撮像装置および撮像方法
【課題】むやみに撮像素子から画像信号の読み出し回数を増やすことなく、効果的なタイミングで画像信号を読み出し、表示の更新を行えるようにした撮像装置および撮像方法を提供する。
【解決手段】長時間露光中に撮像素子から画像信号を読み出し（Ｓ９）、この読み出した画像信号を累積的に加算することにより、加算画像を生成し（Ｓ１３）、この加算画像の生成後、画像信号の次の読出しまでの間に、加算画像に基づいて補間画像を生成し（Ｓ１７）、加算画像および補正画像を表示する（Ｓ１９）。
【解決手段】長時間露光中に撮像素子から画像信号を読み出し（Ｓ９）、この読み出した画像信号を累積的に加算することにより、加算画像を生成し（Ｓ１３）、この加算画像の生成後、画像信号の次の読出しまでの間に、加算画像に基づいて補間画像を生成し（Ｓ１７）、加算画像および補正画像を表示する（Ｓ１９）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置および撮像方法に関し、詳しくは、バルブ撮影等の長時間露光中に撮像素子から画像信号を間歇的に読み出して画像表示を行う撮像装置および撮像方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のデジタルカメラ等の撮像装置においては、被写体像の観察を光学式ファインダで行うものが多々あった。しかし、最近では、光学式ファインダを無くし、または光学式ファインダと共に、撮像素子で取得した画像データに基づいて表示部に被写体像を表示するデジタルカメラが市販されている。
【０００３】
光学ファインダの場合も液晶モニタによる表示の場合であっても、バルブ撮影のような長時間露光時には、露光中の被写体の状態や露光状態を確認することができず、撮影終了後に画像を確認するのが一般的であった。そこで、特許文献１には、所定の時間間隔で撮像素子から画像信号を読出し、順次加算した画像を液晶モニタに表示する撮像装置が開示されている。この特許文献１に開示の撮像装置は、撮影を行いながら、経過を確認することができれば簡単に適正な露光量で撮影を行うことが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−１２１２２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
バルブ撮影等においては、撮影対象や周囲の条件に応じて、シャッタの開放から閉鎖までの時間（露光時間）が様々である。例えば、花火のように明るくて動きのある被写体を撮影する場合には、露光時間は数秒から数十秒であるから、表示更新の時間間隔が長いと露光の進み具合を適切に観察することができない。一方、夜景のように暗くて動きがない被写体を撮影する場合には、露光時間は数分から数十分になるので、短い時間間隔での表示更新は無意味であり、また撮像素子から画像信号の読み出しや加算処理のために無駄に電力を消費してしまう。
【０００６】
また、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージンセンサは、フォトダイオードの蓄積電荷を蓄積したままで読み出す、いわゆる非破壊での画像読出しを行うことができず、画像信号の読出しを行うたびに、電気的な読出しノイズが画像に重畳していき、加算画像の画質が劣化してしまう。また、画像信号の読出し時の電力消費に伴う発熱により、撮像部の温度が上昇し、撮像素子の暗電流ノイズが増加してしまう。これらの理由により、画像加算の枚数が多いほど最終的な画質が劣化してしまう。
【０００７】
本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、むやみに撮像素子から画像信号の読み出し回数を増やすことなく、効果的なタイミングで画像信号を読み出し、表示の更新を行えるようにした撮像装置および撮像方法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】
【０００８】
上記目的を達成するため第１の発明に係わる撮像装置は、バルブ撮影中の被写体の画像を表示する機能を有する撮像装置において、被写体を所定の時間間隔で順次に撮像して画像信号を読み出す撮像部と、上記撮像部で画像信号が読み出される毎に、該画像信号を基に表示用画像データを生成する第１表示画像データ生成部と、上記撮像部で読み出された画像信号が撮像されてから、次に読み出される画像信号が撮像されるまでの間の所定の時刻において撮像されると予測される画像信号を基に、表示用画像データを生成する第２表示画像データ生成部と、上記第１表示画像データ生成部で生成された表示用の画像データによって表わされる画像、及び上記第２表示画像データ生成部で生成された表示用の画像データによって表わされる画像を時系列的に表示する画像表示部と、上記撮像部で順次に撮像された画像信号を基に記録用の画像データを生成して記録する画像データ記録部と、を備える。
【０００９】
第２の発明に係わる撮像装置は、上記第１の発明において、上記撮像部によって読み出された画像信号を基に、撮像中に被写体の明るさが変化したか否かを検出する検出部を備え、上記検出部によって上記被写体の明るさが変化したことが検出された場合は、上記所定の時間間隔を相対的に短くして撮像する。
【００１０】
第３の発明に係わる撮像方法は、長時間露光中に撮像素子から画像信号を読み出し、上記読み出した画像信号を累積的に加算することにより、加算画像を生成し、上記加算画像の生成後、画像信号の次の読出しまでの間に、上記加算画像に基づいて補間画像を生成し、上記加算画像および上記補正画像を表示する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、むやみに撮像素子から画像信号の読み出し回数を増やすことなく、効果的なタイミングで画像信号を読み出し、表示の更新を行えるようにした撮像装置および撮像方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係わるカメラの主として電気回路の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態にカメラにおけるバルブ動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第１実施形態に係わるカメラにおいて、バルブ撮影と更新表示を示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態にカメラにおけるバルブ動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第２実施形態に係わるカメラにおいて、バルブ撮影と更新表示を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面に従って本発明を適用したカメラを用いて好ましい実施形態について説明する。本発明の好ましい第１実施形態に係わるカメラは、デジタルカメラであり、撮像部を有し、この撮像部によって被写体像を画像データに変換し、この変換された画像データに基づいて、被写体像を本体の背面に配置した背面表示部等にライブビュー表示する。撮影者はライブビュー表示を観察することにより、構図やシャッタチャンスを決定する。レリーズ操作時には、静止画や動画の画像データが画像記憶部に記録される。この際、バルブ撮影モードが選択されている場合には、撮像部からの画像データを所定時間間隔で加算処理を行い、この加算処理された画像データに基づいて、バルブ撮影中の経過画像を表示する。撮影者はこの経過画像を観察しながら、バルブ撮影の露光終了を決定することができる。画像記憶部に記録された静止画や動画の画像データは、再生モードを選択すると、表示部に再生表示することができる。
【００１４】
図１は、本実施形態に係わるカメラ１の主として電気的構成を示すブロック図である。このカメラ１は、レンズ１１、メカシャッタ１３、イメージセンサ（撮像素子）１５、画像処理部１７、システム制御部２１、外部メモリ２３、表示部２５、指示部２７、内部メモリ２９を有している。
【００１５】
レンズ１１は、ズームおよびフォーカス制御が可能であり、被写体像をイメージセンサ１５上に形成する。また、レンズ１１内には、絞りが配置されており、露光量を調節する。メカシャッタ１３は、レンズ１１の光路上に配置され、レンズ１１を通過した被写体光束を開閉することにより、イメージセンサ１５上での被写体像の露光時間（シャッタ速度）を制御する。
【００１６】
撮像部として機能するイメージセンサ１５は、レンズ１１の光路上であって、メカシャッタ１３の後ろに配置されている。イメージセンサ１５は、ＣＣＤ撮像素子やＣＭＯＳ撮像素子を有し、これらの撮像素子上に結像した被写体像を画像信号に変換する。イメージセンサ１５の出力は、画像処理部１７に接続されている。
【００１７】
画像処理部１７は、イメージセンサ１５から読み出された画像信号に画像処理を施し、画像データを生成し、システム制御部２１に出力する。また、画像処理部１７は、第１表示画像データ生成部としての機能を有する。すなわち、バルブ撮影時には、画像信号が読み出されるたびに画像データの累積的な加算処理を行い、表示用画像データを生成する。また、画像処理部１７は、第２表示画像データ生成部としての機能も有する。すなわち、バルブ撮影時には、イメージセンサ１５から画像信号が読み出されてから、次に画像信号が読み出されるまでの所定の時刻において、撮像されると予測される画像信号を基に、表示用の画像データを生成する。この予測は、補間演算により行う。
【００１８】
内部メモリ２９は、不揮発性メモリで構成され、カメラ動作に必要な各種調整値等や、カメラ１を全体制御するためのプログラムを記憶する。外部メモリ２３は、撮影した画像データをカメラ外部に持ち出すためのリムーバブルメモリであり、コンパクトフラッシュ（登録商標）やＳＤカード等が用いられる。
【００１９】
表示部２５は、カメラ１の本体の背面等に配置され、液晶モニタや有機ＥＬモニタを有するＥＶＦ（Electronic View Finder：電子ビューファインダ）であり、画像処理部１７で生成された画像データを表示する。すなわち、撮影時には、イメージセンサ１５から読み出され画像処理部１７によって画像処理された画像データに基づいて、ライブビュー表示を行い、撮影終了時には、記録画像を表示するレックビュー表示を行う。また再生時には、外部メモリ２３に記憶された画像データに基づいて再生表示を行う。なお、バルブ撮影モード設定時等の長時間露光撮影の際には、露光中に取得された画像データを加算した画像を、所定の時間間隔で撮影経過画像として表示する。撮影者はこの経過画像を観察することにより、露光動作の終了を決定することができる。
【００２０】
指示部２７は、ユーザがカメラ１に指示を与えるための各種操作部材を含む。操作部材としては、電源釦、レリーズ釦、メニュー釦、十字釦、ＯＫ釦、再生釦等がある。指示部これらの操作部材の操作状態を検出し、システム制御部２１に出力する。
【００２１】
システム制御部２１は、内部メモリ２９に記憶されているプログラムに従って、カメラ１の全体制御を行う。システム制御部２１は、レンズ１１、メカシャッタ１３、イメージセンサ１５、画像処理部１７、外部メモリ２３、表示部２５、指示部２７、内部メモリ２９に接続されており、これらの部材の制御を行ったり、情報等の入出力を行い。例えば、指示部２７を経由してユーザから命令を受け、イメージセンサ１５の撮像を開始させ、画像信号の読出し等のタイミング制御を行い、また、メカシャッタ１３の開閉タイミング制御を行い、レンズ１１内の絞りの絞り制御やオートフォーカス制御等を行う。また、画像処理部１７から画像データを入力し、表示部２５に撮影画像の表示や、外部メモリ２３に画像データの保存等も行う。
【００２２】
次に、本実施形態において、バルブ撮影モードが設定されている場合の撮影シーケンスについて、図２に示すフローチャートを用いて説明する。このフローは、内部メモリ２９に記憶されているプログラムに従って、システム制御部２１が実行する。
【００２３】
バルブ撮影モードでは、複数画像の加算を行う場合には、前述したように画質は劣化してしまう。そこで、本実施形態においては、撮影経過表示を行わない通常のバルブ撮影モードと画像加算・撮影経過表示を行う撮影経過表示モードを選択できるようにする。この設定は、メニュー画面において行うが、専用釦を設けてもよく、また他の操作部材と兼用するようにしても勿論かまわない。このように、２つのバルブ撮影モードを設定可能とすることにより、バルブ撮影に慣れており、経過表示による画質劣化を嫌うユーザには、従来通り、撮影経過表示を行わないバルブ撮影を選択できる。
【００２４】
まず、ユーザは指示部２７を操作することにより、バルブ撮影モードを選択し、次いで撮影経過表示モード設定または非設定とする。また、カメラ１の電源をオンとすると、表示部２７にライブビュー表示が開始される。ライブビュー表示が開始されると、ユーザは、意図する被写体に向けてカメラ１の向きやレンズ１１の焦点距離（ズーム）を調整する。また、カメラの設定によっては、レンズ１１のフォーカス位置、絞り値（Ｆ値）、ＩＳＯ感動等もユーザがマニュアルで設定する。
【００２５】
図２に示すバルブ撮影モードのフローは、これらの設定を行った後のフローを示す。バルブ撮影モードのフローに入ると、撮影経過表示モードか否かの判定を行う（Ｓ１）。前述したように、撮影経過表示モードはメニュー画面で設定されることから、このステップではメニュー画面での設定状態に基づいて判定する。
【００２６】
ステップＳ１における判定の結果、撮影経過表示モードであった場合には、１ｓｔレリーズ押下げか否かを判定する（Ｓ３）。ここでは、指示部２７の内のレリーズ釦が半押しされたか否かを判定し、半押しがなされていない場合には、レリーズ釦が半押しされるのを待つ。
【００２７】
ステップＳ３において、１ｓｔレリーズが押下げられると、次に、ＡＦ（Auto Focus：自動焦点調節）およびＡＥ（Auto
Exposure：自動露出制御）を行い、被写体に対してピント合わせを行うと共に適正露出となる絞り値、シャッタ速度等を算出する（Ｓ５）。
【００２８】
ＡＦおよびＡＥを行うと、次に、２ｎｄレリーズ押下げか否かの判定を行う（Ｓ７）。ユーザは、構図が決まると、レリーズ釦の全押しを行うので、このステップでは、２ｎｄレリーズスイッチがオンとなるのを待つ。２ｎｄレリーズがオンとなると、システム制御部２１からイメージセンサ１５、メカシャッタ１３に撮影開始命令が出力される。メカシャッタ１３は遮光状態（閉鎖状態）から露光状態（開放）に変わり、露光が開始する。これによってイメージセンサ１５は、レンズ１１によって結像された被写体像を光電信号に変換する。
【００２９】
被写体像の光電変換を開始し、カメラ１に設定されている初期設定値（内部メモリ２９に記憶）、または１ｓｔレリーズ時のステップＳ５におけるＡＥの結果に応じて決定された読出し周期が経過すると、イメージセンサ１５から画像信号が読み出される（Ｓ９）。画像信号の読出し完了後、イメージセンサ１５は即座に露光を再開する。なお、ここでの画像読出しは、上述の読出し周期が経過する毎に行われ、ステップＳ９を処理する際に、上述の周期が経過していない場合には、画像読出しは行わず、次のステップＳ１１に進む。
【００３０】
次に、読出し画像が有るか否かの判定を行う（Ｓ１１）。画像読出しは、本実施形態においては、１秒毎に行う。画像読出しと画像読出しの間では、ステップＳ１１における判定の際には、読出し画像なしと判定される。なお、読出し周期の１秒は例示であり、他の値でもよい。
【００３１】
ステップＳ１１における判定の結果、読出し画像があった場合には、画像加算および画像処理を行う（Ｓ１３）。ここでは、読み出した画像信号を、第１表示用画像データ生成部として機能する画像処理部１７において、画像加算処理を行い、また他の画像処理を施す。なお、１枚目の画像を読み出した際には、画像加算は行わない。
【００３２】
一方、ステップＳ１１における判定の結果、読出し画像がない場合には、露光時間に応じて補間画像の生成を行う（Ｓ１７）。本実施形態においては、ｎ枚目の画像を読み出し、次にｎ＋１枚目の画像を読み出す場合、この期間の間では、第２表示画像データ生成部として機能する画像処理部１７が所定時間間隔で補間画像を生成し、この補間画像を表示部２５に表示する。
【００３３】
例えば、表示更新間隔（読出し間隔）を１／６０秒とすると、撮影開始から１秒経過時にステップＳ１１において、読出し画像有りと判定され、読み出された画像が表示される。撮影開始後、１秒が経過し、１＋ｍ／６０秒後（ここで、ｍ＝１、２、３、・・・、５９）は、読出し動作を行わないため、ステップＳ１１において、読出し画像なしと判定され、画像処理部１７によって補間画像が生成される。この補間画像は、ｎ枚目の読出し画像の出力露光時間分だけゲインアップすることにより生成する。補間画像の生成については、図３を用いて後述する。
【００３４】
ステップＳ１７において、露光時間に応じた補間画像を生成すると、またはステップＳ１３において加算画像を生成すると、次に、加算画像または補間画像の画像データはシステム制御部２１に出力され、システム制御部２１は画像データを表示部２５に出力し、表示部２５は撮影経過表示画像を表示する（Ｓ１９）。この撮影経過画像の表示は、後述するステップＳ１５等の加算画像評価と並行して処理され、次回、撮影経過画像が更新されるまで、この撮影経過画像の表示が継続される。
【００３５】
ステップＳ１３において、画像加算および画像処理がなされると、次に加算画像評価が行われる（Ｓ１５）。ここでは、システム制御部２１が画像処理部１７から出力された加算画像データを解析する。
【００３６】
ステップＳ１５において加算画像評価を行うと、次に、レリーズが離されたか否かを判定する（Ｓ２１）。ここでは、ステップＳ７において開始したレリーズ釦の全押し状態が継続しているか、すなわち、２ｎｄレリーズスイッチがオンのままか否かを判定する。レリーズ釦が全押しのままの場合には、バルブ撮影が継続しており、一方、レリーズ釦から指が離れると、バルブ撮影が終了する。ステップＳ２１における判定の結果、レリーズから指が離れていない場合には、ステップＳ９に戻る。
【００３７】
ステップＳ９に戻ると、予め設定またはステップＳ５におけるＡＥによって定められた読出し周期の時間の間、露光を継続する。読出し周期の時間が経過すると、画像を読み出し（Ｓ９）、それまでに生成された加算画像に今回の画像を加算して加算画像を生成する。一方、読出し周期の間では、所定の周期で補間画像の生成を行う（Ｓ１７）。生成された加算画像および生成された補間画像が表示部２５に表示される（Ｓ１９）、また、この間、加算画像評価（Ｓ１５）を行う。これらの処理をステップＳ２１において、レリーズから指が離れるまで繰り返す。
【００３８】
ステップＳ２１における判定の結果、レリーズから指が離れると、次に、バルブ撮影の終了動作に移る。まず、システム制御部２１は、撮影終了命令をメカシャッタ１３とイメージセンサ１５に出力する。メカシャッタ１３は、撮影終了命令を受けると、メカシャッタ１３を閉鎖し、遮光状態に変化し露光を終了する。また、イメージセンサ１５は、画像信号の読出しを行う（Ｓ２３）。以後、イメージセンサ１５は、バルブ撮影動作を終了するか、またはバルブ撮影動作からライブビュー動作に移る。
【００３９】
ステップＳ２３において、最終画像読出しを行うと、次に、画像加算および画像処理を行い、最終画像の生成を行う（Ｓ２５）。ここでは、ステップＳ２３において読み出した画像信号が、画像処理部１７において、それまでの加算画像に加算され、画像処理が施され、最終の画像データが生成される。最終の加算画像が生成されると、次に、加算画像を外部メモリ２３に保存されると同時に、表示部２５に一定期間の間、加算画像が表示される（Ｓ２７）。
【００４０】
ステップＳ１における判定の結果、撮影経過表示モードでなかった場合には、ステップＳ３と同様に、１ｓｔレリーズの押下げがなされたかを判定する（Ｓ３１）。この判定の結果、１ｓｔレリーズの押下げが有った場合には、次に、ステップＳ５と同様に、ＡＦおよびＡＥを行う（Ｓ３３）。
【００４１】
ユーザは、構図が決まると、レリーズ釦の全押しを行うので、２ｎｄレリーズの押下げがなされたか否かの判定を行う（Ｓ３５）。この判定の結果、２ｎｄレリーズの押下げがなされると、露光動作を開始する。すなわち、システム制御部２１からイメージセンサ１５、メカシャッタ１３に撮影開始命令が出力される。メカシャッタ１３は遮光状態（閉鎖状態）から露光状態（開放）に変わり、露光が開始する。撮影経過表示モードが設定されていた場合には、ステップＳ９〜Ｓ２１において、読出し周期毎にイメージセンサ１５から画像信号を読み出し、加算画像を生成していた。また、読出し画像がない場合には、読出し画像から補間画像を生成し、加算画像または補間画像を表示していた。しかし、通常のバルブ撮影モードでは、バルブ撮影が終了するまで画像信号を読み出すことがなく、またバルブ撮影中に撮影経過画像を表示することがない。
【００４２】
２ｎｄレリーズの押下げ下後、レリーズ釦から指が離れた否かを判定し、この判定の結果、レリーズ釦から指が離れた場合には、撮影を終了する（Ｓ３７）。撮影の終了にあたって、システム制御部２１が撮影終了命令をメカシャッタ１３およびイメージセンサ１５に出力する。メカシャッタ１３は、シャッタを閉鎖し遮光状態に変化して露光を終了する。
【００４３】
続いて、イメージセンサ１５は、画像信号を読み出す（Ｓ３９）。画像信号を読み出すと、イメージセンサ１５は、動作を終了するか、またはバルブ撮影動作からライブビュー動作に切り換わる。
【００４４】
画像信号を読み出すと、次に、読み出された画像信号は、画像処理部１７にて、画像処理が施される（Ｓ４１）。そして、画像処理された画像データは、外部メモリ２３に保存され、また一定期間の間、表示部２５にレックビュー表示がなされる（Ｓ４３）。
【００４５】
ステップＳ２７において加算画像の保存と表示がなされると、またはステップＳ４３において画像の保存と表示がなされると、バルブ撮影モードの処理を終了する。
【００４６】
次に、ステップＳ１７における補間画像の生成と、ステップＳ１９における加算画像と補間画像の表示について、図３を用いて説明する。図３において、横軸は時間の流れを示し、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、・・・、ＴＭ、ＴＭ＋１、・・・は、画像読出しのタイミングを示す（但し、Ｔ２、Ｔ３は図中、省略）。また、この画像読出しのタイミングで読み出された画像信号を加算した画像を、ＰＩＣ１、ＰＩＣ２、ＰＩＣ３、・・・、ＰＩＣＭ、ＰＩＣＭ＋１、・・・とする（但し、ＰＩＣ２、ＰＩＣ３は、図中、省略）。また、ＰＩＣＭ＿１、ＰＩＣＭ＿２、ＰＩＣＭ＿３は、タイミングＴＭ、ＴＭ＋１の間におけるタイミングｔＭ＿１、ｔＭ＿２、ｔＭ＿３における補間画像を示す。
【００４７】
補間画像ＰＩＣＭ＿１の画像データは、直前の読出し画像信号を加算して生成された画像ＰＩＣＭの画像データより生成する。すなわち、画像ＰＩＣＭは読出し時間ＴＭの間、露光され、一方、補間画像ＰＩＣＭ＿１はｔＭ＿１の間、露光されることから、補間画像ＰＩＣＭ＿１の露光量は、画像ＰＩＣＭの露光量に対してｔＭ＿１／ＴＭだけ増加する。よって、補間画像ＰＩＣＭ＿１の画像データは、画像ＰＩＣＭの画像データの出力を、ｔＭ＿１／ＴＭ倍することで生成することができる。
【００４８】
補間画像ＰＩＣＭ＿２、ＰＩＣＭ＿３についても同様に、下記式に基づいて生成することができる。
ＰＩＣＭ＿１＝ＰＩＣＭ × ｔＭ＿１／ＴＭ （１）
ＰＩＣＭ＿２＝ＰＩＣＭ × ｔＭ＿２／ＴＭ （２）
ＰＩＣＭ＿３＝ＰＩＣＭ × ｔＭ＿３／ＴＭ （３）
【００４９】
以上説明したように、本発明の第１実施形態においては、バルブ撮影モードを設定した際に、ユーザが撮影経過を確認しながらバルブ撮影を行うことができるという利便性を失することなく、読出し回数を不必要に増加することがないようにしている。このため、消費電力の増加と画質の劣化を防止することができる。
【００５０】
次に、本発明の第２実施形態について、図４および図５を用いて説明する。第１実施形態においては、補間画像を生成する時間間隔は一定であり、バルブ撮影中に変化することはなかった。これに対して、第２実施形態においては、前後の加算画像を比較し、被写体の変化を検出し、この検出結果に基づいて、補間画像を生成するか画像信号を読み出すか否かを制御する。
【００５１】
本実施形態における構成も、図１に示した第１実施形態に係わるブロック図と同様であり、詳しい説明を省略する。ただし、システム制御部２１は、画像信号を評価する画像信号評価部としての機能も有する。この画像信号評価部は、バルブ撮影時等の長時間露出の際に、前後の加算画像を比較し、前後の加算画像に変化があったか否かを評価する。
【００５２】
また、システム制御部２１は、イメージセンサ１５から画像信号を読み出す時間間隔を制御するタイミング制御部としても機能する。この時間間隔は上述の画像信号評価部による評価結果に応じて行う。例えば、前後の加算画像に変化があると評価されたときには、時間的に変化しないと評価されたときに比べて画像信号を読み出す時間間隔を短くする。
【００５３】
本実施形態における動作について、図４に示すフローチャートを用いて説明する。このフローチャートは、第１実施形態の図２に示したフローチャートと比較し、ステップＳ１６が追加されているだけであるので、同一のステップには同一のステップ番号を付し、詳しい説明を省略し、相違点を中心説明する。
【００５４】
ステップＳ７において、２ｎｄレリーズの押下げがあった場合には、イメージセンサ１５から画像信号を読出し（Ｓ９）、続いて、読出し画像が有るか否かを判定する（Ｓ１１）。本実施形態においても、画像信号の読出しと読出しの間は、補間画像を生成するので、画像信号の読出しを行った直後は、読出し画像有りと判定され、画像信号の読出しと読出しの間は、読出し画像なしと判定される。
【００５５】
ステップＳ１１における判定の結果、読出し画像が有った場合には、次に、画像加算と画像処理を行い（Ｓ１３）、一方、判定の結果、読出し画像がなかった場合には、補間画像を生成する（Ｓ１７）。補間画像を生成すると、または加算画像を生成すると、これらの画像を表示部２５に表示する。
【００５６】
また、ステップＳ１３において加算画像を生成すると、次に、画像評価を行う（Ｓ１５）。ここでは、画像評価部としての機能を有するシステム制御部２１が、前後の２つの画像を比較し、被写体に変化が有るか否かを検出する。画像評価を行うと、画像評価結果に基づいて読出し周期を決定する（Ｓ１６）。読出し周期が決定されると、タイミング制御部として機能するシステム制御部２１が、この決定された読出し周期にしたがって、次回の読出しのタイミングを制御する。
【００５７】
被写体の変化が大きい場合に、読み出された画像に基づいて補間画像を生成しても、補間画像と実際の露光画像との相違が大きくなる。そこで、本実施形態においては、被写体の変化が大きいと評価された場合には、補間画像を生成せずに、イメージセンサ１５からの画像信号を読み出す読出し周期を短くするようにしている。ステップＳ１５における加算画像評価と、ステップＳ１６における画像評価結果から読出し周期の決定については、図５を用いて後述する。
【００５８】
ステップＳ１６において読出し周期を決定すると、次に、レリーズを離したか否を判定する（Ｓ２１）。この判定の結果、レリーズを離していなければ、ステップＳ９に戻り、レリーズを離すまで、上述の動作を繰り返す。上述以外のステップでの処理は、図２に示したフローと同一の処理を行うので、詳しい説明は省略する。
【００５９】
次に、図５を用いて、ステップＳ１５における加算画像評価と、ステップＳ１６における画像評価結果から読出し周期の決定について説明する。本実施形態においては、前後の加算画像を比較し、被写体の変化、図５に示す例では、花火の打ち上げを検出し、画像読出しを行うか補間画像を生成するかを選択する。
【００６０】
図５において、横軸は時間の変化を示している。タイミングＴＭ−１〜ＴＭの期間は、花火が打ち上げられる前であり、先の加算画像ＰＩＣＭ−１と後の加算画像ＰＩＣＭを比較しても差がなく、前後の加算画像の間では変化がないと判断される。このため、次回の画像信号の読出しのタイミングＴＭ＋１までは、補間画像が生成され、表示される。すなわち、タイミングｔＭ＿１、ｔＭ＿２、ｔＭ＿３において、補間画像ＰＩＣＭ＿１、ＰＩＣＭ＿２、ＰＩＣＭ＿３が表示される。
【００６１】
一方、タイミングＴＭ〜ＴＭ＋１の期間は、花火が打ちあがり、加算画像ＰＩＣＭと加算画像ＰＩＣＭ＋１を比較すると、両画像に差があり、前後の加算画像の間で変化があると評価される。加算画像の間で変化があると評価された場合に、補間画像を生成して表示すると、被写体は花火が打ちあがって変化していく一方、表示画像は花火の変化を表示することができないため、実際の露光経過と表示画像の差が大きくなる。
【００６２】
そこで、本実施形態においては、前後の加算画像を比較した結果、被写体に変化があると評価された場合には、補間画像ではなく、実際に画像信号を読出し、加算画像を生成し表示するようにしている。図５に示す例においては、タイミングＴＭ＋１において、前後の加算画像に変化があると評価されると、タイミングＴＭ＋２、ＴＭ＋３、ＴＭ＋４において、補間画像を生成することなく、実際にイメージセンサ１５から画像信号を読出し、加算画像を生成し、これを表示するようにしている。
【００６３】
以上、説明したように、本発明の第２実施形態においては、被写体に変化が有る場合には、被写体の変化を見失うことがない。また、被写体に変化がない場合には、補間画像を表示することができ、一定時間間隔で露光経過を確認することができる。このため、ユーザは、露光経過を確認しながら、バルブ撮影を行うことができ、また、読出し回数を不必要に増加させることがないため消費電力と画像劣化を抑制することができる。
【００６４】
以上説明したように、本発明の各実施形態においては、イメージセンサ１５から読み出した画像信号を基にして、露光時間に対応するように補間画像を生成して、撮影経過画像を表示するようにしている。このため、補間画像の生成にあたって、イメージセンサ１５から画像信号を読み出す必要がないことから、むやみに撮像素子から画像信号の読み出し回数を増やすことなく、効果的なタイミングで画像信号を読み出し、表示の更新を行うことができる。
【００６５】
なお、本発明の各実施形態においては、レリーズ釦の押しこみ操作に応じて撮影を開始し、レリーズ釦から指を離す操作に応じて撮影を終了するバルブ撮影に本発明を適用した例を説明した。しかし、レリーズ釦の操作に応じて撮影を開始し、指を離しても撮影を続行し、再度レリーズ釦を操作することにより撮影を終了するタイム撮影に本発明を適用することができる。また、長秒時間撮影にも本発明を適用することができる。
【００６６】
また、本発明の各実施形態においては、破壊型のＣＣＤ撮像素子やＣＭＯＳ撮像素子を使用した例について説明した。しかし、非破壊型撮像素子を用いてもよい。この場合には、撮像素子中の蓄積電荷が破壊されないことから、画像加算を行う必要がない。
【００６７】
また、本発明の各実施形態においては、撮影のための機器として、デジタルカメラを用いて説明したが、カメラとしては、デジタル一眼レフカメラでもコンパクトデジタルカメラでもよく、ビデオカメラ、ムービーカメラのような動画用のカメラでもよく、さらに、携帯電話や携帯情報端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assist）、ゲーム機器等に内蔵されるカメラでも構わない。
【００６８】
本発明は、上記実施形態にそのまま限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素の幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００６９】
１・・・カメラ、１１・・・レンズ、１３・・・メカシャッタ、１５・・・イメージセンサ、１７・・・画像処理部、２１・・・システム制御部、２３・・・外部メモリ、２５・・・表示部、２７・・・指示部、２９・・・内部メモリ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置および撮像方法に関し、詳しくは、バルブ撮影等の長時間露光中に撮像素子から画像信号を間歇的に読み出して画像表示を行う撮像装置および撮像方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のデジタルカメラ等の撮像装置においては、被写体像の観察を光学式ファインダで行うものが多々あった。しかし、最近では、光学式ファインダを無くし、または光学式ファインダと共に、撮像素子で取得した画像データに基づいて表示部に被写体像を表示するデジタルカメラが市販されている。
【０００３】
光学ファインダの場合も液晶モニタによる表示の場合であっても、バルブ撮影のような長時間露光時には、露光中の被写体の状態や露光状態を確認することができず、撮影終了後に画像を確認するのが一般的であった。そこで、特許文献１には、所定の時間間隔で撮像素子から画像信号を読出し、順次加算した画像を液晶モニタに表示する撮像装置が開示されている。この特許文献１に開示の撮像装置は、撮影を行いながら、経過を確認することができれば簡単に適正な露光量で撮影を行うことが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−１２１２２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
バルブ撮影等においては、撮影対象や周囲の条件に応じて、シャッタの開放から閉鎖までの時間（露光時間）が様々である。例えば、花火のように明るくて動きのある被写体を撮影する場合には、露光時間は数秒から数十秒であるから、表示更新の時間間隔が長いと露光の進み具合を適切に観察することができない。一方、夜景のように暗くて動きがない被写体を撮影する場合には、露光時間は数分から数十分になるので、短い時間間隔での表示更新は無意味であり、また撮像素子から画像信号の読み出しや加算処理のために無駄に電力を消費してしまう。
【０００６】
また、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージンセンサは、フォトダイオードの蓄積電荷を蓄積したままで読み出す、いわゆる非破壊での画像読出しを行うことができず、画像信号の読出しを行うたびに、電気的な読出しノイズが画像に重畳していき、加算画像の画質が劣化してしまう。また、画像信号の読出し時の電力消費に伴う発熱により、撮像部の温度が上昇し、撮像素子の暗電流ノイズが増加してしまう。これらの理由により、画像加算の枚数が多いほど最終的な画質が劣化してしまう。
【０００７】
本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、むやみに撮像素子から画像信号の読み出し回数を増やすことなく、効果的なタイミングで画像信号を読み出し、表示の更新を行えるようにした撮像装置および撮像方法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】
【０００８】
上記目的を達成するため第１の発明に係わる撮像装置は、バルブ撮影中の被写体の画像を表示する機能を有する撮像装置において、被写体を所定の時間間隔で順次に撮像して画像信号を読み出す撮像部と、上記撮像部で画像信号が読み出される毎に、該画像信号を基に表示用画像データを生成する第１表示画像データ生成部と、上記撮像部で読み出された画像信号が撮像されてから、次に読み出される画像信号が撮像されるまでの間の所定の時刻において撮像されると予測される画像信号を基に、表示用画像データを生成する第２表示画像データ生成部と、上記第１表示画像データ生成部で生成された表示用の画像データによって表わされる画像、及び上記第２表示画像データ生成部で生成された表示用の画像データによって表わされる画像を時系列的に表示する画像表示部と、上記撮像部で順次に撮像された画像信号を基に記録用の画像データを生成して記録する画像データ記録部と、を備える。
【０００９】
第２の発明に係わる撮像装置は、上記第１の発明において、上記撮像部によって読み出された画像信号を基に、撮像中に被写体の明るさが変化したか否かを検出する検出部を備え、上記検出部によって上記被写体の明るさが変化したことが検出された場合は、上記所定の時間間隔を相対的に短くして撮像する。
【００１０】
第３の発明に係わる撮像方法は、長時間露光中に撮像素子から画像信号を読み出し、上記読み出した画像信号を累積的に加算することにより、加算画像を生成し、上記加算画像の生成後、画像信号の次の読出しまでの間に、上記加算画像に基づいて補間画像を生成し、上記加算画像および上記補正画像を表示する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、むやみに撮像素子から画像信号の読み出し回数を増やすことなく、効果的なタイミングで画像信号を読み出し、表示の更新を行えるようにした撮像装置および撮像方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係わるカメラの主として電気回路の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態にカメラにおけるバルブ動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第１実施形態に係わるカメラにおいて、バルブ撮影と更新表示を示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態にカメラにおけるバルブ動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第２実施形態に係わるカメラにおいて、バルブ撮影と更新表示を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面に従って本発明を適用したカメラを用いて好ましい実施形態について説明する。本発明の好ましい第１実施形態に係わるカメラは、デジタルカメラであり、撮像部を有し、この撮像部によって被写体像を画像データに変換し、この変換された画像データに基づいて、被写体像を本体の背面に配置した背面表示部等にライブビュー表示する。撮影者はライブビュー表示を観察することにより、構図やシャッタチャンスを決定する。レリーズ操作時には、静止画や動画の画像データが画像記憶部に記録される。この際、バルブ撮影モードが選択されている場合には、撮像部からの画像データを所定時間間隔で加算処理を行い、この加算処理された画像データに基づいて、バルブ撮影中の経過画像を表示する。撮影者はこの経過画像を観察しながら、バルブ撮影の露光終了を決定することができる。画像記憶部に記録された静止画や動画の画像データは、再生モードを選択すると、表示部に再生表示することができる。
【００１４】
図１は、本実施形態に係わるカメラ１の主として電気的構成を示すブロック図である。このカメラ１は、レンズ１１、メカシャッタ１３、イメージセンサ（撮像素子）１５、画像処理部１７、システム制御部２１、外部メモリ２３、表示部２５、指示部２７、内部メモリ２９を有している。
【００１５】
レンズ１１は、ズームおよびフォーカス制御が可能であり、被写体像をイメージセンサ１５上に形成する。また、レンズ１１内には、絞りが配置されており、露光量を調節する。メカシャッタ１３は、レンズ１１の光路上に配置され、レンズ１１を通過した被写体光束を開閉することにより、イメージセンサ１５上での被写体像の露光時間（シャッタ速度）を制御する。
【００１６】
撮像部として機能するイメージセンサ１５は、レンズ１１の光路上であって、メカシャッタ１３の後ろに配置されている。イメージセンサ１５は、ＣＣＤ撮像素子やＣＭＯＳ撮像素子を有し、これらの撮像素子上に結像した被写体像を画像信号に変換する。イメージセンサ１５の出力は、画像処理部１７に接続されている。
【００１７】
画像処理部１７は、イメージセンサ１５から読み出された画像信号に画像処理を施し、画像データを生成し、システム制御部２１に出力する。また、画像処理部１７は、第１表示画像データ生成部としての機能を有する。すなわち、バルブ撮影時には、画像信号が読み出されるたびに画像データの累積的な加算処理を行い、表示用画像データを生成する。また、画像処理部１７は、第２表示画像データ生成部としての機能も有する。すなわち、バルブ撮影時には、イメージセンサ１５から画像信号が読み出されてから、次に画像信号が読み出されるまでの所定の時刻において、撮像されると予測される画像信号を基に、表示用の画像データを生成する。この予測は、補間演算により行う。
【００１８】
内部メモリ２９は、不揮発性メモリで構成され、カメラ動作に必要な各種調整値等や、カメラ１を全体制御するためのプログラムを記憶する。外部メモリ２３は、撮影した画像データをカメラ外部に持ち出すためのリムーバブルメモリであり、コンパクトフラッシュ（登録商標）やＳＤカード等が用いられる。
【００１９】
表示部２５は、カメラ１の本体の背面等に配置され、液晶モニタや有機ＥＬモニタを有するＥＶＦ（Electronic View Finder：電子ビューファインダ）であり、画像処理部１７で生成された画像データを表示する。すなわち、撮影時には、イメージセンサ１５から読み出され画像処理部１７によって画像処理された画像データに基づいて、ライブビュー表示を行い、撮影終了時には、記録画像を表示するレックビュー表示を行う。また再生時には、外部メモリ２３に記憶された画像データに基づいて再生表示を行う。なお、バルブ撮影モード設定時等の長時間露光撮影の際には、露光中に取得された画像データを加算した画像を、所定の時間間隔で撮影経過画像として表示する。撮影者はこの経過画像を観察することにより、露光動作の終了を決定することができる。
【００２０】
指示部２７は、ユーザがカメラ１に指示を与えるための各種操作部材を含む。操作部材としては、電源釦、レリーズ釦、メニュー釦、十字釦、ＯＫ釦、再生釦等がある。指示部これらの操作部材の操作状態を検出し、システム制御部２１に出力する。
【００２１】
システム制御部２１は、内部メモリ２９に記憶されているプログラムに従って、カメラ１の全体制御を行う。システム制御部２１は、レンズ１１、メカシャッタ１３、イメージセンサ１５、画像処理部１７、外部メモリ２３、表示部２５、指示部２７、内部メモリ２９に接続されており、これらの部材の制御を行ったり、情報等の入出力を行い。例えば、指示部２７を経由してユーザから命令を受け、イメージセンサ１５の撮像を開始させ、画像信号の読出し等のタイミング制御を行い、また、メカシャッタ１３の開閉タイミング制御を行い、レンズ１１内の絞りの絞り制御やオートフォーカス制御等を行う。また、画像処理部１７から画像データを入力し、表示部２５に撮影画像の表示や、外部メモリ２３に画像データの保存等も行う。
【００２２】
次に、本実施形態において、バルブ撮影モードが設定されている場合の撮影シーケンスについて、図２に示すフローチャートを用いて説明する。このフローは、内部メモリ２９に記憶されているプログラムに従って、システム制御部２１が実行する。
【００２３】
バルブ撮影モードでは、複数画像の加算を行う場合には、前述したように画質は劣化してしまう。そこで、本実施形態においては、撮影経過表示を行わない通常のバルブ撮影モードと画像加算・撮影経過表示を行う撮影経過表示モードを選択できるようにする。この設定は、メニュー画面において行うが、専用釦を設けてもよく、また他の操作部材と兼用するようにしても勿論かまわない。このように、２つのバルブ撮影モードを設定可能とすることにより、バルブ撮影に慣れており、経過表示による画質劣化を嫌うユーザには、従来通り、撮影経過表示を行わないバルブ撮影を選択できる。
【００２４】
まず、ユーザは指示部２７を操作することにより、バルブ撮影モードを選択し、次いで撮影経過表示モード設定または非設定とする。また、カメラ１の電源をオンとすると、表示部２７にライブビュー表示が開始される。ライブビュー表示が開始されると、ユーザは、意図する被写体に向けてカメラ１の向きやレンズ１１の焦点距離（ズーム）を調整する。また、カメラの設定によっては、レンズ１１のフォーカス位置、絞り値（Ｆ値）、ＩＳＯ感動等もユーザがマニュアルで設定する。
【００２５】
図２に示すバルブ撮影モードのフローは、これらの設定を行った後のフローを示す。バルブ撮影モードのフローに入ると、撮影経過表示モードか否かの判定を行う（Ｓ１）。前述したように、撮影経過表示モードはメニュー画面で設定されることから、このステップではメニュー画面での設定状態に基づいて判定する。
【００２６】
ステップＳ１における判定の結果、撮影経過表示モードであった場合には、１ｓｔレリーズ押下げか否かを判定する（Ｓ３）。ここでは、指示部２７の内のレリーズ釦が半押しされたか否かを判定し、半押しがなされていない場合には、レリーズ釦が半押しされるのを待つ。
【００２７】
ステップＳ３において、１ｓｔレリーズが押下げられると、次に、ＡＦ（Auto Focus：自動焦点調節）およびＡＥ（Auto
Exposure：自動露出制御）を行い、被写体に対してピント合わせを行うと共に適正露出となる絞り値、シャッタ速度等を算出する（Ｓ５）。
【００２８】
ＡＦおよびＡＥを行うと、次に、２ｎｄレリーズ押下げか否かの判定を行う（Ｓ７）。ユーザは、構図が決まると、レリーズ釦の全押しを行うので、このステップでは、２ｎｄレリーズスイッチがオンとなるのを待つ。２ｎｄレリーズがオンとなると、システム制御部２１からイメージセンサ１５、メカシャッタ１３に撮影開始命令が出力される。メカシャッタ１３は遮光状態（閉鎖状態）から露光状態（開放）に変わり、露光が開始する。これによってイメージセンサ１５は、レンズ１１によって結像された被写体像を光電信号に変換する。
【００２９】
被写体像の光電変換を開始し、カメラ１に設定されている初期設定値（内部メモリ２９に記憶）、または１ｓｔレリーズ時のステップＳ５におけるＡＥの結果に応じて決定された読出し周期が経過すると、イメージセンサ１５から画像信号が読み出される（Ｓ９）。画像信号の読出し完了後、イメージセンサ１５は即座に露光を再開する。なお、ここでの画像読出しは、上述の読出し周期が経過する毎に行われ、ステップＳ９を処理する際に、上述の周期が経過していない場合には、画像読出しは行わず、次のステップＳ１１に進む。
【００３０】
次に、読出し画像が有るか否かの判定を行う（Ｓ１１）。画像読出しは、本実施形態においては、１秒毎に行う。画像読出しと画像読出しの間では、ステップＳ１１における判定の際には、読出し画像なしと判定される。なお、読出し周期の１秒は例示であり、他の値でもよい。
【００３１】
ステップＳ１１における判定の結果、読出し画像があった場合には、画像加算および画像処理を行う（Ｓ１３）。ここでは、読み出した画像信号を、第１表示用画像データ生成部として機能する画像処理部１７において、画像加算処理を行い、また他の画像処理を施す。なお、１枚目の画像を読み出した際には、画像加算は行わない。
【００３２】
一方、ステップＳ１１における判定の結果、読出し画像がない場合には、露光時間に応じて補間画像の生成を行う（Ｓ１７）。本実施形態においては、ｎ枚目の画像を読み出し、次にｎ＋１枚目の画像を読み出す場合、この期間の間では、第２表示画像データ生成部として機能する画像処理部１７が所定時間間隔で補間画像を生成し、この補間画像を表示部２５に表示する。
【００３３】
例えば、表示更新間隔（読出し間隔）を１／６０秒とすると、撮影開始から１秒経過時にステップＳ１１において、読出し画像有りと判定され、読み出された画像が表示される。撮影開始後、１秒が経過し、１＋ｍ／６０秒後（ここで、ｍ＝１、２、３、・・・、５９）は、読出し動作を行わないため、ステップＳ１１において、読出し画像なしと判定され、画像処理部１７によって補間画像が生成される。この補間画像は、ｎ枚目の読出し画像の出力露光時間分だけゲインアップすることにより生成する。補間画像の生成については、図３を用いて後述する。
【００３４】
ステップＳ１７において、露光時間に応じた補間画像を生成すると、またはステップＳ１３において加算画像を生成すると、次に、加算画像または補間画像の画像データはシステム制御部２１に出力され、システム制御部２１は画像データを表示部２５に出力し、表示部２５は撮影経過表示画像を表示する（Ｓ１９）。この撮影経過画像の表示は、後述するステップＳ１５等の加算画像評価と並行して処理され、次回、撮影経過画像が更新されるまで、この撮影経過画像の表示が継続される。
【００３５】
ステップＳ１３において、画像加算および画像処理がなされると、次に加算画像評価が行われる（Ｓ１５）。ここでは、システム制御部２１が画像処理部１７から出力された加算画像データを解析する。
【００３６】
ステップＳ１５において加算画像評価を行うと、次に、レリーズが離されたか否かを判定する（Ｓ２１）。ここでは、ステップＳ７において開始したレリーズ釦の全押し状態が継続しているか、すなわち、２ｎｄレリーズスイッチがオンのままか否かを判定する。レリーズ釦が全押しのままの場合には、バルブ撮影が継続しており、一方、レリーズ釦から指が離れると、バルブ撮影が終了する。ステップＳ２１における判定の結果、レリーズから指が離れていない場合には、ステップＳ９に戻る。
【００３７】
ステップＳ９に戻ると、予め設定またはステップＳ５におけるＡＥによって定められた読出し周期の時間の間、露光を継続する。読出し周期の時間が経過すると、画像を読み出し（Ｓ９）、それまでに生成された加算画像に今回の画像を加算して加算画像を生成する。一方、読出し周期の間では、所定の周期で補間画像の生成を行う（Ｓ１７）。生成された加算画像および生成された補間画像が表示部２５に表示される（Ｓ１９）、また、この間、加算画像評価（Ｓ１５）を行う。これらの処理をステップＳ２１において、レリーズから指が離れるまで繰り返す。
【００３８】
ステップＳ２１における判定の結果、レリーズから指が離れると、次に、バルブ撮影の終了動作に移る。まず、システム制御部２１は、撮影終了命令をメカシャッタ１３とイメージセンサ１５に出力する。メカシャッタ１３は、撮影終了命令を受けると、メカシャッタ１３を閉鎖し、遮光状態に変化し露光を終了する。また、イメージセンサ１５は、画像信号の読出しを行う（Ｓ２３）。以後、イメージセンサ１５は、バルブ撮影動作を終了するか、またはバルブ撮影動作からライブビュー動作に移る。
【００３９】
ステップＳ２３において、最終画像読出しを行うと、次に、画像加算および画像処理を行い、最終画像の生成を行う（Ｓ２５）。ここでは、ステップＳ２３において読み出した画像信号が、画像処理部１７において、それまでの加算画像に加算され、画像処理が施され、最終の画像データが生成される。最終の加算画像が生成されると、次に、加算画像を外部メモリ２３に保存されると同時に、表示部２５に一定期間の間、加算画像が表示される（Ｓ２７）。
【００４０】
ステップＳ１における判定の結果、撮影経過表示モードでなかった場合には、ステップＳ３と同様に、１ｓｔレリーズの押下げがなされたかを判定する（Ｓ３１）。この判定の結果、１ｓｔレリーズの押下げが有った場合には、次に、ステップＳ５と同様に、ＡＦおよびＡＥを行う（Ｓ３３）。
【００４１】
ユーザは、構図が決まると、レリーズ釦の全押しを行うので、２ｎｄレリーズの押下げがなされたか否かの判定を行う（Ｓ３５）。この判定の結果、２ｎｄレリーズの押下げがなされると、露光動作を開始する。すなわち、システム制御部２１からイメージセンサ１５、メカシャッタ１３に撮影開始命令が出力される。メカシャッタ１３は遮光状態（閉鎖状態）から露光状態（開放）に変わり、露光が開始する。撮影経過表示モードが設定されていた場合には、ステップＳ９〜Ｓ２１において、読出し周期毎にイメージセンサ１５から画像信号を読み出し、加算画像を生成していた。また、読出し画像がない場合には、読出し画像から補間画像を生成し、加算画像または補間画像を表示していた。しかし、通常のバルブ撮影モードでは、バルブ撮影が終了するまで画像信号を読み出すことがなく、またバルブ撮影中に撮影経過画像を表示することがない。
【００４２】
２ｎｄレリーズの押下げ下後、レリーズ釦から指が離れた否かを判定し、この判定の結果、レリーズ釦から指が離れた場合には、撮影を終了する（Ｓ３７）。撮影の終了にあたって、システム制御部２１が撮影終了命令をメカシャッタ１３およびイメージセンサ１５に出力する。メカシャッタ１３は、シャッタを閉鎖し遮光状態に変化して露光を終了する。
【００４３】
続いて、イメージセンサ１５は、画像信号を読み出す（Ｓ３９）。画像信号を読み出すと、イメージセンサ１５は、動作を終了するか、またはバルブ撮影動作からライブビュー動作に切り換わる。
【００４４】
画像信号を読み出すと、次に、読み出された画像信号は、画像処理部１７にて、画像処理が施される（Ｓ４１）。そして、画像処理された画像データは、外部メモリ２３に保存され、また一定期間の間、表示部２５にレックビュー表示がなされる（Ｓ４３）。
【００４５】
ステップＳ２７において加算画像の保存と表示がなされると、またはステップＳ４３において画像の保存と表示がなされると、バルブ撮影モードの処理を終了する。
【００４６】
次に、ステップＳ１７における補間画像の生成と、ステップＳ１９における加算画像と補間画像の表示について、図３を用いて説明する。図３において、横軸は時間の流れを示し、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、・・・、ＴＭ、ＴＭ＋１、・・・は、画像読出しのタイミングを示す（但し、Ｔ２、Ｔ３は図中、省略）。また、この画像読出しのタイミングで読み出された画像信号を加算した画像を、ＰＩＣ１、ＰＩＣ２、ＰＩＣ３、・・・、ＰＩＣＭ、ＰＩＣＭ＋１、・・・とする（但し、ＰＩＣ２、ＰＩＣ３は、図中、省略）。また、ＰＩＣＭ＿１、ＰＩＣＭ＿２、ＰＩＣＭ＿３は、タイミングＴＭ、ＴＭ＋１の間におけるタイミングｔＭ＿１、ｔＭ＿２、ｔＭ＿３における補間画像を示す。
【００４７】
補間画像ＰＩＣＭ＿１の画像データは、直前の読出し画像信号を加算して生成された画像ＰＩＣＭの画像データより生成する。すなわち、画像ＰＩＣＭは読出し時間ＴＭの間、露光され、一方、補間画像ＰＩＣＭ＿１はｔＭ＿１の間、露光されることから、補間画像ＰＩＣＭ＿１の露光量は、画像ＰＩＣＭの露光量に対してｔＭ＿１／ＴＭだけ増加する。よって、補間画像ＰＩＣＭ＿１の画像データは、画像ＰＩＣＭの画像データの出力を、ｔＭ＿１／ＴＭ倍することで生成することができる。
【００４８】
補間画像ＰＩＣＭ＿２、ＰＩＣＭ＿３についても同様に、下記式に基づいて生成することができる。
ＰＩＣＭ＿１＝ＰＩＣＭ × ｔＭ＿１／ＴＭ （１）
ＰＩＣＭ＿２＝ＰＩＣＭ × ｔＭ＿２／ＴＭ （２）
ＰＩＣＭ＿３＝ＰＩＣＭ × ｔＭ＿３／ＴＭ （３）
【００４９】
以上説明したように、本発明の第１実施形態においては、バルブ撮影モードを設定した際に、ユーザが撮影経過を確認しながらバルブ撮影を行うことができるという利便性を失することなく、読出し回数を不必要に増加することがないようにしている。このため、消費電力の増加と画質の劣化を防止することができる。
【００５０】
次に、本発明の第２実施形態について、図４および図５を用いて説明する。第１実施形態においては、補間画像を生成する時間間隔は一定であり、バルブ撮影中に変化することはなかった。これに対して、第２実施形態においては、前後の加算画像を比較し、被写体の変化を検出し、この検出結果に基づいて、補間画像を生成するか画像信号を読み出すか否かを制御する。
【００５１】
本実施形態における構成も、図１に示した第１実施形態に係わるブロック図と同様であり、詳しい説明を省略する。ただし、システム制御部２１は、画像信号を評価する画像信号評価部としての機能も有する。この画像信号評価部は、バルブ撮影時等の長時間露出の際に、前後の加算画像を比較し、前後の加算画像に変化があったか否かを評価する。
【００５２】
また、システム制御部２１は、イメージセンサ１５から画像信号を読み出す時間間隔を制御するタイミング制御部としても機能する。この時間間隔は上述の画像信号評価部による評価結果に応じて行う。例えば、前後の加算画像に変化があると評価されたときには、時間的に変化しないと評価されたときに比べて画像信号を読み出す時間間隔を短くする。
【００５３】
本実施形態における動作について、図４に示すフローチャートを用いて説明する。このフローチャートは、第１実施形態の図２に示したフローチャートと比較し、ステップＳ１６が追加されているだけであるので、同一のステップには同一のステップ番号を付し、詳しい説明を省略し、相違点を中心説明する。
【００５４】
ステップＳ７において、２ｎｄレリーズの押下げがあった場合には、イメージセンサ１５から画像信号を読出し（Ｓ９）、続いて、読出し画像が有るか否かを判定する（Ｓ１１）。本実施形態においても、画像信号の読出しと読出しの間は、補間画像を生成するので、画像信号の読出しを行った直後は、読出し画像有りと判定され、画像信号の読出しと読出しの間は、読出し画像なしと判定される。
【００５５】
ステップＳ１１における判定の結果、読出し画像が有った場合には、次に、画像加算と画像処理を行い（Ｓ１３）、一方、判定の結果、読出し画像がなかった場合には、補間画像を生成する（Ｓ１７）。補間画像を生成すると、または加算画像を生成すると、これらの画像を表示部２５に表示する。
【００５６】
また、ステップＳ１３において加算画像を生成すると、次に、画像評価を行う（Ｓ１５）。ここでは、画像評価部としての機能を有するシステム制御部２１が、前後の２つの画像を比較し、被写体に変化が有るか否かを検出する。画像評価を行うと、画像評価結果に基づいて読出し周期を決定する（Ｓ１６）。読出し周期が決定されると、タイミング制御部として機能するシステム制御部２１が、この決定された読出し周期にしたがって、次回の読出しのタイミングを制御する。
【００５７】
被写体の変化が大きい場合に、読み出された画像に基づいて補間画像を生成しても、補間画像と実際の露光画像との相違が大きくなる。そこで、本実施形態においては、被写体の変化が大きいと評価された場合には、補間画像を生成せずに、イメージセンサ１５からの画像信号を読み出す読出し周期を短くするようにしている。ステップＳ１５における加算画像評価と、ステップＳ１６における画像評価結果から読出し周期の決定については、図５を用いて後述する。
【００５８】
ステップＳ１６において読出し周期を決定すると、次に、レリーズを離したか否を判定する（Ｓ２１）。この判定の結果、レリーズを離していなければ、ステップＳ９に戻り、レリーズを離すまで、上述の動作を繰り返す。上述以外のステップでの処理は、図２に示したフローと同一の処理を行うので、詳しい説明は省略する。
【００５９】
次に、図５を用いて、ステップＳ１５における加算画像評価と、ステップＳ１６における画像評価結果から読出し周期の決定について説明する。本実施形態においては、前後の加算画像を比較し、被写体の変化、図５に示す例では、花火の打ち上げを検出し、画像読出しを行うか補間画像を生成するかを選択する。
【００６０】
図５において、横軸は時間の変化を示している。タイミングＴＭ−１〜ＴＭの期間は、花火が打ち上げられる前であり、先の加算画像ＰＩＣＭ−１と後の加算画像ＰＩＣＭを比較しても差がなく、前後の加算画像の間では変化がないと判断される。このため、次回の画像信号の読出しのタイミングＴＭ＋１までは、補間画像が生成され、表示される。すなわち、タイミングｔＭ＿１、ｔＭ＿２、ｔＭ＿３において、補間画像ＰＩＣＭ＿１、ＰＩＣＭ＿２、ＰＩＣＭ＿３が表示される。
【００６１】
一方、タイミングＴＭ〜ＴＭ＋１の期間は、花火が打ちあがり、加算画像ＰＩＣＭと加算画像ＰＩＣＭ＋１を比較すると、両画像に差があり、前後の加算画像の間で変化があると評価される。加算画像の間で変化があると評価された場合に、補間画像を生成して表示すると、被写体は花火が打ちあがって変化していく一方、表示画像は花火の変化を表示することができないため、実際の露光経過と表示画像の差が大きくなる。
【００６２】
そこで、本実施形態においては、前後の加算画像を比較した結果、被写体に変化があると評価された場合には、補間画像ではなく、実際に画像信号を読出し、加算画像を生成し表示するようにしている。図５に示す例においては、タイミングＴＭ＋１において、前後の加算画像に変化があると評価されると、タイミングＴＭ＋２、ＴＭ＋３、ＴＭ＋４において、補間画像を生成することなく、実際にイメージセンサ１５から画像信号を読出し、加算画像を生成し、これを表示するようにしている。
【００６３】
以上、説明したように、本発明の第２実施形態においては、被写体に変化が有る場合には、被写体の変化を見失うことがない。また、被写体に変化がない場合には、補間画像を表示することができ、一定時間間隔で露光経過を確認することができる。このため、ユーザは、露光経過を確認しながら、バルブ撮影を行うことができ、また、読出し回数を不必要に増加させることがないため消費電力と画像劣化を抑制することができる。
【００６４】
以上説明したように、本発明の各実施形態においては、イメージセンサ１５から読み出した画像信号を基にして、露光時間に対応するように補間画像を生成して、撮影経過画像を表示するようにしている。このため、補間画像の生成にあたって、イメージセンサ１５から画像信号を読み出す必要がないことから、むやみに撮像素子から画像信号の読み出し回数を増やすことなく、効果的なタイミングで画像信号を読み出し、表示の更新を行うことができる。
【００６５】
なお、本発明の各実施形態においては、レリーズ釦の押しこみ操作に応じて撮影を開始し、レリーズ釦から指を離す操作に応じて撮影を終了するバルブ撮影に本発明を適用した例を説明した。しかし、レリーズ釦の操作に応じて撮影を開始し、指を離しても撮影を続行し、再度レリーズ釦を操作することにより撮影を終了するタイム撮影に本発明を適用することができる。また、長秒時間撮影にも本発明を適用することができる。
【００６６】
また、本発明の各実施形態においては、破壊型のＣＣＤ撮像素子やＣＭＯＳ撮像素子を使用した例について説明した。しかし、非破壊型撮像素子を用いてもよい。この場合には、撮像素子中の蓄積電荷が破壊されないことから、画像加算を行う必要がない。
【００６７】
また、本発明の各実施形態においては、撮影のための機器として、デジタルカメラを用いて説明したが、カメラとしては、デジタル一眼レフカメラでもコンパクトデジタルカメラでもよく、ビデオカメラ、ムービーカメラのような動画用のカメラでもよく、さらに、携帯電話や携帯情報端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assist）、ゲーム機器等に内蔵されるカメラでも構わない。
【００６８】
本発明は、上記実施形態にそのまま限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素の幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００６９】
１・・・カメラ、１１・・・レンズ、１３・・・メカシャッタ、１５・・・イメージセンサ、１７・・・画像処理部、２１・・・システム制御部、２３・・・外部メモリ、２５・・・表示部、２７・・・指示部、２９・・・内部メモリ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルブ撮影中の被写体の画像を表示する機能を有する撮像装置において、
被写体を所定の時間間隔で順次に撮像して画像信号を読み出す撮像部と、
上記撮像部で画像信号が読み出される毎に、該画像信号を基に表示用画像データを生成する第１表示画像データ生成部と、
上記撮像部で読み出された画像信号が撮像されてから、次に読み出される画像信号が撮像されるまでの間の所定の時刻において撮像されると予測される画像信号を基に、表示用画像データを生成する第２表示画像データ生成部と、
上記第１表示画像データ生成部で生成された表示用の画像データによって表わされる画像、及び上記第２表示画像データ生成部で生成された表示用の画像データによって表わされる画像を時系列的に表示する画像表示部と、
上記撮像部で順次に撮像された画像信号を基に記録用の画像データを生成して記録する画像データ記録部と、
を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
上記撮像部によって読み出された画像信号を基に、撮像中に被写体の明るさが変化したか否かを検出する検出部を備え、上記検出部によって上記被写体の明るさが変化したことが検出された場合は、上記所定の時間間隔を相対的に短くして撮像することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
長時間露光中に撮像素子から画像信号を読み出し、
上記読み出した画像信号を累積的に加算することにより、加算画像を生成し、
上記加算画像の生成後、画像信号の次の読出しまでの間に、上記加算画像に基づいて補間画像を生成し、
上記加算画像および上記補正画像を表示する、
ことを特徴とする撮像方法。
【請求項１】
バルブ撮影中の被写体の画像を表示する機能を有する撮像装置において、
被写体を所定の時間間隔で順次に撮像して画像信号を読み出す撮像部と、
上記撮像部で画像信号が読み出される毎に、該画像信号を基に表示用画像データを生成する第１表示画像データ生成部と、
上記撮像部で読み出された画像信号が撮像されてから、次に読み出される画像信号が撮像されるまでの間の所定の時刻において撮像されると予測される画像信号を基に、表示用画像データを生成する第２表示画像データ生成部と、
上記第１表示画像データ生成部で生成された表示用の画像データによって表わされる画像、及び上記第２表示画像データ生成部で生成された表示用の画像データによって表わされる画像を時系列的に表示する画像表示部と、
上記撮像部で順次に撮像された画像信号を基に記録用の画像データを生成して記録する画像データ記録部と、
を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
上記撮像部によって読み出された画像信号を基に、撮像中に被写体の明るさが変化したか否かを検出する検出部を備え、上記検出部によって上記被写体の明るさが変化したことが検出された場合は、上記所定の時間間隔を相対的に短くして撮像することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
長時間露光中に撮像素子から画像信号を読み出し、
上記読み出した画像信号を累積的に加算することにより、加算画像を生成し、
上記加算画像の生成後、画像信号の次の読出しまでの間に、上記加算画像に基づいて補間画像を生成し、
上記加算画像および上記補正画像を表示する、
ことを特徴とする撮像方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−９５０９５（Ｐ２０１２−９５０９５Ａ）
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４０６６７（Ｐ２０１０−２４０６６７）
【出願日】平成２２年１０月２７日（２０１０．１０．２７）
【出願人】（５０４３７１９７４）オリンパスイメージング株式会社 (2,647)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２７日（２０１０．１０．２７）
【出願人】（５０４３７１９７４）オリンパスイメージング株式会社 (2,647)
【Ｆターム（参考）】
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