JP4865648B2

JP4865648B2 - 撮影装置

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Publication number: JP4865648B2
Application number: JP2007174073A
Authority: JP
Inventors: 宏遠藤
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2007-07-02
Filing date: 2007-07-02
Publication date: 2012-02-01
Anticipated expiration: 2027-07-02
Also published as: JP2009017006A; US20090009636A1; US7929047B2

Description

本発明は、撮像素子を備え、その撮像素子上に被写体像を形成して画像信号を生成する撮影装置に関する。

最近のデジタルカメラには、手ぶれ補正機能が搭載されているものが多い。この手ぶれ補正機能を実現する構成には、レンズや撮像素子を動かすことにより手ぶれを補正する光学式のものと連写した複数枚の画像を相互に位置があうように重ね合わせることにより手ぶれを補正する電子式のものとがある。後者の電子式のものにあっては、大抵の撮像素子のフレームレートが３０フレーム／秒であったために１／３０秒の間に起きたぶれを補正することができないという欠点を有していたが、最近になって１．２メガ３００フレーム／秒という高速フレームレートの撮像素子がソニーで開発され、この撮像素子を採用することで上記欠点を解消することができるようになってきている。

上記撮像素子を採用して電子式手ぶれ補正機能を使って手ぶれを補正するときには、一回の撮影操作で高速連写が行なわれ複数枚の画像について動きベクトルが検出され検出された動きベクトルに基づいて各画像間のぶれが補正されて重ね合わされる。このときには、撮像素子上の撮像エリアをすべて用いることができないので、撮像素子上の撮像エリアに対して面積の小さい所定サイズの記録エリアが設けられその所定サイズの記録エリアで複数枚それぞれの画像の位置が相互にあうように各画像の重ね合わせが行なわれる（特許文献１〜特許文献３）。これらの特許文献１から特許文献３では、複数枚の画像が重ね合わされることにより適正光量の画像が得られる。

ところで、一回の撮影操作で連写を行なうこときにフラッシュを使うことで適正露光であってしかもフラッシュを使用しないときよりもより明るい画像を撮影する技術が提案されている（特許文献４〜特許文献６）。特許文献４、５には、１回の撮影操作で２回の撮影を行なって１回目にはフラッシュを発光し、２回目にはフラッシュを発光せずに連写撮影を行なうことにより２枚の画像得てそれらの画像を重ね合わせることによってフラッシュを使用しないときよりも明るくかつ適正露光の画像を撮影する技術が提案されている。また、特許文献６にはフラッシュの照射分布を補正するために、フラッシュをオンにした撮影とフラッシュをオフにした撮影で得られた各々の画像の光量の差分をとって、フラッシュ光のみによる画像データを作成し、フラッシュ光のみの画像に照明ムラ補正処理を施して画像全体の光量分布をフラットにすることで適正露光の画像を得る技術が提案されている。特許文献４〜６の技術はスローシンクロ撮影などに適用されるが、スローシンクロ時には手ぶれが発生し易いので、上述の電子的にぶれを補正する機能を持つものに特許文献４、５の技術を適用することができれば、ぶれが補正された画像が得られるとともにフラッシュを使用しないときよりも明るい画像が得られる。さらに特許文献６の技術を上記電子的にぶれを補正する技術に適用することができれば、中央の画像の光量に対して周辺の光量が低下する、いわゆる画像の周辺光量落ちを防止することができる。

しかし、上記特許文献４から特許文献６の明細書中には、フラッシュ光の光量をどのように調整して適正露光の画像を得るかという点については記載されていない。
特開平１１−２５２４４５号公報特開２０００−３４１５７７号公報特開２００５−１３０１５９号公報特開２００７−３６９７８号公報特開２００７−４９３７４号公報特開２００３−３０４４４３号公報

本発明は、上記欠点を解決し、フラッシュ撮影において電子的にぶれが補正されるとともに、適正露光の画像が得られる撮影装置を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成する本発明の撮影装置は、撮像素子上に被写体を結像させて該被写体を表わす画像を生成する撮影装置において、
撮影時に被写体に向けて閃光を光量可変に発光するフラッシュと、
一回の撮影操作で連続する複数枚の画像を撮影し、画像上のぶれが補正されるように重ね合せて１枚の重ね合わせ画像を生成するぶれ補正手段と、
上前記ぶれ補正手段で生成された重ね合わせ画像を記録する画像記録手段と、
一回の撮影操作で撮影される複数枚の画像のうちのいずれか１枚の画像の撮影に同期して、上記フラッシュに、その１枚の画像上では露光不足となるレベルの光量のフラッシュ光を発光させるフラッシュ制御手段とを備えたことを特徴とする。

前述した様に、電子的にぶれが補正される際には上記ぶれ補正手段によって複数枚の画像が重ね合されて一枚一枚の画像の光量が複数枚分加算されることにより適正露光の画像が得られる。しかし暗い場面で適正露光を得ようとしてフラッシュを発光させると、場合によっては露光オーバが発生してしまうことが懸念される。

そこで、上記目的を達成するために上記本発明の撮影装置では、上記フラッシュ制御手段によって、複数枚の画像のうちのいずれか１枚の画像の撮影に同期して上記フラッシュから発光されるフラッシュ光の光量が１枚の画像上では露光不足となるレベルの光量に調整される。このため上記ぶれ補正手段によって複数枚の画像が重ね合わされたときには適正露光の画像が得られる。

ここで、一回の撮影操作で撮影される画像の枚数を設定する枚数設定手段を備え、
上記フラッシュ制御手段は、一回の撮影操作で撮影される複数枚の画像のうちのいずれか１枚の画像の撮影に同期して、上記フラッシュに、一回の撮影操作で撮影される画像の枚数が多いほど少ない光量のフラッシュ光を発光させるものであることが好ましい。

そうすると、上記枚数設定手段で設定された画像の枚数に応じて上記フラッシュ制御手段によってフラッシュの光量が上記画像の枚数に応じた光量に調整され、複数枚の画像が重ね合わされることにより適正露光の画像が得られる。

また、上記フラッシュ制御手段は、一回の撮影操作で撮影される複数枚の画像のうちの最終の画像の撮影に同期して、上記フラッシュに、フラッシュ光を発光させるものであることが好ましい。

最初の画像の撮影に同期して発光させると、被写体側の人がフラッシュの発光により撮影が終了したと勘違いして動いてしまう恐れがあるが、上記最終の画像の撮影に同期して発光させると、撮影の最後にフラッシュ光が発光され発光が被写体側の人により視認されることになるので、フラッシュを撮影終了の合図として活用することができる。

上記複数枚の画像から動きベクトルを算出する動きベクトル算出手段を備え、
上記ぶれ補正手段は、一回の撮影操作で得られた複数枚の画像を、上記ベクトル算出手段で算出された動きベクトルに基づいて画像上のぶれが補正されるように重ね合せるものであっても良く、
また、当該撮影装置の角速度を検出する角速度センサを備え、
上記ぶれ補正手段は、一回の撮影操作で得られた複数枚の画像を、上記角速度センサにより検出された角速度に基づいて画像上のぶれが補正されるように重ね合せるものであっても良い。

上記画像記録手段が、上記ぶれ補正手段で生成された重ね合わせ画像に、その重ね合わせ画像の基になる画像のうちの１枚の画像の撮影に同期して発光したフラッシュ光の光量を付して、記録するものであることが好ましい。

そうすると、再生時に通常よりも明るく撮影された画像を見ながらその画像を得るために発光されたフラッシュ光の光量を表示により確認することができる。

以上、説明したように、フラッシュ撮影において電子的にぶれが補正されるとともに、適正露光の画像が得られる撮影装置が実現する。

図１には本発明の一実施形態であるデジタルカメラ１００の斜視図が示されている。図１（ａ）には正面上方から見た斜視図が示されており、図１（ｂ）には背面上方から見た斜視図が示されている。

図１（ａ）に示すように、本実施形態のデジタルカメラ１００のボディ中央にはレンズ鏡胴１７０が備えられており、そのレンズ鏡胴１７０の上方にはファインダ１０５が備えられている。またそのファインダ１０５の脇には撮影補助光発光窓１６１が備えられている。なお、詳細は後述するが、本実施形態のデジタルカメラ１００の内部にはこの撮影補助光発光窓１６１を通して閃光を被写体に向けて発光するフラッシュが備えられており、そのフラッシュを使用して撮影を行なうかどうかを決めるためのフラッシュオンモードとフラッシュオフモードというモードが搭載されている。さらに本実施形態のデジタルカメラにおいては、画像加算モードという撮影モードが搭載されており、その画像加算モードが設定されると、一回の撮影操作で高速連写が行なわれ複数枚の画像の重ね合わせが後述する手ぶれ補正部で行なわれてぶれが補正されるととも適正露光の重ね合わせ画像が得られる構成になっている。

また、図１（ｂ）に示すように本実施形態のデジタルカメラ１００の背面および上面にはユーザがこのデジタルカメラ１００を使用するときにいろいろな操作を行うための操作子群１０１が備えられている。

この操作子群１０１の中にはデジタルカメラ１００を作動させるための電源スイッチ１０１ａのほか、十字キー１０１ｂ、メニュー／ＯＫキー１０１ｃ、キャンセルキー１０１ｄ、モードレバー１０１ｅなどがある。これらの操作子群１０１の中のモードレバー１０１ｅによっては、再生モードと撮影モードの切替や撮影モードの中でさらに動画モード、静止画モードの切替が行なわれる。上記モードレバー１０１ｅが撮影モードに切り替えられた状態にあるときに電源スイッチ１０１ａが投入されるとＬＣＤ１５０上に動画（以降においては撮影レンズが捉えている画像がスルーされてＬＣＤ１５０上に表示されるのでスルー画という）が表示されて、そのスルー画を見ながらシャッタチャンスにレリーズボタン１０２が押されると被写体の撮影が行なわれる。なお本実施形態のデジタルカメラが有する上記フラッシュオンモードと上記フラッシュオフモードの設定を行う場合には、上記メニュー／ＯＫキー１０１ｃと十字キーなどのキー操作によりフラッシュオフモードとフラッシュオンモードのいずれかが選択される。本実施形態のデジタルカメラ１００には、電子的にぶれを補正する手ぶれ補正部（後述する）が備えられており、上記画像加算モードが設定された場合には、一回の撮影操作で複数枚の画像を得てその複数枚の画像の重ね合せが行われる構成になっており、さらにフラッシュオンモードが設定されている場合には複数枚の画像のいずれか一枚の画像撮影中にフラッシュ光が発光されて重ね合わせによりフラッシュ光の発光がないときの画像よりも明るい画像が得られる構成になっている。詳細は後述する。

なお、モードレバー１０１ｅが再生側に切り替えられた状態にあるときには既撮影画像がＬＣＤ１５０上に再生表示される。また本実施形態のデジタルカメラ１００が備えるレリーズボタン１０２は半押しと全押しの二つの操作態様を有しており、半押しされたときのタイミングで測光と測距との双方が撮影装置内で行なわれて測光値に応じた絞りおよびシャッタ速度が設定され、さらに測距された被写体距離に合うピント位置にフォーカスレンズが配置された後、全押し操作に応じてその設定されたシャッタ速度でシャッタが駆動され撮像素子で露光が行なわれる。また本実施形態のデジタルカメラが備えるシャッタにはメカニカルシャッタと撮像素子が備える電子シャッタとの２つのシャッタがあり、シャッタ速度が遅いときにはメカニカルシャッタが用いられメカニカルシャッタでは駆動することができないくらいまでシャッタ速度が速くなってときには電子シャッタが用いられる。ただし、静止画撮影においてはスミア等が発生する恐れがあるので、なるべくメカニカルシャッタが用いられる。またスルー画においてはメカニカルシャッタが用いられることもあるが主に電子シャッタが用いられる。なお、以降の説明においては、ファインダ用のスルー画と撮影画像とを区別するために、レリーズボタン１０２の全押し操作により得られる撮影画像のことをスルー画に対して本画像ということがある。

図２は、図１のデジタルカメラ１００内部の電気系統の構成ブロック図である。

図２を参照してこのデジタルカメラ１００の内部の構成および動作を簡単に説明する。

図２のデジタルカメラ１００には、光学レンズ系１７０１、タイミング発生部１１１、システム制御部１１０、絞り調節機構１７０２、撮像部１２０、前処理部１３０、手ぶれ補正部１４０、信号処理部１６０、記録再生部１８０、フラッシュ１９０が備えられている。なお上記メカニカルシャッタも備えられているが、本発明にはあまり関係ないので省略されている。

これら各部の構成を順次に説明する。

まず、光学レンズ系１７０１は、例えば複数枚の光学レンズ（フォーカスレンズやズームレンズといった光学レンズ等）が組み合わされ構成されている。光学レンズ系１７０１には、図示しないが光学レンズ系の中にあるズームレンズの位置を調節して焦点距離を調節するズーム機構や光学レンズ系の中にあるフォーカスレンズの位置を調節してピントを調節するＡＦ（ＡｕｔｏｍａｔｉｃＦｏｃｕｓ）調節機構等が含まれている。これらの機構を作動させるにあたっては、タイミング発生部１１１で生成された駆動信号が供給される。

タイミング発生部１１１には、デジタルカメラ１００のシステムクロックを発生する発信器が内蔵されており、さらにこのタイミング発生部１１１には、そのシステムクロックに同期したタイミング信号を生成するタイミング信号生成部とシステムクロックに同期した駆動信号を生成する駆動信号生成部とが備えられている。システム制御部１１０から制御信号が供給されてくると、その制御信号に応じてタイミング信号発生部１１１が撮像部１３０や前処理部１４０、さらにタイミング信号発生部１１１内の駆動信号生成部にタイミング信号を出力する。タイミング発生部１１１内の駆動信号生成部ではそのタイミング信号を受けて上記機構や上記フラッシュに駆動信号を出力する。

このタイミング発生部１１１に制御信号を供給するシステム制御部１１０には、例えばＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ：中央演算処理装置）とこのデジタルカメラ１００の動作手順が書き込まれたＲＯＭとが備えられている。システム制御部１１０では、例えばユーザの操作に伴って操作部１０１やレリーズボタン１０２から供給されてくる情報と上記ＲＯＭの情報とを用いて各部の動作を制御する制御信号が生成され、生成された制御信号が、タイミング発生部１１１、前処理部１３０、手ぶれ補正部１４０、信号処理部１６０、記録再生部１８０、フラッシュ１９０等に供給される。このフラッシュ１９０に供給される制御信号は、フラッシュ１９０を発光するときの光量に関するものである。

光学レンズ系１７０１の後方に配備されている絞り調節機構１７０２は、被写体の撮影において最適な入射光の光束を撮像素子に供給することができるように入射光束断面積（すなわち、絞り開口面積）を調節する機構である。この絞り調節機構１７０２には、前述のタイミング発生部１１１から駆動信号が供給される。図示はしないが、このときの駆動信号はシステム制御部１１０が、撮像部１２０で光電変換された信号電荷を基にＡＥ（ＡｕｔｏｍａｔｉｃＥｘｐｏｓｕｒｅ：自動露出）処理を行なって算出した絞り・露光時間に基づくものであり、システム制御部１１０がタイミング発生部１１１にその絞り・露光時間に応じた制御信号を供給してタイミング発生部１１１内の駆動信号生成部に駆動信号を生成させている。

また撮像部１２０には、光電変換する撮像素子が備えられており、その撮像素子が撮影光学系の光軸に直交するように配置される。その撮像素子の入射側には、一体的に個々の光電変換素子に対応して色分解する色フィルタが２次元的に配列されている。タイミング発生部１１１からのタイミング信号に応じて撮像素子で光電変換が行なわれそれらの光電変換によって得られた信号電荷が所定のタイミング信号、例えば電子シャッタのオフタイミングで前処理部１３０に出力される。本実施形態の撮像素子は、図１のデジタルカメラが撮影モードにセットされると画素数を落としてスルー画用の撮影を開始し、撮影モード中にレリーズボタンが全押しされるとスルー画用の撮影を中断して記録用の本画像の撮影を行なう。なお詳細は後述するが図２の撮像素子には前述の高速フレームレートを持つ撮像素子が用いられていて上述の画像加算モードが設定されているときにはレリーズボタンが全押し操作されたときの一回の撮影操作で複数枚の画像の高速連写が行なわれて後述する手ぶれ補正部１４０によって複数枚の画像の重ね合せが行なわれることにより電子的に手ぶれが補正されるとともに適正露光の本画像が得られる。さらにフラッシュオンモードが設定されているときには、複数の画像のいずれか一枚の撮影のときにフラッシュ光が発光されて手ぶれが補正されるとともに適正露光であってしかもフラッシュが発光されないときより明るい本画像が得られる構成になっている。

このため以降の説明においては、一回の撮影操作で高速連写が行なわれることを説明する際に、高速連写が行なわれて得られた画像のことを連写画像と記載し、さらにその連写画像を、連写回数に応じて一回目の連写画像、２回目の連写画像という風に記載する。この高速連写が行なわれた場合には、連写回数の連写が行なわれて複数枚の画像の重ね合せが行われて電子的にぶれが補正されるとともに適正露光の本画像が得られる。

また前処理部１３０には、ＣＤＳ（ＣｏｒｒｅｌａｔｅｄＤｏｕｂｌｅＳａｍｐｌｉｎｇ：相関二重サンプリング）１３１、Ａ／Ｄ１３２。ガンマ補正部１３３が備えられている。ＣＤＳ１３１には、クランプ回路とサンプルホールド回路とが備えられており、例えば撮像素子１２０に例えばＣＣＤ固体撮像素子が用いられた場合には、そのＣＣＤ固体撮像素子の動作により発生する各種のノイズがタイミング発生部１１１からのタイミング信号により上記クランプ回路と上記サンプルホールド回路とで取り除かれる。

そのノイズが取り除かれた後の信号電荷は、受光光量に対応する正確な色信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ）となって後段のＡ／Ｄ１３２に供給されＡ／Ｄ１３２で所定の量子化レベルで量子化されデジタル信号に変換される。このときにはタイミング発生部１１１からのタイミング信号に応じてデジタル信号への変換が行なわれる。

さらにガンマ補正部１３３には、ガンマ補正用のルックアップテーブルが備えられており、そのルックアップテーブルによって、ルックアップテーブルに入力されたデジタル信号に対応してガンマ補正が施されたデジタル信号が出力され、デジタル信号に変換された各色信号が手ぶれ補正部１４０に供給される。

ここで図２を離れて図３を参照して手ぶれ補正部の構成を説明しておく。

図３は、手ぶれ補正部１４０の構成を示す図である。

図３に示す手ぶれ補正部１４０には、フレームメモリ１４１，フレームメモリ部１４２と、相関演算部１４３と、アドレスシフト部１４４と、合成部１４５とスイッチＳＷ１〜ＳＷ３が３つ備えられている。この例ではフレームメモリ１４１、フレームメモリ部１４２に、１フレーム分のＲ、Ｇ、Ｂの各色信号を格納することができるサイズを持ち、繰り返し読み出すことが自在な非破壊タイプのメモリが用いられている。

図３を参照して手ぶれ補正部１４０の構成を入力側から順に説明していく。

まず、スルー画時の手ぶれ補正部１４０の動作を説明する。

スルー画のときには撮像部１２０から撮像素子の画素数を落として１／３０（又は１／６０）秒ごとにスルー画を表わす画像信号が出力され前処理部１３０で前処理が施された後、前処理部１３０で処理が施された画像が、手ぶれ補正部１４０を介して信号処理部１６０に供給される。

信号処理部１６０では、スルー画を表わす画像信号に色分離、ＹＣ変換処理が行なわれ、色分離、ＹＣＣ変換処理が行なわれた後の画像信号が不図示の画像表示部に供給され、スルー画がＬＣＤ１５０（図１参照）上に表示される。

ここで上記画像加算モードが操作により設定されている状態でスルー画が表示されている最中にレリーズボタン１０２が操作されるとシステム制御部１１０はＡＥ処理により得たシャッタ速度に基づいて撮影枚数をタイミング発生部１１１に指示して撮影枚数分のタイミング信号を連続的に供給させることにより撮像部１２０に高速連写を開始させる。このときにフラッシュオンモードが操作によりさらに設定されていた場合には、システム制御部１１０がタイミング発生部１１１に指示して最後の撮影枚数の撮影を撮像部に指示するタイミング信号をフラッシュ１９０にも供給させてフラッシュ１９０にフラッシュの発光を行なわせる。前述した様にこのときフラッシュ１９０は、システム制御部１１０からの制御信号を受けてその制御信号が表わす、一枚の画像では露光不足になる光量を表わす情報に基づいてフラッシュ光を発光して、複数枚の画像が重ね合されたときにフラッシュが発光されないときよりも明るい状態で適正露光が得られるようにする。

こうしてシステム制御部１１はタイミング発生部１１１に指示してタイミング信号を連続して供給させ各タイミング信号に同期して撮像部１２０に連写を行なわせ前処理部１３０に次々と連写画像を出力させる。前処理部１３０では、連写画像を受け取って各回の連写画像ごとにデジタル信号への変換処理等が行なわれ手ぶれ補正部１４０に次々と連写画像が供給される。

図３に示す手ぶれ補正部１４０では、次々に供給される連写画像を使って電子的にぶれ補正が行なわれる。まず、１回のレリーズボタン１０２の操作で行なわれる複数回の連写のうちの１回目と２回目の連写が実施されると、相関演算部１４３に１回目の連写画像と２回目の連写画像が入力される。

このときには、スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ２が双方共にａ側に切り替えられていて、それらのスイッチＳＷ１，ＳＷ２を経由してフレームメモリ１４１内に記憶されていた１回目の連写画像が相関演算部１４３とともに、フレームメモリ部１４２にも供給され記憶される。

１回目の連写画像と２回目の連写画像との双方が供給された相関演算部１４３では、それら２つの画像を用いて手ぶれを表わす動きベクトルが検出される。この相関演算部１４３で動きベクトルが検出されたら、今度はスイッチＳＷ１とスイッチＳＷ２がシステム制御部１１０の制御の下に双方共にｂ側に切り替えられるとともに、その動き検出ベクトルを示す位置データ（例えば座標データｘ、ｙ）がアドレスシフト部１４４に供給される。このときにはフレームメモリ１４１の内容が１回目の連写画像から２回目の連写画像に書き換えられてそのフレームメモリ１４１内の２回目の連写画像がスイッチＳＷ１の接点ｂを経由してアドレスシフト部１４４に供給される。

フレームメモリ部１４２には、１回目の連写画像が記憶されている訳であるから、アドレスシフト部１４４でそのフレームメモリ部１４２内の１回目の連写画像の位置にあうように、２回目の連写画像の位置がオフセットされて１回目の連写画像をベースにして２回目の連写画像が加算されることによりぶれが補正され、フレームメモリ部１４２にぶれが補正された重ね合わせ画像が記憶される。

以降においては、このフレームメモリ部１４２にある１回目の連写画像の位置をベースにして３回目の連写画像、４回目の連写画像…が相関演算部１４３に供給されて、双方の画像から動きベクトルが検出され検出された動きベクトルに基づいてぶれ補正が行なわれて加算により得られた重ね合せ画像がフレームメモリ部１４２に次々に上書きされていく。

こうして１回の撮影操作を受けて複数枚の連写により得られた撮影画像どうしの加算が順次に行なわれていって所定枚数に達したら、システム制御部１１０からの切替信号によってスイッチＳＷ３が断から接に切り替えられる。

そうしたら、そのフレームメモリ１４２ｂ内の重ね合わせ画像が信号処理部１６０の画像読出部１６１によって読み出される。このときには、システム制御部１１０によって撮像エリアに対して一定の面積比率の記録エリアが画像読出部１６１に設定され、画像読出部によってフレームメモリ内の重ね合せ画像からその面積比率で画像が切り出され読み出される。

図２に示す信号処理部１６０によって画像が読み出されたら信号処理部１６０内の色分離部１６２によって画像を構成する各色信号が選択的に振り分けられるとともに、ある画素の色信号がその画素の周囲の画素の色信号によって補間生成され、各色信号が画面ごとのプレーン信号にされて後段のＹＣ変換部１６３に供給される。

ＹＣ変換部１６３では、変換行列によりＹＣＣ信号が生成され、ＹＣＣ信号がさらに画像圧縮部１６４に供給され圧縮部１６４でＹＣＣ信号が圧縮され圧縮されたＹＣＣ信号と圧縮情報とからなる画像ファイルが記録再生部１８０によって記録媒体１８１に記録される。なおこの記録再生部１８０によっては、記録媒体１８１に記録されている画像が読み出されて画像表示部（不図示）に供給されＬＣＤ１５０上に再生画像の表示も行なわれる。

この様な構成にすると、システム制御部１１０は、画像加算モードが設定された状態にあるときには、システム制御部１１０がタイミング発生部１１１に指示して連続的に撮像部１２０にタイミング信号を供給させることにより撮像部１２０に高速連写を行なわせて手ぶれ補正部１４０に手ぶれの補正を行なわせることができ、加えてフラッシュオンモードが設定された状態にあった場合にはシステム制御部１１０がタイミング発生部１１１とフラッシュ１９０に指示して最後の連写画像を得るときに一枚の画像では露光不足になる光量でフラッシュ光を発光させて撮影を実施させることができる。

このため、画像加算モードが設定された場合には手ぶれ補正部１４０で１回の撮影操作で複数枚の画像の重ね合せが行われることにより適正露光の画像が得られ、加えてフラッシュオンモードが設定されている場合にも、一枚の画像では露光不足になる光量で複数枚の画像の内のいずれかの一枚の画像の撮影に同期してフラッシュ光が発光されて適正露光であってしかもフラッシュが発光された分、明るい画像が得られる。

本実施形態においては、手ぶれ補正部１４０によって本発明にいうぶれ補正手段の一例が構成され、システム制御部１１０とタイミング発生部とで本発明にいうフラッシュ制御手段の一例が構成される。

ここでシステム制御部１１０が実行する撮影処理の手順を説明する。

図４は、システム制御部１１０が実行する撮影処理の処理手順を示すフローチャートである。操作部１０１のモードレバー１０１ｅが撮影モード側に切り替えられ画像加算モードが設定された状態にあるときにレリーズボタン１０２が半押しされたときにシステム制御部１１０が図４のフローの処理を開始する。

まずシステム制御部１１０は、ステップＳ４０１でＡＥ処理を実行して絞り値とシャッタ速度を算出し、タイミング発生部１１１にシャッタ速度に応じた連写回数となる撮影枚数を設定する。次のステップＳ４０２でＡＦ処理を実行してフォーカスレンズを合焦位置に配置する。ここでレリーズボタン１０２が全押しされたらフラッシュのモード設定を判断する。このステップＳ４０３でフラッシュオフモードであると判定したら、次のステップＳ４０４でタイミング発生部１１１にタイミング信号を連続的に供給させ撮像部１２０が備える撮像素子に連写を開始させる。次のステップＳ４０５で前処理部１３０に全画素からなる画像を連写ごとに出力させ、前処理部１３０が備えるＣＤＳ１３１に次々と処理を行なわせた後、ステップＳ４０６でＡ／Ｄ変換を行わせてデジタル信号の各色信号からなる画像データを手ぶれ補正部１４０に次々に出力させ、ステップＳ４０７で手ぶれ補正部１４０に画像の重ね合わせを行なわせる。システム制御部１１０が所定枚数の撮影が終了したと判定したら、信号処理部１６０にその旨を通知するとともに手ぶれ補正部１４０内のスイッチＳＷ３を断から接に切り替える。ステップＳ４０８で信号処理部１６０は、フレームメモリ部１４２内の重ね合せ画像を、ステップＳ４０１の処理で設定された面積比率で切り出して読み出し、色分離、ＹＣＣへの変換処理を行なったら、さらにステップＳ４０９で画像の圧縮処理を行なう。この一連のプロセスが終了して信号処理部１６０がプロセス終了フラグを書き換えたことを、システム制御部１１０が検知したらステップＳ４１０でシステム制御部１１０は記録再生部１８０に指示して圧縮情報と圧縮された画像とを画像ファイルにして記録媒体１８１に記録してこのフローの処理を終了する。

一方ステップＳ４０３で、フラッシュオンモードであると判定した場合には、ステップＳ４１１へ進んでステップＳ４１１で所定枚数よりも一枚少ない枚数まではフラッシュオフモードで連写を行なって次のステップＳ４１２で最後の一枚の画像を、一枚の画像が光量不足となるレベルの光量でフラッシュ１９０に発光を行なわせて撮影を行なって、以降ステップＳ４０５からステップＳ４１０までの処理を行なってこのフローの処理を終了する。

システム制御部１１０が、図４の処理を実行すると、フラッシュオフモードのときには、手ぶれ補正部１４０による画像の重ね合せにより適正露光の画像が得られるとともに、フラッシュオンモードのときには適正露光であって、しかもフラッシュの光量が一枚の画像では露光不足になる光量に調整されることによりフラッシュ光の発光がないときよりも明るく、かつ適正露光の画像が得られる。

以上説明した様に、フラッシュ撮影において電子的にぶれが補正されるとともに、適正露光の画像が得られる撮影装置が実現する。

図５は、第２実施形態を説明する図である。

第１実施形態では、ＡＥ処理により算出されたシャッタ速度に応じて撮影枚数が自動的に設定されたが、画像加算モードが選択されているときには、操作部１０１の操作により撮影枚数を設定することができる構成にしておいても良い。

そのときには第２実施形態のように、操作により撮影枚数を４枚か、１６枚のうちのいずれかに設定することができる構成にすることが考えられる。これは、撮影枚数が４枚であると４枚の画像を重ね合わせることにより２倍の光量が得られ、１６枚であると４倍の光量が得られるからであり、こうして枚数に応じて２倍、４倍の光量が得られるとフラッシュを発光する際のフラッシュ光の光量の調整が行ない易い。

なお図５のフローの処理は、ステップＳ４１１、Ｓ４１２のところの処理がステップＳ４１１０、Ｓ４１１Ａ、Ｓ４１２Ａ，Ｓ４１１Ｂ、Ｓ４１２Ｂに変更された以外は、図４のフローと同じ処理である。

操作により画像加算モードにより加算枚数が４枚か、１６枚のうちのいずれかに設定されレリーズボタン１０２が半押しされるとこのフローの処理が開始される。

システム制御部１１０がステップＳ４０１でＡＥ処理を実行してステップＳ４０２でＡＦ処理を実行する。ステップＳ４０３でフラッシュオンモードであると判定した場合には、ステップＳ４１１０へ進んでステップＳ４１１０で撮影枚数が４枚であるか１６枚であるかを判定する。ステップＳ４１１０て４枚であると判定したら、ステップＳ４１１Ａで４枚という枚数に応じたシャッタ速度をタイミング発生部１１１に設定してフラッシュオフモードで３枚までの撮影を行なって、ステップＳ４１２Ａで最後の４枚目で１枚の画像では露光不足になる光量のフラッシュ光をフラッシュに発光させて撮影を行なう。以降ステップＳ４０５〜Ｓ４１０までの処理を行なってこのフローの処理を終了する。

ステップＳ４１１０で１６枚であると判定した場合にはステップＳ４１１Ｂで１５枚という枚数に応じたシャッタ速度をタイミング発生部１１１に設定してフラッシュオフモードで１５枚まで撮影を行なって、ステップＳ４１２Ｂで最後の１６枚目については１枚の画像では露光不足になる光量のフラッシュ光をフラッシュに発光させて撮影を行なう。以降ステップＳ４０５〜Ｓ４１０までの処理を行なってこのフローの処理を終了する。

システム制御部１１０が図５のフローの処理を実行すると、加算（撮影）枚数によりシャッタ速度が適宜設定され重ね合わせによりほぼ確実に適正露光の画像が得られる。

図６、図７は、第３実施形態を示す図である。

図６に示す構成は、角速度センサＳＮが追加されている以外は図２の第１実施形態の構成と同じである。つまり図２の相関演算部１４３の代わりにその角速度センサＳＮで検出されたぶれ量に応じてアドレスシフト部１４３でオフセット処理が行なわれて重ね合わせが行なわれる構成に変更されている。また図７のフローの処理は、ステップＳ４０７の処理がステップＳ４０７Ａの処理に変更されて、そのステップＳ４０７Ａで角速度センサＳＮで検出されたぶれ量に応じてぶれの補正が行なわれる処理に変更されている以外は、図２のフローの処理と同じである。

この様な構成にしても同様の効果が得られる。

図８、図９は、第４実施形態を説明する図である。

図８は、図６の構成と同じであり、図９のフローは、ステップＳ４０７の処理がステップＳ４０７Ａの処理に変更されている以外は、図５の第２実施形態のフローと同じである。

第２実施形態では、操作により撮影枚数が４枚か、１６枚に設定され、ぶれ量がぶれ補正部１４０が備える相関演算部１４３で算出される場合の構成を説明したが、第４実施形態では、その相関演算部１４３の代わりに角速度センサＳＮを用いた場合の例が掲げられている。この様な構成にしても良い。

図１０、図１１は第５実施形態を説明する図である。

図１０のフローは、ステップＳ４１０Ａの処理が追加された以外は、図５の処理と同じである。また図１１には、Ｅｘｉｆファイル内のメモリアロケーションが示されている。

画像ファイルの一形態であるＥｘｉｆファイルは、内部に図１１に示す複数のメモリ領域をそれぞれ有する。複数のメモリ領域は、上からスタートコード領域、タグ領域、サムネイル画像領域、主画像領域であり、そのタグ領域には、主画像に関する情報例えば撮影日時等が記録される。そこでこのタグ領域にフラッシュ光の光量を表す情報を記録するようにしておくと、再生時にそのタグ領域からその情報を読み出してＬＣＤ１５０上に表示することができる。ユーザは、画像の明るさを得るために発光されたフラッシュ光の光量を表示により確認することができる。

本発明の撮影装置の一実施形態であるデジタルカメラを示す図である。図１のデジタルカメラ１００内部の電気系統の構成ブロック図である。手ぶれ補正部１４０の構成を示す図である。システム制御部１１０が実行する撮影処理の処理手順を示すフローチャートである。第２実施形態を説明する図である。第３実施形態を示す図である。第３実施形態を示す図である。第４実施形態を説明する図である。第４実施形態を説明する図である。第５実施形態を説明する図である。第５実施形態を説明する図である。

符号の説明

１００デジタルカメラ
１０１操作子群
１０２レリーズボタン
１０５ファインダ
１１０システム制御部
１１１タイミング発生部
１２０撮像部
１３０前処理部
１４０手ぶれ補正部
１５０ＬＣＤ
１６０信号処理部
１７０レンズ鏡胴
１７０１レンズ光学系
１７０２絞り調節機構
１８０記録再生部
１８１記録媒体

Claims

撮像素子上に被写体を結像させて該被写体を表わす画像を生成する撮影装置において、
撮影時に被写体に向けて閃光を光量可変に発光するフラッシュと、
一回の撮影操作で連続する複数枚の画像を撮影し、画像上のぶれが補正されるように重ね合せて１枚の重ね合わせ画像を生成するぶれ補正手段と、
前記ぶれ補正手段で生成された重ね合わせ画像を記録する画像記録手段と、
一回の撮影操作で撮影される複数枚の画像のうちのいずれか１枚の画像の撮影に同期して、前記フラッシュに、該１枚の画像上では露光不足となるレベルの光量のフラッシュ光を発光させるフラッシュ制御手段と、
一回の撮影操作で撮影される画像の枚数を設定する枚数設定手段とを備え、
前記フラッシュ制御手段は、一回の撮影操作で撮影される複数枚の画像のうちのいずれか１枚の画像の撮影に同期して、前記フラッシュに、一回の撮影操作で撮影される画像の枚数が多いほど少ない光量のフラッシュ光を発光させるものである
ことを特徴とする撮影装置。
前記フラッシュ制御手段は、前記フラッシュに、一回の撮影操作で撮影される複数枚の画像のうちの最終の画像の撮影に同期してフラッシュ光を発光させるものであることを特徴とする請求項１記載の撮影装置。
前記複数枚の画像から動きベクトルを算出する動きベクトル算出手段を備え、
前記ぶれ補正手段は、一回の撮影操作で得られた複数枚の画像を、前記ベクトル算出手段で算出された動きベクトルに基づいて画像上のぶれが補正されるように重ね合せるものであることを特徴とする請求項１又は２記載の撮影装置。
当該撮影装置の角速度を検出する角速度センサを備え、
前記ぶれ補正手段は、一回の撮影操作で得られた複数枚の画像を、前記角速度センサにより検出された角速度に基づいて画像上のぶれが補正されるように重ね合せるものであることを特徴とする請求項１又は２記載の撮影装置。
前記画像記録手段が、前記ぶれ補正手段で生成された重ね合わせ画像に、該重ね合わせ画像の基になる画像のうちの１枚の画像の撮影に同期して発光したフラッシュ光の光量を付して、記録するものであることを特徴とする請求項１から４のうちのいずれか１項記載の撮影装置。