JP2020057846A - 撮像装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 連続撮影において、黒引き処理が可能な画像と黒引き処理ができない画像が混在しないようにすること。【解決手段】 撮像素子と、遮光手段と、前記撮像素子の温度を測定する測定手段と、複数枚の画像を連続撮影するように、前記撮像素子を制御する制御手段と、前記連続撮影する画像の撮影枚数を決定する決定手段と、前記連続撮影を開始する前に、前記測定手段により測定された温度と、前記決定手段により決定された前記撮影枚数とに基づいて、前記遮光手段により前記撮像素子を遮光した黒画像の撮影を行うか否かを判定する判定手段と、を有し、前記判定手段により黒画像の撮影を行うと判定された場合に、前記制御手段は、前記連続撮影により各画像を撮影する毎に、黒画像の撮影を行うように制御する。【選択図】 図３

Description

本発明は、撮像装置及びその制御方法に関する

近年、家庭用ビデオカメラやデジタルスチルカメラなど、撮像素子を用いた撮像機器が一般に普及している。これらの撮像機器で用いられる撮像素子から得られる画像信号は、通常、暗電流という撮像素子固有のノイズ成分を含んでいる。特に、高感度撮影や長秒撮影、高温時撮影では、暗電流の影響を大きく受け、画質が劣化することがある。この対策として、撮像素子を遮光したまま通常撮影時と同じ時間、電荷を蓄積して黒画像を撮影し、通常画像から黒画像を減算することによりノイズ成分を除去する黒引きと言われる技術がある。

しかし、黒引き処理を行うには、撮影毎に通常撮影と同じ電荷蓄積時間の遮光撮影を行う必要があるため、連続撮影を行う場合に撮影間隔が長くなるという問題がある。また、黒引き処理用の黒画像を撮影するために、撮像素子を遮光する必要があるため、メカシャッタを駆動させる必要がある。そのため、撮影毎にＩＳＯ感度や電荷蓄積時間、撮像素子の温度等を鑑みて、黒引き処理を行う必要があるかどうかを判定し、黒引き処理が必要な条件下でのみ黒画像を撮影する方法がとられている。この方法では、複数枚の連続撮影を行う場合、撮影を重ねるごとに撮像素子の温度が上がっていくため、連続撮影の途中から黒引き処理が必要となることがある。ここで、連続撮影により得られた複数枚の画像（連続撮影画像）から１枚の合成画像を作成する場合、連続撮影画像の一部にだけ黒引き処理を行うと、合成する画像のノイズレベルに差が生じてしまい、合成後の画像においてノイズレベルのムラが生じてしまう。

これに対し、特開２０１５−３５７１７号公報では、次のような方法が提案されている。すなわち、連続撮影画像を取得して合成する場合に、１枚目の画像の撮影前と最後の画像の撮影後に、撮像素子を遮光してそれぞれ黒画像を撮影し、連続撮影中は黒画像を撮影しない。そして、画像を合成する際に、２枚の黒画像を用いて、ノイズ成分を除去する。

特開２０１５−３５７１７号公報

しかしながら、合成画像だけでなく各連続撮影画像を記録したい場合には、各連続撮影画像に対して黒引き処理を行う必要があるが、特開２０１５−３５７１７号公報に提案されている方法の場合、次のような問題があった。すなわち、１枚目と最後の画像を除いて、連続撮影画像の撮影時間と黒画像の撮影時間との間が長く、１枚目と最後の画像を除く各連続撮影画像に対する黒引き処理の精度が低下してしまう。

本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、連続撮影において、黒引き処理が可能な画像と黒引き処理ができない画像が混在しないようにすることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、撮像素子と、遮光手段と、前記撮像素子の温度を測定する測定手段と、複数枚の画像を連続撮影するように、前記撮像素子を制御する制御手段と、前記連続撮影する画像の撮影枚数を決定する決定手段と、前記連続撮影を開始する前に、前記測定手段により測定された温度と、前記決定手段により決定された前記撮影枚数とに基づいて、前記遮光手段により前記撮像素子を遮光した黒画像の撮影を行うか否かを判定する判定手段と、を有し、前記判定手段により黒画像の撮影を行うと判定された場合に、前記制御手段は、前記連続撮影により各画像を撮影する毎に、黒画像の撮影を行うように制御する。

本発明によれば、連続撮影において、黒引き処理が可能な画像と黒引き処理ができない画像が混在しないようにすることが可能になる。

本発明の実施形態に係るデジタルカメラの外観図。 実施形態に係るデジタルカメラの機能構成を示すブロック図。 実施形態に係るフォーカスブラケット撮影制御を示すフローチャート。 実施形態に係る黒引き処理用撮影無しの場合のフォーカスブラケット撮影動作のフローチャート。 実施形態に係る黒引き処理用撮影有りの場合のフォーカスブラケット撮影動作のフローチャート。

以下、添付図面を参照して本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、実施形態は発明の理解と説明を容易にするため、具体的かつ特定の構成を有するが、本発明はそのような特定の構成に限定されない。例えば、本実施形態では、本発明をレンズ交換可能なデジタルカメラに適用した場合について説明するが、本発明はレンズ交換できないタイプのデジタルカメラや、ビデオカメラに対しても適用可能である。また、カメラを備えた任意の電子機器、例えば携帯電話機、パーソナルコンピュータ（ラップトップ、タブレット、デスクトップ型など）、ゲーム機などで実施することもできる。

図１は、本実施形態における撮像装置の一例としてのデジタルカメラ１００の外観図を示しており、図１（ａ）はデジタルカメラ１００の背面、図１（ｂ）はデジタルカメラ１００の正面を示している。図１（ａ）において、表示部２８は、背面表示パネル２８ａと、ファインダ内の表示部である電子ビューファインダ２８ｂを含み、画像や各種情報を表示する。また、デジタルカメラ１００の背面には、複数の操作部材が配置されている。操作部材は、撮影指示を行うためのシャッタボタン６１、各種モードを切り替えるためのモード切り替えスイッチ６０を含む。更に、ユーザから各種操作を受け付けるための各種スイッチ、ボタン、タッチパネルなどの操作部７０、回転操作可能なコントローラホイール７３等を含む。電源スイッチ７２は、電源オン、電源オフを切り替えるための押しボタンである。

記録媒体２００は、メモリカードやハードディスク等の記録媒体、記録媒体スロット２０１は、記録媒体２００を格納するためのスロットである。記録媒体スロット２０１に格納された記録媒体２００は、デジタルカメラ１００との通信が可能となり、記録や再生が可能となる。蓋２０２は記録媒体スロット２０１の蓋である。図１（ａ）においては、蓋２０２を開けてスロット２０１から記録媒体２００の一部を取り出して露出させた状態を示している。

また、本実施形態のデジタルカメラ１００はレンズ交換式一眼カメラであり、図１（ｂ）に示すように、マウントを介してレンズユニット１１０をカメラ本体１２０に装着可能である。

（撮像装置の構成の説明−レンズユニット）
図２は、本実施形態における図１に示すデジタルカメラ１００の機能構成を示すブロック図である。上述したように、デジタルカメラ１００はレンズ交換式であり、レンズユニット１１０とカメラ本体１２０とを有する。レンズユニット１１０は、図２の中央の点線で示されるマウントＭを介して、カメラ本体１２０に装着される。なお、図２において、図１に示すものと同様の構成には同じ参照番号を付して、適宜説明を省略する。

レンズユニット１１０は、第１レンズ群１０１、絞り１０２、第２レンズ群１０３、フォーカスレンズ群（以下、単に「フォーカスレンズ」と呼ぶ。）１０４を含む光学系と、駆動／制御系とを有し、光学系を介して被写体の光学像を形成する。

第１レンズ群１０１は、レンズユニット１１０の被写体側の先端に配置され、光軸方向ＯＡに移動可能に保持される。絞り１０２は、撮影時の光量を調節する機能をもつ。フォーカスレンズ１０４は光軸方向ＯＡに移動可能であり、その位置に応じてレンズユニット１１０が合焦する被写体距離（合焦距離）が変化する。フォーカスレンズ１０４の光軸方向ＯＡにおける位置を制御することにより、レンズユニット１１０の合焦距離を調節する焦点調節を行うことができる。

駆動／制御系は、絞りアクチュエータ１１２、フォーカスアクチュエータ１１３、絞り駆動回路１１５、フォーカス駆動回路１１６、レンズＭＰＵ１１７、レンズメモリ１１８を有する。絞り駆動回路１１５は、絞りアクチュエータ１１２を用いて絞り１０２を駆動し、絞り１０２の開口径を制御する。フォーカス駆動回路１１６は、フォーカスアクチュエータ１１３を用いてフォーカスレンズ１０４を光軸方向ＯＡに駆動し、レンズユニット１１０の光学系の合焦距離を制御する。また、フォーカス駆動回路１１６は、フォーカスアクチュエータ１１３を用いてフォーカスレンズ１０４の現在位置を検出する。

レンズＭＰＵ（プロセッサ）１１７は、レンズユニット１１０に係る全ての演算、制御を行い、絞り駆動回路１１５、フォーカス駆動回路１１６を制御する。また、レンズＭＰＵ１１７は、マウントＭを介して、カメラ本体１２０のシステム制御部５０と接続され、コマンドやデータを通信する。例えば、レンズＭＰＵ１１７は、フォーカスレンズ１０４の位置を検出し、システム制御部５０からの要求に対して、レンズ位置情報を通知する。このレンズ位置情報は、フォーカスレンズ１０４の光軸方向ＯＡにおける位置、光学系が移動していない状態の射出瞳の光軸方向ＯＡにおける位置及び直径、射出瞳の光束を制限するレンズ枠の光軸方向ＯＡにおける位置および直径などの情報を含む。また、レンズＭＰＵ１１７は、システム制御部５０からの要求に応じて、絞り駆動回路１１５、フォーカス駆動回路１１６を制御する。

レンズメモリ１１８は、自動焦点検出に必要な光学情報が予め記憶されている。また、工場出荷時に、無限遠にピントが合うフォーカスレンズ１０４のフォーカス位置（フォーカス無限遠位置）がレンズメモリ１１８に記憶される。システム制御部５０は、例えば、内蔵する不揮発性メモリやレンズメモリ１１８に記憶されているプログラムを実行することで、レンズユニット１１０の動作を制御する。

（撮像装置の構成の説明−カメラ本体）
カメラ本体１２０は、光学ローパスフィルタ２１及び撮像素子２２からなる光学系と、駆動／制御系とを有する。レンズユニット１１０の第１レンズ群１０１、絞り１０２、第２レンズ群１０３、フォーカスレンズ１０４と、カメラ本体１２０のシャッタ２０と、光学ローパスフィルタ２１は、撮影光学系を構成する。

シャッタ２０はいわゆる一眼カメラに使用されるフォーカルプレーン型の先幕／後幕に相当するシャッタ幕を有するシャッタ機構である。シャッタ２０は、システム制御部５０により制御されることで、レンズユニット１１０の第１レンズ群１０１、絞り１０２、第２レンズ群１０３を通過した光学像の露光時間の制御と遮光を行う。光学ローパスフィルタ２１は、撮影画像の偽色やモアレを軽減する。

撮像素子２２は、ＣＭＯＳイメージセンサやＣＣＤイメージセンサに代表される、光電変換部と周辺回路で構成された撮像素子で、横方向にｍ画素、縦方向にｎ画素（ｎ、ｍは２以上の整数）が配置される。撮像素子２２はシステム制御部５０によって制御され、シャッタ２０で露光時間を制御する方法以外にも、撮像素子２２のリセットタイミング制御によって、電子シャッタとして蓄積時間を制御することで露光時間を制御することも可能である。また、撮像素子２２は、その少なくとも一部の画素が瞳分割機能を有し、撮像面位相差焦点検出部２９では、それらの画素から出力された一対の画像データを用いて位相差ＡＦを行う。

撮像素子２２から出力されるアナログの信号は、Ａ／Ｄ変換器２３によりデジタルの信号に変換され、画像処理部２４及びメモリ制御部１５を介して、或いは、直接メモリ制御部１５を介して、メモリ３２に直接書き込まれる。

画像処理部２４は、Ａ／Ｄ変換器２３から出力された信号から、位相差ＡＦ用のデータと、表示、記録のための画像データとを生成する。また、画像処理部２４では、生成した画像データ、または、メモリ制御部１５からの画像データに対して所定の画素補間、縮小といったリサイズ処理や色変換処理を行う。また、画像処理部２４は、Ａ／Ｄ変換器２３からの信号を用いて所定の演算処理を行う。システム制御部５０は、得られた演算結果に基づいて、ＴＴＬ（スルー・ザ・レンズ）方式のＡＦ（オートフォーカス）処理、ＡＥ（自動露出）処理、ＥＦ（フラッシュプリ発光）処理を行うことができる。画像処理部２４では更に、Ａ／Ｄ変換器２３から出力される信号を用いて所定の演算処理を行い、得られた演算結果に基づいてＴＴＬ方式のＡＷＢ（オートホワイトバランス）処理も行っている。

サーミスタ２５は、撮像素子２２の近くに配置され、撮像素子２２の温度を測定し、温度情報をシステム制御部５０に通知する。

メモリ３２は、撮像素子２２によって得られＡ／Ｄ変換器２３により変換されたデジタル信号や、表示部２８に表示するための画像データを格納する。また、メモリ３２は、所定枚数の静止画像や所定時間の動画像及び音声を格納するのに十分な記憶容量を備えている。

また、メモリ３２は画像表示用のメモリ（ビデオメモリ）を兼ねている。Ｄ／Ａ変換器１３は、メモリ３２に格納されている表示用のデジタルの画像データをアナログ信号に変換して、表示部２８に供給する。こうしてメモリ３２に書き込まれた表示用の画像データは、Ｄ／Ａ変換器１３を介して表示部２８に表示される。表示部２８は、ＬＣＤ等の表示器上に、Ｄ／Ａ変換器１３からのアナログ信号に応じた表示を行う。Ａ／Ｄ変換器２３によって一度Ａ／Ｄ変換されメモリ３２に蓄積されたデジタル画像信号をＤ／Ａ変換器１３においてアナログ変換し、表示部２８に逐次転送して表示することで、スルー画像表示（ライブビュー表示）を行うことができる。

不揮発性メモリ５６は、電気的に消去・記録可能な記録媒体としてのメモリであり、例えばＥＥＰＲＯＭ等が用いられる。不揮発性メモリ５６には、システム制御部５０の動作用の定数、プログラム等が記憶される。なお、ここでいうプログラムとは、本実施形態にて後述する各種フローチャートを実行するためのコンピュータプログラムのことである。

システム制御部５０は、デジタルカメラ１００全体を制御する。また、システム制御部５０は、マウントＭの信号線を介してレンズＭＰＵ１１７と接続され、レンズＭＰＵ１１７とコマンドやデータを通信する。そしてシステム制御部５０は、レンズＭＰＵ１１７に対し、レンズ位置の取得要求や、所定の駆動量での絞り駆動やフォーカスレンズ駆動、レンズユニット１１０に固有の光学情報の取得要求などを発行する。また、システム制御部５０は、不揮発性メモリ５６に記録されたプログラムを実行することで、後述する本実施形態の各処理を実現する。システムメモリ５２には、ＲＡＭが用いられ、システム制御部５０の動作用の定数、変数、不揮発性メモリ５６から読み出したプログラム等を展開する。また、システム制御部５０は、メモリ３２、Ｄ／Ａ変換器１３、表示部２８等を制御することにより表示制御も行う。

モード切り替えスイッチ６０は、システム制御部５０の動作モードを、静止画記録モード、動画撮影モード、再生モード等のいずれかに切り替える。静止画記録モードに含まれるモードとしては、オート撮影モード、オートシーン判別モード、マニュアルモード、撮影シーン別の撮影設定となる各種シーンモード、プログラムＡＥモード、カスタムモード等がある。モード切り替えスイッチ６０により、メニューボタンに含まれるこれらのモードのいずれかに直接切り替えることできる。あるいは、モード切り替えスイッチ６０でメニューボタンに一旦切り換えた後に、メニューボタンに含まれるこれらのモードのいずれかに、他の操作部材を用いて切り替えるようにしてもよい。同様に、動画撮影モードにも複数のモードが含まれていてもよい。

第１シャッタスイッチ６２は、シャッタボタン６１の操作途中、いわゆる半押し（撮影準備指示）でＯＮとなり、第１シャッタスイッチ信号ＳＷ１を発生する。第１シャッタスイッチ信号ＳＷ１により、ＡＦ（オートフォーカス）処理、ＡＥ（自動露出）処理、ＡＷＢ（オートホワイトバランス）処理等の動作を開始する。第２シャッタスイッチ６４は、シャッタボタン６１の操作完了、いわゆる全押し（撮影指示）でＯＮとなり、第２シャッタスイッチ信号ＳＷ２を発生する。システム制御部５０は、第２シャッタスイッチ信号ＳＷ２の発生を受けて、撮像素子２２からの信号読み出しから記録媒体２００に画像データを書き込むまでの一連の撮影処理の動作を開始する。

操作部７０の各操作部材は、表示部２８に表示される種々の機能アイコンを選択操作することなどにより、場面ごとに適宜機能が割り当てられ、各種機能ボタンとして作用する。機能ボタンとしては、例えば終了ボタン、戻るボタン、画像送りボタン、ジャンプボタン、絞込みボタン、属性変更ボタン等がある。例えば、メニューボタンが押されると各種の設定可能なメニュー画面が表示部２８に表示される。利用者は、表示部２８に表示されたメニュー画面と、上下左右の４方向ボタンやＳＥＴボタンとを用いて直感的に各種設定を行うことができる。また、例えば、ライブビューボタンが押されると撮像素子２２を通して取得された映像の表示部２８への表示／非表示を切り替えることができる。

図１（ａ）に示すコントローラホイール７３は、操作部７０に含まれる回転操作可能な操作部材であり、方向ボタンと共に選択項目を指示する際などに使用される。コントローラホイール７３を回転操作すると、操作量に応じて電気的なパルス信号が発生し、このパルス信号に基づいてシステム制御部５０はデジタルカメラ１００の各部を制御する。このパルス信号によって、コントローラホイール７３が回転操作された角度や、何回転したかなどを判定することができる。なお、コントローラホイール７３は、回転操作が検出できる操作部材であればどのようなものでもよい。例えば、ユーザの回転操作に応じてコントローラホイール７３自体が回転してパルス信号を発生するダイヤル操作部材であってもよい。また、タッチセンサよりなる操作部材で、コントローラホイール７３自体は回転せず、コントローラホイール７３上でのユーザの指の回転動作などを検出するもの（いわゆる、タッチホイール）であってもよい。

電源制御部８０は、電池検出回路、ＤＣ−ＤＣコンバータ、通電するブロックを切り替えるスイッチ回路等により構成され、電池の装着の有無、電池の種類、電池残量の検出を行う。また、電源制御部８０は、その検出結果及びシステム制御部５０の指示に基づいてＤＣ−ＤＣコンバータを制御し、必要な電圧を必要な期間、記録媒体２００を含む各部へ供給する。電源部３０は、アルカリ電池やリチウム電池等の一次電池やＮｉＣｄ電池やＮｉＭＨ電池、Ｌｉ電池等の二次電池、ＡＣアダプター等からなる。

記録媒体Ｉ／Ｆ１８は、記録媒体２００とのインターフェースである。記録媒体２００は、半導体メモリや光ディスク、磁気ディスク等から構成され、撮影された画像を記録する。

撮像面位相差焦点検出部２９は、画像処理部２４により得られる焦点検出用データを用いて位相差方式の焦点検出処理を行う。より具体的には、撮像素子２２の瞳分割機能を有する画素が撮影光学系の一対の瞳領域を通過した光束を変換して得られた信号から、画像処理部２４が一対の焦点検出用データを生成する。そして、撮像面位相差焦点検出部２９は、この一対の焦点検出用データのずれ量に基づいて、焦点ずれ量（焦点評価値）を検出する。このように、本実施形態の撮像面位相差焦点検出部２９は、焦点検出専用のＡＦセンサを用いずに、撮像素子２２の出力に基づいて位相差ＡＦ（撮像面位相差ＡＦ）を行うことができる。なお、撮像面位相差ＡＦは、公知の技術であるため、詳細説明は省略する。システム制御部５０は、撮像面位相差焦点検出部２９によって取得された焦点評価値を取得し、レンズＭＰＵ１１７を通じてフォーカスレンズ１０４を光軸方向ＯＡに沿って所定方向に所定量移動させる。

（動作説明）
次に、図３から図５を参照して、本実施形態の動作について説明する。図３は、本実施形態におけるデジタルカメラ１００のフォーカスブラケット撮影制御を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、電源オンの状態で、シャッタボタン６１の操作により第２シャッタスイッチ６４がオンされたことに応じて、システム制御部５０が不揮発性メモリ５６に格納されたプログラムを実行することにより行われる。

デジタルカメラ１００は、システムメモリ５２に撮影に関する設定（以下、「撮影設定」と呼ぶ。）を記録しており、ユーザは予め操作部７０を操作することで、撮影設定を任意に行うことが可能である。フォーカスブラケット撮影用の撮影設定として、フォーカスブラケット撮影を実行するかどうかを示す設定、フォーカスブラケット撮影における撮影枚数、フォーカスブラケット撮影におけるフォーカス位置のステップ幅を持つ。これ以降の説明では、フォーカスブラケット撮影を実行するかどうかを示す設定として、「実行する」が選択されているものとする。

また、フォーカスブラケット撮影開始前に、撮像面位相差焦点検出部２９を用いたオートフォーカスもしくは、ユーザがレンズユニット１１０を手動で操作するマニュアルフォーカスによって、フォーカスレンズ１０４は合焦位置近辺に移動しているものとする。フォーカスブラケット撮影によって得られた複数の画像は、例えば、画像処理部２４や、外部コンピュータ等においてアプリケーションを利用して合成することで、被写界深度を拡大した合成画像を得ることができる。なお、本発明は、撮影によって得られた複数の画像の使用方法により制限されるものでは無い。

第２シャッタスイッチ６４信号ＳＷ２がオンされると、Ｓ１０１において、システム制御部５０は、フォーカスブラケット撮影のステップ幅の設定値をシステムメモリ５２から読み出す。ステップ幅の設定値は離散的な値であり、ユーザによる設定がなされていればその値を取得し、ユーザによる設定がなされていなければデフォルトの値を取得する。そして、装着されているレンズの焦点距離に応じて、フォーカスレンズ１０４を駆動する際の駆動ステップ数に変換する。

次にＳ１０２において、システム制御部５０は、レンズＭＰＵ１１７と通信することで現在のフォーカスレンズ１０４の位置（以下、「現在位置」と呼ぶ。）を取得する。なお、フォーカスレンズ１０４の現在位置は、至近端位置を基準とした駆動ステップ数で表現されているものとする。

次にＳ１０３において、システム制御部５０は、レンズＭＰＵ１１７と通信することでレンズメモリ１１８に記憶されているフォーカス無限遠位置を取得する。フォーカス無限遠位置に関しても、至近端位置を基準とした駆動ステップ数で表現されているものとする。そして、取得したフォーカス無限遠位置と、Ｓ１０２において取得した現在位置との差分から、現在位置からフォーカス無限遠位置までの駆動ステップ数を求める。

Ｓ１０４では、フォーカスブラケット撮影枚数を決定する。フォーカスブラケット撮影枚数は、現在位置から、一枚毎に無限遠側にステップ幅の設定値に応じた駆動量分だけフォーカスレンズ１０４を動かしながら撮影した場合に、無限遠位置に到達するまでに撮影可能な撮影可能回数とする。撮影可能回数は、Ｓ１０３において求めた現在位置からフォーカス無限遠位置までの駆動ステップ数を、Ｓ１０１において取得したステップ幅の設定値に対応する駆動ステップ数で除算することで求めることができる。あるいは、ユーザによってフォーカスブラケット撮影枚数が設定されていれば、その値とする。ただし、ユーザによって設定されたフォーカスブラケット撮影枚数よりも、算出した撮影可能回数の方が小さければ、ユーザによってフォーカスブラケット撮影枚数が設定されていたとしても、撮影可能回数をフォーカスブラケット撮影枚数として決定する。

Ｓ１０５において、システム制御部５０は、サーミスタ２５から撮像素子２２の温度を取得し、Ｓ１０６において、フォーカスブラケット撮影の各撮影で撮像素子２２の温度がどのように変化するかを予測する。連続撮影時には、撮像素子２２は撮影を重ねるごとに温度が上昇するが、連続撮影時に撮像素子２２がどのような温度変化をするかの情報は予め不揮発性メモリ５６に記録されている。そのため、Ｓ１０５で取得した現在の撮像素子２２の温度情報と、Ｓ１０４で決定した撮影枚数から、各撮影時の撮像素子２２の温度を予測することができる。なお、不揮発性メモリ５６に記憶されている温度変化の情報は、撮像素子２２の温度と撮影枚数との関係を示すテーブルデータとしてもよいし、撮像素子２２の温度と撮影枚数を変数とした関数の式としてもよい。

そして、Ｓ１０８において、Ｓ１０６で予測した撮像素子２２の温度変化をもとに、フォーカスブラケット撮影中に、黒引き処理が必要となる温度に達するかどうかを判定する。撮像素子２２の出力のノイズ成分は温度の影響を受け、温度上昇に伴ってノイズ成分は増大する。そのため、フォーカスブラケット撮影中に、撮像素子２２の温度が一定温度を超えると予測される場合には、ノイズ除去処理が必要になるため、黒引き処理が必要だと判断する。

黒引き処理が必要ではないと判断した場合、Ｓ１０９に進み、各撮影において黒引き用の撮影を行わないフォーカスブラケット撮影を行う。なお、Ｓ１０９における処理の詳細は図４を参照して後述する。一方、黒引き処理が必要だと判断した場合は、Ｓ１１０に進んで、各撮影において黒引き用の撮影を伴うフォーカスブラケット撮影を行う。なお、Ｓ１１０における処理の詳細は図５を参照して後述する。

Ｓ１０９またはＳ１１０でフォーカスブラケット撮影を終了すると、図３の撮影処理を終了する。

図４は、Ｓ１０９で行われる、本実施形態のデジタルカメラ１００による黒引き用の撮影を行わないフォーカスブラケット撮影動作を示すフローチャートである。

Ｓ２０１において、システム制御部５０は、ＡＥ処理を行って絞り量を決定し、レンズＭＰＵ１１７と通信して決定した絞り量を通知する。レンズＭＰＵ１１７は、絞り量の通知を受けると絞り駆動回路１１５を制御し、絞りアクチュエータ１１２を駆動させることで絞り１０２を所望の絞り量に制御する。

Ｓ２０２において、システム制御部５０は、撮像素子２２を制御して露光を開始する。この時の露光時間の制御は、電子シャッタにより行う。電子シャッタをメカシャッタと比べた時のデメリットとして、動体を撮影した場合に撮影画像の上下で被写体が歪んでしまうローリングシャッタ歪みが発生することがある。しかしながら、フォーカスブラケット撮影では、被写体が静止していることが想定されるため、このデメリットは小さくなる。一方、電子シャッタをメカシャッタと比べた時のメリットとして、メカシャッタ２０を駆動する必要が無く、メカシャッタ２０の耐久性に影響を及ぼさないため、本撮影では電子シャッタを採用する。露光時間が経過すると撮像素子２２から信号を読み出し、Ａ／Ｄ変換器２３によりＡ／Ｄ変換されたデジタル信号が画像処理部２４に入力される。

Ｓ２０３において、画像処理部２４により処理された画像データをＩ／Ｆ１８を通して、記録媒体２００に記録する。その後、Ｓ２０４において、Ｓ１０４で決定したフォーカスブラケット撮影枚数分の撮影が完了したかどうか判定し、完了している場合は撮影を終了する。一方、Ｓ１０４で決定したフォーカスブラケット撮影枚数分の撮影が完了していない場合は、Ｓ２０５に進む。

Ｓ２０５では、次の撮影に向けてフォーカスレンズ１０４を駆動する。ここでは、システム制御部５０がレンズＭＰＵ１１７に対して、Ｓ１０１にて取得した駆動ステップ数と共にフォーカス駆動命令を出す。レンズＭＰＵ１１７は、通知された駆動ステップ数に基づいてフォーカス駆動回路１１６を制御し、フォーカスアクチュエータ１１３を通してフォーカスレンズ１０４を駆動ステップ数分、無限遠側に移動させる。なお、フォーカスレンズ１０４を移動させることによって実効Ｆ値が変化した場合には、それを補うように絞り１０２を制御してもよい。フォーカスレンズ１０４の移動が完了した後、Ｓ２０２に戻り、撮影を繰り返す。

図５は、Ｓ１１０で行われる、本実施形態のデジタルカメラ１００による黒引き用の撮影を行うフォーカスブラケット撮影動作を示すフローチャートである。

Ｓ３０１において、システム制御部５０は、ＡＥ処理を行って絞り量を決定し、レンズＭＰＵ１１７と通信して決定した絞り量を通知する。レンズＭＰＵ１１７は、絞り量の通知を受けると絞り駆動回路１１５を制御し、絞りアクチュエータ１１２を駆動させることで絞り１０２を所望の絞り量に制御する。

次に、Ｓ３０２において、メカシャッタ２０の撮影準備駆動を行う。撮影準備駆動の駆動内容はメカシャッタ２０の状態によって異なるが、後のステップにおいて所望のタイミングで露光時間を制御するためにシャッタ走行が可能な状態に遷移させることが目的である。

Ｓ３０３において、システム制御部５０は、撮像素子２２を制御して露光を開始する。このとき、同時にメカシャッタ２０を制御して、露光時間の制御を行う。この撮影では通常の画像の撮影後、黒引き用の黒画像を撮影するために、撮像素子２２を遮光する必要があるため、通常の画像の撮影時にもメカシャッタ２０を利用する。露光時間が経過すると撮像素子２２から画像信号を読み出し、Ａ／Ｄ変換器２３によりＡ／Ｄ変換されたデジタル画像信号が画像処理部２４を介して、メモリ３２に保持される。

次にＳ３０４において、システム制御部５０は撮像素子２２を制御し、黒引き処理用に黒画像の撮影を開始する。この時、メカシャッタ２０はＳ３０３にて先幕後幕ともに走行完了した状態であり、撮像素子２２は遮光されている。また、黒画像を撮影する際の電荷蓄積時間や感度の設定は、Ｓ３０３における通常の画像の撮影時と同じにする。

Ｓ３０５において、画像処理部２４は、Ｓ３０３で得られた画像からＳ３０４で得られた黒画像を差分する黒引き処理を行い、ノイズが除去された画像を得る。

Ｓ３０６において、黒引き処理した撮影画像を、Ｉ／Ｆ１８を通して記録媒体２００に記録する。その後、Ｓ３０７において、Ｓ１０４にて決定されたフォーカスブラケット撮影枚数分の撮影が完了したかどうか判定し、完了している場合は撮影を終了する。一方、Ｓ１０４にて決定されたフォーカスブラケット撮影枚数分の撮影が完了していない場合は、Ｓ３０８に進む。

Ｓ３０８では、次の撮影に向けてフォーカスレンズ１０４を駆動する。ここでは、システム制御部５０がレンズＭＰＵ１１７に対して、Ｓ１０１にて取得した駆動ステップ数と共にフォーカス駆動命令を出す。レンズＭＰＵ１１７は、通知された駆動ステップ数に基づいてフォーカス駆動回路１１６を制御し、フォーカスアクチュエータ１１３を通してフォーカスレンズ１０４を駆動ステップ数分、無限遠側に移動させる。なお、フォーカスレンズ１０４を移動させることによって実効Ｆ値が変化した場合には、それを補うように絞り１０２を制御してもよい。フォーカスレンズ１０４の移動が完了した後、Ｓ３０２に戻り、撮影を繰り返す。

なお、上述した例では、合焦位置から無限遠位置まで、フォーカスレンズ１０４を移動しながらフォーカスブラケット撮影を行うものとして説明したが、フォーカスブラケット撮影を行う際のフォーカスレンズ１０４の移動範囲は、これに限られるものでは無い。例えば、合焦位置を中心とした予め決められた範囲としても良いし、フォーカスレンズ１０４を移動可能な範囲としても良い。

また、上述した例では、フォーカスブラケット撮影を行う場合について説明したが、本発明はフォーカスブラケット撮影に限らず、連続撮影時に適用することができる。連続撮影は、例えば、通常の連写や、露光量を変えながら撮影するＡＥブラケット撮影、撮影方向を変えながら撮影して合成するパノラマ撮影等を含む。

また、上述した例では、黒引き処理をフォーカスブラケット撮影中に行う場合について説明したが、Ｓ３０３で撮影した画像とＳ３０４で撮影した黒画像とを対応付けて記憶しておき、後で画像処理部２４や外部機器において黒引き処理を行っても構わない。

上記の通り本実施形態によれば、連続撮影を行う際に、連続撮影開始前に黒引き処理が必要かどうかを判定し、黒引き処理が必要な場合には、各撮影毎に黒画像を撮影し、黒引き処理が必要でない場合には、黒画像の撮影を行わないように制御する。このようにすることで、暗電流によるノイズの影響が大きいことが予測される画像では、ノイズの影響を抑えることができると共に、連続撮影された複数の画像に、黒引き処理された画像と黒引き処理されない画像が混在しなくなる。そのため、例えば、これらの画像を用いて合成画像を生成した場合に、領域間でノイズレベルの段差が生じてしまうことを抑制することができる。

また、黒引き処理が必要無い場合には黒画像の撮影を行わないため、撮影に係る時間が延びるのを防ぐことができる。

＜他の実施形態＞
また、本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

１８：記録媒体Ｉ／Ｆ、２０：シャッタ、２２：撮像素子、２４：画像処理部、２５：サーミスタ、２９：撮像面位相差焦点検出部、３２：メモリ、５０：システム制御部、５２：システムメモリ、５６：不揮発性メモリ、１００：デジタルカメラ、１０２：絞り、１０４：フォーカスレンズ、１１０：レンズユニット、１１２：絞りアクチュエータ、１１３：フォーカスアクチュエータ、１１５：絞り駆動回路、１１６：フォーカス駆動回路、１１７：レンズＭＰＵ、１２０：カメラ本体

Claims (13)

1. 撮像素子と、
   遮光手段と、
   前記撮像素子の温度を測定する測定手段と、
   複数枚の画像を連続撮影するように、前記撮像素子を制御する制御手段と、
   前記連続撮影する画像の撮影枚数を決定する決定手段と、
   前記連続撮影を開始する前に、前記測定手段により測定された温度と、前記決定手段により決定された前記撮影枚数とに基づいて、前記遮光手段により前記撮像素子を遮光した黒画像の撮影を行うか否かを判定する判定手段と、を有し、
   前記判定手段により黒画像の撮影を行うと判定された場合に、前記制御手段は、前記連続撮影により各画像を撮影する毎に、黒画像の撮影を行うように制御することを特徴とする撮像装置。
2. 前記判定手段は、前記連続撮影の各撮影時における撮像素子の温度を予測し、予測した温度が、予め決められた温度に達する場合に、黒画像の撮影を行うと判定することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 連続撮影時の前記撮像素子の温度変化に関する情報を記憶した記憶手段を更に有し、
   前記判定手段は、前記記憶手段に記憶された前記温度変化に関する情報を利用して、前記予測を行うことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記温度変化に関する情報は、前記撮像素子の温度と、撮影枚数との関係を示すテーブルデータであることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
5. 前記温度変化に関する情報は、前記撮像素子の温度と、撮影枚数との関係を示す関数であることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
6. 前記連続撮影により得られた各画像から、該各画像を撮影する毎に撮影された黒画像を差分する処理手段を更に有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像装置。
7. 前記判定手段により黒画像の撮影を行うと判定された場合に、前記連続撮影により得られた各画像と、該各画像を撮影する毎に撮影された黒画像とを対応付けて記憶することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像装置。
8. 前記制御手段は、フォーカスレンズの位置を変えながら前記連続撮影するように制御することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の撮像装置。
9. 前記制御手段は、露光量を変えながら前記連続撮影するように制御することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の撮像装置。
10. 前記制御手段は、撮影方向を変えながら撮影するパノラマ撮影において、前記連続撮影するように制御することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の撮像装置。
11. 撮像素子を用いて連続撮影を行う際の撮像装置の制御方法であって、
    前記撮像素子の温度を取得する工程と、
    前記連続撮影する画像の撮影枚数を決定する工程と、
    前記連続撮影を開始する前に、前記温度と、前記撮影枚数とに基づいて、遮光手段により前記撮像素子を遮光した黒画像の撮影を行うか否かを判定する工程と、
    黒画像の撮影を行わないと判定した場合に、前記撮像素子を露光して前記撮影枚数の画像を連続して撮影するように制御する工程と、
    黒画像の撮影を行うと判定された場合に、前記撮像素子を露光して前記撮影枚数の画像を撮影すると共に、各画像を撮影する毎に、黒画像を撮影するように制御する工程と
    を有することを特徴とする制御方法。
12. コンピュータに、請求項１１に記載の制御方法の各工程を実行させるためのプログラム。
13. 請求項１１に記載のプログラムを記憶したコンピュータが読み取り可能な記憶媒体。

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