JP2013236129A - 撮像装置、制御方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】振れの検出方法に応じて露出設定を異ならせる。
【解決手段】振れ検出を行うセンサ等によって検出された振れ情報を受信し、該振れ情報に基づいて撮像装置が手持ちであるか固定されているかを判断する（第１の振れ判断）。また撮像装置は、蓄積型光電変換素子により光電変換されて出力された画像を順次取得し、画像間における像のずれに基づいて撮像装置が手持ちであるか固定されているかを判断する（第２の振れ判断）。そして、第１の振れ判断により撮像装置が固定されていると判断された場合と、第２の振れ判断により撮像装置が固定されていると判断された場合とで撮影時の露出設定を異ならせる。
【選択図】図６

Description

本発明は、撮像装置、制御方法、及びプログラムに関し、特に撮像装置における露出制御技術に関する。

デジタルカメラ等の撮像装置では、被写体の明るさに応じて、撮影時の露出設定を異ならせる露出制御が行われる。具体的には、例えば被写体が全体的に明るい、日中の風景撮影等では、撮像素子の感度設定は低く、シャッタ速度は速く（露光時間が短く）、絞り値は大きく設定される。また例えば被写体が全体的に暗い夜景撮影等では、撮像素子の感度設定は高く、シャッタ速度は遅く（露光時間が長く）、絞り値は小さく設定される。

夜景のように、シャッタ速度が遅め（露光時間が長め）に設定される条件下での撮影では、三脚を使用した方が良好な撮影結果を得ることができる。これは、たとえば夜景撮影時の露光時間が、日中に要する露光時間よりも長時間であることに起因する。即ち、長時間の露光時間中は、撮像装置を把持する撮影者の手の振動等によって撮像素子に結像される光学像の位置ずれが発生し、撮影結果の鮮明さが失われるからである。

これに対し、特許文献１には、撮像装置の振動（振れ）の検出結果に基づき、撮像装置が三脚等に固定されて振動していないと判断できる場合は、三脚を使用した撮影に好適な撮影モードを設定する撮像装置が開示されている。

特許第４０４６８３６号公報

例えば撮像装置がレンズ交換型のデジタルカメラである場合、交換レンズがジャイロ等の手振れを検出する振れセンサを有するか否かによって、振れの検出方法が異なる。即ち、交換レンズが振れ振れセンサを有さない場合、装置が振動した際に撮像素子に結像される光学像のずれを動きベクトルとして検出することで手振れを検出することができる。

しかしながら、動きベクトルにより振れを検出する方法は、振れを検出するセンサにより振れを検出する方法に比べて信頼性が低い。これは、例えば被写体の動きとカメラの動き（手振れ）とを判別して分離することが困難であることによる。

このため、動きベクトルにより振れが検出された場合と、センサにより振れが検出された場合とで露出設定を異ならせることが好ましい。

本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、振れの検出方法に応じて露出設定を異ならせる撮像装置、制御方法、及びプログラムを提供することを目的とする。

前述の目的を達成するために、本発明の撮像装置は、以下の構成を備える。
撮像装置であって、振れ検出手段によって検出された振れ情報を受信し、該振れ情報に基づいて、撮像装置が手持ちであるか固定されているかを判断する第１の振れ判断手段と、撮像手段から出力された画像を順次取得し、画像間における像のずれに基づいた動きベクトルに基づいて、撮像装置が手持ちであるか固定されているかを判断する第２の振れ判断手段と、撮影時の露出設定を決定する露出制御手段と、を有し、露出制御手段は、第１の振れ判断手段により撮像装置が固定されていると判断された場合と、第２の振れ判断手段により撮像装置が固定されていると判断された場合とで撮影時の露出設定を異ならせることを特徴とする。

このような構成により本発明によれば、振れの検出方法に応じて露出設定を異ならせることが可能となる。

本発明の実施形態に係るデジタルカメラ１００及び交換レンズ２００の構成を示した図である。 本発明の実施形態に係る焦点検出センサ２０の構造を説明するための図である。 本発明の実施形態に係る測光センサ２６の構造を説明するための図である。 本発明の実施形態に係るデジタルカメラ１００及び交換レンズ２００の機能構成を示した図である。 本発明の実施形態に係るデジタルカメラ１００で実行される撮影処理を例示したフローチャートである。 本発明の実施形態に係るデジタルカメラ１００で実行される露出設定決定処理を例示したフローチャートである。 本発明の実施形態に係るデジタルカメラ１００の露出設定の決定に使用されるプログラム線図を例示した図である。

［実施形態］
以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する一実施形態は、撮像装置の一例として、レンズ交換可能な所謂一眼レフタイプのデジタルカメラに、本発明を適用した例を説明する。本実施形態での一眼レフカメラは、交換レンズ内に設けられた振れ検出センサから受信した振れ情報と、本体に設けられた撮像素子から得られた画像間の動きベクトル情報により振れを検出する。しかし、本発明は、所謂一眼レフタイプ振れ検出センサを本体内に有している撮像装置にも適用可能である。

《デジタルカメラ１００及び交換レンズ２００の構成》
図１は、本発明の実施形態に係るデジタルカメラ１００及び交換レンズ２００の構成を示した図である。なお、図１のデジタルカメラ１００及び交換レンズ２００の構成では、回路や光学部材駆動用のモータ等の部材は省略されている。

〈デジタルカメラ１００の構成〉
図示されるように、交換レンズ２００を介してデジタルカメラ１００に入射した光は、メカニカルシャッタ１０及び光学ローパスフィルタ１１を介して、撮像素子１２に結像される。撮像素子１２は、例えばＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等であり、蓄積型光電変換素子が２次元に配置されて構成される。

また光軸上にはメインミラー１３、第１反射ミラー１４が配置される。これらの光学部材は撮像素子１２に対して光学像を結像する場合は移動され、光軸上から除外される。

メインミラー１３は半透過性の所謂ハーフミラーである。メインミラー１３により反射された光は、ピント板２１により拡散され、ペンタプリズム２２に入射する。ペンタプリズム２２は拡散されて入射された光束を反射させて光学ファインダである接眼レンズ２３及び撮影対象の輝度分布を測定する測光センサ２６に到達させる。なお、メインミラー１３、第１反射ミラー１４が無いタイプの撮像装置であっても本発明の実施には影響ない。

測光センサ２６は、例えばＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等であり、撮像素子１２と同様に蓄積型光電変換素子が２次元に配置されて構成される。本実施形態では測光センサ２６は、図３に示されるようにカラーフィルタを設けて受光部を複数に分割することで、各蓄積型光電変換素子に分光感度差を持たせている。即ち、このようにカラーフィルタを配設することで、測光センサ２６は被写体の輝度情報や色情報を出力可能である。なお、図３の例では、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の所謂原色カラーフィルタがストライプ状に配設されている。測光センサ２６の画素数は、後述する動きベクト検出の要求分解能に応じて決定され、例えば数千から数万画素規模になる。また測光センサ２６は、光電変換素子以外に、信号増幅回路や信号処理回路等を同一チップ上に集積回路として含む。なお、測光センサ２６に入射する光束は、第３反射ミラー２４により屈折され、集光レンズ２５により集光されて測光センサ２６に入射される。

また、第１反射ミラー１４により反射された光は、撮像素子１２の光学共役位置である近軸的結像面１５よりも遠方にある第２反射ミラー１６により屈折された後、赤外カットフィルタ１７、絞り１８、２次結像レンズ１９を介して焦点検出センサ２０に結像される。

焦点検出センサ２０は、例えばＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等であり、撮像素子１２や測光センサ２６と同様に蓄積型光電変換素子が２次元に配置されて構成される。本実施形態では焦点検出センサ２０は、図２に示されるように２種類の光電変換素子群２０Ａ及び２０Ｂで構成される。絞り１８には２つの開口部が存在しており、それぞれの開口部を通過した光束が２次結像レンズ１９によって光電変換素子群２０Ａ及び２０Ｂの各々に結像される。焦点検出センサ２０は、光電変換素子群２０Ａ及び２０Ｂのそれぞれから出力される像の相対的な位置ずれ量に基づいて、任意の位置における合焦度合いを検出する。焦点検出センサ２０は、光電変換素子以外に、信号蓄積部や信号処理回路等を同一チップ上に集積回路として含む。

デジタルカメラ１００にはこの他、交換レンズ２００を取り付けるマウント部２７、及び交換レンズ２００が有する回路との情報通信用の接点２８が設けられる。

〈交換レンズ２００の構成〉
図示されるように、交換レンズ２００には各種光学レンズ３０ａ乃至３０ｇが含まれる。本実施形態では交換レンズ２００が所謂手振れ補正機能を有するレンズの場合であるとし、光学レンズ３０には像ブレ補正のための補正部材としての像ブレ補正レンズ３０ｆ（シフトレンズ）が含まれる。検出された手振れに応じて、撮影光軸に直交する方向の縦横の２軸方向に像ブレ補正レンズ３０ｆをシフトすることで手振れによる像ブレを低減する。

また交換レンズ２００は、光学レンズ３０に加え、絞り３１、デジタルカメラ１００が有する回路との情報通信用の接点３２、及びデジタルカメラ１００のマウント部２７に対応した交換レンズ２００側のマウント部３３を有する。

《デジタルカメラ１００及び交換レンズ２００の機能構成》
以下、デジタルカメラ１００及び交換レンズ２００の機能構成について、さらに図４を用いて詳細を説明する。

〈デジタルカメラ１００の機能構成〉
制御部１０１は、例えばＡＬＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄコンバータ、タイマー、シリアル通信ポート（ＳＰＩ）等を有するワンチップマイクロコンピュータであり、デジタルカメラ１００が有する各ブロックの動作を制御する。具体的には制御部１０１は、内蔵するＲＯＭに記憶された後述の撮影処理の動作プログラムを読み出し、内蔵するＲＡＭに展開して実行することにより、各ブロックの動作を制御する。本実施形態では、制御部１０１のＡ／Ｄコンバータには焦点検出センサ２０及び測光センサ２６が接続され、各センサの出力信号はＡ／Ｄコンバータによりデジタルデータに変換される。測光センサ２６は、タイミングジェネレータ１１０が制御部１０１の制御のもと生成したタイミング信号により、蓄積動作や読み出し動作が制御される。また制御部１０１のＳＰＩには接点２８が接続されており、接点２８及び接点３２を介して接続された、後述する交換レンズ２００のレンズ制御部２０１との情報通信はシリアル通信により行われる。

信号処理部１０２は、デジタルカメラ１００における様々な信号処理を行う。具体的には信号処理部１０２は、撮像素子１２が光学像を光電変換することにより出力したアナログ画像信号に対してＡ／Ｄ変換処理を適用し、デジタル画像信号を出力する。また信号処理部１０２は、画像信号の記録指示があった場合は、予め設定された符号化方式に従った符号化処理等を適用し、符号化した画像データ信号を出力する。また信号処理部１０２は、１画面を複数の領域に分割し、各領域の色差信号に基づいて被写体の白色領域を抽出し、抽出領域の信号に基づいて画面全体の赤及び青チャンネルのゲイン補正を行うことで、ホワイトバランス調整処理を行う。

ＶＲＡＭ１０３は、例えばＤＲＡＭであり、信号処理部１０２における信号処理のワーキングメモリとして、あるいは表示部１０４に表示する画像信号の一時的な格納領域として用いられる。

表示部１０４は、例えばＬＣＤ等のデジタルカメラ１００が備える表示装置である。表示部１０４には、撮影により得られた画像や、ライブビューモード（電子ファインダ機能）における撮像信号が表示される。

記録媒体１０５は、例えばフラッシュメモリ等のデジタルカメラ１００が有する不揮発性の内蔵メモリや、メモリカードやＨＤＤ等のデジタルカメラ１００に着脱可能に接続された記録装置である。記録媒体１０５には、信号処理部１０２において符号化処理が適用されて得られた画像データが、画像ファイルとして格納される。

第１モータ駆動部１０６は、制御部１０１の制御を受けて、第１モータ１０７の駆動制御を行う。第１モータ１０７は、メインミラー１３及び第１反射ミラー１４の光軸上への配置及び光軸上からの除外に関する移動、あるいはメカニカルシャッタ１０をシャッタチャージ状態とするためのモータである。

操作入力部１０８は、例えばレリーズスイッチやライブビュー開始スイッチ等のデジタルカメラ１００が有するユーザインタフェースである。操作入力部１０８は、ユーザインタフェースがユーザにより操作されたことを検出すると、対応する制御信号を制御部１０１に出力する。

シャッタ駆動部１０９は、第１モータ１０７によりシャッタチャージ状態にされたメカニカルシャッタ１０を、制御部１０１から出力された制御信号に応じて開閉運動させ、シャッタ速度に規定される時間分、撮像素子１２を露出する。

〈交換レンズ２００の機能構成〉
レンズ制御部２０１は、制御部１０１と同様に、例えばＡＬＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄコンバータ、タイマー、シリアル通信ポート（ＳＰＩ）等を有するワンチップマイクロコンピュータであり、交換レンズ２００が有する各ブロックの動作を制御する。具体的にはレンズ制御部２０１は、内蔵するＲＯＭに記憶された各ブロックの動作プログラムを読み出し、内蔵するＲＡＭに展開して実行することにより、各ブロックの動作を制御する。本実施形態では、レンズ制御部２０１のＡ／Ｄコンバータには距離エンコーダ２０６が接続され、距離エンコーダ２０６の出力信号はＡ／Ｄコンバータによりデジタルデータに変換される。なお、距離エンコーダ２０６の出力信号は、例えばグレーコードのパターン信号のようなデジタル信号であってもよい。またレンズ制御部２０１のＳＰＩには接点３２が接続されており、接点３２及び接点２８を介して接続された、デジタルカメラ１００の制御部１０１との情報通信はシリアル通信により行われる。

第２モータ駆動部２０２は、第２モータ２０３の駆動制御を行う。第２モータ２０３は、光学レンズ３０のうち、合焦動作に係るフォーカスレンズの駆動を行うモータである。レンズ制御部２０１は、制御部１０１からの合焦動作指示を受信すると、該指示に応じてフォーカスレンズの駆動指示を第２モータ駆動部２０２に与え、第２モータ２０３を駆動させる。フォーカスレンズの現在位置の情報は、距離エンコーダ２０６により検出される。距離エンコーダ２０６は、フォーカスレンズの繰り出し量をレンズ制御部２０１に出力する。

第３モータ駆動部２０４は、第３モータ２０５の駆動制御を行う。第３モータ２０５は、絞り３１の開閉動作を行うモータである。レンズ制御部２０１は、制御部１０１から設定する絞り値の情報を受信すると、該指示に応じて絞りの開閉指示を第３モータ駆動部２０４に与え、第３モータ２０５を駆動させる。

振れ検出部２０７は、例えば振動ジャイロセンサ等の角速度検出センサや加速度センサなどの振れ検出センサである。振れ検出部２０７は、デジタルカメラ１００に装着された状態での交換レンズ２００の縦方向（ピッチ方向）の角速度を検出する検出器２０７ａと、横方向（ヨー方向）の角速度を検出する検出器２０７ｂとを有する。振れ検出部２０７は制御部１０１のＡ／Ｄコンバータに接続される。振れ検出部２０７の出力信号はデジタル信号に変更された後、積分演算により交換レンズ２００の角変位、即ち交換レンズ２００の縦方向及び横方向の傾き角に変換される。

第４モータ駆動部２０８は、第４モータ２０９及び第５モータ２１０の駆動制御を行う。第４モータ２０９及び第５モータ２１０はそれぞれ、光学レンズ３０のうちの像ブレ補正レンズ３０ｆを、撮影光軸に直交する面において縦及び横方向に駆動するモータである。第４モータ２０９及び第５モータ２１０の駆動量（シフト量）は、制御部１０１が振れ検出部２０７の出力信号を変換することで得られた交換レンズ２００の傾き角の情報に応じて、制御部１０１により決定され第４モータ駆動部２０８に伝送される。

〈デジタルカメラ１００と交換レンズ２００との間のシリアル通信〉
上述したように、本実施形態ではデジタルカメラ１００と交換レンズ２００とは、交換レンズ２００がデジタルカメラ１００にマウントされた状態にある場合に、接点２８及び接点３２を介してシリアル通信によるデータ通信を行う。

交換レンズ２００のレンズ制御部２０１は、デジタルカメラ１００における焦点検出や露出演算に必要な交換レンズ２００固有の光学的な情報（レンズ情報）や、距離エンコーダ２０６に基づく被写体距離情報等をデジタルカメラ１００に送信する。またデジタルカメラ１００の制御部１０１は、焦点検出や露出演算の結果得られた焦点調節情報や絞り情報を交換レンズ２００に送信する。このときレンズ制御部２０１は、焦点調節情報に従って第２モータ駆動部２０２を制御してフォーカスレンズを駆動させ、絞り情報に従って第３モータ駆動部２０４を制御して絞り３１を駆動させる。

また交換レンズ２００のレンズ制御部２０１は、デジタルカメラ１００より振れ情報の取得要求を受信した場合は、振れ検出部２０７の検出信号を振れ情報としてデジタルカメラ１００に送信する。なお、本実施形態では交換レンズ２００からデジタルカメラ１００に対して振れ検出部２０７の出力信号が振れ情報として送信され、該情報をもとに制御部１０１がデジタルカメラ１００の振れの有無を判断するものとして説明する。なお、本発明の実施はこれに限られるものではなく、制御部１０１はデジタルカメラ１００の振れの有無の判断結果を受信する構成であってもよい。

〈撮影シーケンス〉
このような構成を有する本実施形態のデジタルカメラ１００において、ユーザにより撮影指示がなされたことを示す制御信号を操作入力部１０８から制御部１０１が受信した場合に実行される、一連の撮影シーケンスについて以下に説明する。

制御部１０１はまず、第１モータ駆動部１０６に対して制御信号を出力することで第１モータ１０７を駆動制御させ、メインミラー１３及び第１反射ミラー１４を跳ね上げ、光路上から除外する。

制御部１０１はさらに、接点２８を介して交換レンズ２００のレンズ制御部２０１に決定された露出設定のうちの絞り値の情報を送信する。レンズ制御部２０１は、受信した絞り値の情報に応じて第３モータ駆動部２０４に第３モータ２０５を駆動させ、絞り３１の開閉状態を制御する。

撮影指示がなされたことを検出すると、制御部１０１は、決定された露出設定のうちのシャッタ速度で規定される時間（蓄積時間）分だけメカニカルシャッタ１０を開放させ、撮像素子１２を露光させるようシャッタ駆動部１０９に対して制御信号を送信する。このとき制御部１０１は、決定された露出設定のうちの撮像感度で規定される読み出しゲインを用いて、蓄積時間分の蓄積が撮像素子１２において行われるよう、信号処理部１０２の動作を制御する。

蓄積時間の経過後、制御部１０１は絞り３１を絞り込み状態から絞り開放状態となるように、接点２８を介してレンズ制御部２０１に絞り開放指示を送信する。レンズ制御部２０１は、絞り開放指示を受信すると、第３モータ駆動部２０４に対して絞り開放指示に応じた制御信号を出力することで、第３モータ２０５を駆動させ、絞り３１を絞り開放状態にさせる。また制御部１０１は、第１モータ駆動部１０６に対して制御信号を出力することで第１モータ１０７を駆動制御させ、メインミラー１３及び第１反射ミラー１４を再び光路上に配設させるとともに、メカニカルシャッタ１０のメカチャージを行わせる。

なお、蓄積時間の経過後、撮像素子１２に蓄積された電荷は信号処理部１０２により読み出され、先述したＡ／Ｄ変換処理及び種々の補正あるいは補間処理が適用される。

制御部１０１は、ホワイトバランス調整処理が完了した画像信号に対して、信号処理部１０２に記録ファイル形式の符号化処理を適用させ、得られた画像データを画像ファイルとして記録媒体１０５に格納させる。

《撮影処理》
このような構成をもつ本実施形態のデジタルカメラ１００の撮影処理について、図５のフローチャートを用いて、制御部１０１が実行する具体的な処理を説明する。なお、本撮影処理は、例えばデジタルカメラ１００が静止画撮影モードでデジタルカメラ１００が起動された際に開始されるものとして説明する。

Ｓ５０１で、制御部１０１は、測距動作や測光動作に必要となる、現在の交換レンズ２００の設定情報（レンズ情報）を取得する。具体的には制御部１０１は、接点２８を介して交換レンズ２００のレンズ制御部２０１にレンズ情報の取得要求を送信する。レンズ制御部２０１は、レンズ情報の取得要求を受信すると、焦点距離情報、開放Ｆナンバー、距離エンコーダ２０６フォーカスレンズ情報などを取得し、レンズ情報として接点３２を介して制御部１０１に送信する。制御部１０１はレンズ情報を受信すると、該レンズ情報をＲＡＭに格納する。

Ｓ５０２で、制御部１０１は、表示部１０４に対してライブビュー画面（電子ファインダ画像）を表示する状態（ＬＶ表示状態）であるか否かを判断する。具体的には制御部１０１は、既に表示部１０４へのＬＶ表示を開始している状態であるか否かを判断する。また制御部１０１は、ＬＶ表示を開始していない状態である場合はさらに、ユーザによりＬＶ表示指示がなされたことを示す制御信号を操作入力部１０８から受信したか否かにより、ＬＶ表示状態であるか否かを判断する。制御部１０１は、ＬＶ表示状態であると判断した場合は処理をＳ５０７に移し、ＬＶ表示状態ではないと判断した場合は処理をＳ５０３に移す。

なお、制御部１０１は、ＬＶ表示指示がなされたことを示す制御信号を操作入力部１０８から受信した場合は、ＬＶ表示の準備動作を行う。具体的には、制御部１０１は、メインミラー１３及び第１反射ミラー１４を光路上から除外し、メカニカルシャッタ１０を開放状態にするように、第１モータ駆動部１０６およびシャッタ駆動部１０９を制御する。

Ｓ５０３で、制御部１０１は、焦点検出センサ２０から焦点検出用データ（たとえばＡ／Ｄ変換処理及びシェーディング等の補正処理を適用した２種類の２次元画像データ）を読み出す。具体的には制御部１０１は、焦点検出センサ２０に対して制御信号を出力することで焦点検出センサ２０に信号蓄積動作を開始させ、蓄積期間が経過した後に、焦点検出用データを読み出す。

Ｓ５０４で、制御部１０１は、合焦させる領域を決定し、該領域に含まれる被写体について交換レンズ２００のフォーカスレンズを移動させて合焦動作を行わせる。なお、合焦させる領域は、例えば予め撮影モードについて設定されていてもユーザにより任意に設定されてもよい。

制御部１０１は、合焦させる領域についての焦点検出用データから、該領域に含まれる像のデフォーカス量を取得し、デフォーカス量の情報に基づいて、フォーカスレンズの移動量を算出する。制御部１０１は、接点２８を介して交換レンズ２００のレンズ制御部２０１に、フォーカスレンズの駆動指示とともにフォーカスレンズの移動量を送信する。レンズ制御部２０１はフォーカスレンズの駆動指示を受信すると、共に受信したフォーカスレンズの移動量の情報を第２モータ駆動部２０２に伝送する。第２モータ駆動部２０２は、フォーカスレンズの移動量を受信すると、該移動量分だけフォーカスレンズが移動するように第２モータ２０３を駆動制御する。

またこのとき、フォーカスレンズの移動により交換レンズ２００の設定情報が更新されるため、制御部１０１は交換レンズ２００より接点２８を介してフォーカスレンズ移動後のレンズ情報を受信する。

Ｓ５０５で、制御部１０１は、撮影対象の測光データを所定数の分割エリアに分け、各エリアについて対数圧縮系での被写体輝度情報Ｂを取得する。具体的には制御部１０１はまず、タイミングジェネレータ１１０を制御することで、測光センサ２６に対して信号蓄積動作の開始、及び蓄積期間経過後に蓄積信号の出力を行わせる。制御部１０１は、出力された蓄積信号に対してＡ／Ｄ変換処理を適用し、得られたデータを測光データ（２次元画像データ）としてＲＡＭに格納する。

次に制御部１０１は、測光データを所定数の分割エリアに分割し、各エリアについてＲＧＢの各色について信号値を加算させ、Ｒ（ｉ）、Ｇ（ｉ）、Ｂ（ｉ）を算出する。なお、ここでｉはエリアの識別番号であり、本実施形態では制御部１０１は測光データを２５６（１６×１６）のエリアに分割するものとする。そして制御部１０１は、得られた各エリアの加算信号値を用いて以下のマトリクス演算を実行することにより、各エリアについてのリニア系での被写体輝度情報Ｂｒ（ｉ）と被写体色情報Ｃｘ（ｉ）及びＣｙ（ｉ）とを算出する。

またさらに制御部１０１は、得られたリニア系の被写体輝度情報Ｂｒ（ｉ）に対して、以下の式を実行することで、交換レンズ２００の光学特性に基づいて各エリアの輝度補正を行なった、対数圧縮系での被写体輝度情報Ｂ（ｉ）を取得する。

なお、Ｓ（ｉ）はエリアについて設定された、交換レンズ２００の光学特性に基づく輝度補正用の補正係数である。該補正係数の情報は、例えばＳ５０１で取得したレンズ情報に含まれるものとする。

また、本ステップにおける測光センサ２６の信号蓄積動作及び蓄積信号の出力は、所定時間間隔で周期的に行われるよう、制御部１０１はタイマーを用いてタイミングジェネレータ１１０を制御するものとする。即ち、ＲＯＭには所定時間間隔で、測光データあるいは被写体輝度情報Ｂ（ｉ）が順次格納される。

Ｓ５０６で、制御部１０１は、Ｓ５０５において得られた撮影対象の被写体輝度情報Ｂ（ｉ）について露出設定決定処理を実行し、撮影指示がなされた場合に露出制御に使用する、シャッタ速度、絞り値、及び撮影感度を含む露出設定を決定する。

〈露出設定決定処理〉
ここで、本実施形態のデジタルカメラ１００で実行される露出設定決定処理について、図６のフローチャートを用いて詳細を説明する。

Ｓ６０１で、制御部１０１は、以下の式を用いて撮影対象の被写体輝度情報Ｂ（ｉ）から加重平均輝度情報Ｂｅを算出する。

なお、Ｗ（ｉ）は重み付け係数である。本実施形態では重み付け係数は、主被写体が存在する可能性が高い画像中央部や焦点検出領域（合焦被写体が存在する領域）で高い値となり、それ以外の部分で該値よりも低い値が設定されている。また加重平均をとるために重み付け係数Ｗ（ｉ）の総和は１に設定されるものとする。

Ｓ６０２で、制御部１０１は、接点２８を介して交換レンズ２００の現在の撮像に係る状態を示す撮影情報の取得要求を送信することで、交換レンズ２００から撮影情報を受信する。撮影情報には、交換レンズ２００の焦点距離情報、及び距離エンコーダ２０６の出力に基づく合焦被写体の距離情報が含まれる。また交換レンズ２００が振れ検出部２０７を有する交換レンズである場合は、撮影情報には振れ検出部２０７の検出信号である振れ情報が含まれる。なお、振れ情報には、振れ検出部２０７の検出信号が、時系列データとして複数含まれているものとする。

Ｓ６０３で、制御部１０１は、Ｓ６０２において受信した撮影情報に振れ情報が含まれているか否かを判断する。制御部１０１は、撮影情報に振れ情報が含まれていると判断した場合は処理をＳ６０４に移し、含まれていないと判断した場合は処理をＳ６０７に移す。

Ｓ６０４で、制御部１０１は、振れ情報に含まれる振れ検出部２０７の検出信号の時系列データについて所定の信号処理（ＨＰＦやＬＰＦによる演算）を実行することで、振れ量を算出する。なお、振動ジャイロ等の角速度検出器や加速度センサを用いて振れ量を算出する場合、時系列データに含まれる低周期のドリフト成分や、瞬間的な外乱ノイズの影響を除去することが好ましい。センサからの振れ量演算方法も動きベクトルからの振れ量演算方法も公知のため、ここでは具体的な演算方法は省略する。

Ｓ６０５で、制御部１０１は、Ｓ６０４において算出した縦方向及び横方向の振れ量または振れの振幅や周波数が所定の範囲に収まるか否かを判断する。具体的には制御部１０１は、縦方向及び横方向の振れ量の両方が、それぞれの方向について予め定められた閾値を下回るか否かを判断することで、所定の範囲に収まるか否かを判断する。制御部１０１は、振れ量が所定の範囲に収まると判断した場合は、三脚等に取り付けられてデジタルカメラ１００が固定された状態であると判定して処理をＳ６０６に移す。

Ｓ６０６で、制御部１０１は、露出設定のシャッタ速度、絞り値、及び撮影感度の各々について、図７にて一点鎖線で示されるＴｖ３、Ａｖ３、Ｓｖ３を選択する。そして、Ｓ６０１において算出された加重平均輝度情報Ｂｅに対する露出設定を決定する。なお、図７のプログラム線図はそれぞれ、加重平均輝度情報Ｂｅに対して設定される主被写体を適正露出とするためのシャッタ速度Ｔｖ、絞り値Ａｖ、及び撮影感度Ｓｖの値を示したものである。

図７に示されるように、一点鎖線で示されるＴｖ３、Ａｖ３、Ｓｖ３は、加重平均輝度情報Ｂｅが４を超える明るい条件では、撮影感度は１００に固定され、シャッタ速度及び絞り値は実線で示されるように変化している。また加重平均輝度情報Ｂｅが４から１の間の条件では、シャッタ速度（露光時間、Ｔｖ値）は１／６０秒、絞り値は４．０に固定され、撮影感度は１００から８００の間で変化している。また加重平均輝度情報Ｂｅが１を下回る条件では、絞り値は４．０、撮影感度は８００に固定され、シャッタ速度Ｔｖ値は１／６０秒よりも低速側に変化している。

なお、通常はシャッタ速度（Ｔｖ値）には最低速値が設けられる必要があるため、本実施形態では例えばシャッタ速度（Ｔｖ値）は２秒までの値が選択されるように構成されている。

本ステップにおいて決定される露出設定は、交換レンズ２００が有する振れ検出部２０７等のセンサ出力を用いて、振れ量が所定の範囲に収まる場合、つまり、三脚等によりデジタルカメラ１００が固定されている可能性が高いと推定できる場合の露出設定である。このため、露出設定のうち特にシャッタ速度（Ｔｖ値）については、Ｔｖ３のプログラム線図に基づいて決定される。即ち、振れが加わる可能性が低いため、夜景撮影のような低輝度被写体の撮影において、撮影結果に含まれるノイズが少ない８００等の低感度の撮影感度を設定した上で長時間露光し、被写体が適正露出となる、良好な画質の撮影結果が出力されうる。

一方で制御部１０１は、振れ量が所定の範囲に収まらないと判断した場合は、手持ち等でデジタルカメラ１００に振れが加わりやすい状態であると判定して処理をＳ６０７に移す。またＳ６０３において交換レンズ２００から受信した撮影情報に振れ情報が含まれていないと判断した場合も、制御部１０１は処理をＳ６０７に移す。Ｓ６０７で、制御部１０１は、撮影処理において順次得られた複数の撮影対象の被写体の動きベクトルを振れ量として検出する。そして検出された動きベクトルに基づいて、デジタルカメラ１００が手持ちであるか否かを定量化する。

なお、動きベクトルを利用する振れ量の算出においては、三脚等によりデジタルカメラ１００が固定されていたとしても、被写体が移動することでも動きベクトルが検出されてしまう可能性がある。このため、デジタルカメラ１００が三脚等に固定されて振れが加わっていないのにも関わらず、手持ちであると誤認識する可能性がある。このため本実施形態では背景とみなせる領域の動きベクトルを用いて振れ量を算出するものとする。

Ｓ６０８で、制御部１０１は、Ｓ６０７において算出した動きベクトルからのカメラの振れ量を用いて、振れ量が所定の範囲であるか否かを判断する。具体的には制御部１０１は、例えば振れ量である動きベクトルのスカラー量が、予め定められた閾値を下回るか否かを判断することで、振れ量が所定の範囲であるか否かを判断する。制御部１０１は、振れ量が所定の範囲に収まると判断した場合は処理をＳ６０９に移す。

Ｓ６０９で、制御部１０１は、露出設定のシャッタ速度（Ｔｖ値）、絞り値（Ａｖ値）、及び撮影感度（Ｓｖ値）の各々について、図７にて鎖線で示されるＴｖ２、Ａｖ２、Ｓｖ２を選択する。そして、Ｓ６０１において算出された加重平均輝度情報Ｂｅに対する露出設定を決定する。

図示されるように、選択されたプログラム線図では、加重平均輝度情報Ｂｅが１より大きい条件では、Ｔｖ３、Ａｖ３、及びＳｖ３と同様に変化している。また加重平均輝度情報Ｂｅが１から０の間の条件では、シャッタ速度（Ｔｖ値）は１／６０秒、撮影感度は８００に固定され、絞り値は４．０から２．８の間で変化している。また加重平均輝度情報Ｂｅが０から−１の間の条件では、シャッタ速度（Ｔｖ値）は１／６０秒、絞り値は２．８に固定され、撮影感度は８００から１６００の間で変化している。そして加重平均輝度情報Ｂｅが−１から−３の間の条件では、絞り値は２．８、撮影感度は１６００に固定され、シャッタ速度（Ｔｖ値）は１／６０秒から１／１５秒の間で変化している。つまり、Ｔｖ３、Ａｖ３、及びＳｖ３よりもＴｖ２、Ａｖ２、Ｓｖ２の方が、シャッタ速度（ＴＶ値）は短く、絞り値（Ａｖ値）は小さく、ＩＳＯ感度（Ｓｖ値）は大きくなるように設定されている。

本ステップにおいては、デジタルカメラ１００に振れが加わっていないと判断した情報についての信頼性が、センサ出力に基づく判断した情報についての信頼性と比べて低いため、三脚等によりデジタルカメラ１００が固定されている可能性は低い撮影条件と推定できる。しかしながら、画像解析により振れが加わっていないと判断されているため、撮影者がデジタルカメラ１００を手で把持している状態（手持ち状態）であっても比較的安定してデジタルカメラ１００が把持されている撮影条件であると推定できる。

このため、露出設定のうち特にシャッタ速度（Ｔｖ値）については、予め設定された３つのプログラム線図のうち、Ｔｖ３よりは短い露光時間（第２の露光時間）に対応するシャッタ速度（Ｔｖ２）を設定可能なプログラム線図に基づいて決定される。このようにすることで、夜景撮影のような低輝度被写体の撮影において、例えば撮影結果に含まれるノイズが比較的少ない１６００等の中間感度の撮影感度と１／１５秒のシャッタ速度（Ｔｖ値）が設定されることで、比較的良好な画質の撮影結果が出力されうる。

一方、Ｓ６０８において動きベクトルに基づいた振れ量を基に手持ちであると判断した場合、制御部１０１はＳ６１０で、図７の実線で示されるＴｖ１、Ａｖ１、Ｓｖ１を選択する。そして、Ｓ６０１において算出された加重平均輝度情報Ｂｅに対する露出設定を決定する。

図示されるように、選択されたプログラム線図では、加重平均輝度情報Ｂｅが−１より大きい条件では、Ｔｖ２、Ａｖ２、及びＳｖ２と同様に変化している。また加重平均輝度情報Ｂｅが−１から−３の間の条件では、絞り値は２．８、シャッタ速度（Ｔｖ値）は１／６０秒に固定され、撮影感度は１６００から６４００の間で変化している。つまり、Ｔｖ２及びＳｖ２よりもＴｖ１、Ｓｖ１の方が、シャッタ速度（ＴＶ値）は短く、撮影感度（Ｓｖ値）は大きくなるように設定されている。一方で、Ａｖ２とＡｖ１は同じ値に設定されている。

本ステップにおいては、撮影者の手振れ等の影響を撮影結果が受けうる撮影条件であると推定できる。このため、露出設定のうち特にシャッタ速度（Ｔｖ値）については、予め設定された３つのプログラム線図のうち、振れの影響を受けにくくすることを優先して、最も短い露光時間（第３の露光時間）に対応するシャッタ速度（Ｔｖ１）を設定可能なプログラム線図に基づいて決定される。なお、このとき決定されたシャッタ速度（Ｔｖ１）による露光時間の短さを補うように、高めの撮影感度（Ｓｖ１）が設定され、振れが加わっている状態でも、夜景撮影に対応することができる。

以上、Ｓ６０６，Ｓ６０９，Ｓ６１０のステップの違いをまとめると、特に加重平均輝度情報Ｂｅが小さい範囲（特にＢｅ≦−１）で、プログラム線図は以下のようになる。
・シャッタ速度速い（露光時間短い） Ｔｖ１≦Ｔｖ２＜Ｔｖ３ シャッタ速度遅い（露光時間長い）
・絞り値小さい Ａｖ１＝Ａｖ２＜Ａｖ３ 絞り値大きい
・撮影感度小さい Ｓｖ３＜Ｓｖ２＜Ｓｖ１ 撮影感度大きい

Ｓ６１１で、制御部１０１は、加重平均輝度情報Ｂｅに対して決定された露出設定（シャッタ速度Ｔｖ、絞り値Ａｖ、及び撮影感度Ｓｖ）の情報を信号処理部１０２に伝送し、表示部１０４に表示させ、本露出設定決定処理を完了する。

このようにして露出設定決定処理を実行することで、制御部１０１は、デジタルカメラ１００の振れについての振れの有無を判断した方法に応じた露出設定を決定することができる。

一方、Ｓ５０２においてＬＶ表示状態であると判断した場合、制御部１０１はＳ５０７で、撮像素子１２に撮像画像を出力させる。具体的には制御部１０１は、信号処理部１０２に対して制御信号を出力することで、所定の蓄積時間間隔で撮像素子１２に信号蓄積を行わせ、所定の撮影感度に対応するゲインで撮像素子１２からアナログ画像信号の読み出しを行わせる。信号処理部１０２は、読み出したアナログ画像信号に対してＡ／Ｄ変換処理を適用し、デジタル画像信号（撮像画像）を生成する。

Ｓ５０８で、制御部１０１は、撮像画像を所定数の分割エリアに分け、各エリアについて対数圧縮系での被写体輝度情報Ｂを取得する。具体的には制御部１０１はまず、Ｓ５０２で得られた撮像画像の分割エリアの各々について、ＲＧＢの各色について信号値を加算させ、Ｒ（ｉ）、Ｇ（ｉ）、Ｂ（ｉ）を算出する。そして制御部１０１は、得られた各エリアの加算信号値について、Ｓ５０５と同様に数１及び数２を用いて各エリアについての対数圧縮系での被写体輝度情報Ｂ（ｉ）を取得する。

このように、本実施形態の撮影処理では、ＬＶ画面表示状態である場合は撮像素子１２により撮像された画像信号、ＬＶ画面非表示状態である場合は測光センサ２６により撮像された画像信号を用いて被写体輝度情報Ｂ（ｉ）を生成する。即ち、上述した露出設定決定処理においてデジタルカメラ１００の振れの有無を判断するために画像解析に用いられる画像は、撮像素子１２及び測光センサ２６により撮像された画像信号から得られた被写体輝度情報Ｂ（ｉ）のいずれであってもよい。

Ｓ５０９で、制御部１０１は、Ｓ５０８において得られた撮影対象の被写体輝度情報Ｂ（ｉ）について露出設定決定処理を実行し、撮影指示がなされた場合に露出制御に使用する、シャッタ速度（Ｔｖ値）、絞り値、及び撮影感度を含む露出設定を決定する。また制御部１０１は、決定した絞り値の情報を、接点２８を介して交換レンズ２００のレンズ制御部２０１に送信する。このときレンズ制御部２０１は、絞り値の情報を受信すると、該情報に応じて第３モータ駆動部２０４に第３モータ２０５を駆動させ、絞り３１の開閉状態を制御する。

Ｓ５１０で、制御部１０１は、Ｓ５０７において得られた撮像画像を表示部１０４に表示させる。具体的には制御部１０１は信号処理部１０２を制御し、撮像画像に対して現像処理を適用させ、得られた画像情報をＶＲＡＭ１０３に書き込ませた後、表示部１０４に表示させる。なお、本ステップの処理は、撮像素子１２から順次出力された画像信号に対して所定のフレームレートで繰り返し行われ、これにより表示部１０４は電子ビューファインダとして機能する。

Ｓ５１１で、制御部１０１は、Ｓ５０７において得られた撮像画像のうち、焦点状態を示す信号を取得し、該情報に基づいて交換レンズ２００に対して合焦動作を行わせる。具体的には制御部１０１は、焦点状態を示す信号を解析し、フォーカスレンズの駆動指示を、接点２８を介して交換レンズ２００に送信する。このときレンズ制御部２０１は、フォーカスレンズの駆動指示を受信すると、該情報に応じて第２モータ駆動部２０２に第２モータ２０３を駆動させ、フォーカスレンズの位置を変更させる。なお、制御部１０１は、焦点状態を示す信号が合焦状態であることを示している場合は、フォーカスレンズの駆動停止指示を接点２８を介して交換レンズ２００に送信する。

Ｓ５１２で、制御部１０１は、撮影指示がなされたか否かを判断する。具体的には制御部１０１は、ユーザにより撮影指示がなされたことを示す制御信号を操作入力部１０８から受信したか否かで、撮影指示の有無を判断する。制御部１０１は、撮影指示がなされたと判断した場合は処理をＳ５１３に移し、なされていないと判断した場合は処理をＳ５０１に戻す。

Ｓ５１３で、制御部１０１は、ＬＶ表示状態であるか否かによってＳ５０６あるいはＳ５０９において決定した露出設定で撮影シーケンスを実行し、得られた画像に対して記録ファイル形式の符号化処理を信号処理部１０２に適用させる。そして制御部１０１は、得られた画像データを画像ファイルとして記録媒体１０５に記録し、本撮影処理を完了する。

以上説明したように、本実施形態の撮像装置は、振れの検出方法に応じて露出設定を異ならせることができる。具体的には撮像装置は、振れ検出を行うセンサ等によって検出された振れ情報を受信し、該振れ情報に基づいて撮像装置が手持ちであるか三脚等に固定されているかを判断する（第１の振れ判断）。また撮像装置は、蓄積型光電変換素子により光電変換されて出力された画像を順次取得し、画像間における像のずれに基づいて撮像装置が手持ちであるか三脚等に固定されているかを判断する（第２の振れ判断）。そして、第１の振れ判断により振れ量が所定の範囲に収まると判断された場合と、第２の振れ判断により振れ量が所定の範囲に収まらないと判断された場合とで撮影時の露出設定を異ならせる。

このようにすることで、振れの検出方法の信頼性に応じて露出制御が行われるため、撮像装置の状態に合わせて好適な画質の撮影結果を得ることができる。

なお、本実施形態ではフラッシュ撮影を行わない形態について説明したが、本発明はフラッシュ撮影を行う形態であっても適用可能である。例えば、夜景を背にした人物を撮影するシーンにおいて、上述したような予め設定されたプログラム線図を使用して露出設定を決定した上で、被写体輝度等が所定の条件を満たした場合にはフラッシュ撮影を行う場合にも適用可能である。

［その他の実施形態］
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

Claims (8)

1. 撮像装置であって、
   振れ検出手段によって検出された振れ情報を受信し、該振れ情報に基づいて、前記撮像装置が手持ちであるか固定されているかを判断する第１の振れ判断手段と、
   撮像手段から出力された画像を順次取得し、画像間における像のずれに基づいた動きベクトルに基づいて、前記撮像装置が手持ちであるか固定されているかを判断する第２の振れ判断手段と、
   撮影時の露出設定を決定する露出制御手段と、を有し、
   前記露出制御手段は、前記第１の振れ判断手段により前記撮像装置が固定されていると判断された場合と、前記第２の振れ判断手段により前記撮像装置が固定されていると判断された場合とで前記撮影時の露出設定を異ならせる
   ことを特徴とする撮像装置。
2. 前記露出制御手段は、前記撮影時の露出設定の露光時間について、
   前記第１の振れ判断手段により前記撮像装置が固定されていると判断された場合は、前記第１の振れ判断手段により前記撮像装置が固定されていないと判断された場合よりも露光時間を長く設定することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記露出制御手段は、前記撮影時の露出設定の露光時間について、
   前記第２の振れ判断手段により前記撮像装置が固定されていると判断された場合に、前記第１の振れ判断手段により前記撮像装置が固定されていると判断された場合よりも、露光時間を長く設定することを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
4. 前記露出制御手段は、前記撮影時の露出設定に含まれる露光時間、絞り値、及び撮影感度の各々について、前記第１及び第２の振れ判断手段の判断結果に応じて予め定められた複数のプログラム線図のうちの１つを選択し、該選択したプログラム線図に応じて前記撮影時の露出設定を決定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
5. 第１の振れ判断手段は、前記振れ検出手段からの振れ量が所定の値よりも小さい場合に前記撮像装置が固定されていると判断し、
   第２の振れ判断手段は、前記動きベクトルに基づいた振れ量が所定の値よりも小さい場合に前記撮像装置が固定されていると判断することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮像装置。
6. 前記第２の振れ判断手段は、前記第１の振れ判断手段による判断結果が得られない場合、あるいは前記第１の振れ判断手段により前記撮像装置が手持ちであると判断された場合に、前記撮像装置が手持ちであるか固定されているかを判断することを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
7. 撮像装置の制御方法であって、
   前記撮像装置の第１の振れ判断手段が、振れ検出手段によって検出された振れ情報を受信し、該振れ情報に基づいて、前記撮像装置が手持ちであるか固定されているかを判断する第１の振れ判断工程と、
   前記撮像装置の第２の振れ判断手段が、撮像手段から出力された画像を順次取得し、画像間における像のずれに基づいた動きベクトルに基づいて、前記撮像装置が手持ちであるか固定されているかを判断する第２の振れ判断工程と、
   前記撮像装置の露出制御手段が、撮影時の露出設定を決定する露出制御工程と、を有し、
   前記露出制御手段は前記露出制御工程において、前記第１の振れ判断工程において前記撮像装置が固定されていると判断された場合と、前記第２の振れ判断工程において前記撮像装置が固定されていると判断された場合とで前記撮影時の露出設定を異ならせる
   ことを特徴とする撮像装置の制御方法。
8. コンピュータを、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の撮像装置の第１の振れ判断手段、第２の振れ判断手段、及び露出制御手段として機能させるためのプログラム。