JP2009081808A - 撮影制御装置、撮影制御方法、撮影制御プログラム、および撮影装置 - Google Patents

撮影制御装置、撮影制御方法、撮影制御プログラム、および撮影装置 Download PDF

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Abstract

【課題】メカニカルシャッタを廃止してデジタルカメラの更なる小型化を図るとともに、ＣＭＯＳタイプの撮像素子に鮮明な撮影を行なわせることができる撮影制御装置、撮影制御方法、撮影制御プログラム、撮影装置を提供するを提供する。
【解決手段】撮影指示を受けて撮像素子に２回連続してシャッタ同時開撮影を行なわせるとともに、フラッシュに、２回の撮影のうちのいずれか１回の撮影で全画素ラインが電子シャッタ開の状態にある間にフラッシュ光を発光させることにより、１回目の撮影による第１の画像信号および２回目の撮影による第２の画像信号を生成させ、第１の画像信号と第２の画像信号の各画素ごとの差分を求めることにより被写体を表わす画像信号を生成する。
【選択図】 図８

Description

本発明は、撮影装置における撮影を制御する撮影制御装置および撮影制御方法、情報処理装置を撮影制御装置として動作させる撮影制御プログラム、並びに、上記撮影制御装置を備えた撮影装置に関する。
従来のデジタルカメラには、撮像素子としてＣＣＤ固体撮像素子が搭載されているものが多い。このＣＣＤ固体撮像素子は、複数の画素ラインで構成され、電子シャッタ開については複数の画素ラインについて同時に電荷リセットを行なうことによってその複数の画素ラインについて同一のタイミングで電子シャッタ開を行なうとともに、電子シャッタ閉についてもその複数の画素ラインについて電子シャッタ閉のタイミングを同じにして読出しを行なう、いわゆるグローバルシャッタ撮影を行なうことができる。このように電子シャッタでグローバルシャッタ撮影を行なうことができると、メカニカルシャッタを開閉して撮影するのと同様の撮影を行なうことができるため、メカニカルシャッタを廃止することができるようになる。こうしてメカニカルシャッタを廃止することができるようになると、ＣＣＤ固体撮像素子を搭載するデジタルカメラの小型化を図ることが可能になる。
しかし、上記ＣＣＤ固体撮像素子には上記グローバルシャッタ撮影を実現するために各画素ラインが有する画素毎に垂直転送ラインが設けられているために画像信号を読み出す時にはその垂直転送ラインの部分にスミアの発生する率が高くなるという欠点を抱えている。もしもこのスミアを完全に防止しようとすると、メカニカルシャッタを使用して撮像素子の受光面を完全に遮光しなければならなくなってデジタルカメラが大型化してしまう。
ところで、最近、撮像素子とその撮像素子周辺の回路を１チップに集積化することを考えて撮像素子にＣＭＯＳタイプのものが用いられるようになってきている。このＣＭＯＳタイプの撮像素子を用いると、撮像素子とその撮像素子の後段のアナログフロントエンドと、そのアナログフロントエンドの後段に位置するデジタル信号処理部と、撮像素子の動作とアナログフロントエンドの動作とデジタル信号処理部の動作とを制御するＣＰＵとを具備した撮影制御装置をすべて１チップ上に構成することができ、デジタルカメラの更なる小型化を図ることが可能となる。
さらに、このＣＭＯＳタイプの撮像素子においては、構造上スミアが発生し難くなるというメリットを持つので、メカニカルシャッタを廃止することができる。
このため最近では、上記ＣＣＤ固体撮像素子の代わりにこのＣＭＯＳタイプの撮像素子をデジタルカメラに搭載してデジタルカメラの更なる小型化を図っているものが多い。
しかしＣＭＯＳ撮像素子では、電子シャッタを使ってグローバルシャッタ撮影を行なうことができないという欠点を有する。このＣＭＯＳ撮像素子では、上記グローバルシャッタ撮影に対してローリングシャッタ撮影が行なわれる。
図１は、そのローリングシャッタ撮影の動作を説明する図である。
図１には、撮像素子の画素構成が示されており、図１（ｂ）には、ローリングシャッタ撮影時の撮影動作が示されている。図１（ｂ）の横軸は、時間であり、縦軸は、画素ラインである。
図１（ａ）に示す様に撮像素子は複数の画素ラインで構成されている。
図１（ａ）の構成を持つＣＭＯＳ撮像素子においては、図１（ｂ）に示す様に各画素ライン毎に電子シャッタが開にされるとともに所定のシャッタ秒時を経て各画素ラインごとに電子シャッタが閉にされるとともに読出しが開始される。
こうして各画素ライン毎に読出しが順次に行なわれるために各ラインごとに露光期間がずれてフラッシュ光を伴う撮影を行なうことが難しくなるという欠点を持つ。
図２、図３は、その欠点を説明する図である。
図２には、ローリングシャッタ撮影が行なわれているときにフラッシュ撮影を行なう場合の条件が示されている。図２に示すように、ローリングシャッタ撮影時において、長秒時シャッタが設定されている場合には、最初の画素ラインを読み出している期間と最後の画素ラインを読み出している期間に重複期間ができるので、その重複期間中の所定のタイミングｔ１でキセノン管等の発光管を発光させることによりフラッシュ光を一回発光させるとフラッシュ発光を伴う撮影が好適に行なわれる。
しかし、図３に示す様に、シャッタ秒時が短い場合には、最初の画素ラインから最後の画素ラインの間に重複する露光期間がなくなってフラッシュを発光することができなくなる。もしも図３のタイミングｔ２でフラッシュ発光を行なうと、フラッシュ光が反映される画素ラインとフラッシュ光が反映されない画素ラインとが生じてしまう。
このため、ローリングシャッタ撮影においてシャッタ秒時が短い場合には、フラッシュ光を複数回に分けて連続的に発光させるか、あるいはＬＥＤを用いてローリングシャッタ撮影中に継続的にフラッシュ光を発光させる必要が出てくる。
しかし、キセノン管に連続的に発光を行なわせるとフラッシュの到達距離が短くなるという問題が発生し、ＬＥＤを用いて継続的にフラッシュ光を発光させるとＬＥＤの電力消費が大きくなるという問題が発生する。
ここで、ＣＭＯＳ撮像素子では、電子シャッタでグローバルシャッタ撮影はできないが、電子シャッタ開についてはシャッタ同時開を行なうことができる。
そこで上記問題を回避するための一つの手段として、シャッタ開については電子シャッタをシャッタ同時開にするとともに、電子シャッタ閉についてはメカニカルシャッタでシャッタ閉を行なってグローバルシャッタ撮影を可能にしてフラッシュ撮影を行なう構成にすることが考えられる。
図４は、メカニカルシャッタを用いてグローバルシャッタ撮影を行なうことができるようにした場合の動作を説明する図である。
図４に示す様にメカニカルシャッタを開けておいてシャッタ開については同時に電荷リセットを行なってシャッタ同時開を行なうとともに、電子シャッタ閉についてはメカニカルシャッタでシャッタ閉を行なうと、グローバルシャッタ撮影を行なうことができる。
しかし、前述した様にデジタルカメラの更なる小型化を図るためにはどうしてもメカニカルシャッタを廃止する必要がある。
特開２００２−３５９７７４号公報 特開２００２−３５９７７４号公報
本発明は、上記事情に鑑み、メカニカルシャッタを廃止してデジタルカメラの更なる小型化を図るとともに、ＣＭＯＳタイプの撮像素子に鮮明な撮影を行なわせることができる撮影制御装置、その撮影制御装置に搭載される撮影制御方法、その撮影制御方法を実現するための撮影制御プログラム、さらにその撮影制御装置が搭載された撮影装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成する本発明の第１の撮影制御装置は、複数の画素ラインで構成され、電子シャッタ開については上記複数の画素ラインについて同時に電荷リセットを行なうことによって該複数の画素ラインについて同一のタイミングでその電子シャッタ開を行なうシャッタ同時開撮影が可能であり、電子シャッタ閉については各画素ライン毎にその電子シャッタ閉のタイミングが異なり各画素ライン毎に異なるタイミングで読出しを行なう撮像素子と、被写体に向けてフラッシュ光を発光するフラッシュとを備えた撮影装置における撮影を制御する撮影制御装置であって、
撮影指示を受けて上記撮像素子に２回連続してシャッタ同時開撮影を行なわさせるとともに、上記フラッシュに、その２回の撮影のうちのいずれか１回の撮影で全画素ラインが電子シャッタ開の状態にある間にフラッシュ光を発光させることにより、１回目の撮影による第１の画像信号および２回目の撮影による第２の画像信号を生成させる制御手段と、
上記第１の画像信号と上記第２の画像信号の各画素ごとの差分を求めることにより被写体を表わす画像信号を生成する減算手段とを備えたことを特徴とする。
上記本発明の第１の撮影制御装置は、ローリングシャッタ撮影が特徴である、例えばＣＭＯＳ撮像素子に、グローバルシャッタ撮影を行なわせるときの撮影制御に用いられるものである。
上記第１の撮影制御装置によれば、上記制御手段が、例えば上記ＣＭＯＳ撮像素子の撮影動作を制御してシャッタ同時開撮影を行なわせるときには、上記ＣＭＯＳ撮像素子の電子シャッタ開については上記複数の画素ラインについて同時に電荷リセットを行なうことによってその複数の画素ラインについて同一のタイミングでその電子シャッタ開を行なうシャッタ同時開撮影をし、電子シャッタ閉については各画素ライン毎に異なる読出しタイミングで読み出す状態にしておいて、２回連続して撮影行なってその電子シャッタ閉の読出しタイミングが異なる状態を上記減算手段によって差し引いて消去することによりグローバルシャッタ撮影が行なわれたのと同じ画像を得ることでグローバルシャッタ撮影を行なわせることになる。
その結果、上記撮影制御装置は、メカニカルシャッタが廃止されていても上記ＣＭＯＳ撮像素子にグローバルシャッタ撮影を行なわせることができる。
つまり、上記撮影制御手段は、メカニカルシャッタが廃止されていてもＣＭＯＳ撮像素子にグローバルシャッタ撮影を行なわせることを可能にし、さらに前述した様に撮影制御手段が備える上記制御手段を例えばＣＰＵで構成し、上記減算手段を例えば従来のデジタル信号処理部で構成することで上記撮影制御手段の１チップ化を図ることが可能にして、上記撮影制御手段が搭載されるデジタルカメラの更なる小型化を図ることを可能にしているのである。
また、上記目的を達成する本発明の第２の撮影制御装置は、複数の画素ラインで構成され、電子シャッタ開については上記複数の画素ラインについて同時に電荷リセットを行なうことによってその複数の画素ラインについて同一のタイミングでその電子シャッタ開を行なうシャッタ同時開撮影が可能であり、電子シャッタ閉については各画素ライン毎にその電子シャッタ閉のタイミングが異なり各画素ライン毎に異なるタイミングで読出しを行なう撮像素子と、被写体に向けてフラッシュ光を発光するフラッシュとを備えた撮影装置における撮影を制御する撮影制御装置であって、
本撮影前のプリ撮影時に、上記撮像素子に２回連続してシャッタ同時開撮影を行なわせるとともに、上記フラッシュに、その２回の撮影のうちのいずれか１回の撮影で全画素ラインが電子シャッタ開の状態にある間にフラッシュ光を発光させることにより、１回目の撮影による第１の画像信号および２回目の撮影による第２の画像信号を生成させる制御手段と、
上記第１の画像信号と上記第２の画像信号の各画素ごとの差分を求めることにより被写体を表わす画像信号を生成し、生成された画像信号に基づいて本撮影時のフラッシュ光の光量を設定する露出演算手段と、
上記撮影装置に、上記露出演算手段で設定された光量のフラッシュ光の発光を伴う本撮影を行なわさせる本撮影制御手段とを備えたことを特徴とする。
上記本発明の第２の撮影制御装置も、上記本発明の第１の撮影制御装置と同様に、ローリングシャッタ撮影が特徴である、例えばＣＭＯＳ撮像素子に、グローバルシャッタ撮影を行なわせるときの撮影制御に用いられるものである。
上記本発明の第２の撮影制御手段によれば、上記制御手段の制御の下にプリ撮影時に上記撮像素子で２回連続してグローバルシャッタ撮影が行なわれた後、上記露出演算手段によってその２回の撮影により得られた第１の画像信号と第２の画像信号との画素ごとの差分が求められることにより本撮影時の発光光量が設定され、さらに上記本撮影制御手段によってその発光光量でフラッシュ光が発光されて、上記本発明の第１の撮影制御装置と同様に２回連続してシャッタ同時開撮影が行なわれてフラッシュ光の発光を伴う撮影が行なわれる。プリ撮影を行なって本撮影時の発光光量を設定するので、上記第１の撮影制御装置よりもフラッシュ光の光量が正確に調整されてフラッシュ発光撮影が行なわれる。
この第２の撮影制御装置においても、上記第１の撮影制御装置と同様に１チップ化を図るとともにメカニカルシャッタを廃止することができ、上記第１の発明と同等の効果が得られる。
また、上記目的を達成する本発明の第３の撮影制御装置は、複数の画素ラインで構成され、電子シャッタ開については上記複数の画素ラインについて同時に電荷リセットを行なうことによってその複数の画素ラインについて同一のタイミングで電子シャッタ開を行なうシャッタ同時開撮影が可能であり、電子シャッタ閉については各画素ライン毎にその電子シャッタ閉のタイミングが異なり各画素ライン毎に異なるタイミングで読出しを行なう撮像素子と、被写体に向けてフラッシュ光を発光するフラッシュとを備えた撮影装置における撮影を制御する撮影制御装置であって、
上記撮像素子に、上記フラッシュによる発光を禁止してシャッタ同時開撮影を繰り返し行なわさせ、所定の撮影タイミングで上記撮像素子にもう１回シャッタ同時開撮影を行なわさせるとともに、全画素ラインが電子シャッタ開の状態にある間にフラッシュ光を発光させることにより、その撮影タイミングの直前に完了した撮影による第１の画像信号およびその撮影タイミングにおける撮影による第２の画像信号を生成させる制御手段と、
上記第１の画像信号と上記第２の画像信号の各画素ごとの差分を求めることにより、被写体を表わす画像信号を生成する減算手段とを備えたことを特徴とする。
上記本発明の第３の撮影制御装置も、上記本発明の第１の撮影制御手段、上記本発明の第２の撮影制御手段と同様に、ローリングシャッタ撮影が特徴である、例えばＣＭＯＳ撮像素子に、グローバルシャッタ撮影を行なわせるときの撮影制御に用いられるものである。
上記本発明の第３の撮影制御装置によれば、上記制御手段によって、撮影タイミングになるまで、上記フラッシュによる発光を禁止して繰り返し上記シャッタ同時開撮影が継続して行なわれ所定の撮影タイミングでその撮影タイミングの直前に完了した撮影による第１の画像信号およびその撮影タイミングにおける撮影による第２の画像信号が生成され、それらの画像信号の各画素毎の差分が求められてフラッシュ発光を伴う撮影画像が生成される。
上記第３の撮影制御装置の構成であっても上記第１の撮影制御装置と第２の撮影制御装置と同様の効果が得られる。
ここで上記構成では、上記制御手段が、撮像素子に、電源スイッチがオンされてから撮影タイミングになるまで繰り返しグローバルシャッタ撮影を行なわせ続けることになるので、例えば半押しと全押しとの２段押しの撮影ボタンがが配備されている撮影装置に上記第２の撮影制御装置を搭載する場合には、半押し操作を受けて上記制御手段が、撮像素子に、上記フラッシュによる発光を禁止してグローバルシャッタ撮影を繰り返し行なわさせる構成にすると良い。
また、上記目的を達成する本発明の第１の撮影制御方法は、複数の画素ラインで構成され、電子シャッタ開については上記複数の画素ラインについて同時に電荷リセットを行なうことによってその複数の画素ラインについて同一のタイミングで電子シャッタ開を行なうシャッタ同時開撮影が可能であり、電子シャッタ閉については各画素ライン毎にその電子シャッタ閉のタイミングが異なり各画素ライン毎に異なるタイミングで読出しを行なう撮像素子と、被写体に向けてフラッシュ光を発光するフラッシュとを備えた撮影装置における撮影を制御する撮影制御方法であって、
撮影指示を受けて上記撮像素子に２回連続してシャッタ同時開撮影を行なわさせるとともに、上記フラッシュに、その２回の撮影のうちのいずれか１回の撮影で全画素ラインが電子シャッタ開の状態にある間にフラッシュ光を発光させることにより１回目の撮影による第１の画像信号よび２回目の撮影による第２の画像信号を生成させる制御ステップと、
上記第１の画像信号と上記第２の画像信号の各画素信号との差分を求めることにより被写体を表わす画像信号を生成する減算ステップとを有することを特徴とし、
上記目的を達成する本発明の第２の撮影制御方法は、複数の画素ラインで構成され、電子シャッタ開については上記複数の画素ラインについて同時に電荷リセットを行なうことによってその複数の画素ラインについて同一のタイミングで電子シャッタ開を行なうシャッタ同時開撮影が可能であり、電子シャッタ閉については各画素ライン毎にその電子シャッタ閉のタイミングが異なり各画素ライン毎に異なるタイミングで読出しを行なう撮像素子と、被写体に向けてフラッシュ光を発光するフラッシュとを備えた撮影装置における撮影を制御する撮影制御方法であって、
本撮影前のプリ撮影時に、上記撮像素子に２回連続してシャッタ同時開撮影を行なわさせるとともに、上記フラッシュに、その２回の撮影のうちのいずれか１回の撮影で全画素ラインが電子シャッタ開の状態にある間にフラッシュ光を発光させることにより１回目の撮影による第１の画像信号および２回目の撮影による第２の画像信号を生成させる制御ステップと、
上記第１の画像信号と上記第２の画像信号の各画素ごとの差分を求めることにより、被写体を表わす画像信号を生成し生成された画像信号に基づいて本撮影時のフラッシュ光の光量を設定する露出演算ステップと、
上記撮影装置に、上記露出演算手段で設定された光量のフラッシュ光の発光を伴う本撮影を行なわせる本撮影制御ステップとを有することを特徴とし、
上記目的を達成する本発明の第３の撮影制御方法は、
複数の画素ラインで構成され、電子シャッタ開については上記複数の画素ラインについて同時に電荷リセットを行なうことによってその複数の画素ラインについて同一のタイミングで行なうシャッタ同時開撮影が可能であり、電子シャッタ閉については各画素ライン毎にその電子シャッタ閉のタイミングが異なり各画素ライン毎に異なるタイミングで読出しを行なう撮像素子と、被写体に向けてフラッシュ光を発光するフラッシュとを備えた撮影装置における撮影を制御する撮影制御方法であって、
上記撮像素子に、上記フラッシュによる発光を禁止してシャッタ同時開撮影を繰り返し行なわさせ、所定の撮影タイミングで上記撮像素子にもう１回シャッタ同時開撮影を行なわさせるとともに、全画素ラインが電子シャッタ開の状態にある間にフラッシュ光を発光させることにより、その撮影タイミングの直前に完了した撮影による第１の画像信号およびその撮影タイミングにおける撮影による第２の画像信号を生成させる制御ステップと、
上記第１の画像信号と上記第２の画像信号の各画素ごとの差分を求めることにより、被写体を表わす画像信号を生成する減算ステップとを備えたことを特徴とする。
さらに、上記目的を達成する本発明の第１の撮影制御プログラムは、プログラムを実行する情報処理装置で実行され、その情報処理装置を、複数の画素ラインで構成され、電子シャッタ開については上記複数の画素ラインについて同時に電荷リセットを行なうことによってその複数の画素ラインについて同一のタイミングで電子シャッタ開を行なうシャッタ同時開撮影が可能であり、電子シャッタ閉については各画素ライン毎にその電子シャッタ閉のタイミングが異なり各画素ライン毎に異なるタイミングで読出しを行なう撮像素子と、被写体に向けてフラッシュ光を発光するフラッシュとを備えた撮影装置における撮影を制御する撮影制御装置として動作させる撮影制御プログラムであり、
上記情報制御装置を、
撮影指示を受けて上記撮像素子に２回連続してシャッタ同時開撮影を行なわせるとともに、上記フラッシュに、その２回の撮影のうちのいずれか１回の撮影で全画素ラインが電子シャッタ開の状態にある間にフラッシュ光を発光させることにより１回目の撮影による第１の画像信号よび２回目の撮影による第２の画像信号を生成させる制御手段と、
上記第１の画像信号と上記第２の画像信号の各画素信号との差分を求めることにより被写体を表わす画像信号を生成する減算手段とを備えた撮影制御装置として動作させることを特徴とし、
上記目的を達成する上記本発明の第２の撮影制御プログラムは、
プログラムを実行する情報処理装置で実行され、その情報処理装置を、複数の画素ラインで構成され、電子シャッタ開については上記複数の画素ラインについて同時に電荷リセットを行なうことによって複数の画素ラインについて同一のタイミングで電子シャッタ開を行なうシャッタ同時開撮影が可能であり、電子シャッタ閉については各画素ライン毎に電子シャッタ閉のタイミングが異なり各画素ライン毎に異なるタイミングで読出しを行なう撮像素子と、被写体に向けてフラッシュ光を発光するフラッシュとを備えた撮影装置における撮影を制御する撮影制御装置として動作させる撮影制御プログラムであり、
上記情報処理装置を、本撮影前のプリ撮影時に上記撮像素子に２回連続してシャッタ同時開撮影を行なわせるとともに、上記フラッシュに、２回の撮影のうちのいずれか１回の撮影で全画素ラインが電子シャッタ開の状態にある間にフラッシュ光を発光させることにより、１回目の撮影による第１の画像信号よび２回目の撮影による第２の画像信号を生成させる制御手段と、
上記第１の画像信号と上記第２の画像信号の各画素ごとの差分を求めることにより被写体を表わす画像信号を生成し、生成された画像信号に基づいて本撮影時のフラッシュ光の光量を設定する露出演算手段と、
上記撮影装置に、上記露出演算手段で設定された光量のフラッシュ光の発光を伴う本撮影を行なわさせる本撮影制御手段とを備えた撮影制御装置として動作させることを特徴とし、
上記目的を達成する本発明の第３の撮影制御プログラムは、
プログラムを実行する情報処理装置で実行され、該情報処理装置を、複数の画素ラインで構成され、電子シャッタ開については前記複数の画素ラインについて同時に電荷リセットを行なうことによって該複数の画素ラインについて同一のタイミングで電子シャッタ開を行なうシャッタ同時開撮影が可能であり、電子シャッタ閉については各画素ライン毎に該電子シャッタ閉のタイミングが異なり各画素ライン毎に異なるタイミングで読出しを行なう撮像素子と、被写体に向けてフラッシュ光を発光するフラッシュとを備えた撮影装置における撮影を制御する撮影制御装置として動作させる撮影制御プログラムであり、
上記情報処理装置を、
撮影指示を受けて前記フラッシュによる発光を禁止して前記撮像素子に繰り返しシャッタ同時開撮影を行なわさせ、所定の撮影タイミングで前記撮像素子にもう１回シャッタ同時開撮影を行なわさせるとともに、全画素ラインが電子シャッタ開の状態にある間にフラッシュ光を発光させることにより、その撮影タイミングの直前に完了した撮影による第１の画像信号および撮影タイミングにおける撮影による第２の画像信号を生成させる制御手段と、
上記第１の画像信号と上記第２の画像信号の各画素ごとの差分を求めることにより被写体を表わす画像信号を生成する減算手段とを備えた撮影制御装置として動作させることを特徴とする。
また上記目的を達成する本発明の第１の撮影装置は、
撮影光学系で被写体を撮像素子上に結像させ該撮像素子で被写体を表わす画像信号を生成する撮影装置において、
上記撮像素子は、複数の画素ラインで構成され、電子シャッタ開については上記複数の画素ラインについて同時に電荷リセットを行なうことによって該複数の画素ラインについて同一のタイミングで電子シャッタ開を行なうシャッタ同時開撮影が可能であり、電子シャッタ閉については各画素ライン毎に該電子シャッタ閉のタイミングが異なり各画素ライン毎に異なるタイミングで読出しを行なうものであって、
さらに当該撮影装置が、
被写体に向けてフラッシュ光を発光するフラッシュと、
撮影指示を受けて上記撮像素子に２回連続してシャッタ同時開撮影を行なわせるとともに、上記フラッシュに、該２回の撮影のうちのいずれか１回の撮影で全画素ラインが電子シャッタ開の状態にある間にフラッシュ光を発光させることにより、１回目の撮影による第１の画像信号および２回目の撮影による第２の画像信号を生成させる制御手段と、
上記第１の画像信号と上記第２の画像信号の各画素ごとの差分を求めることにより被写体を表わす画像信号を生成する減算手段とを備えたことを特徴とし、
上記目的を達成する本発明の第２の撮影装置は、撮影光学系で被写体を撮像素子上に結像させ該撮像素子で被写体を表わす画像信号を生成する撮影装置において、
上記撮像素子は、複数の画素ラインで構成され、電子シャッタ開については上記複数の画素ラインについて同時に電荷リセットを行なうことによって該複数の画素ラインについて同一のタイミングで電子シャッタ開を行なうシャッタ同時開撮影が可能であり、電子シャッタ閉については各画素ライン毎に該電子シャッタ閉のタイミングが異なり各画素ライン毎に異なるタイミングで読出しを行なうものであって、
さらに当該撮影装置が、
被写体に向けてフラッシュ光を発光するフラッシュと、
本撮影前のプリ撮影時に上記撮像素子に２回連続してシャッタ同時開撮影を行なわせるとともに、上記フラッシュに、該２回の撮影のうちのいずれか１回の撮影で全画素ラインが電子シャッタ開の状態にある間にフラッシュ光を発光させることにより１回目の撮影による第１の画像信号よび２回目の撮影による第２の画像信号を生成させる制御手段と、
上記第１の画像信号と上記第２の画像信号の各画素ごとの差分を求めることにより被写体を表わす画像信号を生成し、生成された画像信号に基づいて本撮影時のフラッシュ光の光量を設定する露出演算手段とを備えたことを特徴とし、
上記目的を達成する本発明の第３の撮影装置は、
撮影光学系で被写体を撮像素子上に結像させ該撮像素子で被写体を表わす画像信号を生成する撮影装置において、
上記撮像素子は、複数の画素ラインで構成され、電子シャッタ開については上記複数の画素ラインについて同時に電荷リセットを行なうことによって該複数の画素ラインについて同一のタイミングで電子シャッタ開を行なうシャッタ同時開撮影が可能であり、電子シャッタ閉については各画素ライン毎に該電子シャッタ閉のタイミングが異なり各画素ライン毎に異なるタイミングで読出しを行なうものであって、
さらに当該撮影装置が、
半押しと全押しとの２段押しの撮影ボタンと、
被写体に向けてフラッシュ光を発光するフラッシュと、
上記撮影ボタンの半押し操作を受けて、上記上記フラッシュによる発光を禁止して上記撮像素子に繰り返しシャッタ同時開撮影を行なわせ、上記撮影ボタンの全押し操作を受けて上記シャッタ同時開撮影を行なわせシャッタ同時開撮影で全画素ラインが電子シャッタ開の状態にある間に、上記フラッシュに、フラッシュ光を発光させることにより全押しの直前に完了した撮影による第１の画像信号および全押し操作を受けて行なわれた撮影による第２の画像信号を生成させる制御手段と、
上記第１の画像信号と上記第２の画像信号の各画素ごとの差分を求めることにより被写体を表わす画像信号を生成する減算手段とを備えたことを特徴とする。
本発明によれば、メカニカルシャッタを廃止してデジタルカメラの更なる小型化を図るとともに、上記ＣＭＯＳタイプの撮像素子に鮮明な撮影を行なわせることができる撮影制御装置、その撮影制御装置に搭載される撮影制御方法、その撮影制御方法を実現するための撮影制御プログラム、さらにその撮影制御装置が搭載された撮影装置が実現する。
以下、図を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図５は、本発明の撮影装置の第１実施形態であるデジタルカメラを斜め上前方から見た外観斜視図である。図５に示すデジタルカメラは、前述のＣＭＯＳ撮像素子が搭載されそのＣＭＯＳ撮像素子とともに、本発明にいう撮影制御装置が１チップ化されて一つのデバイスとして組み込まれることによって小型化が図られたものである。
図５に示すデジタルカメラ１００は、被写体光を捉えて画像データを生成するものであり、このデジタルカメラ１００の前面には、光学ズームレンズを内蔵したレンズ鏡胴１１１と、撮影に同期してフラッシュ光を発するフラッシュ発光窓１１２と、暗所など低コントラスト時のオートフォーカス（ＡＦ）精度を向上させるためのＡＦ補助光ランプ１１３等が備えられている。
また、このデジタルカメラ１００の上面には、電源スイッチ１１４と、レリーズボタン１１５と、レリーズボタン１１５の周囲に回転式のモードダイヤル１１６が備えられている。モードダイヤル１１６はそのダイヤルを回すことにより静止画モードと動画モードとを交互に切り換えることができるようになっている。なお、本実施形態のレリーズボタン１１５は、半押しと全押しの２つの操作態様を持つものである。
図６は、図１に示すデジタルカメラの背面を示す外観図である。
図６に示すデジタルカメラ１００の背面には、ＬＣＤパネル１１７Ａ、ファインダ１２４、ＭＥＮＵ／ＯＫボタン１１８、ＤＩＳＰ／ＢＡＣＫボタン１１９、フォトモードボタン１２０、再生ボタン１２１、十字ボタン１２２、ズームボタン１２３などが備えられている。
ＬＣＤパネル１１７Ａは、撮影レンズにより被写体光を捉えて生成された画像データからなる画像、および種々の設定時における情報を表示するものである。
ＭＥＮＵ／ＯＫボタン１１８は、撮影時や再生時における各種のメニューをＬＣＤ１１７Ａに表示させたり、表示されたメニューの中から所望のメニューを選択し決定するためのボタンである。
ＤＩＳＰ／ＢＡＣＫボタン１１９は、ＬＣＤパネル１１７Ａに表示された画面の状態を切り換えたり、ＭＥＮＵ／ＯＫボタン１１８等による操作を１つ前の状態に戻したり操作を取り消したりするためのボタンである。
フォトモードボタン１２０は、ピクセル数，感度，色味，プリント枚数等を設定するためのボタンである。
再生ボタン１２１は、後述する記録媒体１０５９に記録された撮影画像を、ＬＣＤパネル１１７上に再生表示するためのボタンである。
十字ボタン１２２は、様々なモードでその役割が変化し、例えば静止画モードではマクロボタンやフラッシュボタンであったり、再生モードではＬＣＤパネル１１７Ａに表示したサムネイルの選択ボタンであったりする。マクロボタンは、マクロ撮影を行なうか否かを切り換えるためのボタンであり、一度押下するとマクロ撮影モードとなり、再度押下するとマクロ撮影モードが解除される。フラッシュボタンは、押下する毎に、オートフラッシュ、赤目低減フラッシュ、強制フラッシュ、フラッシュ禁止、スローシャッタでのフラッシュ、およびオートフラッシュというようにフラッシュの状態を順繰りに切り換えるためのボタンである。
ズームボタン１２３は、右方に向けて押下することにより望遠側（テレ側）にズームインするとともに左方に向けて押下することにより広角側（ワイド側）にズームアウトするためのボタンである。
次に、図５、図６に示したデジタルカメラ１００の回路構成について説明する。
図７は、図５、図６に示したデジタルカメラ１００の回路構成を示すブロック図である。
本実施形態の撮像素子１３７には、前述した様にＣＭＯＳタイプの撮像素子であってしかもアナログフロントエンドが一体的に組み込まれたものが用いられている。
このデジタルカメラ１００は、電池ＢＴからの電力を受けて動作するものであって、その電池ＢＴからの電力は、電源部ＰＳに供給され、電源部ＰＳから図７の各回路に必要な電力が分けて供給される構成になっている。こうして電池ＢＴからの電力を受けて動作するデジタルカメラ１００の動作はＣＰＵ１３０によって統括的に制御される。
また本実施形態では、ＣＰＵ１３０の他に、もう一つプロセッサ（例えば画像処理専用プロセッサ）１４０が搭載されており、ＣＰＵ１３０とその画像処理専用プロセッサ１４０とが連携して撮像素子１３７の撮影制御処理を行なう構成になっている。この画像処理専用プロセッサ１４０はメインメモリＭＥＭ内のプログラムにしたがって動作する。
図７の画像処理専用プロセッサ１４０には、メモリ制御回路１４１と、デジタル信号処理回路１４２と、圧縮伸張回路１４３とが配備されており、この画像処理専用プロセッサ１４０は、ＣＰＵ１３０からのプロセススタート信号を受けたときに、スルー画の表示にあってはメモリ制御回路１４１で撮像素子１３７で生成された画像信号を垂直走査に同期して画素ラインを間引いて順次に読み出し、デジタル処理回路１４２で画像処理プロセスを実行し、本画像にあっては、メモリ制御回路１４１で撮像素子１３７の画像信号を垂直操作に同期して画素ラインをすべて読み出してデジタル処理回路１４２で画像処理、さらには圧縮伸張回路１４３で圧縮処理という画像処理プロセスを実行する。
また、本実施形態では、前述した様に、メカニカルシャッタを廃止するためにＣＭＯＳタイプのものを採用するとともに、そのＣＭＯＳ撮像素子にアナログフロントエンドが一体的に構成されたものを採用して、その撮像素子１３７の出力をダイレクトにデータバス１３０Ｃに接続して、画像処理専用プロセッサ１４０内のメモリ制御回路１４１が撮像素子にダイレクトにアクセスすることができるようにしている。この構成にしておくと、本実施形態においては、撮像素子１３７を含めて、ＣＰＵ１３０と画像処理専用プロセッサ１４０と撮像素子駆動部１３０３とを１チップ化することができる。
ここで、図７を参照してまず、デジタルカメラ１００内の構成を簡単に説明する。
ＣＰＵ１３０には、操作部ＯＰが接続されており、その操作部ＯＰ内には図２に示すＭＥＮＵ／ＯＫボタン１１８、ＤＩＳＰ／ＢＡＣＫボタン１１９、フォトモードボタン１２０、再生ボタン１２１、十字ボタン１２２、ズームボタン１２３、レリーズボタン１１４等が配備されている。
また、ＣＰＵ１３０は、画像処理専用プロセッサ１４０と、音声処理回路１６０、メディアディ制御回路１５０、表示制御回路１１７０、電源部ＰＳと、アドレスバス１３０Ｂとデータバス１３０Ｃとの２つのバスで接続されており、その２つのバスのうちのアドレスバス１３０Ｂを用いてＣＰＵ１３０Ｂは画像処理専用プロセッサ１４０やメディア制御回路１５０や表示制御回路１１７０等にアクセスしたり、画像処理専用プロセッサ１４０は、直接撮像素子にアクセスしたりする。またその２つ１３０Ｂ，１３０Ｃのバスのうちのデータバス１３０Ｃを経由してＣＰＵ１３０からの指示内容が画像処理専用プロセッサ１４０等に通知されたり、逆に画像処理専用プロセッサ１４０等からプロセスの進行状況などがＣＰＵ１３０に通知されたりする構成になっている。
ここで図７を参照してＣＰＵ１３０によって統括的に制御されるデジタルカメラ１００の構成および動作を説明する。
図７の左上に示されている撮影光学系１１１０の中には撮影レンズ１１１１や絞り１１１２などが配備されている。
撮影レンズ１１１１の中にはズームレンズやフォーカスレンズがあり、これらのレンズはレンズ駆動部１３０１によって駆動されて光軸方向に移動し、そのレンズ駆動部１３０１の動作はＣＰＵ１３０によって制御される。また絞り１１１２は、絞り駆動部１３０２によって駆動されこの絞り駆動部１３０２の動作もＣＰＵ１３０によって制御される。さらに撮像素子１３７は撮像素子駆動部１３０３によって駆動されその撮像素子駆動部１３０３はの動作もＣＰＵ１３０によって制御される。この撮像素子駆動部１３０３による駆動に応じて撮像素子１３７で画像データが生成され生成された画像データが後段のメモリ制御回路１４１によってバスへと順次画素ライン毎に導かれる。なお、図７には、撮像素子１３７に被写体光を導く経路には赤外線カットフィルタ１１１３やＬＰＦ１１１４が挿入されている。
さらに、被写体に向けてフラッシュ光を発光するフラッシュＦＬが備えられており、ＣＰＵ１３０によって被写界輝度が所定の輝度よりも暗い判定されたときには、そのフラッシュＦＬがＣＰＵ１３０によって制御されてフラッシュ発光撮影が行なわれる。本実施形態においてはＣＰＵ１３０が本発明にいう制御手段の一例を構成する。
ここで、まず電源が投入されたときに撮影光学系１１１０が捉えている被写体をＬＣＤ１１７のＬＣＤパネル１１７Ａ（図２参照）上に表示するためのスルー画データの処理の流れを説明する。
ＣＰＵ１３０は、撮像素子駆動部１３０３に指示して撮像素子１３７が備える各画素ラインごとに撮像素子１３６を駆動させて各ライン毎に露光を行なわせ、露光の終了タイミングで画像処理専用プロセッサ１４０内のメモリ制御回路１４１に画像データをデータバス１３０Ｃ上に導かせている。つまり、メモリ制御回路１４１が前述の図１（ｂ）に示した様に、各画素ラインを間引きながら撮像素子内の画像データを順次に読み出すことになる。
このメモリ制御回路１４１によってデータバス１３０Ｃ上に読み出されたスルー画データは、データバス１３０Ｃを経由してまずデジタル信号処理回路１４２に供給される。このデジタル信号回路１４２ではスルー画データにシェーディング補正等が施された後ＹＣ変換処理が施される。そのＹＣ変換処理が施されることによりスルー画データからＹＣ信号が生成され生成されたＹＣ信号がＣＰＵ１３０の制御の下にデータバス１３０Ｃを経由して表示制御回路１１７０に供給されＬＣＤ１１７が備えるＬＣＤパネル１１７Ａ上にＹＣ信号に基づくスルー画が表示される。
一方、デジタル信号処理回路１４２ではＹＣ信号からのＹ信号を使ってコントラスト信号が生成される。ＣＰＵ１３０はアドレスバスを使って画像処理専用プロセッサ１４０にアクセスして画像処理専用プロセッサ１４０内のデジタル信号処理部１４２からデータバス１３０Ｃを使ってコントラスト信号とＹ信号とを取得して合焦位置の検出処理を行なったり、Ｙ信号を用いて測光処理を行なったりする。ＣＰＵ１３０は、合焦位置の検出結果に応じてレンズ駆動部１３０１に指示してフォーカスレンズ１１１１を合焦位置に移動させたり、絞り駆動部１３０２に指示して絞り径を変更させたりしている。このため、いつでも適正露出に調整されたスルー画データに基づくスルー画がＬＣＤパネル１１７Ａ上に表示される。
ここで、ＬＣＤパネル１１７Ａ上のスルー画が参照され撮影者によって操作部内のレリーズボタン１１５（図５，図６参照）が押されると、ＣＰＵ１３０はそのレリーズボタン１１５の押下操作を受けて撮影処理を開始する。
ＣＰＵ１３０は、撮像素子駆動部１３０３に指示して撮像素子１３７にロータリシャッタ撮影を行なわせる。このときに画像処理専用プロセッサ１４０が、ＣＰＵ１３０からのプロセススタート信号を受けて、その画像処理専用プロセッサ１４０内のメモリ制御回路１４１が次々と撮像素子１３７に直接アクセスして画像信号を読み出してデジタル信号処理回路１４１に供給する。このデジタル信号処理回路１４１では、シェーディング補正が行なわれた後ＹＣ信号への変換処理が施される。その変換処理により生成されたＹＣ信号が、データバス１３０Ｃを経由して圧縮伸張回路１４２に供給される。この圧縮伸張回路１４２ではＹＣ信号の圧縮が行なわれる。このときの圧縮情報はデータバス１３０Ｃを経由してＣＰＵ１３０に伝えられる。圧縮伸張回路１４３で圧縮されたＹＣ信号はバス１３０Ｃを経由してメディア制御回路１５０に供給され、さらに圧縮情報がＣＰＵからデータバス１３０Ｃを経由してメディア制御回路１５０に供給されて、圧縮情報とＹＣ信号とからなる画像ファイルが記録メディア１５１に記録される。
このようにして内部のＣＰＵ１３０と画像処理専用プロセッサ１４０との連携により撮影処理が行なわれる。
ここで、被写界輝度が暗い場合のフラッシュ撮影を説明する。
前述した様に本実施形態のＣＭＯＳタイプの撮像素子１３７においては、図１で説明した様にロータリシャッタ撮影が行なわれるため、フラッシュ光を発光する場合に、ＬＥＤを用いて連続的にフラッシュ光を発光したり、発光管で複数回に分けてフラッシュ光を発光したりしなければフラッシュ発光を伴う撮影を行なうことができなかった。
そこで、本実施形態においては、本発明にいう撮影制御手段を、ＣＰＵ１３０と撮像素子駆動部１３０１と画像処理専用プロセッサ１４０とで構成して、その撮影制御手段がＣＭＯＳタイプの撮像素子１３７の撮影制御を行なって撮像素子１３７にシャッタ同時開撮影を行なわせることによりフラッシュ撮影を今までと同じ様に行なうことができるように工夫している。
図８は、ＣＰＵ１３０と撮像素子駆動部１３０１と画像処理専用プロセッサ１４０とで構成される、本発明にいう撮影制御手段が行なうフラッシュ撮影時の撮影制御処理を説明する図である。図８の横軸は時間であり、縦軸は撮像素子の画素ラインである。
図８に示す様に、ＣＭＯＳタイプの撮像素子１３７では、電子シャッタ開については複数の画素ラインについて同時に電荷リセットを行なうことによってその複数の画素ラインについて同一のタイミングで電子シャッタ開を行なうシャッタ同時開撮影が可能であるので、本実施形態ではＣＰＵ１３０が撮像素子駆動部１３０１に指示して同一のタイミングＴＰで電子シャッタ開をまず行なう。
ここでＣＭＯＳタイプの撮影素子１３７にあっては、所定のシャッタ秒時ＴＳが経過した後に電子シャッタ閉については各画素ライン毎に電子シャッタ閉のタイミングが異なり各画素ライン毎に異なるタイミングで読出しがどうしても行なわれてしまう。図８には読出しが異なることがハッチングにより示されている。
そこで、図８に示す様に、レリーズボタンの撮影指示を受けてＣＰＵ１３０が撮像素子駆動部１３０３に指示してＣＭＯＳタイプの撮像素子１３７に２回連続してシャッタ同時開撮影を行なわせるとともに、フラッシュＦＬに、その２回の撮影のうちのいずれか１回の撮影で全画素ラインが電子シャッタ開の状態にある間（図８の符号Ａで示す時刻）にフラッシュ光を発光させることにより、１回目の撮影による第１の画像信号（ＩＭＡＧＥ１）および２回目の撮影による第２の画像信号（ＩＭＡＧＥ２）を生成させ、さらに画像信号処理プロセッサ１４０内のデジタル信号処理回路１４３に第１の画像信号と第２の画像信号の各画素ごとの差分（ＩＭＡＧＥ１−ＩＭＡＧＥ２）を求めさせることにより被写体を表わす画像信号（図中横線のハッチングで示してある）を生成させるようにしている。
このようにすると、図８に示す様にグローバルシャッタ撮影が行なわれたのと同じ画像を得ることができる。
図９は、ＣＰＵ１３０と画像処理専用プロセッサ１４０とが連携して行なう撮影制御方法を説明するフローチャートである。
まずステップＳ９０１で、ＣＰＵ１３０が、撮影指示を受けて撮像素子駆動部１３０３に指示して撮像素子１３７に２回連続してシャッタ同時開撮影を行なわせるとともに、フラッシュＦＬに、その２回の撮影のうちのいずれか１回の撮影で全画素ラインが電子シャッタ開の状態にある間にフラッシュ光を発光させることにより、１回目の撮影による第１の画像信号および２回目の撮影による第２の画像信号を生成させる。
そしてステップＳ９０２で、画像処理専用プロセッサ１４０が、撮像素子１３７から画像信号を順次に読み出して第１の画像信号と第２の画像信号の各画素ごとの差分を求めることにより被写体を表わす画像信号を生成してこのフローの処理を終了する。
ＣＰＵ１３０と画像処理専用プロセッサ１４０とが連携して上記フローの処理を実行すると、メカニカルシャッタがなくてもＣＭＯＳタイプの撮像素子１３７にグローバルシャッタ撮影を行なわせることができ、鮮明なフラッシュ撮影を行なわせることができる。
さらに、本実施形態では前述した様にＣＰＵ１３０と撮像素子駆動部１３０３と画像処理専用プロセッサ１４０とで本発明にいう撮影制御手段の一例を構成して、撮像素子１３７にアナログフロントエンドが一体的に組み込まれたものを用いることによって、撮像素子１３７とＣＰＵ１３０と撮像素子駆動部１３０３と画像処理専用プロセッサ１４０とを１チップ化して撮影制御装置の小型化を図っている。つまり図７の構成であるとＣＭＯＳ撮像素子を用いた利点を最大限に引き出して撮影制御装置の小型化を図ることができ、さらにはデジタルカメラの小型化を図ることができる。
以上説明した様に、メカニカルシャッタを廃止してデジタルカメラの更なる小型化を図るとともに、ＣＭＯＳタイプの撮像素子に鮮明な撮影を行なわせることができる撮影制御装置、さらにその撮影制御装置が搭載された撮影装置が実現する。
図１０は、図３のフラッシュＦＬがプリ発光可能な発光装置ＦＬ１に変更された場合の構成を示す図である。図１０のデジタルカメラは、図１、図２のデジタルカメラの外観を持つものとする。この図１０の構成は、図３のフラッシュＦＬがプリ発光可能な発光装置ＦＬ１に変更された以外は図３とまったく同じ構成である。
図１１は、プリ発光を行なって本撮影時の発光光量を求めて本発光時の撮影を行なう場合のフラッシュ発光の撮影動作を説明する図である。
図１１に示す様に、ＣＰＵ１３０が、撮像素子駆動部１３０３に指示して撮像素子１３７に、プリ撮影時に連続して２回シャッタ同時開撮影を行なわせてそのうちの一回のプリ撮影時にプリ発光を行なわせて、本発光時の発光光量を算出し、本撮影時に連続して２回シャッタ同時開撮影を行なわせてそのうちの一回の撮影時に上記発光光量でフラッシュ光を発光させて撮影を行なわせる。
このようにすると、発光光量が正確に算出されて、フラッシュ発光を伴う撮影がより鮮明に行なわれる。
また図１２は、図１１の動作を実現するために、ＣＰＵ１３０と画像処理専用プロセッサ１４０とが連携して行なう撮影制御処理の処理を説明する図である。
ステップＳ１２０１で、本撮影前のプリ撮影時に、撮像素子に２回連続してシャッタ同時開撮影を行なわせるとともに、フラッシュＦＬ１に、２回の撮影のうちのいずれか１回の撮影で全画素ラインが電子シャッタ開の状態にある間にフラッシュ光を発光させることにより１回目の撮影による第１の画像信号および２回目の撮影による第２の画像信号を生成させる。
次のステップ１２０２で画像処理専用プロセッサ１４０が第１の画像信号と第２の画像信号の各画素ごとの差分を求めることにより、被写体を表わす画像信号を生成し生成された画像信号に基づいて本撮影時のフラッシュ光の光量をフラッシュＦＬ１に設定する。そして、最後の撮影ステップＳ１２０３で、撮像素子駆動部１３０３に指示して撮像素子１３７に２回連続してシャッタ同時開撮影を行なわせるとともに、フラッシュＦＬ１に、ＣＰＵ１３０で設定された発光光量でフラッシュ光を発光させ本撮影を行なわせる。
ＣＰＵ１３０と画像処理専用プロセッサ１４０とが連携して上記フローの処理を実行すると、メカニカルシャッタがなくてもＣＭＯＳタイプの撮像素子にグローバルシャッタ撮影を行なわせるができ、プリ発光を伴うフラッシュ撮影を今までどおりに行なわせることができる。
さらに、本実施形態においても前述した様にＣＰＵ１３０と撮像素子駆動部１３０３と画像処理専用プロセッサ１４０とで本発明にいう撮影制御手段の一例を構成して、撮像素子１３７にアナログフロントエンドが一体的に組み込まれたものを用いることによって、撮像素子１３７とＣＰＵ１３０と撮像素子駆動部１３０３と画像処理専用プロセッサ１４０とを１チップ化して撮影制御装置の小型化を図っている。つまり図７の構成であるとＣＭＯＳ撮像素子を用いた利点を最大限に引き出して撮影制御装置の小型化を図ることができ、さらにデジタルカメラの小型化を図ることができる。
以上説明した様に、メカニカルシャッタを廃止してデジタルカメラの更なる小型化を図るとともに、ＣＭＯＳタイプの撮像素子に鮮明な撮影を行なわせることができる撮影制御装置、さらにその撮影制御装置が搭載された撮影装置が実現する。
図１３は、撮影タイミング直前の撮影により得た画像信号を第１の画像信号とし、撮影タイミングの撮影により得た画像を第２の画像信号として、その差分を求めてフラッシュ撮影画像を生成する場合の動作を説明する図である。
図１３では、半押し（Ｓ１）と全押し（Ｓ２）との２段押しのレリーズボタンの操作に応じて半押しに応じて第１の画像信号の生成処理を行なわせ、全押しに応じて第２の画像の生成処理を行なわせる場合の例が示されている。
図１３に示す様に、半押しされたタイミング（Ｓ１）を開始点として、撮像素子に、フラッシュによる発光を禁止してシャッタ同時開撮影を繰り返し行なわさせる。次に全押しされた撮影タイミングＳ２で撮像素子にもう１回シャッタ同時開撮影を行なわさせるとともに、全画素ラインが電子シャッタ開の状態にある間にフラッシュ光を発光させることにより、撮影タイミングの直前に完了した撮影による第１の画像信号（ＩＭＡＧＥ１）および撮影タイミングにおける撮影による第２の画像信号（ＩＭＡＧＥ２）を生成させる。第１の画像信号（ＩＭＡＧＥ１）と第２の画像信号（ＩＭＡＧＥ２）の各画素ごとの差分を求めることにより、被写体を表わす画像信号を生成する。
図１４は、ＣＰＵ１３０と画像処理専用プロセッサ１４０が行なう撮影制御処理の手順を示すフローチャートである。
ステップＳ１４０１で、レリーズボタンが半押し（Ｓ１）されたときに、撮像素子に、フラッシュによる発光を禁止してシャッタ同時開撮影を繰り返し行なわさせ、所定の撮影タイミング（全押しＳ２）で撮像素子にもう１回シャッタ同時開撮影を行なわさせるとともに、全画素ラインが電子シャッタ開の状態にある間にフラッシュ光を発光させることにより、撮影タイミング（Ｓ１）の直前に完了した撮影による第１の画像信号（ＩＭＡＧＥ１）および撮影タイミングにおける撮影による第２の画像信号（ＩＭＡＧＥ２）を生成させる。
次のステップＳ１４０２で、画像処理専用プロセッサ１４０が第１の画像信号（ＩＭＡＧＥ１）と第２の画像信号（ＩＭＡＧＥ２）の各画素ごとの差分を求めることにより、被写体を表わす画像信号を生成する。
ＣＰＵ１３０と画像処理専用プロセッサ１４０とが連携して上記フローの処理を実行すると、メカニカルシャッタがなくてもＣＭＯＳタイプの撮像素子にグローバルシャッタ撮影を行なわせることができ、フラッシュ撮影を今までどおりに行なわせることができるようになる。
このようにしても上記第１実施形態と上記第２実施形態と同様の効果が得られる。
以上説明した様に、メカニカルシャッタを廃止してデジタルカメラの更なる小型化を図るとともに、ＣＭＯＳタイプの撮像素子に鮮明な撮影を行なわせることができる撮影制御装置、その撮影制御装置に搭載される撮影制御方法、さらにその撮影制御装置が搭載された撮影装置が実現する。
最後に、所定の場所を監視するために別のところに撮像素子を備えた撮像部を配置しておいて、情報処理装置であるパーソナルコンピュータ（以降ＰＣという）でその撮像部をコントロールして撮像部付近の状況を監視する監視システムに、本発明にいう撮影制御装置を適用した場合の構成を説明する。
図１５は、監視システムに本発明にいう撮影制御装置を適用した場合の例を説明する図である。
図１５の撮影制御装置２０は、ＰＣで構成されており、その中にアプリケーションとして図４に示す撮影制御方法を実現する撮影制御プログラムが搭載されている。なおＰＣ２０には、本発明にいう撮影制御手段に相当するＣＰＵ２００が配備されており、さらに本実施形態においてはＰＣ２００が備えるスロット内に撮像素子駆動部と画像処理専用プロセッサとを備えた画像処理ボートが組み込まれているとする。
撮像部２１には、ＣＭＯＳタイプの撮像素子２１０と、フラッシュ２１１と、人が接近したことを検出する赤外センサ２１２とが備えられている。
赤外センサ２１２で人が近づいたことが検出されると、ＰＣ２０にそのことが伝えられ、ＰＣ２０内のＣＰＵ２００が画像処理ボード内の撮像素子駆動部２０１に指示して撮像部２１に駆動信号を供給してシャッタ同時開撮影を２回連続して行なわせる。ＣＰＵ２００は、２回の撮影のうちの１回の撮影のときにフラッシュ２１０にフラッシュ光を発光させて撮影を行なわせ、ＰＣ内の画像処理専用プロセッサ２０２が、第１の画像信号と第２の画像信号とを撮像部２１から読み出す。画像処理専用プロセッサ２０２は、第１の画像信号と第２の画像信号の差分を取ってフラッシュ撮影画像を得る。
このように情報処理装置であるＰＣに撮影制御プログラムを搭載することにより情報処理装置であるＰＣを撮影制御装置として動作させることによって、遠隔にある撮像部の制御を好適に行なうこともできる。
以上説明した様に、メカニカルシャッタを廃止してデジタルカメラの更なる小型化を図るとともに、ＣＭＯＳタイプの撮像素子に鮮明な撮影を行なわせることができる撮影制御装置、その撮影制御装置に搭載される撮影制御方法、その撮影制御方法を実現するための撮影制御プログラム、さらにその撮影制御装置が搭載された撮影装置が実現する。
ローリングシャッタの動作を説明する図である。 ローリングシャッタ撮影の欠点を説明する図である。 ローリングシャッタ撮影の欠点を説明する図である。 メカニカルシャッタを用いてグローバルシャッタ撮影を行なうことができるようにした場合の動作を説明する図である。 本発明の撮影装置の第１実施形態であるデジタルカメラを斜め上前方から見た外観斜視図である。 図５に示すデジタルカメラの背面を示す外観図である。 図５、図６に示したデジタルカメラ１００の回路構成を示すブロック図である。 ＣＰＵ１３０と撮像素子駆動部１３０１と画像処理専用プロセッサ１４０とで構成される、本発明にいう撮影制御手段が行なうフラッシュ撮影時の撮影制御処理を説明する図である。 ＣＰＵ１３０と画像処理専用プロセッサ１４０とが連携して行なう撮影制御方法を説明するフローチャートである。 図３のフラッシュＦＬがプリ発光可能な発光装置ＦＬ１に変更された場合の構成を示す図である。 プリ発光を行なって本撮影時の発光光量を求めて本発光時の撮影を行なう場合のフラッシュ発光の撮影動作を説明する図である。 図１２は、図１１の動作を実現するために、ＣＰＵ１３０と画像処理専用プロセッサ１４０とが連携して行なう撮影制御処理の処理を説明する図である。 撮影タイミング直前の撮影により得た画像信号を第１の画像信号とし、撮影タイミングの撮影により得た画像を第２の画像信号として、その差分を求めてフラッシュ撮影画像を生成する場合の動作を説明する図である。 ＣＰＵと画像処理専用プロセッサが行なう撮影制御処理の手順を示すフローチャートである。 監視用の撮影システムに上記撮影制御装置を適用した場合の例を説明する図である。
符号の説明
１００ デジタルカメラ
１１１０ 撮影光学系
１１１１ 撮影レンズ
１１１２ 絞り
１１１ ズーム鏡胴
１１２ フラッシュ発光窓
１１３ ＡＦ補助光ランプ
１１４ 電源スイッチ
１１５ レリーズボタン
１１６ モードダイヤル
１１７ ＬＣＤ
１１７Ａ ＬＣＤパネル
１１８ ＭＥＮＵ／ＯＫボタン
１１９ ＤＩＳＰ／ＢＡＣＫボタン
１２０ フォトモードボタン
１２１ 再生ボタン
１２２ 十字ボタン
１２３ ズームボタン
１２４ ファインダ
１３０ ＣＰＵ
１３０１ レンズ駆動部
１３０２ 絞り駆動部
１３０３ 撮像素子駆動部
１４０ 画像処理専用プロセッサ
１４１ メモリ制御回路
１４２ デジタル信号処理回路
１４３ 圧縮伸張回路
ＦＬ フラッシュ

Claims (12)

  1. 複数の画素ラインで構成され、電子シャッタ開については前記複数の画素ラインについて同時に電荷リセットを行なうことによって該複数の画素ラインについて同一のタイミングで該電子シャッタ開を行なうシャッタ同時開が可能であり、電子シャッタ閉については各画素ライン毎に該電子シャッタ閉のタイミングが異なり各画素ライン毎に異なるタイミングで読出しを行なう撮像素子と、被写体に向けてフラッシュ光を発光するフラッシュとを備えた撮影装置における撮影を制御する撮影制御装置であって、
    撮影指示を受けて前記撮像素子に２回連続してシャッタ同時開撮影を行なわさせるとともに、前記フラッシュに、該２回の撮影のうちのいずれか１回の撮影で全画素ラインが電子シャッタ開の状態にある間にフラッシュ光を発光させることにより、１回目の撮影による第１の画像信号および２回目の撮影による第２の画像信号を生成させる制御手段と、
    前記第１の画像信号と前記第２の画像信号の各画素ごとの差分を求めることにより被写体を表わす画像信号を生成する減算手段とを備えたことを特徴とする撮影制御装置。
  2. 複数の画素ラインで構成され、電子シャッタ開については前記複数の画素ラインについて同時に電荷リセットを行なうことによって該複数の画素ラインについて同一のタイミングで該電子シャッタ開を行なうシャッタ同時開撮影が可能であり、電子シャッタ閉については各画素ライン毎に該電子シャッタ閉のタイミングが異なり各画素ライン毎に異なるタイミングで読出しを行なう撮像素子と、被写体に向けてフラッシュ光を発光するフラッシュとを備えた撮影装置における撮影を制御する撮影制御装置であって、
    本撮影前のプリ撮影時に、前記撮像素子に２回連続してシャッタ同時開撮影を行なわさせるとともに、前記フラッシュに、該２回の撮影のうちのいずれか１回の撮影で全画素ラインが電子シャッタ開の状態にある間にフラッシュ光を発光させることにより、１回目の撮影による第１の画像信号および２回目の撮影による第２の画像信号を生成させる制御手段と、
    前記第１の画像信号と前記第２の画像信号の各画素ごとの差分を求めることにより被写体を表わす画像信号を生成し、生成された画像信号に基づいて本撮影時のフラッシュ光の光量を設定する露出演算手段と、
    前記撮影装置に、前記露出演算手段で設定された光量のフラッシュ光の発光を伴う本撮影を行なわさせる本撮影制御手段とを備えたことを特徴とする撮影制御装置。
  3. 複数の画素ラインで構成され、電子シャッタ開については前記複数の画素ラインについて同時に電荷リセットを行なうことによって該複数の画素ラインについて同一のタイミングで電子シャッタ開を行なうシャッタ同時開撮影が可能であり、電子シャッタ閉については各画素ライン毎に該電子シャッタ閉のタイミングが異なり各画素ライン毎に異なるタイミングで読出しを行なう撮像素子と、被写体に向けてフラッシュ光を発光するフラッシュとを備えた撮影装置における撮影を制御する撮影制御装置であって、
    前記撮像素子に、前記フラッシュによる発光を禁止してシャッタ同時開撮影を繰り返し行なわさせ、所定の撮影タイミングで前記撮像素子にもう１回シャッタ同時開撮影を行なわさせるとともに全画素ラインが電子シャッタ開の状態にある間にフラッシュ光を発光させることにより、該撮影タイミングの直前に完了した撮影による第１の画像信号および該撮影タイミングにおける撮影による第２の画像信号を生成させる制御手段と、
    前記第１の画像信号と前記第２の画像信号の各画素ごとの差分を求めることにより、被写体を表わす画像信号を生成する減算手段とを備えたことを特徴とする撮影制御装置。
  4. 複数の画素ラインで構成され、電子シャッタ開については前記複数の画素ラインについて同時に電荷リセットを行なうことによって該複数の画素ラインについて同一のタイミングで電子シャッタ開を行なうシャッタ同時開撮影が可能であり、電子シャッタ閉については各画素ライン毎に該電子シャッタ閉のタイミングが異なり各画素ライン毎に異なるタイミングで読出しを行なう撮像素子と、被写体に向けてフラッシュ光を発光するフラッシュとを備えた撮影装置における撮影を制御する撮影制御方法であって、
    撮影指示を受けて前記撮像素子に２回連続してシャッタ同時開撮影を行なわせるとともに、前記フラッシュに、該２回の撮影のうちのいずれか１回の撮影で全画素ラインが電子シャッタ開の状態にある間にフラッシュ光を発光させることにより、１回目の撮影による第１の画像信号および２回目の撮影による第２の画像信号を生成させる制御ステップと、
    前記第１の画像信号と前記第２の画像信号の各画素ごとの差分を求めることにより被写体を表わす画像信号を生成する減算ステップとを備えたことを特徴とする撮影制御方法。
  5. 複数の画素ラインで構成され、電子シャッタ開については前記複数の画素ラインについて同時に電荷リセットを行なうことによって該複数の画素ラインについて同一のタイミングで行なうシャッタ同時開撮影が可能であり、電子シャッタ閉については各画素ライン毎に該電子シャッタ閉のタイミングが異なり各画素ライン毎に異なるタイミングで読出しを行なう撮像素子と、被写体に向けてフラッシュ光を発光するフラッシュとを備えた撮影装置における撮影を制御する撮影制御方法であって、
    本撮影前のプリ撮影時に、前記撮像素子に２回連続してシャッタ同時開撮影を行なわせるとともに、前記フラッシュに、該２回の撮影のうちのいずれか１回の撮影で全画素ラインが電子シャッタ開の状態にある間にフラッシュ光を発光させることにより１回目の撮影による第１の画像信号および２回目の撮影による第２の画像信号を生成させるプリ撮影制御ステップと、
    前記第１の画像信号と前記第２の画像信号の各画素ごとの差分を求めることにより、被写体を表わす画像信号を生成し生成された画像信号に基づいて本撮影時のフラッシュ光の光量を設定する露出演算ステップと、
    前記撮影装置に、前記露出演算手段で設定された光量のフラッシュ光の発光を伴う本撮影を行なわせる本撮影制御ステップとを有することを特徴とする撮影制御方法。
  6. 複数の画素ラインで構成され、電子シャッタ開については前記複数の画素ラインについて同時に電荷リセットを行なうことによって該複数の画素ラインについて同一のタイミングで電子シャッタ開を行なうシャッタ同時開撮影が可能であり、電子シャッタ閉については各画素ライン毎に該電子シャッタ閉のタイミングが異なり各画素ライン毎に異なるタイミングで読出しを行なう撮像素子と、被写体に向けてフラッシュ光を発光するフラッシュとを備えた撮影装置における撮影を制御する撮影制御方法であって、
    前記撮像素子に、前記フラッシュによる発光を禁止してシャッタ同時開撮影を繰り返し行なわさせ、所定の撮影タイミングで前記撮像素子にもう１回シャッタ同時開撮影を行なわさせるとともに、全画素ラインが電子シャッタ開の状態にある間にフラッシュ光を発光させることにより、該撮影タイミングの直前に完了した撮影による第１の画像信号および外撮影タイミングにおける撮影による第２の画像信号を生成させる制御ステップと、
    前記第１の画像信号と前記第２の画像信号の各画素ごとの差分を求めることにより、被写体を表わす画像信号を生成する減算ステップとを有することを特徴とする撮影制御方法。
  7. プログラムを実行する情報処理装置で実行され、該情報処理装置を、複数の画素ラインで構成され、電子シャッタ開については前記複数の画素ラインについて同時に電荷リセットを行なうことによって該複数の画素ラインについて同一のタイミングで電子シャッタ開を行なうシャッタ同時開撮影が可能であり、電子シャッタ閉については各画素ライン毎に該電子シャッタ閉のタイミングが異なり各画素ライン毎に異なるタイミングで読出しを行なう撮像素子と、被写体に向けてフラッシュ光を発光するフラッシュとを備えた撮影装置における撮影を制御する撮影制御装置として動作させる撮影制御プログラムであり、
    前記情報処理装置を、
    撮影指示を受けて前記撮像素子に２回連続してシャッタ同時開撮影を行なわさせるとともに、前記フラッシュに、該２回の撮影のうちのいずれか１回の撮影で全画素ラインが電子シャッタ開の状態にある間にフラッシュ光を発光させることにより、１回目の撮影による第１の画像信号および２回目の撮影による第２の画像信号を生成させる制御手段と、
    前記第１の画像信号と前記第２の画像信号の各画素ごとの差分を求めることにより被写体を表わす画像信号を生成する減算手段とを備えた撮影制御装置として動作させることを特徴とする撮影制御プログラム。
  8. プログラムを実行する情報処理装置で実行され、該情報処理装置を、複数の画素ラインで構成され、電子シャッタ開については前記複数の画素ラインについて同時に電荷リセットを行なうことによって該複数の画素ラインについて同一のタイミングで電子シャッタ開を行なうシャッタ同時開撮影が可能であり、電子シャッタ閉については各画素ライン毎に該電子シャッタ閉のタイミングが異なり各画素ライン毎に異なるタイミングで読出しを行なう撮像素子と、被写体に向けてフラッシュ光を発光するフラッシュとを備えた撮影装置における撮影を制御する撮影制御装置として動作させる撮影制御プログラムであり、
    前記情報処理装置を、
    本撮影前のプリ撮影時に前記撮像素子に２回連続してシャッタ同時開撮影を行なわせるとともに、前記フラッシュに、該２回の撮影のうちのいずれか１回の撮影で全画素ラインが電子シャッタ開の状態にある間にフラッシュ光を発光させることにより、１回目の撮影による第１の画像信号よび２回目の撮影による第２の画像信号を生成させる制御手段と、
    前記第１の画像信号と前記第２の画像信号の各画素ごとの差分を求めることにより被写体を表わす画像信号を生成し、生成された画像信号に基づいて本撮影時のフラッシュ光の光量を設定する露出演算手段と、
    前記撮影装置に、前記露出演算手段で設定された光量のフラッシュ光の発光を伴う本撮影を行なわさせる本撮影制御手段とを備えた撮影制御装置として動作させることを特徴とする撮影制御プログラム。
  9. プログラムを実行する情報処理装置で実行され、該情報処理装置を、複数の画素ラインで構成され、電子シャッタ開については前記複数の画素ラインについて同時に電荷リセットを行なうことによって該複数の画素ラインについて同一のタイミングで電子シャッタ開を行なうシャッタ同時開撮影が可能であり、電子シャッタ閉については各画素ライン毎に該電子シャッタ閉のタイミングが異なり各画素ライン毎に異なるタイミングで読出しを行なう撮像素子と、被写体に向けてフラッシュ光を発光するフラッシュとを備えた撮影装置における撮影を制御する撮影制御装置として動作させる撮影制御プログラムであり、
    前記情報処理装置を、
    撮影指示を受けて前記フラッシュによる発光を禁止して前記撮像素子に繰り返しシャッタ同時開撮影を行なわさせ、所定の撮影タイミングで前記撮像素子にもう１回シャッタ同時開撮影を行なわさせるとともに、全画素ラインが電子シャッタ開の状態にある間にフラッシュ光を発光させることにより、その撮影タイミングの直前に完了した撮影による１の画像信号および該撮影タイミングにおける撮影による第２の画像信号を生成させる制御手段と、
    前記第１の画像信号と前記第２の画像信号の各画素ごとの差分を求めることにより被写体を表わす画像信号を生成する減算手段とを備えた撮影制御装置として動作させることを特徴とする撮影制御プログラム。
  10. 撮影光学系で被写体を撮像素子上に結像させ該撮像素子で被写体を表わす画像信号を生成する撮影装置において、
    前記撮像素子は、複数の画素ラインで構成され、電子シャッタ開については前記複数の画素ラインについて同時に電荷リセットを行なうことによって該複数の画素ラインについて同一のタイミングで電子シャッタ開を行なうシャッタ同時開撮影が可能であり、電子シャッタ閉については各画素ライン毎に該電子シャッタ閉のタイミングが異なり各画素ライン毎に異なるタイミングで読出しを行なうものであって、
    さらに当該撮影装置が、
    被写体に向けてフラッシュ光を発光するフラッシュと、
    撮影指示を受けて前記撮像素子に２回連続してシャッタ同時開撮影を行なわせるとともに、前記フラッシュに、該２回の撮影のうちのいずれか１回の撮影で全画素ラインが電子シャッタ開の状態にある間にフラッシュ光を発光させることにより、１回目の撮影による第１の画像信号および２回目の撮影による第２の画像信号を生成させる制御手段と、
    前記第１の画像信号と前記第２の画像信号の各画素ごとの差分を求めることにより被写体を表わす画像信号を生成する減算手段とを備えたことを特徴とする撮影装置。
  11. 撮影光学系で被写体を撮像素子上に結像させ該撮像素子で被写体を表わす画像信号を生成する撮影装置において、
    前記撮像素子は、複数の画素ラインで構成され、電子シャッタ開については前記複数の画素ラインについて同時に電荷リセットを行なうことによって該複数の画素ラインについて同一のタイミングで電子シャッタ開を行なうシャッタ同時開撮影が可能であり、電子シャッタ閉については各画素ライン毎に該電子シャッタ閉のタイミングが異なり各画素ライン毎に異なるタイミングで読出しを行なうものであって、
    さらに当該撮影装置が、
    被写体に向けてフラッシュ光を発光するフラッシュと、
    本撮影前のプリ撮影時に前記撮像素子に２回連続してシャッタ同時開撮影を行なわせるとともに、前記フラッシュに、該２回の撮影のうちのいずれか１回の撮影で全画素ラインが電子シャッタ開の状態にある間にフラッシュ光を発光させることにより１回目の撮影による第１の画像信号よび２回目の撮影による第２の画像信号を生成させる制御手段と、
    前記第１の画像信号と前記第２の画像信号の各画素ごとの差分を求めることにより被写体を表わす画像信号を生成し、生成された画像信号に基づいて本撮影時のフラッシュ光の光量を設定する露出演算手段と、
    前記露出減算手段で設定された光量のフラッシュ光の発光を伴う本撮影を行なわさせる本撮影制御手段を備えたことを特徴とする撮影装置。
  12. 撮影光学系で被写体を撮像素子上に結像させ該撮像素子で被写体を表わす画像信号を生成する撮影装置において、
    前記撮像素子は、複数の画素ラインで構成され、電子シャッタ開については前記複数の画素ラインについて同時に電荷リセットを行なうことによって該複数の画素ラインについて同一のタイミングで電子シャッタ開を行なうシャッタ同時開撮影が可能であり、電子シャッタ閉については各画素ライン毎に該電子シャッタ閉のタイミングが異なり各画素ライン毎に異なるタイミングで読出しを行なうものであって、
    さらに当該撮影装置が、
    半押しと全押しとの２段押しの撮影ボタンと、
    被写体に向けてフラッシュ光を発光するフラッシュと、
    前記撮影ボタンの半押し操作を受けて、前記フラッシュによる発光を禁止して前記撮像素子に繰り返しシャッタ同時開撮影を行なわせ、前記撮影ボタンの全押し操作を受けて、前記撮像素子にもう一回前記シャッタ同時開撮影を行なわせるとともに、前記フラッシュに、該シャッタ同時開撮影で全画素ラインが電子シャッタ開の状態にある間に、フラッシュ光を発光させることにより撮影タイミングの直前に完了した撮影による第１の画像信号およびその撮影タイミングにおける撮影による第２の画像信号を生成させる制御手段と、
    前記第１の画像信号と前記第２の画像信号の各画素ごとの差分を求めることにより被写体を表わす画像信号を生成する減算手段とを備えたことを特徴とする撮影装置。
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