撮像装置、方法およびプログラム
【課題】 被写体の動きを止めるために、個々の動く被写体に応じた適切なシャッタスピードその他の撮影条件を決定して被写体ぶれを防ぐ。
【解決手段】Ｓ２では、レリーズボタン４６の半押しに応じて高速シャッタ・高解像度（フル画素ムービー撮影でも可）で複数の被写体スピード算出用画像の撮像を開始する。Ｓ４では、画像データ記憶部６６に記憶された複数枚数の被写体スピード算出用画像とそれらの画像の撮影間隔に基づき、撮像素子１６上の被写体の単位時間当たりの移動量（被写体スピードｖ）を算出する。特定被写体登録部３０に被写体の登録がある場合は、特定被写体抽出部３１がその登録された被写体を各被写体スピード算出用画像から特定し、その特定された被写体の被写体スピードｖを算出する。Ｓ５では、被写体スピードｖに応じた被写体ぶれを所定の許容範囲βに収めるシャッタスピードＴｖを算出する。
【解決手段】Ｓ２では、レリーズボタン４６の半押しに応じて高速シャッタ・高解像度（フル画素ムービー撮影でも可）で複数の被写体スピード算出用画像の撮像を開始する。Ｓ４では、画像データ記憶部６６に記憶された複数枚数の被写体スピード算出用画像とそれらの画像の撮影間隔に基づき、撮像素子１６上の被写体の単位時間当たりの移動量（被写体スピードｖ）を算出する。特定被写体登録部３０に被写体の登録がある場合は、特定被写体抽出部３１がその登録された被写体を各被写体スピード算出用画像から特定し、その特定された被写体の被写体スピードｖを算出する。Ｓ５では、被写体スピードｖに応じた被写体ぶれを所定の許容範囲βに収めるシャッタスピードＴｖを算出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動く被写体を撮像可能な撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１では、焦点面のずれ量によるデフォーカス量により、被写体の移動方向を検出し、移動方向によって、連続撮影時に、自動露出ずらし機能を持ち被写界深度や被写体ぶれを最小限に抑える。
【０００３】
特許文献２では、画像信号により動きベクトルを検出し、画像信号に対して動き補正を行う。光学的に補正をかけたり、出力画像に対して動き補正を行う。
【０００４】
特許文献３では、画像より動きを検出し、光学的に補正し、ぶれを防ぐ。
【０００５】
特許文献４では、被写体の動き量によって静止画撮影条件を変更する制御手段を持つ。
【特許文献１】特開平５−１９３２６号公報
【特許文献２】特開平１１−１５５００６号公報
【特許文献３】特開平１１−１６４１８８号公報
【特許文献４】特開平５−１９３２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来技術は、動きのある被写体を撮影する場合、予めスポーツモードなどに設定し、シャッタスピードが早くなるようにするシステムであった。このため、スポーツモードではシャッタスピードを早い設定にし、被写体ぶれを解決している。しかし、シャッタの高速化にシフトしているだけで、被写体の速さなどは考慮されないため、動きの遅い被写体に対しても速いシャッタスピードとなる場合がある。あるいは、予め決められたＡＥプログラム線図で決めたシャッタスピードでは、極端に速い被写体に追いつかない場合がある。
【０００７】
また従来技術では、動体をモニタ表示中にシャッタスピードを設定するため、モニタ表示が暗くなり使い勝手が悪い。
【０００８】
本発明は、被写体の動きを止めるために、個々の動く被写体に応じた適切なシャッタスピードその他の撮影条件を決定して被写体ぶれを防ぐ。また、本発明は、動く被写体のモニタ表示の適切な明るさを維持しながら露出演算処理を可能にする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る撮像装置は、撮像光学系を介して結像した被写体像を撮像素子により光電変換して複数の画像を出力する撮像部と、撮像部の撮影した複数の画像に基づいて被写体の移動速度を算出する被写体速度算出部と、被写体速度算出部の算出した被写体の移動速度に基づいて撮像部の撮影条件を決定する撮影条件決定部と、撮影条件決定部の決定した撮影条件に基づいて記録用の画像の撮影を開始するよう撮像部を制御する制御部と、を備える。
【００１０】
この発明によると、被写体の移動速度に応じた適切なシャッタスピードその他の撮像条件を得ることができる。
【００１１】
制御部は、レリーズボタンの全押しに応じ、撮影条件決定部の決定した撮影条件に基づいて記録用の画像の撮影を開始するよう撮像部を制御する。
【００１２】
こうすれば、表示用モニタのスルー画の表示輝度が突然変化することもない。
【００１３】
移動速度の算出対象となる被写体を登録する登録部を備え、被写体速度算出部は、撮像部の撮影した複数の画像に基づいて登録部に登録された被写体の移動速度を算出する。
【００１４】
被写体を特定した上で速度を算出することで、撮影対象でない被写体の速度に基づいて誤った撮影条件が決定されるのを防げる。
【００１５】
被写体速度算出部の算出した被写体の移動速度を通知する通知部を備えてもよい。
【００１６】
ここで、通知はメッセージ表示や音声再生などで行うことができる。
【００１７】
制御部は、被写体速度算出部の算出した被写体の移動速度を記録用の画像に対応づけて所定の記憶媒体に記憶する。
【００１８】
撮影条件決定部は、被写体の移動速度に応じて被写体ぶれを所定の許容範囲内に収めるシャッタスピードを決定する。
【００１９】
例えば、被写体の移動速度が速ければ速いほど、シャッタスピードを高速側にシフトさせることで、素早く動く被写体をぶれなく撮影することができる。また、被写体の移動速度が遅くても、シャッタスピードは所定の手ぶれ限界を下回らないようにしてもよい。
【００２０】
本発明に係る撮像方法は、撮像光学系を介して結像した被写体像を撮像素子により光電変換して複数の画像を出力する撮像部を備えた撮像装置が、撮像部の撮影した複数の画像に基づいて被写体の移動速度を算出するステップと、算出した被写体の移動速度に基づいて撮像部の撮影条件を決定するステップと、決定した撮影条件に基づいて記録用の画像の撮影を開始するよう撮像部を制御するステップと、を実行する。
【００２１】
この撮像方法を撮像装置に実行させるためのプログラムも本発明に含まれる。
【発明の効果】
【００２２】
この発明によると、被写体の移動速度に応じた適切なシャッタスピードその他の撮像条件を得ることができる。特に、被写体の移動速度が速ければ速いほど、シャッタスピードを高速側にシフトさせることで、素早く動く被写体をぶれなく撮影することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１はデジタルカメラ１０の構成を示したブロック図である。デジタルカメラ１０は、フォーカスレンズ１１およびズームレンズ１２を含む撮影レンズ、撮影レンズのから固体撮像素子への光路を制限する絞り１３とシャッタ１４を有する撮像光学系を備える。撮影レンズの結像位置には固体撮像素子（ＣＣＤやＣＭＯＳなど）１６が配置されている。固体撮像素子１６は、例えば６０ｆｐｓ〜３００ｆｐｓの間で読み出しコマ数を低速から高速域に可変とする。
【００２４】
ユーザがレリーズボタン４６を半押しすることにより、ＡＦ処理が開始し、フォーカスレンズ１１がフォーカスレンズ駆動部７１によって駆動され、焦点合わせが行われる。また、ズーム／上下レバー５１をテレ側あるいはワイド側に押下することにより、ズームレンズ１２がズームレンズ駆動部７２によって駆動され、ズームレンズ１２をレンズ光軸に沿ってＮＥＡＲ側（繰り出し側）、或いはＩＮＦ側（繰り込み側）に移動させ、ズーム倍率を変化させるズーミングが行われる。
【００２５】
ＣＰＵ５６は、ＡＥ（Auto Exposure）動作時に絞り駆動部７３を制御して絞り１３の開口値（絞り値）を変化させて光束を制限し、露出調整を行う。
【００２６】
また、カメラ１０の背面には、モニタ（画像表示部）３６が設けられ、表示制御部３５を介してこのモニタ３６に撮影時のスルー画像、画像再生時の静止画や動画が表示される。
【００２７】
このデジタルカメラ１０は、ＣＰＵ５６によってその全体動作が統括制御されている。
【００２８】
ＣＰＵ５６は、所定のプログラムに従ってカメラシステムを制御するシステム制御回路部として機能するとともに、自動露出（ＡＥ）演算、自動焦点調節（ＡＦ）演算、ホワイトバランス（ＷＢ）調整演算など、各種演算を実施する演算手段として機能する。
【００２９】
バス５８を介してＣＰＵ５６と接続されたＲＯＭ６０には、ＣＰＵ５６が実行するプログラム及び制御に必要な各種データ、ＣＣＤ画素欠陥情報、カメラ動作に関する各種定数／情報等が格納されている。
【００３０】
また、メモリ（ＳＤＲＡＭ）６４は、プログラムの展開領域及びＣＰＵ５６の演算作業用領域として利用されるとともに、画像データや音声データの一時記憶領域として利用される。画像データ記憶部６６は画像データ専用の一時記憶メモリである。
【００３１】
レリーズボタン４６は、撮影開始の指示を入力する操作ボタンであり、半押し時にオンになるＳ１スイッチと、全押し時にオンになるＳ２スイッチとを有する二段ストローク式のスイッチで構成されている。
【００３２】
モニタ３６は、撮影時のスルー画像を表示する電子ビューファインダとして駆動されるとともに、再生時の静止画、動画を表示する画像再生用モニタとして駆動される。また、モニタ３６は、ユーザインターフェース用表示画面としても利用され、必要に応じてメニュー情報や選択項目、設定内容などの情報が表示される。また、モニタ３６には、画像データ記憶部６６に記録された画像データが縮小されてサムネイル表示される。
【００３３】
カメラ１０は、その側部にメディアソケットを有し、メディアソケットには記録メディアが装着される。記録メディアの形態は特に限定されず、ｘＤ−ピクチャーカード、スマートメディア（商標）に代表される半導体メモリカード、可搬型小型ハードディスク、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスクなど、種々の媒体を用いることができる。
【００３４】
メディア記憶部９１は、メディアソケットに装着される記録メディアに適した入出力信号の受渡しを行うために所要の信号変換を行う。
【００３５】
フォーカスレンズ１１、ズームレンズ１２、絞り１３、シャッタ１４は、それぞれ、ＣＰＵ５６によって制御されるフォーカスレンズ駆動部７１、ズームレンズ駆動部７２、絞り駆動部７３及びシャッタ駆動部７４によって電動駆動され、ズーム制御、フォーカス制御、アイリス制御及びシャッタ制御が行われる。
【００３６】
撮影レンズを通過した光は、撮像素子１６の受光面に結像される。撮像素子１６の受光面には多数のフォトダイオード（受光素子）が二次元的に配列されており、各フォトダイオードに対応して赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の原色カラーフィルタが所定の配列構造で配置されている。また、撮像素子１６は、各フォトダイオードの電荷蓄積時間（シャッタースピード）を制御する電子シャッター機能を有している。ＣＰＵ５６は、タイミングジェネレータ８２を介して撮像素子１６での電荷蓄積時間を制御する。なお、撮像素子１６に代えてＭＯＳ型など他の方式の撮像素子を用いてもよい。
【００３７】
撮像素子１６の受光面に結像された被写体像は、各フォトダイオードによって入射光量に応じた量の信号電荷に変換される。各フォトダイオードに蓄積された信号電荷は、ＣＰＵ５６の指令に従いタイミングジェネレータ８２から与えられる駆動パルスに基づいて信号電荷に応じた電圧信号（画像信号）として順次読み出される。
【００３８】
撮像素子１６から出力された信号は信号処理部（ＣＤＳ／ＡＭＰ）８４に送られ、ここで画素毎のＲ、Ｇ、Ｂ信号がサンプリングホールド（相関二重サンプリング処理）され、増幅された後、Ａ／Ｄ変換器でデジタル信号に変換され、点順次のＲ、Ｇ、Ｂ信号は、画像入力コントローラ８８を介してメモリ６４に記憶される。
【００３９】
画像処理部９０は、メモリ６４に記憶されたＲ、Ｇ、Ｂ信号をＣＰＵ５６の指令に従って処理する。すなわち、画像処理部９０は、同時化回路（単板ＣＣＤのカラーフィルタ配列に伴う色信号の空間的なズレを補間して色信号を同時式に変換する処理回路）、ホワイトバランス補正回路、ガンマ補正回路、輪郭補正回路、輝度・色差信号生成回路等を含む画像処理手段として機能し、ＣＰＵ５６からのコマンドに従ってメモリ６４を活用しながら所定の信号処理を行う。
【００４０】
画像処理部９０に入力されたＲＧＢの画像データは、画像処理部９０において輝度信号及び色差信号に変換されるとともに、ガンマ補正等の所定の処理が施される。画像処理部９０で処理された画像データは画像データ記憶部６６に記録される。
【００４１】
撮影再生画像をモニタ３６に出力する場合、画像データ記憶部６６から画像データが読み出され、バス５８を介して表示制御部３５に送信される。表示制御部３５は、入力された画像データを表示用の所定方式の信号（例えば、ＮＴＳＣ方式のカラー複合映像信号）に変換してモニタ３６に出力する。また、撮影時のスルー画像は、画像処理部９０からバス５８及び表示制御部３５を介してモニタ３６に表示される。
【００４２】
レリーズボタン４６が半押しされると、デジタルカメラ１０はＡＥ及びＡＦ処理を開始する。すなわち、撮像素子１６から出力された画像信号はＡ／Ｄ変換後に画像入力コントローラ８８を介してＡＦ検出回路９４並びにＡＥ／ＡＷＢ検出回路９６に入力される。
【００４３】
ＡＥ／ＡＷＢ検出回路９６は、１画面を複数のエリア（例えば、１６×１６）に分割し、分割エリアごとにＲＧＢ信号を積算する回路を含み、その積算値をＣＰＵ５６に提供する。ＣＰＵ５６は、ＡＥ／ＡＷＢ検出回路９６から得た積算値に基づいて被写体の明るさ（被写体輝度）を検出し、撮影に適した露出値（撮影ＥＶ値）を算出する。求めた露出値と所定のプログラム線図に従い、絞り値とシャッタースピードが決定され、これに従いＣＰＵ５６は撮像素子１６の電子シャッター及びアイリスを制御して適正な露光量を得る。
【００４４】
また、ＡＥ／ＡＷＢ検出回路９６は、自動ホワイトバランス調整時には、分割エリアごとにＲＧＢ信号の色別の平均積算値を算出し、その算出結果をＣＰＵ５６に提供する。ＣＰＵ５６は、Ｒの積算値、Ｂの積算値、Ｇの積算値を得て、各分割エリアごとにＲ／Ｇ及びＢ／Ｇの比を求め、これらＲ／Ｇ、Ｂ／Ｇの値のＲ／Ｇ、Ｂ／Ｇの色空間における分布等に基づいて光源種判別を行い、判別された光源種に適したホワイトバランス調整値に従って、例えば、各比の値がおよそ１になるように、ホワイトバランス調整回路のＲ、Ｇ、Ｂ信号に対するゲイン値（ホワイトバランス補正値）を制御し、各色チャンネルの信号に補正をかける。前述した各比の値を１以外の値になるようにホワイトバランス調整回路のゲイン値を調整すると、ある色味が残った画像を生成することができる。
【００４５】
デジタルカメラ１０におけるＡＦ制御は、例えば映像信号のＧ信号の高周波成分が極大になるようにフォーカスレンズ１１を移動させるコントラストＡＦが適用される。すなわち、ＡＦ検出回路９４は、Ｇ信号の高周波成分のみを通過させるハイパスフィルタ、絶対値化処理部、画面内（例えば、画面中央部）に予め設定されているフォーカス対象エリア内の信号を切り出すＡＦエリア抽出部、及びＡＦエリア内の絶対値データを積算する積算部から構成される。
【００４６】
ＡＦ検出回路９４で求めた積算値のデータはＣＰＵ５６に通知される。ＣＰＵ５６は、フォーカスレンズ駆動部７１を制御してフォーカスレンズ１１を移動させながら、複数のＡＦ検出ポイントで焦点評価値（ＡＦ評価値）を演算し、評価値が極大となるレンズ位置を合焦位置として決定する。そして、求めた合焦位置にフォーカスレンズ１１を移動させるようにフォーカスレンズ駆動部７１を制御する。なお、ＡＦ評価値の演算はＧ信号を利用する態様に限らず、輝度信号（Ｙ信号）を利用してもよい。
【００４７】
レリーズボタン４６が半押しされてＡＥ／ＡＦ処理が行われ、レリーズボタン４６が全押しされて記録用の撮影動作がスタートする。全押しに応動して取得された画像データは画像処理部９０において輝度／色差信号（Ｙ／Ｃ信号）に変換され、ガンマ補正等の所定の処理が施された後、メモリ６４に格納される。
【００４８】
メモリ６４に格納されたＹ／Ｃ信号は、圧縮伸張回路によって所定のフォーマットに従って圧縮された後、メディア記憶部９１を介して記録メディアに記録される。例えば、静止画についてはＪＰＥＧ形式で記録される。
【００４９】
カメラ１０には、レリーズボタン４６、電源スイッチ５５、動作モードスイッチ４８、メニュー／ＯＫボタン５０、ズーム／上下レバー５１、左右ボタン５２、バックボタン５３、表示切替ボタン５４が配置されている。
【００５０】
ＣＰＵ５６の制御によってフラッシュ制御部２１６への給電を開始することで、フラッシュ発光部２０５の発光用コンデンサが充電され、所定のタイミングでＣＰＵ５６からフラッシュ制御部２１６に発光信号が送られてキセノン管などで構成されたフラッシュ発光部２０５が発光する。
【００５１】
バス５８には特定被写体登録部３０と特定被写体抽出部３１と特定被写体認証部３２とが接続されている。これらの機能は後述する。
【００５２】
ＲＯＭ６０には、通常プログラムＡＥのプログラムラインが記憶されている。図２に示すように、通常プログラムＡＥのプログラムラインは、被写体輝度が上昇するにつれて、絞り１３の開口径が約１／３絞りずつ段階的に小さくなる（絞り値が大きくなる）とともに、各絞り値毎にシャッタ速度が１／２Ｔｖ〜１Ｔｖ程度ずつ変位し、全体としては、被写体輝度が上昇するにつれて絞り値とシャッタ速度の両方が順次に上昇する。なお、Ｆ２．８とＦ４．０との間は１絞り（１Ａｖ）分変位する。また、被写体輝度が９．１Ｅｖより下がると、絞りＦ２．８，シャッタ速度１／６０（秒）のままとなって、ストロボ撮影に切り換えられる。
【００５３】
図３はＣＰＵ５６が実行を制御する撮影処理のフローチャートである。
【００５４】
Ｓ１では、被写体ぶれ検知モードまたは通常撮影モードの選択を、動作モードスイッチ４８から受け付ける。被写体ぶれ検知モードが選択された場合はＳ２、通常撮影モードが選択された場合はＳ１２に進む。なお、通常撮影モードでは、レリーズボタン４６の半押しに応じてＡＦ／ＡＥが開始するが、このＡＥではＲＯＭ６０の通常プログラムＡＥのプログラムラインに基づいてシャッタスピードと絞り値が決定される。
【００５５】
Ｓ２では、レリーズボタン４６の半押しに応じて高速シャッタ・高解像度（フル画素ムービー撮影でも可）で複数の被写体スピード算出用画像の撮像を開始する。ただし、被写体ぶれ検知モードが選択されたことに応じて即座に当該画像の撮像を開始してもよい。スルー画出力自体を高フレームレート（例えば１２０ｆｐｓ）にすればそのスルー画自体が高速シャッタ・高解像度の複数画像の撮像に代替できる。あるいは、固体撮像素子１６の撮像の際に画素間引きを行って間引画像データを取得し、周辺画素の画素値を用いるなどのデータ補間を当該間引画像データに施すことで、フル画素読み出しに相当する１枚の画像を作成し、これを所望のタイミングで繰り返せば、高フレームレート・高解像度の複数画素の取得を簡易に達成できる。ただし消費電力節約や発熱抑制のためには、所定の複数枚数（２枚以上であればその数は任意）の被写体スピード算出用画像の撮像後は、通常のフレームレート（例えば６０ｆｐｓ）のスルー画出力に切り替える方がよい。同様の理由で、図示しない電池残量検出手段や発熱検知手段（サーミスタ）が、電池の所定量以上の消耗やカメラ１０の自己発熱を検知した場合、被写体ぶれ検知モードの選択をロックし、通常撮影モードのみ選択可能にしてもよい。また、ＣＰＵ５６は、ＡＥ／ＡＷＢ検出回路９６から得た積算値に基づいて被写体輝度Ｅｖを検出する。
【００５６】
Ｓ３では、Ｓ２で撮像した複数枚数の被写体スピード算出用画像とそれらの画像の撮影間隔を画像データ記憶部６６に保存する。
【００５７】
Ｓ４では、画像データ記憶部６６に記憶された複数枚数の被写体スピード算出用画像とそれらの画像の撮影間隔に基づき、撮像素子１６上の被写体の単位時間当たりの移動量（被写体スピードｖ）を算出する。高解像度を用いれば正確な被写体スピードの算出が可能である。図４では、Ｓ２で撮影間隔ｔの間に取得された２枚の被写体スピード算出用画像ＩＡおよびＩＢから、被写体ＳＢの被写体スピードｖが求められる。もし、特定被写体登録部３０に被写体の登録がある場合は、特定被写体抽出部３１が所定の確からしさでその登録された被写体と一致する被写体を特徴情報（目、鼻、口などの顔パーツの位置関係など）のパターンマッチングなどで各被写体スピード算出用画像から特定し、その特定された被写体の被写体スピードｖを算出する（Ｓ４−１）。
【００５８】
図５では、撮影間隔ｔの間に取得された２枚の被写体スピード算出用画像ＩＡおよびＩＢから、登録された被写体ＳＢ２の被写体スピードｖが求められる。この図では、被写体ＳＢ１は登録されておらず、被写体スピードｖは求められない。特定被写体登録部３０への被写体の登録方法は任意であり、メディア記憶部９１に接続された記録メディアあるいは画像データ記憶部６６から読み出した所望の画像から所望の被写体を左右ボタン５２およびメニュー／ＯＫボタン５０で選択すると、特定被写体認証部３２がその選択された被写体を特定被写体登録部３０へ登録する。
【００５９】
算出された被写体スピードｖをモニタ３６に出力してもよい（図６参照）。この際、被写体スピードｖをユーザに分かりやすい単位、例えばｋｍ／ｈに換算して出力するとよい。被写体スピードｖをモニタ３６に出力するか否かを選択するメニューをモニタ３６に表示し、表示切替ボタン５４からのメニュー選択に従って被写体スピードｖの表示をオンオフしてもよい。
【００６０】
Ｓ５では、Ｓ４またはＳ４−１で算出された被写体スピードｖに応じた被写体ぶれを所定の許容範囲βに収めるシャッタスピードＴｖを算出する。
【００６１】
ここで、被写体スピードｖ[pixel/sec]、許容範囲β[pixel]、シャッタスピードＴｖ[sec]との関係は、次式により与えられる。
【００６２】
Ｔｖ＝ｖ／β
βは、仮に撮像素子１６をＣＣＤとすると、ＣＣＤ上の被写体ぶれの許容値[pixel]である。被写体スピードがｖである場合には、Ｔｖ＝ｖ／βとすると、被写体が許容範囲βの間で略静止した静止画像を撮影することができる。算出されたシャッタスピードＴｖはメモリ６４に記憶される。
【００６３】
Ｓ６では、算出したシャッタスピードＴｖが、所定のシャッタスピード設定可能範囲Ｒ内（例えば６．０〜９．３Ｔｖ（１／６０〜１／５００（秒）））に収まっているか、それを上回っているか、あるいは下回っているかを判断する。Ｔｖが範囲Ｒ内に収まっている場合はＳ１１、Ｔｖが範囲Ｒを下回っている（Ｒの下限Ｒｍｉｎよりも遅い）場合はＳ７、Ｔｖが範囲Ｒを上回っている（Ｒの上限Ｒｍａｘよりも速い）場合（Ｓ８）はＳ９に進む。
【００６４】
Ｓ７では、メモリ６４のシャッタスピードをＴｖ＝Ｒｍｉｎに更新する。例えばＲｍｉｎ＝６．０Ｔｖとすれば、シャッタ速度が１／６０（秒）以上であるから、手ブレを起こしにくい。Ｒｍｉｎは手ブレ限界として定めたシャッタ速度であるが、この手ブレ限界シャッタ速度Ｒｍｉｎは、ズームレンズ１２の焦点距離によって変化させてもよい。
【００６５】
Ｓ９では、メモリ６４のシャッタスピードをＴｖ＝Ｒｍａｘに更新する。
【００６６】
Ｓ１０では、被写体スピードｖが速いためＳ９で設定したシャッタスピードによる撮影では被写体ぶれが生じる可能性がある旨のメッセージをモニタ３６に出力する。
【００６７】
Ｓ１１では、シャッタスピードＴｖおよび被写体輝度Ｅｖに対応する絞り／撮影感度を決定する。被写体輝度をＥｖ、シャッタスピードをＴｖ、絞り値をＡｖとすると、Ｅｖ＝Ａｖ＋Ｔｖであるから、Ａｖ＝Ｅｖ−Ｅｖである。絞り値が全開に達しても（Ｆ２．８がほぼ開放絞り）この等式が満たされない場合は、図示しないオートゲインコントロールアンプ（ＡＧＣという）にて撮像信号の増幅のゲインを上げて、撮像素子１６から出力される撮像信号を増幅し、撮影感度を上げる。こうして被写体輝度を確保する。このゲインによる露出制御は、比較的暗い撮影環境、例えば、５．１〜９．１Ｅｖの範囲で行われる。決定した絞り／撮影感度はメモリ６４に記憶される。
【００６８】
Ｓ１２では、レリーズボタン４６の全押しに応じて、メモリ６４に記憶されたシャッタスピード、絞り、撮影感度で撮影を開始する。撮影された画像は画像データ記憶部６６あるいはメディア記憶部９１に保存される。レリーズボタン４６の全押しに応じてシャッタスピード、絞り、撮影感度が設定されるため、撮影開始前にモニタ３６のスルー画像の輝度が突然変化するようなことはない。
【００６９】
撮影完了後は、被写体スピードｖ、メモリ６４に記憶されたシャッタスピードＴｖ、絞りＡｖ、撮影感度その他の撮影条件を、画像の付帯情報（Ｅｘｉｆファイルのタグ情報など）として画像に対応づけて保存してもよい。なお、通常撮影モードが設定されていても、被写体スピードなどを付帯情報として記録してもよい。付帯情報はプリンタにて画像とともに印刷させたり、パソコンの画像閲覧ソフトにて画像とともに表示させることもでき、写真を後で確認するときの楽しさが増す。例えば、子供の運動会の徒競走を毎年撮っておくと、走る速さが年々向上し、成長が一見して把握でき、動く被写体を継続的に撮る楽しみが増す。
【００７０】
被写体の速度が速ければ速いほど、シャッタ速度Ｔｖは高速側にシフトするが、上限Ｒｍａｘを超えることはない。また、被写体の動きが遅ければ遅いほど、シャッタ速度Ｔｖは低速側にシフトするため、その分絞りを絞ることが可能となり、被写界深度が深くなり、ピント合わせ精度が向上し、よい写真が得られる。また、被写体のスピードが遅くても、シャッタ速度Ｔｖは手ブレ限界Ｒｍｉｎを下回ることはない。
【００７１】
晴天時の公園など、被写体輝度が十分に明るい撮影条件下では、高速なシャッタ速度で撮影が行われるから、手ブレも被写体ブレも起こすことなく、動き回る被写体を確実に写し止めることができる。また、被写体輝度が十分に明るくない場合でも、ゲイン露出制御により、被写体輝度が確保される。この場合も手ブレ限界Ｒｍｉｎは下回らず、動き回る被写体を追いかけて撮影する場合でも手ブレが起きにくい。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】カメラのブロック図
【図２】通常プログラムＡＥのプログラムラインの一例を示す図
【図３】撮影処理のフローチャート
【図４】被写体スピードの算出対象となる被写体の一例を示す図
【図５】被写体スピードの算出対象となる登録被写体の一例を示す図
【図６】被写体スピードの出力例を示す図
【符号の説明】
【００７３】
１１：フォーカスレンズ、１２：ズームレンズ、１３：絞り、１４：シャッタ、１６：撮像素子、３０：特定被写体登録部、３１：特定被写体検出部、３６：モニタ、５６：ＣＰＵ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動く被写体を撮像可能な撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１では、焦点面のずれ量によるデフォーカス量により、被写体の移動方向を検出し、移動方向によって、連続撮影時に、自動露出ずらし機能を持ち被写界深度や被写体ぶれを最小限に抑える。
【０００３】
特許文献２では、画像信号により動きベクトルを検出し、画像信号に対して動き補正を行う。光学的に補正をかけたり、出力画像に対して動き補正を行う。
【０００４】
特許文献３では、画像より動きを検出し、光学的に補正し、ぶれを防ぐ。
【０００５】
特許文献４では、被写体の動き量によって静止画撮影条件を変更する制御手段を持つ。
【特許文献１】特開平５−１９３２６号公報
【特許文献２】特開平１１−１５５００６号公報
【特許文献３】特開平１１−１６４１８８号公報
【特許文献４】特開平５−１９３２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来技術は、動きのある被写体を撮影する場合、予めスポーツモードなどに設定し、シャッタスピードが早くなるようにするシステムであった。このため、スポーツモードではシャッタスピードを早い設定にし、被写体ぶれを解決している。しかし、シャッタの高速化にシフトしているだけで、被写体の速さなどは考慮されないため、動きの遅い被写体に対しても速いシャッタスピードとなる場合がある。あるいは、予め決められたＡＥプログラム線図で決めたシャッタスピードでは、極端に速い被写体に追いつかない場合がある。
【０００７】
また従来技術では、動体をモニタ表示中にシャッタスピードを設定するため、モニタ表示が暗くなり使い勝手が悪い。
【０００８】
本発明は、被写体の動きを止めるために、個々の動く被写体に応じた適切なシャッタスピードその他の撮影条件を決定して被写体ぶれを防ぐ。また、本発明は、動く被写体のモニタ表示の適切な明るさを維持しながら露出演算処理を可能にする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る撮像装置は、撮像光学系を介して結像した被写体像を撮像素子により光電変換して複数の画像を出力する撮像部と、撮像部の撮影した複数の画像に基づいて被写体の移動速度を算出する被写体速度算出部と、被写体速度算出部の算出した被写体の移動速度に基づいて撮像部の撮影条件を決定する撮影条件決定部と、撮影条件決定部の決定した撮影条件に基づいて記録用の画像の撮影を開始するよう撮像部を制御する制御部と、を備える。
【００１０】
この発明によると、被写体の移動速度に応じた適切なシャッタスピードその他の撮像条件を得ることができる。
【００１１】
制御部は、レリーズボタンの全押しに応じ、撮影条件決定部の決定した撮影条件に基づいて記録用の画像の撮影を開始するよう撮像部を制御する。
【００１２】
こうすれば、表示用モニタのスルー画の表示輝度が突然変化することもない。
【００１３】
移動速度の算出対象となる被写体を登録する登録部を備え、被写体速度算出部は、撮像部の撮影した複数の画像に基づいて登録部に登録された被写体の移動速度を算出する。
【００１４】
被写体を特定した上で速度を算出することで、撮影対象でない被写体の速度に基づいて誤った撮影条件が決定されるのを防げる。
【００１５】
被写体速度算出部の算出した被写体の移動速度を通知する通知部を備えてもよい。
【００１６】
ここで、通知はメッセージ表示や音声再生などで行うことができる。
【００１７】
制御部は、被写体速度算出部の算出した被写体の移動速度を記録用の画像に対応づけて所定の記憶媒体に記憶する。
【００１８】
撮影条件決定部は、被写体の移動速度に応じて被写体ぶれを所定の許容範囲内に収めるシャッタスピードを決定する。
【００１９】
例えば、被写体の移動速度が速ければ速いほど、シャッタスピードを高速側にシフトさせることで、素早く動く被写体をぶれなく撮影することができる。また、被写体の移動速度が遅くても、シャッタスピードは所定の手ぶれ限界を下回らないようにしてもよい。
【００２０】
本発明に係る撮像方法は、撮像光学系を介して結像した被写体像を撮像素子により光電変換して複数の画像を出力する撮像部を備えた撮像装置が、撮像部の撮影した複数の画像に基づいて被写体の移動速度を算出するステップと、算出した被写体の移動速度に基づいて撮像部の撮影条件を決定するステップと、決定した撮影条件に基づいて記録用の画像の撮影を開始するよう撮像部を制御するステップと、を実行する。
【００２１】
この撮像方法を撮像装置に実行させるためのプログラムも本発明に含まれる。
【発明の効果】
【００２２】
この発明によると、被写体の移動速度に応じた適切なシャッタスピードその他の撮像条件を得ることができる。特に、被写体の移動速度が速ければ速いほど、シャッタスピードを高速側にシフトさせることで、素早く動く被写体をぶれなく撮影することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１はデジタルカメラ１０の構成を示したブロック図である。デジタルカメラ１０は、フォーカスレンズ１１およびズームレンズ１２を含む撮影レンズ、撮影レンズのから固体撮像素子への光路を制限する絞り１３とシャッタ１４を有する撮像光学系を備える。撮影レンズの結像位置には固体撮像素子（ＣＣＤやＣＭＯＳなど）１６が配置されている。固体撮像素子１６は、例えば６０ｆｐｓ〜３００ｆｐｓの間で読み出しコマ数を低速から高速域に可変とする。
【００２４】
ユーザがレリーズボタン４６を半押しすることにより、ＡＦ処理が開始し、フォーカスレンズ１１がフォーカスレンズ駆動部７１によって駆動され、焦点合わせが行われる。また、ズーム／上下レバー５１をテレ側あるいはワイド側に押下することにより、ズームレンズ１２がズームレンズ駆動部７２によって駆動され、ズームレンズ１２をレンズ光軸に沿ってＮＥＡＲ側（繰り出し側）、或いはＩＮＦ側（繰り込み側）に移動させ、ズーム倍率を変化させるズーミングが行われる。
【００２５】
ＣＰＵ５６は、ＡＥ（Auto Exposure）動作時に絞り駆動部７３を制御して絞り１３の開口値（絞り値）を変化させて光束を制限し、露出調整を行う。
【００２６】
また、カメラ１０の背面には、モニタ（画像表示部）３６が設けられ、表示制御部３５を介してこのモニタ３６に撮影時のスルー画像、画像再生時の静止画や動画が表示される。
【００２７】
このデジタルカメラ１０は、ＣＰＵ５６によってその全体動作が統括制御されている。
【００２８】
ＣＰＵ５６は、所定のプログラムに従ってカメラシステムを制御するシステム制御回路部として機能するとともに、自動露出（ＡＥ）演算、自動焦点調節（ＡＦ）演算、ホワイトバランス（ＷＢ）調整演算など、各種演算を実施する演算手段として機能する。
【００２９】
バス５８を介してＣＰＵ５６と接続されたＲＯＭ６０には、ＣＰＵ５６が実行するプログラム及び制御に必要な各種データ、ＣＣＤ画素欠陥情報、カメラ動作に関する各種定数／情報等が格納されている。
【００３０】
また、メモリ（ＳＤＲＡＭ）６４は、プログラムの展開領域及びＣＰＵ５６の演算作業用領域として利用されるとともに、画像データや音声データの一時記憶領域として利用される。画像データ記憶部６６は画像データ専用の一時記憶メモリである。
【００３１】
レリーズボタン４６は、撮影開始の指示を入力する操作ボタンであり、半押し時にオンになるＳ１スイッチと、全押し時にオンになるＳ２スイッチとを有する二段ストローク式のスイッチで構成されている。
【００３２】
モニタ３６は、撮影時のスルー画像を表示する電子ビューファインダとして駆動されるとともに、再生時の静止画、動画を表示する画像再生用モニタとして駆動される。また、モニタ３６は、ユーザインターフェース用表示画面としても利用され、必要に応じてメニュー情報や選択項目、設定内容などの情報が表示される。また、モニタ３６には、画像データ記憶部６６に記録された画像データが縮小されてサムネイル表示される。
【００３３】
カメラ１０は、その側部にメディアソケットを有し、メディアソケットには記録メディアが装着される。記録メディアの形態は特に限定されず、ｘＤ−ピクチャーカード、スマートメディア（商標）に代表される半導体メモリカード、可搬型小型ハードディスク、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスクなど、種々の媒体を用いることができる。
【００３４】
メディア記憶部９１は、メディアソケットに装着される記録メディアに適した入出力信号の受渡しを行うために所要の信号変換を行う。
【００３５】
フォーカスレンズ１１、ズームレンズ１２、絞り１３、シャッタ１４は、それぞれ、ＣＰＵ５６によって制御されるフォーカスレンズ駆動部７１、ズームレンズ駆動部７２、絞り駆動部７３及びシャッタ駆動部７４によって電動駆動され、ズーム制御、フォーカス制御、アイリス制御及びシャッタ制御が行われる。
【００３６】
撮影レンズを通過した光は、撮像素子１６の受光面に結像される。撮像素子１６の受光面には多数のフォトダイオード（受光素子）が二次元的に配列されており、各フォトダイオードに対応して赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の原色カラーフィルタが所定の配列構造で配置されている。また、撮像素子１６は、各フォトダイオードの電荷蓄積時間（シャッタースピード）を制御する電子シャッター機能を有している。ＣＰＵ５６は、タイミングジェネレータ８２を介して撮像素子１６での電荷蓄積時間を制御する。なお、撮像素子１６に代えてＭＯＳ型など他の方式の撮像素子を用いてもよい。
【００３７】
撮像素子１６の受光面に結像された被写体像は、各フォトダイオードによって入射光量に応じた量の信号電荷に変換される。各フォトダイオードに蓄積された信号電荷は、ＣＰＵ５６の指令に従いタイミングジェネレータ８２から与えられる駆動パルスに基づいて信号電荷に応じた電圧信号（画像信号）として順次読み出される。
【００３８】
撮像素子１６から出力された信号は信号処理部（ＣＤＳ／ＡＭＰ）８４に送られ、ここで画素毎のＲ、Ｇ、Ｂ信号がサンプリングホールド（相関二重サンプリング処理）され、増幅された後、Ａ／Ｄ変換器でデジタル信号に変換され、点順次のＲ、Ｇ、Ｂ信号は、画像入力コントローラ８８を介してメモリ６４に記憶される。
【００３９】
画像処理部９０は、メモリ６４に記憶されたＲ、Ｇ、Ｂ信号をＣＰＵ５６の指令に従って処理する。すなわち、画像処理部９０は、同時化回路（単板ＣＣＤのカラーフィルタ配列に伴う色信号の空間的なズレを補間して色信号を同時式に変換する処理回路）、ホワイトバランス補正回路、ガンマ補正回路、輪郭補正回路、輝度・色差信号生成回路等を含む画像処理手段として機能し、ＣＰＵ５６からのコマンドに従ってメモリ６４を活用しながら所定の信号処理を行う。
【００４０】
画像処理部９０に入力されたＲＧＢの画像データは、画像処理部９０において輝度信号及び色差信号に変換されるとともに、ガンマ補正等の所定の処理が施される。画像処理部９０で処理された画像データは画像データ記憶部６６に記録される。
【００４１】
撮影再生画像をモニタ３６に出力する場合、画像データ記憶部６６から画像データが読み出され、バス５８を介して表示制御部３５に送信される。表示制御部３５は、入力された画像データを表示用の所定方式の信号（例えば、ＮＴＳＣ方式のカラー複合映像信号）に変換してモニタ３６に出力する。また、撮影時のスルー画像は、画像処理部９０からバス５８及び表示制御部３５を介してモニタ３６に表示される。
【００４２】
レリーズボタン４６が半押しされると、デジタルカメラ１０はＡＥ及びＡＦ処理を開始する。すなわち、撮像素子１６から出力された画像信号はＡ／Ｄ変換後に画像入力コントローラ８８を介してＡＦ検出回路９４並びにＡＥ／ＡＷＢ検出回路９６に入力される。
【００４３】
ＡＥ／ＡＷＢ検出回路９６は、１画面を複数のエリア（例えば、１６×１６）に分割し、分割エリアごとにＲＧＢ信号を積算する回路を含み、その積算値をＣＰＵ５６に提供する。ＣＰＵ５６は、ＡＥ／ＡＷＢ検出回路９６から得た積算値に基づいて被写体の明るさ（被写体輝度）を検出し、撮影に適した露出値（撮影ＥＶ値）を算出する。求めた露出値と所定のプログラム線図に従い、絞り値とシャッタースピードが決定され、これに従いＣＰＵ５６は撮像素子１６の電子シャッター及びアイリスを制御して適正な露光量を得る。
【００４４】
また、ＡＥ／ＡＷＢ検出回路９６は、自動ホワイトバランス調整時には、分割エリアごとにＲＧＢ信号の色別の平均積算値を算出し、その算出結果をＣＰＵ５６に提供する。ＣＰＵ５６は、Ｒの積算値、Ｂの積算値、Ｇの積算値を得て、各分割エリアごとにＲ／Ｇ及びＢ／Ｇの比を求め、これらＲ／Ｇ、Ｂ／Ｇの値のＲ／Ｇ、Ｂ／Ｇの色空間における分布等に基づいて光源種判別を行い、判別された光源種に適したホワイトバランス調整値に従って、例えば、各比の値がおよそ１になるように、ホワイトバランス調整回路のＲ、Ｇ、Ｂ信号に対するゲイン値（ホワイトバランス補正値）を制御し、各色チャンネルの信号に補正をかける。前述した各比の値を１以外の値になるようにホワイトバランス調整回路のゲイン値を調整すると、ある色味が残った画像を生成することができる。
【００４５】
デジタルカメラ１０におけるＡＦ制御は、例えば映像信号のＧ信号の高周波成分が極大になるようにフォーカスレンズ１１を移動させるコントラストＡＦが適用される。すなわち、ＡＦ検出回路９４は、Ｇ信号の高周波成分のみを通過させるハイパスフィルタ、絶対値化処理部、画面内（例えば、画面中央部）に予め設定されているフォーカス対象エリア内の信号を切り出すＡＦエリア抽出部、及びＡＦエリア内の絶対値データを積算する積算部から構成される。
【００４６】
ＡＦ検出回路９４で求めた積算値のデータはＣＰＵ５６に通知される。ＣＰＵ５６は、フォーカスレンズ駆動部７１を制御してフォーカスレンズ１１を移動させながら、複数のＡＦ検出ポイントで焦点評価値（ＡＦ評価値）を演算し、評価値が極大となるレンズ位置を合焦位置として決定する。そして、求めた合焦位置にフォーカスレンズ１１を移動させるようにフォーカスレンズ駆動部７１を制御する。なお、ＡＦ評価値の演算はＧ信号を利用する態様に限らず、輝度信号（Ｙ信号）を利用してもよい。
【００４７】
レリーズボタン４６が半押しされてＡＥ／ＡＦ処理が行われ、レリーズボタン４６が全押しされて記録用の撮影動作がスタートする。全押しに応動して取得された画像データは画像処理部９０において輝度／色差信号（Ｙ／Ｃ信号）に変換され、ガンマ補正等の所定の処理が施された後、メモリ６４に格納される。
【００４８】
メモリ６４に格納されたＹ／Ｃ信号は、圧縮伸張回路によって所定のフォーマットに従って圧縮された後、メディア記憶部９１を介して記録メディアに記録される。例えば、静止画についてはＪＰＥＧ形式で記録される。
【００４９】
カメラ１０には、レリーズボタン４６、電源スイッチ５５、動作モードスイッチ４８、メニュー／ＯＫボタン５０、ズーム／上下レバー５１、左右ボタン５２、バックボタン５３、表示切替ボタン５４が配置されている。
【００５０】
ＣＰＵ５６の制御によってフラッシュ制御部２１６への給電を開始することで、フラッシュ発光部２０５の発光用コンデンサが充電され、所定のタイミングでＣＰＵ５６からフラッシュ制御部２１６に発光信号が送られてキセノン管などで構成されたフラッシュ発光部２０５が発光する。
【００５１】
バス５８には特定被写体登録部３０と特定被写体抽出部３１と特定被写体認証部３２とが接続されている。これらの機能は後述する。
【００５２】
ＲＯＭ６０には、通常プログラムＡＥのプログラムラインが記憶されている。図２に示すように、通常プログラムＡＥのプログラムラインは、被写体輝度が上昇するにつれて、絞り１３の開口径が約１／３絞りずつ段階的に小さくなる（絞り値が大きくなる）とともに、各絞り値毎にシャッタ速度が１／２Ｔｖ〜１Ｔｖ程度ずつ変位し、全体としては、被写体輝度が上昇するにつれて絞り値とシャッタ速度の両方が順次に上昇する。なお、Ｆ２．８とＦ４．０との間は１絞り（１Ａｖ）分変位する。また、被写体輝度が９．１Ｅｖより下がると、絞りＦ２．８，シャッタ速度１／６０（秒）のままとなって、ストロボ撮影に切り換えられる。
【００５３】
図３はＣＰＵ５６が実行を制御する撮影処理のフローチャートである。
【００５４】
Ｓ１では、被写体ぶれ検知モードまたは通常撮影モードの選択を、動作モードスイッチ４８から受け付ける。被写体ぶれ検知モードが選択された場合はＳ２、通常撮影モードが選択された場合はＳ１２に進む。なお、通常撮影モードでは、レリーズボタン４６の半押しに応じてＡＦ／ＡＥが開始するが、このＡＥではＲＯＭ６０の通常プログラムＡＥのプログラムラインに基づいてシャッタスピードと絞り値が決定される。
【００５５】
Ｓ２では、レリーズボタン４６の半押しに応じて高速シャッタ・高解像度（フル画素ムービー撮影でも可）で複数の被写体スピード算出用画像の撮像を開始する。ただし、被写体ぶれ検知モードが選択されたことに応じて即座に当該画像の撮像を開始してもよい。スルー画出力自体を高フレームレート（例えば１２０ｆｐｓ）にすればそのスルー画自体が高速シャッタ・高解像度の複数画像の撮像に代替できる。あるいは、固体撮像素子１６の撮像の際に画素間引きを行って間引画像データを取得し、周辺画素の画素値を用いるなどのデータ補間を当該間引画像データに施すことで、フル画素読み出しに相当する１枚の画像を作成し、これを所望のタイミングで繰り返せば、高フレームレート・高解像度の複数画素の取得を簡易に達成できる。ただし消費電力節約や発熱抑制のためには、所定の複数枚数（２枚以上であればその数は任意）の被写体スピード算出用画像の撮像後は、通常のフレームレート（例えば６０ｆｐｓ）のスルー画出力に切り替える方がよい。同様の理由で、図示しない電池残量検出手段や発熱検知手段（サーミスタ）が、電池の所定量以上の消耗やカメラ１０の自己発熱を検知した場合、被写体ぶれ検知モードの選択をロックし、通常撮影モードのみ選択可能にしてもよい。また、ＣＰＵ５６は、ＡＥ／ＡＷＢ検出回路９６から得た積算値に基づいて被写体輝度Ｅｖを検出する。
【００５６】
Ｓ３では、Ｓ２で撮像した複数枚数の被写体スピード算出用画像とそれらの画像の撮影間隔を画像データ記憶部６６に保存する。
【００５７】
Ｓ４では、画像データ記憶部６６に記憶された複数枚数の被写体スピード算出用画像とそれらの画像の撮影間隔に基づき、撮像素子１６上の被写体の単位時間当たりの移動量（被写体スピードｖ）を算出する。高解像度を用いれば正確な被写体スピードの算出が可能である。図４では、Ｓ２で撮影間隔ｔの間に取得された２枚の被写体スピード算出用画像ＩＡおよびＩＢから、被写体ＳＢの被写体スピードｖが求められる。もし、特定被写体登録部３０に被写体の登録がある場合は、特定被写体抽出部３１が所定の確からしさでその登録された被写体と一致する被写体を特徴情報（目、鼻、口などの顔パーツの位置関係など）のパターンマッチングなどで各被写体スピード算出用画像から特定し、その特定された被写体の被写体スピードｖを算出する（Ｓ４−１）。
【００５８】
図５では、撮影間隔ｔの間に取得された２枚の被写体スピード算出用画像ＩＡおよびＩＢから、登録された被写体ＳＢ２の被写体スピードｖが求められる。この図では、被写体ＳＢ１は登録されておらず、被写体スピードｖは求められない。特定被写体登録部３０への被写体の登録方法は任意であり、メディア記憶部９１に接続された記録メディアあるいは画像データ記憶部６６から読み出した所望の画像から所望の被写体を左右ボタン５２およびメニュー／ＯＫボタン５０で選択すると、特定被写体認証部３２がその選択された被写体を特定被写体登録部３０へ登録する。
【００５９】
算出された被写体スピードｖをモニタ３６に出力してもよい（図６参照）。この際、被写体スピードｖをユーザに分かりやすい単位、例えばｋｍ／ｈに換算して出力するとよい。被写体スピードｖをモニタ３６に出力するか否かを選択するメニューをモニタ３６に表示し、表示切替ボタン５４からのメニュー選択に従って被写体スピードｖの表示をオンオフしてもよい。
【００６０】
Ｓ５では、Ｓ４またはＳ４−１で算出された被写体スピードｖに応じた被写体ぶれを所定の許容範囲βに収めるシャッタスピードＴｖを算出する。
【００６１】
ここで、被写体スピードｖ[pixel/sec]、許容範囲β[pixel]、シャッタスピードＴｖ[sec]との関係は、次式により与えられる。
【００６２】
Ｔｖ＝ｖ／β
βは、仮に撮像素子１６をＣＣＤとすると、ＣＣＤ上の被写体ぶれの許容値[pixel]である。被写体スピードがｖである場合には、Ｔｖ＝ｖ／βとすると、被写体が許容範囲βの間で略静止した静止画像を撮影することができる。算出されたシャッタスピードＴｖはメモリ６４に記憶される。
【００６３】
Ｓ６では、算出したシャッタスピードＴｖが、所定のシャッタスピード設定可能範囲Ｒ内（例えば６．０〜９．３Ｔｖ（１／６０〜１／５００（秒）））に収まっているか、それを上回っているか、あるいは下回っているかを判断する。Ｔｖが範囲Ｒ内に収まっている場合はＳ１１、Ｔｖが範囲Ｒを下回っている（Ｒの下限Ｒｍｉｎよりも遅い）場合はＳ７、Ｔｖが範囲Ｒを上回っている（Ｒの上限Ｒｍａｘよりも速い）場合（Ｓ８）はＳ９に進む。
【００６４】
Ｓ７では、メモリ６４のシャッタスピードをＴｖ＝Ｒｍｉｎに更新する。例えばＲｍｉｎ＝６．０Ｔｖとすれば、シャッタ速度が１／６０（秒）以上であるから、手ブレを起こしにくい。Ｒｍｉｎは手ブレ限界として定めたシャッタ速度であるが、この手ブレ限界シャッタ速度Ｒｍｉｎは、ズームレンズ１２の焦点距離によって変化させてもよい。
【００６５】
Ｓ９では、メモリ６４のシャッタスピードをＴｖ＝Ｒｍａｘに更新する。
【００６６】
Ｓ１０では、被写体スピードｖが速いためＳ９で設定したシャッタスピードによる撮影では被写体ぶれが生じる可能性がある旨のメッセージをモニタ３６に出力する。
【００６７】
Ｓ１１では、シャッタスピードＴｖおよび被写体輝度Ｅｖに対応する絞り／撮影感度を決定する。被写体輝度をＥｖ、シャッタスピードをＴｖ、絞り値をＡｖとすると、Ｅｖ＝Ａｖ＋Ｔｖであるから、Ａｖ＝Ｅｖ−Ｅｖである。絞り値が全開に達しても（Ｆ２．８がほぼ開放絞り）この等式が満たされない場合は、図示しないオートゲインコントロールアンプ（ＡＧＣという）にて撮像信号の増幅のゲインを上げて、撮像素子１６から出力される撮像信号を増幅し、撮影感度を上げる。こうして被写体輝度を確保する。このゲインによる露出制御は、比較的暗い撮影環境、例えば、５．１〜９．１Ｅｖの範囲で行われる。決定した絞り／撮影感度はメモリ６４に記憶される。
【００６８】
Ｓ１２では、レリーズボタン４６の全押しに応じて、メモリ６４に記憶されたシャッタスピード、絞り、撮影感度で撮影を開始する。撮影された画像は画像データ記憶部６６あるいはメディア記憶部９１に保存される。レリーズボタン４６の全押しに応じてシャッタスピード、絞り、撮影感度が設定されるため、撮影開始前にモニタ３６のスルー画像の輝度が突然変化するようなことはない。
【００６９】
撮影完了後は、被写体スピードｖ、メモリ６４に記憶されたシャッタスピードＴｖ、絞りＡｖ、撮影感度その他の撮影条件を、画像の付帯情報（Ｅｘｉｆファイルのタグ情報など）として画像に対応づけて保存してもよい。なお、通常撮影モードが設定されていても、被写体スピードなどを付帯情報として記録してもよい。付帯情報はプリンタにて画像とともに印刷させたり、パソコンの画像閲覧ソフトにて画像とともに表示させることもでき、写真を後で確認するときの楽しさが増す。例えば、子供の運動会の徒競走を毎年撮っておくと、走る速さが年々向上し、成長が一見して把握でき、動く被写体を継続的に撮る楽しみが増す。
【００７０】
被写体の速度が速ければ速いほど、シャッタ速度Ｔｖは高速側にシフトするが、上限Ｒｍａｘを超えることはない。また、被写体の動きが遅ければ遅いほど、シャッタ速度Ｔｖは低速側にシフトするため、その分絞りを絞ることが可能となり、被写界深度が深くなり、ピント合わせ精度が向上し、よい写真が得られる。また、被写体のスピードが遅くても、シャッタ速度Ｔｖは手ブレ限界Ｒｍｉｎを下回ることはない。
【００７１】
晴天時の公園など、被写体輝度が十分に明るい撮影条件下では、高速なシャッタ速度で撮影が行われるから、手ブレも被写体ブレも起こすことなく、動き回る被写体を確実に写し止めることができる。また、被写体輝度が十分に明るくない場合でも、ゲイン露出制御により、被写体輝度が確保される。この場合も手ブレ限界Ｒｍｉｎは下回らず、動き回る被写体を追いかけて撮影する場合でも手ブレが起きにくい。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】カメラのブロック図
【図２】通常プログラムＡＥのプログラムラインの一例を示す図
【図３】撮影処理のフローチャート
【図４】被写体スピードの算出対象となる被写体の一例を示す図
【図５】被写体スピードの算出対象となる登録被写体の一例を示す図
【図６】被写体スピードの出力例を示す図
【符号の説明】
【００７３】
１１：フォーカスレンズ、１２：ズームレンズ、１３：絞り、１４：シャッタ、１６：撮像素子、３０：特定被写体登録部、３１：特定被写体検出部、３６：モニタ、５６：ＣＰＵ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像光学系を介して結像した被写体像を撮像素子により光電変換して複数の画像を出力する撮像部と、
前記撮像部の撮影した複数の画像に基づいて被写体の移動速度を算出する被写体速度算出部と、
前記被写体速度算出部の算出した被写体の移動速度に基づいて前記撮像部の撮影条件を決定する撮影条件決定部と、
前記撮影条件決定部の決定した撮影条件に基づいて記録用の画像の撮影を開始するよう前記撮像部を制御する制御部と、
を備える撮像装置。
【請求項２】
前記制御部は、レリーズボタンの全押しに応じ、前記撮影条件決定部の決定した撮影条件に基づいて記録用の画像の撮影を開始するよう前記撮像部を制御する請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
移動速度の算出対象となる被写体を登録する登録部を備え、
前記被写体速度算出部は、前記撮像部の撮影した複数の画像に基づいて前記登録部に登録された被写体の移動速度を算出する請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記被写体速度算出部の算出した被写体の移動速度を通知する通知部を備える請求項１〜３のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記被写体速度算出部の算出した被写体の移動速度を前記記録用の画像に対応づけて所定の記憶媒体に記憶する請求項１〜４のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項６】
前記撮影条件決定部は、被写体の移動速度に応じて被写体ぶれを所定の許容範囲内に収めるシャッタスピードを決定する請求項１〜５のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項７】
撮像光学系を介して結像した被写体像を撮像素子により光電変換して複数の画像を出力する撮像部を備えた撮像装置が、
前記撮像部の撮影した複数の画像に基づいて被写体の移動速度を算出するステップと、
前記算出した被写体の移動速度に基づいて前記撮像部の撮影条件を決定するステップと、
前記決定した撮影条件に基づいて記録用の画像の撮影を開始するよう前記撮像部を制御するステップと、
を実行する撮像方法。
【請求項８】
請求項７に記載の撮像方法を撮像装置に実行させるためのプログラム。
【請求項１】
撮像光学系を介して結像した被写体像を撮像素子により光電変換して複数の画像を出力する撮像部と、
前記撮像部の撮影した複数の画像に基づいて被写体の移動速度を算出する被写体速度算出部と、
前記被写体速度算出部の算出した被写体の移動速度に基づいて前記撮像部の撮影条件を決定する撮影条件決定部と、
前記撮影条件決定部の決定した撮影条件に基づいて記録用の画像の撮影を開始するよう前記撮像部を制御する制御部と、
を備える撮像装置。
【請求項２】
前記制御部は、レリーズボタンの全押しに応じ、前記撮影条件決定部の決定した撮影条件に基づいて記録用の画像の撮影を開始するよう前記撮像部を制御する請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
移動速度の算出対象となる被写体を登録する登録部を備え、
前記被写体速度算出部は、前記撮像部の撮影した複数の画像に基づいて前記登録部に登録された被写体の移動速度を算出する請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記被写体速度算出部の算出した被写体の移動速度を通知する通知部を備える請求項１〜３のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記被写体速度算出部の算出した被写体の移動速度を前記記録用の画像に対応づけて所定の記憶媒体に記憶する請求項１〜４のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項６】
前記撮影条件決定部は、被写体の移動速度に応じて被写体ぶれを所定の許容範囲内に収めるシャッタスピードを決定する請求項１〜５のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項７】
撮像光学系を介して結像した被写体像を撮像素子により光電変換して複数の画像を出力する撮像部を備えた撮像装置が、
前記撮像部の撮影した複数の画像に基づいて被写体の移動速度を算出するステップと、
前記算出した被写体の移動速度に基づいて前記撮像部の撮影条件を決定するステップと、
前記決定した撮影条件に基づいて記録用の画像の撮影を開始するよう前記撮像部を制御するステップと、
を実行する撮像方法。
【請求項８】
請求項７に記載の撮像方法を撮像装置に実行させるためのプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−２０６５２２（Ｐ２０１０−２０６５２２Ａ）
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−４９７４８（Ｐ２００９−４９７４８）
【出願日】平成２１年３月３日（２００９．３．３）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月３日（２００９．３．３）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]