JP2009118164A - カメラ - Google Patents

Abstract

【課題】被写体の動きに合わせてカメラを移動させながら連写撮影を行う場合であっても、被写体の動きに応じた撮影を行うこと。
【解決手段】時間間隔を空けて被写体の像を撮影し、カメラ１に備えられた撮像素子７と、連写撮影時にカメラ１の移動速度を算出する速度検出部１５と、速度検出部１５により算出されたカメラ１の移動速度が増大した場合に、撮像素子７による撮影のフレームレートを増大させる全体コントローラ１７とを備えるカメラ１を提供すること。
【選択図】図１

Description

本発明は、カメラに関するものである。

従来、８〜９枚／秒の連写速度で撮影が行われるデジタルカメラが知られているが、高速撮影が可能なイメージセンサが開発されつつあり、このようなセンサが搭載されたカメラによれば３０〜６０枚／秒もしくはそれ以上の連写速度で撮影を行うことが可能となっている。このようなカメラでシャッタチャンスを逃がさずに高速移動物体を撮影しようとする場合には、高速移動物体が撮影フレーム内に入る前から低速で撮影を開始し、高速移動物体が撮影フレーム内に入ったらフレームレートを変えて高速で撮影が行われる（特許文献１参照）。

特許文献１のカメラによれば、取得された画像の処理によって被写体の動作が検出されたタイミング、例えば、被写体が光軸に交差する方向に移動したときのタイミングをトリガとして取り込むこととし、トリガが発生した場合に撮影間隔等の撮影条件を撮影中に変更するようになっている。
特開２００４−０１５６１２号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている手法では、カメラを被写体の動きに合わせて移動させながら撮影する、いわゆる流し撮り撮影の場合は、被写体は撮像面のほぼ同じ位置に留まることとなるため、画像処理によって被写体の動作を検出することが困難であり、フレームレートが上がらないことがある。そのため、被写体の移動速度が増大した場合であっても、撮影時間間隔があいてしまいシャッタチャンスを逃す可能性があるという問題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、被写体の動きに合わせてカメラを移動させながら連写撮影を行う場合であっても、被写体の動きに応じた撮影が可能なカメラを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、時間間隔を空けて被写体の像を撮影する撮像素子と、該撮像素子が備えられたカメラ本体と、連写撮影時に前記カメラ本体の移動速度を検出する速度検出部と、該速度検出部により検出された前記カメラ本体の移動速度が増大した場合に、前記撮像素子による撮影のフレームレートを増大させる撮影間隔調節部とを備えるカメラ提供する。

連写撮影時にカメラ本体が移動している場合には、移動している被写体を追いかけてカメラ本体を移動させているものと推定される。そして、カメラ本体の移動速度が速いほど、その被写体が高速で移動していると判定することができる。

本発明によれば、連写撮影時に速度検出部により検出されたカメラ本体の移動速度が増大した場合には、撮影間隔調節部により撮像素子の連写撮影の時間間隔が短縮される。これにより、いわゆる流し撮り撮影時においても、高速で移動する被写体をカメラの撮像面の同じ位置、例えば、ほぼ中心位置で捉えつつ、短い撮影時間間隔で多数の画像を取得することができる。したがって、被写体の速く細かい動きの変化をシャッタチャンスを逃すことなく連続して撮影することができる。

上記発明においては、前記撮影間隔調節部が、前記速度検出部により検出された前記カメラ本体の移動速度が低下した場合に、前記撮像素子による撮影のフレームレートを低下させることとしてもよい。

このように構成することで、速度検出部により検出されたカメラ本体の移動速度が低下した場合、例えば、被写体が移動速度を低速に変化したのに合わせてカメラがゆっくりした動きに変化した場合には、撮影間隔調節部により撮像素子の連写撮影の時間間隔を長く変更される。これにより、被写体の動きの変化が小さく同じような情景が多量に撮影されてしまうことを防止することができる。

また、上記発明においては、前記速度検出部が、前記カメラ本体の加速度を検出する加速度センサと、該加速度センサにより検出された前記カメラ本体の加速度に基づいて前記カメラ本体の移動速度を算出する速度算出部とを備えることとしてもよい。

このように構成することで、加速度センサによって検出されたカメラ本体の加速度に基づいて、速度算出部によりカメラ本体の移動速度を簡易に算出することができる。

本発明によれば、被写体の動きに合わせてカメラを移動させながら連写撮影を行う場合であっても、被写体の動きに応じた撮影を行うことができるという効果を奏する。

〔第１の実施形態〕
以下、本発明の第１の実施形態に係るカメラについて、図面を参照して説明する。
本実施形態に係るカメラ１は、図１に示すように、画像を取得するシャッタ操作が行われるシャッタ操作部３と、外部からの光を集めて被写体の像を結像させるレンズユニット５と、該レンズユニット５により結像された被写体の像を撮影するＣＣＤ等の撮像素子７と、該撮像素子７により取得されたアナログ画像データを図示しないアナログゲインアンプにて増幅処理した後デジタル画像データに変換するアナログフロントエンド（以下、単に「ＡＦＥ」という。）９と、前記シャッタ操作部３のシャッタ操作によりカメラ１全体の制御を行う全体制御部１１と、ＡＦＥ９により変換されたデジタル画像データを記憶するメモリユニット１３とを備えている。なお、カメラ１は、図示しない撮影モード切替手段を備え、単写撮影モードと連写撮影モードとを切替可能になっている。

シャッタ操作部３は、例えば、略直方体形状に形成されたカメラ本体（図示せず）の上端面に対して垂直方向に押し込み可能な押しボタン式のシャッタボタンである。シャッタ操作部３は、ユーザによって所定量を押し込まれることにより、シャッタを切るシャッタ信号を全体制御部１１へ出力するようになっている。また、シャッタ操作部３は、連写撮影モードにおいては、押し込まれている間シャッタ信号を出力し続けるようになっている。

全体制御部１１は、カメラ１の移動速度を検出する速度検出部１５と、シャッタ操作部３からのシャッタ信号を受けてカメラ１全体をコントロールする全体コントローラ（撮影間隔調節部）１７と、レンズユニット５を制御するレンズユニット制御部１９と、撮像素子７およびＡＦＥ９を制御するタイミング制御部２１と、ＡＦＥ９を制御するゲイン制御部２３と、デジタル画像データのカラー補正やＪＰＥＧ圧縮等の画像処理を行う画像処理部２５とを備えている。

速度検出部１５は、撮影モード切替手段が連写撮影モードに設定された状態でカメラ１の加速度を検出する加速度センサ２７と、該加速度センサ２７により検出されたカメラ１の加速度を積分して移動速度を算出する移動速度算出部(速度算出部）２９とを備えている。

加速度センサ２７は、カメラ１を動かしたときのカメラ本体にかかる振動からカメラ１の加速度を検出して移動速度算出部２９に出力するようになっている。加速度センサ２７による加速度の検出方向は、カメラ１を動かした際にカメラ本体にかかる振動であれば１次元方向または２次元方向のいずれの方向の振動であってもよい。

移動速度算出部２９は、算出したカメラ１の移動速度を移動速度情報として保持し、新たにカメラ１の移動速度が算出されると移動速度情報を更新するようになっている。なお、移動速度算出部２９により保持された移動速度情報は、連写撮影モードの設定が解除されるとリセットされるようになっている。

全体コントローラ１７は、レンズユニット５のフォーカスレンズ（図示せず）の位置の位置情報および絞り（図示せず）の絞り量を算出してレンズユニット制御部１９に出力するとともに、撮像素子７の露光時間を制御するシャッタ速度とフレームレートを制御するフレームレート値とを算出してタイミング制御部２１に出力するようになっている。

また、全体コントローラ１７は、ＡＦＥ９のゲインの増幅率を制御するＩＳＯ感度値を算出してゲイン制御部２３に出力するとともに、算出したＩＳＯ感度値に応じたノイズ低減処理のノイズ調整信号等を画像処理部２５に出力するようになっている。
これにより、全体コントローラ１７は、レンズユニット５、撮像素子７、ＡＦＥ９および画像処理部２５を介してデジタル画像データを取得し、メモリユニット１３に出力するようになっている。

ここで、全体コントローラ１７は、連写撮影モードにおいては、速度検出部１５において更新された移動速度情報を読み出して、撮像素子７のフレームレートを変更するようになっている。例えば、カメラ１の移動速度が増大した場合には移動速度に応じてフレームレート値を増大させ、一方、カメラ１の移動速度が低下した場合には移動速度に応じてフレームレート値を低下させるようになっている。

レンズユニット制御部１９は、全体コントローラ１７から入力された位置情報および絞り量に基づいてレンズユニット５内のフォーカスレンズ（図示せず）を駆動し、オートフォーカス処理を行うようになっている。具体的には、レンズユニット制御部１９は、撮像素子７に入射される光束を撮像面に合焦させるように合焦位置を調節するようになっている。

タイミング制御部２１は、入力されたシャッタ速度およびフレームレートに基づき撮像素子７の駆動タイミングを設定するようになっている。また、タイミング制御部２１は、撮像素子７の駆動タイミングをサンプリングタイミングとして、ＡＦＥ９内の図示しないＡＤコンバータの駆動周波数を設定するようになっている。

ゲイン制御部２３は、入力されたＩＳＯ感度値をＡＦＥ９内のアナログゲインアンプのゲイン値として設定するようになっている。これにより、ＡＦＥ９においては、撮像素子７の露光時間に応じてアナログ画像データのゲインが増幅され、適正な明るさのデジタル画像データに変換されるようになっている。

メモリユニット１３は、全体コントローラ１７から送られるデジタル画像データを一時的に記憶するバッファメモリ３１と、レンズユニット５を介して撮影範囲を表示したり、バッファメモリ３１に記憶されたデジタル画像データを表示したりする液晶ディスプレイ（以下、単に「ＬＣＤ」という。）３３と、バッファメモリ３１に記憶されているデジタル画像データを保存するカードインターフェース３５とを備えている。

このように構成された本実施形態に係るカメラ１の作用について説明する。
本実施形態に係るカメラ１を起動すると、まず、全体コントローラ１７において、撮影モード切替手段が単写撮影モードと連写撮影モードのどちらに設定されているかが判断される（図２のステップＳＡ１参照）。

単写撮影モードであると判断されると（同図のステップＳＡ１「ＮＯ」参照）、レンズユニット５を介して結像される被写体の像が撮像素子７により撮影されてアナログ画像データとしてＡＦＥ９に出力される。ＡＦＥ９においてアナログ画像データから変換されたデジタル画像データは、画像処理部２５に送られて画像処理され、全体コントローラ１７を介してＬＣＤ３３に送られて表示される。

この状況で、シャッタ操作部３が所定量押し込まれると、全体コントローラ１７により算出されたレンズユニット５のフォーカスレンズの位置情報および絞りの絞り量がレンズユニット制御部１９へ送られる。レンズユニット制御部１９においては、入力された位置情報および絞り量を基にフォーカスレンズが駆動されてオートフォーカス処理が行われる。

また、全体コントローラ１７により算出された撮像素子７のシャッタ速度がタイミング制御部２１を介して設定されるとともに、全体コントローラ１７により算出されたＡＦＥ９のＩＳＯ感度値がタイミング制御部２１およびゲイン制御部２３を介して設定される。さらに、全体コントローラ１７からは、ＩＳＯ感度値に応じたノイズ低減処理のノイズ調整信号等が画像処理部２５に出力される。

これにより、レンズユニット５、撮像素子７およびＡＦＥ９が制御されて適正露光のデジタル画像データが取得される。そして、デジタル画像データが画像処理部２５に送られてカラー補正やＪＰＥＧ圧縮等の画像処理やノイズ低減処理が行われた後、全体コントローラ１７を介してバッファメモリ３１へ送られて一時的に記憶される。バッファメモリ３１に記憶された撮影画像データは、ユーザの操作により、全体コントローラ１７を介してＬＣＤ３３に送られて静止画像として表示されたり、カードインターフェース３５に送られて保存されたりする。

次に、本実施形態に係るカメラ１の連写撮影時の動作を、図２および図３に示すフローチャート図を用いて詳細に説明する。
図２に示すように、全体コントローラ１７により、撮影モード切替手段が連写撮影モードに設定されたと判断されると（ステップＳＡ１「ＹＥＳ」）、まず、速度検出部１５において、加速度センサ２７によりカメラ１の加速度の検出が開始される（ステップＳＡ２）。

これにより、連写撮影モードに設定されている状態においては、カメラ１が動かされてカメラ本体に振動が加わると、加速度センサ２７により常にカメラ１の加速度が検出されて移動速度算出部２９に出力される。また、移動速度算出部２９においては、加速度センサ２７から送られてきたカメラ１の加速度が積分されてカメラ１の移動速度が算出される（ステップＳＡ３）。そして、カメラ１の移動速度が算出されるごとに移動速度算出部２９において移動速度情報が更新される（ステップＳＡ４）。

続いて、図３に示すように、全体コントローラ１７においては、シャッタ操作部３が押下げられたか否かが判断され（ステップＳＢ１）、シャッタ操作部３の押下げが確認されるまでステップＳＢ１の動作が繰り返される（ステップＳＢ１「ＮＯ」）。

シャッタ操作部３が押下げられたと判断されると（ステップＳＢ１「ＹＥＳ」）、単写撮影モードに設定されている状態と同様に、全体コントローラ１７においては、レンズユニット５のフォーカスレンズの位置情報および絞りの絞り量が算出されて、レンズユニット制御部１９に出力される。また、レンズユニット制御部１９においては、入力された位置情報および絞り量に基づいてオートフォーカス処理が行われる（ステップＳＢ２）。

また、全体コントローラ１７によりタイミング制御部２１を介して撮像素子７が制御されるとともに、タイミング制御部２１およびゲイン制御部２３を介してＡＦＥ９が制御され、画像処理部２５にはノイズ処理信号等が入力される。これにより、レンズユニット５、撮像素子７およびＡＦＥ９により適正露光のデジタル画像データが順次取得され、取得されるごとに画像処理部２５を介して全体コントローラ１７に送られる（ステップＳＢ３）。

この場合に、全体コントローラ１７においては、シャッタ操作部３が押下げられていると判断されると（ステップＳＢ４「ＹＥＳ」）、速度検出部１５において更新された移動速度情報が読み出される（ステップＳＢ５ａ）。そして、全体コントローラ１７により、読み出された移動速度情報に応じて撮像素子７のフレームレートが算出される（ステップＳＢ６）。

具体的には、カメラ１の移動速度が増大すると、すなわち、被写体が速い速度で動き出したのに合わせてカメラ１が速い速度で動かされながら撮影が行われると、全体コントローラ１７において、撮像素子７のフレームレート値がカメラ１の移動速度に対応して増大させられる。これにより、タイミング制御部２１を介して撮像素子７の撮影時間間隔が短くなるように調節される。したがって、被写体の速く細かい動きの変化に合わせて連続する多数のデジタル画像データを取得することができる。

一方、カメラ１の移動速度が低下すると、すなわち、被写体の移動速度が変化して遅くなり、それに合わせてカメラ１がゆっくりした動きに変化されると、全体コントローラ１７において、撮像素子７のフレームレート値がカメラ１の移動速度に対応して低下させられる。これにより、タイミング制御部２１を介して撮像素子７の撮影時間間隔が長くなるように調節される。したがって、被写体のゆるく変化の小さい動きに合わせて間隔をあけてデジタル画像データを取得することができる。（ステップＳＢ７）。

連写撮影モードに設定中においては、上記ステップＳＢ２〜ステップＳＢ７の動作が繰り返される。
一方、ステップＳＢ４において、全体コントローラ１７により、シャッタ操作部３の押下げが解除されたと判断されると（ステップＳＢ４「ＮＯ」）、連写撮影モードは終了する（ステップＳＢ５ｂ）。

以上説明したように、本実施形態に係るカメラ１によれば、連写撮影中にカメラ１が速い速度で動かされた場合には、連写撮影の時間間隔が短縮されるので、いわゆる流し撮り撮影においても、高速で移動する被写体をカメラの撮像面の同じ位置、例えば、ほぼ中心位置で捉えつつ、短い撮影時間間隔で多数の画像を取得することができる。したがって、被写体の速く細かい動きの変化をシャッタチャンスを逃すことなく連続して撮影することができる。また、カメラ１がゆっくり動かされた場合には、連写撮影の時間間隔が長く変更されるので、被写体の動きの変化が小さく同じような情景が多量に撮影されてしまうことを防止することができる。

本発明の第１の実施形態に係るカメラの概略構成を示すブロック図である。 図１のカメラの連写撮影を示すフローチャート図である。 図１のカメラの連写撮影モード設定時の移動速度の検出を示すフローチャート図である。

符号の説明

１ カメラ
７ 撮像素子
１５ 速度検出部
１７ 全体コントローラ（撮影間隔調節部）

Claims (3)

1. 時間間隔を空けて被写体の像を撮影する撮像素子と、
   該撮像素子が備えられたカメラ本体と、
   連写撮影時に前記カメラ本体の移動速度を検出する速度検出部と、
   該速度検出部により検出された前記カメラ本体の移動速度が増大した場合に、前記撮像素子による撮影のフレームレートを増大させる撮影間隔調節部と
   を備えるカメラ。
2. 前記撮影間隔調節部が、前記速度検出部により検出された前記カメラ本体の移動速度が低下した場合に、前記撮像素子による撮影のフレームレートを低下させる請求項１に記載のカメラ。
3. 前記速度検出部が、前記カメラ本体の加速度を検出する加速度センサと、該加速度センサにより検出された前記カメラ本体の加速度に基づいて前記カメラ本体の移動速度を算出する速度算出部とを備える請求項１または請求項２に記載のカメラ。

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