作の設定状態を示す情報等を含む種々の情報をユーザに提示する表示デバイスを含んでよい。
【００１３】
メインミラー１４５の光軸近傍領域を透過した被写体光束の一部は、サブミラー１４６で反射されて、ＡＦユニット１４２へ導かれる。ＡＦユニット１４２は、被写体光束を受光する複数の光電変換素子列を有する。光電変換素子列は、合焦状態にある場合には位相が一致した信号を出力し、前ピン状態または後ピン状態にある場合には、位相ずれした信号を出力する。位相のずれ量は、焦点状態からのずれ量に対応する。ＡＦユニット１４２は、光電変換素子列の出力を相関演算することで位相差を検出して、位相差を示す位相差信号をカメラＭＰＵ１４０へ出力する。
【００１４】
レンズ群１２２の焦点状態は、カメラＭＰＵ１４０等の制御により、ＡＦユニット１４２からの位相差信号を用いて調節される。例えば、位相差信号から検出された焦点状態に基づき、カメラＭＰＵ１４０によってレンズ群１２２が含むフォーカスレンズの目標位置が決定され、決定された目標位置に向けてレンズＭＰＵ１２３の制御によってフォーカスレンズの位置が制御される。具体的には、レンズＭＰＵ１２３は、一例としてフォーカスレンズモータを含むレンズ駆動部１２４を制御して、レンズ群１２２を構成するフォーカスレンズを移動させる。このように、メインミラー１４５がダウンして斜設状態にある場合に、位相差検出方式でレンズ群１２２の焦点状態が検出されて焦点調節が行われる。ＡＦユニット１４２は、被写体像における複数の領域のそれぞれにおいて焦点状態を調節すべく、複数の領域にそれぞれ対応する複数の位置にそれぞれ光電変換素子列が設けられる。
【００１５】
測光素子１４４は、光学ファインダ部に導かれた光束の一部の光束を受光する。測光素子１４４が有する光電変換素子で検出された被写体の輝度情報は、カメラＭＰＵ１４０に出力される。カメラＭＰＵ１４０は、測光素子１４４から取得した輝度情報に基づき、ＡＥ評価値を算出して露出制御に用いる。
【００１６】
メインミラー１４５が被写体光束から退避すると、サブミラー１４６はメインミラー１４５に連動して被写体光束から退避する。撮像素子１３２のレンズ群１２２側には、メカニカルシャッタ１４３が設けられる。メカニカルシャッタ１４３は、フォーカルプレーンシャッタとして機能する。メインミラー１４５が退避状態にあり、メカニカルシャッタ１４３が開状態にある場合、レンズ群１２２を透過した被写体光束は、撮像素子１３２の受光面に入射する。メカニカルシャッタ１４３は、撮像素子１３２へ入射する被写体光の光路を開閉することで露光を制御する。
【００１７】
撮像素子１３２は、撮像部として機能する。撮像素子１３２は、電子シャッタ機能を有する。撮像素子１３２は、電子シャッタ機能による順次走査で露光が制御され得る。撮像素子１３２は、レンズ群１２２を通過した被写体光束により被写体を撮像する。撮像素子１３２としては、例えばＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子を含む。撮像素子１３２は、被写体光束を受光する複数の光電変換素子を有しており、複数の光電変換素子でそれぞれ生じた蓄積電荷量に応じたアナログ信号をアナログ処理部１３３へ出力する。アナログ処理部１３３は、撮像素子１３２から出力されたアナログ信号に対して、感度補正処理、ＯＢクランプ処理等のアナログ処理を施して、Ａ／Ｄ変換器１３４へ出力する。Ａ／Ｄ変換器１３４は、アナログ処理部１３３から出力されたアナログ信号を、画像データを表すデジタル信号に変換して出力する。撮像素子１３２、アナログ処理部１３３およびＡ／Ｄ変換器１３４は、カメラＭＰＵ１４０からの指示を受けた駆動部１４８により駆動される。
【００１８】
Ａ／Ｄ変換器１３４からデジタル信号で出力した画像データは、ＡＳＩＣ１３５に入力される。ＡＳＩＣ１３５は、画像処理機能に関連する回路等を一つにまとめた集積回路である。ＡＳＩＣ１３５は、揮発性メモリの一例としてのＲＡＭ１３６の少なくとも一部のメモリ領域を、画像データを一時的に記憶するバッファ領域として使用して、ＲＡＭ１３６に記憶させた画像データに対して種々の画像処理を施す。ＡＳＩＣ１３５による画像処理としては、欠陥画素補正、ホワイトバランス補正、色補間処理、色補正、ガンマ補正、輪郭強調処理、画像データの圧縮処理等を例示することができる。撮像素子１３２が連続して撮像した場合、順次に出力される画像データはバッファ領域に順次に記憶される。撮像素子１３２が連続して撮像することにより得られた複数の画像データは、連続する静止画の画像データ、または、動画を構成する各画像の画像データとして、バッファ領域に順次に記憶される。ＲＡＭ１３６は、ＡＳＩＣ１３５において動画データを処理する場合にフレームを一時的に記憶するフレームメモリとしても機能する。
【００１９】
ＡＳＩＣ１３５における画像処理としては、記録用の画像データを生成する処理の他、表示用の画像データを生成する処理、自動焦点調節（ＡＦ）用の画像データ処理を例示できる。また、ＡＳＩＣ１３５における画像処理としては、ＡＦ処理用のコントラスト量を検出する処理等を含む。具体的には、ＡＳＩＣ１３５は、画像データからコントラスト量を検出してカメラＭＰＵ１４０に供給する。例えば、ＡＳＩＣ１３５は、光軸方向の異なる位置にフォーカスレンズを位置させて撮像することにより得られた複数の画像データのそれぞれからコントラスト量を検出する。カメラＭＰＵ１４０は、検出されたコントラスト量とフォーカスレンズの位置とに基づいて、レンズ群１２２の焦点状態を調節する。例えば、カメラＭＰＵ１４０は、コントラスト量を増大させるようフォーカスレンズの目標位置を決定して、レンズＭＰＵ１２３に、決定された目標位置に向けてフォーカスレンズの位置を制御させる。このように、メインミラー１４５がアップして退避状態にある場合に、コントラスト検出方式でレンズ群１２２の焦点状態が検出されて焦点調節が行われる。このように、カメラＭＰＵ１４０は、ＡＳＩＣ１３５およびレンズＭＰＵ１２３と協働して、レンズ群１２２の焦点調節を行う。
【００２０】
ＡＳＩＣ１３５は、Ａ／Ｄ変換器１３４から出力された画像データを記録する場合、規格化された画像フォーマットの画像データに変換する。例えば、ＡＳＩＣ１３５は、静止画の画像データを、ＪＰＥＧ等の規格に準拠した符号化形式で符号化された静止画データを生成するための圧縮処理を行う。また、ＡＳＩＣ１３５は、複数のフレームを、ＱｕｉｃｋＴｉｍｅ、Ｈ．２６４、ＭＰＥＧ２、Ｍｏｔｉｏｎ  ＪＰＥＧ等の規格に準拠した符号化方式で符号化された動画データを生成するための圧縮処理を行う。ＡＳＩＣ１３５は、生成した静止画データ、動画データ等の画像データを、不揮発性の記録媒体の一例としての外部メモリ１８０へ出力して記録させる。例えば、ＡＳＩＣ１３５は、静止画ファイル、動画ファイルとして外部メモリ１８０に記録させる。外部メモリ１８０としては、フラッシュメモリ等の半導体メモリを例示することができる。具体的には、外部メモリ１８０としては、ＳＤメモリカード、ＣＦストレージカード、ＸＱＤメモリカード等の種々のメモリカードを例示することができる。ＲＡＭ１３６に記憶されている画像データは、記録媒体ＩＦ１５０を通じて外部メモリ１８０へ転送される。また、外部メモリ１８０に記録されている画像データは、記録媒体ＩＦ１５０を通じてＲＡＭ１３６へ転送されＲＡＭ１３６に記憶される。記録媒体ＩＦ１５０としては、上述したメモリカードに対するアクセスを制御するカードコントローラを例示することができる。
【００２１】
ＡＳＩＣ１３５は、記録用の画像データの生成に並行して、表示用の画像データを生成する。例えば、ＡＳＩＣ１３５は、いわゆるライブビュー動作時に、表示部１３８に表示させる表示用の画像データを生成する。また、画像の再生時においては、ＡＳＩＣ１３５は、外部メモリ１８０から読み出された画像データから表示用の画像データを生成する。生成された表示用の画像データは、表示制御部１３７の制御に従ってアナログの信号に変換され、液晶ディスプレイ等の表示部１３８に表示される。また、撮像により得られた画像データに基づく画像表示と共に、当該画像データに基づく画像表示をすることなく、撮像装置１０の各種設定に関する様々なメニュー項目も、ＡＳＩＣ１３５および表示制御部１３７の制御により表示部１３８に表示される。
【００２２】
外部機器ＩＦ１５２は、外部機器との通信を担う。外部メモリ１８０に記録された画像データは、外部機器ＩＦ１５２を通じて外部機器へ転送される。外部機器ＩＦ１５２は、外部機器ＩＦ１５２は、ＵＳＢ通信により外部機器と通信してよい。外部機器ＩＦ１５２は、ＵＳＢデバイスコントローラを含んでよい。
【００２３】
位置検出装置の一例としてのＧＰＳユニット１５８は、ＧＰＳ衛星からの信号を受信して、ＧＰＳユニット１５８の位置情報を示す信号を、ＡＳＩＣ１３５へ出力する。位置情報としては、緯度、経度および高度情報を例示することができる。ＡＳＩＣ１３５は、画像データおよび位置情報を含む画像ファイルを外部メモリ１８０に記録させる。
【００２４】
撮像装置１０は、上記に説明した制御を含めて、カメラＭＰＵ１４０およびＡＳＩＣ１３５により直接的または間接的に制御される。撮像装置１０の動作に必要な定数、変数等のパラメータ、プログラム等は、システムメモリ１３９に格納される。システムメモリ１３９は、電気的に消去・記憶可能な不揮発性メモリであり、例えばフラッシュＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等により構成される。システムメモリ１３９は、パラメータ、プログラム等を、撮像装置１０の非動作時にも失われないように格納する。システムメモリ１３９に記憶されたパラメータ、プログラム等は、ＲＡＭ１３６に展開され、撮像装置１０の制御に利用される。カメラ本体１３０内の、ＡＳＩＣ１３５、ＲＡＭ１３６、システムメモリ１３９、表示制御部１３７、カメラＭＰＵ１４０、外部機器ＩＦ１５２およびＧＰＳユニット１５８は、バス等の接続インタフェース１４９により相互に接続され、各種のデータをやりとりする。
【００２５】
操作入力部１４１は、ユーザから操作を受け付ける。操作入力部１４１は、レリーズボタンを含む。その他、操作入力部１４１は、再生ボタン、ライブビュースイッチ、動画ボタン、電源スイッチ等の各種操作部材等を含む。また、操作入力部１４１は、タッチパネル等として表示部１３８と一体に実装された入力部材を含んでよい。カメラＭＰＵ１４０は、操作入力部１４１が操作されたことを検知して、操作に応じた動作を実行する。例えば、カメラＭＰＵ１４０は、レリーズボタンが押し込まれた場合に、撮像動作を実行するように撮像装置１０の各部を制御する。また、カメラＭＰＵ１４０は、タッチパネルとして実装された入力部材が操作された場合に、表示部１３８に表示されたメニュー項目および操作内容に応じた動作をするよう、撮像装置１０の各部を制御する。
【００２６】
カメラ本体１３０の各部、レンズユニット１２０の各部および外部メモリ１８０は、電源回路１９２を介して電源１９０から電力供給を受ける。電源１９０としては、カメラ本体１３０に対して着脱できる例えばリチウムイオン電池等の二次電池、系統電源等を例示することができる。二次電池は電池の一例であり、電池とは、実質的に充電することができない非充電式の電池を含む。カメラＭＰＵ１４０は、電源回路１９２を制御することにより、電源１９０から撮像装置１０の各部への電力供給を制御する。
【００２７】
図２は、微速度撮影モードにおける動作の一例を模式的に示す。撮像装置１０は、撮像モードとして、動画モードおよび微速度撮影モードを有する。動画モードおよび微速度撮影モードのいずれのモードにおいても、動画データが生成され、外部メモリ１８０に記録される。本図を用いて、微速度撮影モードの動作の概要を説明する。
【００２８】
カメラＭＰＵ１４０は、撮像モードが微速度撮影モードに設定されている場合、予め定められた時間間隔で、撮像素子１３２に撮像させる。具体的には、カメラＭＰＵ１４０は、予め定められた継続時間にわたって、静止画の撮像動作を繰り返す。本図の例では、１０秒間隔で、１時間にわたって、静止画の撮像動作を繰り返す。各撮像動作で得られた画像２００−１〜Ｎの各画像データは、外部メモリ１８０に順次に記録される。ＡＳＩＣ１３５は、外部メモリ１８０に記録されている画像２００−１〜Ｎの画像データから、１つの動画データ２５０を生成する。
【００２９】
微速度撮影は、例えば撮像装置１０の位置および撮像方向が固定された状態で、比較的にゆっくり変化する現象を静止画データとして記録する場面で好適に用いられる。微速度撮影においては、撮像装置１０は、撮像することにより得られた複数の静止画の画像データを動画化する。例えば、静止画の撮像レートよりも高い表示レートが規定表示レートとして定められた動画データを生成する。この動画化により、事象の変化をユーザに短時間で観察させることができる。
【００３０】
ここで、動画モードと微速度撮影モードとの違いについて簡単に説明する。微速度撮影モードでは、撮像を継続した時間である継続時間よりも再生時間が短く定義される動画データが生成される。一方、動画モードで１秒あたりのフレーム取得数を例えば３０フレームに設定して撮像すると、生成された動画データは、再生時においても標準で１秒間に３０フレームの表示レートで再生される。つまり、動画モードにおいては、撮像時における時間軸と再生時における時間軸とは実質的に一致する。動画モードでは、いわば表示の実時間に同期して撮像される。一方、微速度撮影モードでは、例えば１０秒間隔で１コマの静止画を撮像して動画データを生成する。例えば１時間の微速度撮影によって、３６０フレームの動画データが生成される。しかし、当該動画データは、再生時には標準で１秒間に３０フレームの表示レートで再生される。したがって、当該動画データは、約１２秒で再生が完了する。つまり、微速度撮影モードでは、撮像時における時間軸が再生時において圧縮される。換言すれば、微速度撮影モードによれば、各静止画を撮像する時の撮像間隔が、通常の動画モード時の撮像間隔と比較して長いといえる。なお、微速度撮影における撮像の継続時間は、最初の静止画の撮像動作を行ってから最後の静止画の撮像動作を行うまでの時間を示す。すなわち、微速度撮影の継続時間には、静止画を撮像する間の、撮像素子１３２で露光していない時間が含まれる。
【００３１】
図３は、メカニカルシャッタ１４３を駆動して露光制御を行う場合の撮像動作の一例を示す。本実施形態の説明においては、動画データの生成に使用される画像データを本画像データと呼び、本画像データを生成するために撮像される静止画を本画像と呼ぶ場合がある。
【００３２】
カメラＭＰＵ１４０は、本画像の撮像タイミングである時刻ｔｍ−１の後、次の本画像の撮像タイミングである時刻ｔｍの前に、メカニカルシャッタ１４３を開状態にしたまま、電子シャッタ機能で複数回の撮像動作を行う。なお、当該撮像動作で撮像される画像を予備画像と呼ぶ場合がある。また、時刻ｔｍ−１の本画像は、電子シャッタ機能で撮像されたとする。
【００３３】
ＡＳＩＣ１３５は、複数の予備画像の画像データを解析して、撮像装置１０に対する被写体の相対的な動きを検出する。具体的には、ＡＳＩＣ１３５は、複数の予備画像の画像データを解析して、被写体の時間的な変化を検出する。例えば、ＡＳＩＣ１３５は、予備画像データから、複数の予備画像の差分量を算出する。ＡＳＩＣ１３５は、差分量が予め定められた値を超える場合に、被写体に時間的な変化があると判断する。また、ＡＳＩＣ１３５は、複数の予備画像データからそれぞれ同一被写体のオブジェクトを抽出して、複数の予備画像を撮像した期間にわたるオブジェクトの移動量を算出する。ＡＳＩＣ１３５は、移動量が予め定められた値を超える場合に、被写体に時間的な変化がある旨を判断する。
【００３４】
被写体に時間的な変化があると判断されると、カメラＭＰＵ１４０は、メカニカルシャッタ１４３を閉状態にさせ、撮像素子１３２の各画素ラインの蓄積電荷のリセットを開始させる。全画素ラインのリセットが完了すると、メカニカルシャッタ１４３を開状態にさせる。そして、メカニカルシャッタ１４３を開状態にしてから予め定められた露光時間が経過したタイミングで、メカニカルシャッタ１４３を閉じる。そして、ＡＳＩＣ１３５は、撮像素子１３２から画像データの読み出しを行って、本画像２００−ｍの画像データを生成する。本画像２００−ｍの画像データは、本画像２００−ｍ−を含む他の本画像データとともに、動画データの生成に使用される。なお、本画像を撮像するための露光時間は、複数の予備画像のうちの少なくとも一つの画像データから算出された明るさ評価値に基づいて、カメラＭＰＵ１４０が決定してよい。明るさ評価値は、ＡＳＩＣ１３５により算出されてよい。
【００３５】
本図の例では、被写体の動きが検出されて、メカニカルシャッタ１４３を駆動して撮像動作を行う場合について説明した。被写体の動きが検出されなかった場合は、カメラＭＰＵ１４０は、メカニカルシャッタ１４３を開状態にしたまま、電子シャッタ機能による順次露光で撮像素子１３２を駆動する。
【００３６】
このように、カメラＭＰＵ１４０は、撮像素子１３２に予め定められた時間間隔で繰り返し撮像させる。そして、ＡＳＩＣ１３５は、予め定められた時間間隔で繰り返し撮像させている場合に、撮像装置に対する被写体の相対的な動きを検出する。具体的には、カメラＭＰＵ１４０は、繰り返し撮像させるそれぞれの撮像タイミングの前に、メカニカルシャッタ１４３に被写体光の光路を開放させたまま、予め定められた時間間隔より短い時間間隔で撮像素子１３２に複数の予備画像を撮像させる。ＡＳＩＣ１３５は、複数の予備画像の画像データに基づいて、被写体の変化を検出する。そして、カメラＭＰＵ１４０は、ＡＳＩＣ１３５で検出された撮像装置１０に対する被写体の相対的な動きに応じて、電子シャッタ機能による露光制御からメカニカルシャッタ１４３による露光制御に切り換えて撮像させる。例えば、カメラＭＰＵ１４０は、撮像装置１０に対する被写体の相対的な動きが検出された場合に、電子シャッタ機能による露光制御に代えて、メカニカルシャッタ１４３による露光制御で撮像素子１３２に撮像させる。そして、ＡＳＩＣ１３５は、電子シャッタ機能およびメカニカルシャッタ１４３による露光制御で予め定められた時間間隔で繰り返し撮像させることにより得られた複数の画像データの画像が、予め定められた時間間隔より短い時間間隔で再生される動画データを生成する。
【００３７】
なお、ＡＳＩＣ１３５は、複数の予備画像の画像データに基づいて、被写体の変化の大きさを検出し、カメラＭＰＵ１４０は、電子シャッタ機能による順次走査に要する時間長さと、ＡＳＩＣ１３５部が検出した変化の大きさとに基づいて、メカニカルシャッタ１４３による露光制御で撮像させるか否かを判断してよい。例えば、カメラＭＰＵ１４０は、電子シャッタ機能による順次走査に要する時間長さに対する、ＡＳＩＣ１３５が検出した変化の大きさの比率が、予め定められた値より大きい場合に、メカニカルシャッタ１４３による露光制御で撮像させてよい。順次走査に要する時間長さは、例えば、全画素ラインの蓄積電荷をリセットするのに要する時間であってよい。したがって、順次走査に要する時間長さに対する被写体の変化の大きさの比率は、いわゆるローリング歪の大きさに対応する。このため、ローリング歪の大きさを考慮して、メカニカルシャッタ１４３による露光制御を行うか否かを判断できる。
【００３８】
図４は、暗露光を行う場合の撮像動作の一例を示す。上述したように、カメラＭＰＵ１４０は、予備画像の画像データから算出された明るさの評価値に基づいて、時刻ｔｎで本画像を撮像する場合の露光時間を決定する。カメラＭＰＵ１４０は、決定した露光時間が予め定められた時間より長い場合に、撮像素子１３２で暗露光動作を行わせる。具体的には、カメラＭＰＵ１４０は、メカニカルシャッタ１４３を閉状態にして、撮像素子１３２の蓄積電荷のリセットおよび読み出しを行って、暗露光画像４００を読み出す。ＡＳＩＣ１３５は、本画像２００−ｎから暗露光画像４００を差し引いた差分画像の画像データを、暗電流補正済みの本画像データとして生成し、外部メモリ１８０に記録する。暗電流補正済みの本画像データは、本画像２００−ｎ−１の画像データを含む他の本画像データとともに、動画データの生成に使用される。
【００３９】
このように、カメラＭＰＵ１４０は、繰り返し撮像で得られる少なくとも１つの画像に対する暗電流補正が必要であるか否かを判断し、暗電流補正が必要であると判断した場合に、メカニカルシャッタ１４３を予め定められた時間だけ閉じて撮像素子１３２に電荷を蓄積させることにより、暗露光動作を行わせる。そして、ＡＳＩＣ１３５は、暗電流補正が必要であると判断された場合に、暗露光動作により得られた画像データを用いて、暗電流補正が必要であると判断された画像の画像データに暗電流補正を施す。具体的には、カメラＭＰＵ１４０は、暗電流補正が必要であると判断された場合に、暗電流補正の対象となる画像を撮像した後、予め定められた時間間隔の時間が経過する前に、暗露光動作を行わせる。なお、本図に例示したように、暗電流補正の対象となる画像は、電子シャッタ機能による露光制御で撮像されたものであってよい。暗電流補正の対象となる画像を電子シャッタ機能による露光制御で撮像することで、メカニカルシャッタ１４３の駆動回数を低減することができる場合がある。しかし、暗電流補正の対象となる画像は、メカニカルシャッタ１４３による露光制御で撮像されたものであってもよい。例えば、直前の本画像が電子シャッタで撮像された場合は、メカニカルシャッタ１４３の開状態を維持して、暗電流補正の対象となる本画像を電子シャッタの露光制御で撮像してよい。一方、直前の本画像がメカニカルシャッタ１４３の露光制御で撮像された場合には、暗電流補正の対象となる本画像を、メカニカルシャッタ１４３による露光制御で撮像してもよい。
【００４０】
図５は、撮像装置１０の起動から終了までの処理フローを示す。本フローは、例えば操作入力部１４１の一部としての電源スイッチがＯＮ位置に切り替えられた場合に、開始される。本フローは、カメラＭＰＵ１４０が主体となって撮像装置１０の各部を制御することにより実行される。
【００４１】
ステップＳ５００において、カメラＭＰＵ１４０は、オペレーティングシステム（ＯＳ）を立ち上げる。具体的には、撮像装置１０を制御するためのパラメータ、起動コード、ＯＳ等が、システムメモリ１３９からＲＡＭ１３６に展開され、カメラＭＰＵ１４０が起動コードを実行して、ＯＳによる制御に移行する。ステップＳ５０２において、カメラＭＰＵ１４０は、撮像装置１０の初期設定を行う。例えば、カメラＭＰＵ１４０は、展開されたパラメータ、プログラム等に従って、例えば操作入力部１４１の一部としての撮像モードダイヤル等の状態に基づき、撮像装置１０の動作条件を設定する。動作条件としては、撮影モード、撮像条件、記録条件等を例示できる。撮影モードとしては、連写モードや単写モード等を例示することができる。撮像条件としては、露光時間、絞り値および撮像感度等を例示できる。記録条件としては、記録画素数等を例示することができる。
【００４２】
続いて、ステップＳ５０４において、カメラＭＰＵ１４０は、初期設定で設定された内容を表示部１３８に表示させる。例えば、カメラＭＰＵ１４０は、撮像モード、撮像条件、および、記録条件等の情報を、アイコン表示等の種々の形式で表示部１３８に表示させる。
【００４３】
続いて、ステップＳ５０６において、カメラＭＰＵ１４０は、生じたイベントの種類を判定する。各種イベントは、操作入力部１４１に対する操作により生じる。ここでは、設定動作を指示する操作で生じる設定イベント、再生動作を指示する操作で生じる再生イベント、および、撮像動作を指示する操作に応じて生じる撮像イベントについて説明する。
【００４４】
設定イベントは、操作入力部１４１の一部としての設定ボタンの操作を検出した場合に生じる。設定イベントが生じた場合、カメラＭＰＵ１４０が主体となって、指示内容に応じた設定処理を行う（ステップＳ５１０）。本設定処理では、指示内容に応じて、撮像装置１０の動作条件が設定される。例えば、撮像モードを微速度撮影モードに変更する旨が指示された場合に、撮像装置１０の各部の動作設定を微速度撮影モードに設定する。また、微速度撮影における本画像の撮像間隔、微速度撮影の継続時間の設定が行われる。動作設定が変更された場合、変更された動作設定に応じてパラメータ変数が変更される。
【００４５】
再生イベントは、操作入力部１４１の一部としての再生ボタンの操作を検出した場合に生じる。再生イベントが生じた場合、カメラＭＰＵ１４０は、操作入力部１４１に対するユーザ操作に基づき、指示された再生処理を実行する（ステップＳ５１２）。再生処理としては、外部メモリ１８０に記録された静止画、動画等の画像データに基づき画像を一覧表示する処理、画像データの選択を受け付ける処理、ユーザにより選択された画像データに基づき表示部１３８に画像を表示する処理等を例示することができる。
【００４６】
撮像イベントは、操作入力部１４１の一部としてのレリーズボタン、ライブビューボタン、または、動画記録ボタンの操作が検出された場合に生じる。カメラＭＰＵ１４０は、撮像イベントが生じた場合、指示に応じて撮像処理を行う（ステップＳ５１４）。
【００４７】
ステップＳ５１０、ステップＳ５１２、ステップＳ５１４の処理が終了すると、電源をＯＦＦするか否かを判断する（ステップＳ５２２）。例えば、処理すべきイベントが無く、かつ、撮像装置１０が動作を開始してから予め定められた期間、新たなイベントが生じていない場合に、電源をＯＦＦすると判断する。また、電源スイッチがＯＦＦ位置にされた場合にも、電源をＯＦＦすると判断する。電源をＯＦＦしないと判断した場合はステップＳ５０６に処理を移行する。電源をＯＦＦすると判断した場合は、電源をＯＦＦする前に必要な処理を行う（ステップＳ５２４）。本処理としては、変更されたパラメータ変数等の情報をシステムメモリ１３９に格納する処理等を例示することができる。ステップＳ５２４の処理が完了すると、本フローを終了する。
【００４８】
図６は、微速度撮撮影モードにおける撮像動作のフローの一例を示す。本フローは、ステップＳ５１４の一部の処理に適用できる。本フローは、カメラＭＰＵ１４０が主体となって撮像装置１０の各部を制御することにより実行される。本フローは、撮像モードが微速度撮影モードに設定されている状態で、レリーズボタンの押し込みを検出した場合に、開始される。
【００４９】
ステップＳ６０２において、カメラＭＰＵ１４０は、メカニカルシャッタ１４３が閉状態の場合は、メカニカルシャッタ１４３を開状態にする。続いて、カメラＭＰＵ１４０は、予備画像の撮像動作を行わせる（ステップＳ６０４）。ＡＳＩＣ１３５は、複数の予備画像の画像データを解析して、被写体の変化があるか否かを判断する（ステップＳ６０６）。
【００５０】
ステップＳ６０６の判断において、被写体の変化がないと判断された場合、カメラＭＰＵ１４０は、電子シャッタ機能で順次露光を行わせる（ステップＳ６０８）。続いて、ステップＳ６１０で、ＡＳＩＣ１３５が本画像データを読み出す（ステップＳ６１０）。続いて、カメラＭＰＵ１４０は、暗露光が必要であるか否かを判断する（ステップＳ６２２）。
【００５１】
ステップＳ６２２において、暗露光が必要であると判断した場合、カメラＭＰＵ１４０は、メカニカルシャッタ１４３が開状態の場合はメカニカルシャッタ１４３を閉状態にさせ（ステップＳ６２４）、各画素ラインに対する蓄積電荷のリセットおよび読み出しを行う（ステップＳ６２６）。そして、ＡＳＩＣ１３５は、ステップＳ６１０で読み出された画像データに対して、ステップＳ６２６で読み出された暗電流補正処理を行う（ステップＳ６２８）。そして、ＡＳＩＣ１３５は、暗電流補正が施された本画像データを、外部メモリ１８０に記録する（ステップＳ６３０）。ステップＳ６２２において、暗露光が必要でないと判断した場合、ステップＳ６３０に処理を移行させ、本画像データを外部メモリ１８０に記録する。
【００５２】
ステップＳ６３２において、カメラＭＰＵ１４０は、微速度撮影を終了するか否かを判断する。例えば、微速度撮影の繰り返し撮像動作を開始してから設定された継続時間以上の時間が経過したと判断された場合に、微速度撮影を終了すると判断する。微速度撮影を終了する旨が判断された場合、本画像データから動画データを生成して（ステップＳ６３４）、微速度撮影動作を終了する。ステップＳ６３２の判断において、微速度撮影を終了しない旨が判断された場合、次回の予備画像の撮像動作を開始するまでの時間だけウェイトした後（ステップＳ６３６）、ステップＳ６０２に処理を移行させる。
【００５３】
ステップＳ６０６において被写体の動きが検出された場合、カメラＭＰＵ１４０は、メカニカルシャッタ１４３を閉状態にさせ（ステップＳ６４２）、各画素ラインに対する蓄積電荷のリセットを開始する（ステップＳ６４４）。各画素ラインがリセットされると、メカニカルシャッタ１４３を開状態にさせ（ステップＳ６４６）、露光時間が経過するとメカニカルシャッタ１４３を閉状態にさせる（ステップＳ６４８）。続いて、ＡＳＩＣ１３５は、カメラＭＰＵ１４０は、撮像素子１３２から本画像データを読み出し（ステップＳ６５０）、ステップＳ６２２に処理を移行させる。
【００５４】
以上に説明した撮像装置１０によれば、一度に多数の撮像動作を行う撮像モードにおいて、メカニカルシャッタ１４３の駆動回数を低減することができる。例えば、ローリング歪が予想される場合や暗電流補正を要するような被写体状況にある場合に限り、メカニカルシャッタ１４３を駆動する。このため、かかる制御を行わない場合と比較して、メカニカルシャッタ１４３を無駄に駆動することがない。したがって、メカニカルシャッタ１４３が故障する可能性を低減することができ、ひいてはメカニカルシャッタ１４３の耐用寿命を延ばすことができる。また、ローリング歪が小さいことが予想される場合には、電子シャッタ機能で露光制御するので、ローリング歪が顕著になることもなく、自然な微速度撮影動画を提供することができる。
【００５５】
なお、上記の説明では、予備画像に基づいて被写体の変化を検出するとした。しかし、撮像装置１０に撮像装置１０自身の動きを検出するセンサを設けて、撮像装置１０自身の動きの量を、撮像装置１０に対する被写体の相対的な動きとして検出してもよい。当該センサとしては、ジャイロセンサ等を例示できる。
【００５６】
上記の説明において、カメラＭＰＵ１４０の動作として説明した処理は、カメラＭＰＵ１４０がプログラムに従って撮像装置１０が有する各ハードウェアを制御することにより実現される。また、上記の説明においてＡＳＩＣ１３５により実現される処理は、プロセッサによって実現することができる。例えば、ＡＳＩＣ１３５の動作として説明した処理は、プロセッサがプログラムに従って撮像装置１０が有する各ハードウェアを制御することにより実現される。すなわち、本実施形態の撮像装置１０に関連して説明した処理は、プロセッサがプログラムに従って動作して各ハードウェアを制御することにより、プロセッサ、メモリ等を含む各ハードウェアとプログラムとが協働して動作することにより実現することができる。すなわち、当該処理を、いわゆるコンピュータ装置によって実現することができる。コンピュータ装置は、上述した処理の実行を制御するプログラムをロードして、読み込んだプログラムに従って動作して、当該処理を実行してよい。コンピュータ装置は、当該プログラムを記憶しているコンピュータ読取可能な記録媒体から当該プログラムをロードすることができる。
【００５７】
また、本実施形態において、レンズユニット１２０が装着された状態の撮像装置１０を、撮像装置の一例として取り上げた。しかし、撮像装置とは、レンズユニット１２０が装着されていないカメラ本体１３０を含む概念である。撮像装置としては、レンズ交換式カメラの一例である一眼レフレックスカメラの他に、レンズ非交換式カメラの一例であるコンパクトデジタルカメラ、ミラーレス式カメラ、ビデオカメラ、撮像機能付きの携帯電話機、撮像機能付きの携帯情報端末、撮像機能付きのゲーム機器等の娯楽装置等、撮像機能を有する種々の電子機器を適用の対象とすることができる。
【００５８】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００５９】
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【００６０】
１０  撮像装置、１２０  レンズユニット、１２１  レンズマウント接点、１２２  レンズ群、１２３  レンズＭＰＵ、１２４  レンズ駆動部、１３０  カメラ本体、１３１  カメラマウント接点、１３２  撮像素子、１３３  アナログ処理部、１３４  Ａ／Ｄ変換器、１３５  ＡＳＩＣ、１３６  ＲＡＭ、１３７  表示制御部、１３８  表示部、１３９  システムメモリ、１４０  カメラＭＰＵ、１４１  操作入力部、１４２  ＡＦユニット、１４３  メカニカルシャッタ、１４４  測光素子、１４５  メインミラー、１４６  サブミラー、１４７  ファインダ部、１４８  駆動部、１４９  接続インタフェース、１５０  記録媒体ＩＦ、１５２  外部機器ＩＦ、１５８  ＧＰＳユニット、１８０  外部メモリ、１９０  電源、１９２  電源回路、２００  画像、２５０  動画データ、４００  画像
【図１】
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【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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