(実施形態)
(デジタルカメラ100の基本構成)
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて説明する。図1は、本発明を実施した撮像装置の実施形態であるデジタルカメラ(以下、単にカメラと称す)100の構成例を示すブロック図である。なお、図1に示す機能ブロックの1つ以上は、ASICやプログラマブルロジックアレイ(PLA)などのハードウェアによって実現されてもよいし、CPUやMPU等のプログラマブルプロセッサがソフトウェアを実行することによって実現されてもよい。また、ソフトウェアとハードウェアの組み合わせによって実現されてもよい。したがって、以下の説明において、異なる機能ブロックが動作主体として記載されている場合であっても、同じハードウェアが主体として実現されうる。
図1に図示するように、撮像レンズ群101は、フォーカスレンズ、ズームレンズ、シフトレンズなどを含む光学部材である。絞り102は、撮像レンズ群101を通過した被写体の光束の光量を調節する光量調節部材である。センサ103は、CCDやCMOS等の電荷蓄積型の固体撮像素子であって、撮像レンズ群101を介して入射した被写体の光束を光電変換(撮像)してアナログ画像データを生成する撮像手段である。A/D変換部104は、センサ103から出力されたアナログ画像データをデジタル画像データに変換する変換手段である。画像処理部105はA/D変換部104から出力されたデジタル画像データに対して、WB調整処理、階調処理などの種々の処理を施す画像処理手段である。
メモリ106は、フラッシュメモリ等に代表されるEEPROMなど、電気的に消去や記憶が可能な記憶手段であって、カメラ100の動作に関わるデータやカメラ100が取得した種々のデータを記録できる。メモリ106には、カメラ100で実行される動作用の定数や、種々の露出条件、算出式などが予め記録されている。エンコーダー部107は、デジタル画像データを記録用のフォーマットに変換する変換手段である。記録制御部108は、カメラ100における画像データの記録を制御する制御手段であって、予め設定された記録フォーマットに基づいてエンコーダー部107におけるデジタル画像データの変換を制御する。表示部109は、取得した画像データを表示するTFT型LCD(薄膜トランジスタ駆動型液晶表示器)などで構成された表示手段であって、デジタル画像データをD/A変換部(不図示)で変換した表示用のアナログ画像データなどを表示できる。
カメラ制御部110は、カメラ100の動作を統括的に制御する制御手段である。なお、カメラ制御部110は、取得した画像データに基づいて当該画像データの輝度値を取得する輝度値取得手段でもある。具体的に、カメラ制御部110は、取得した画像データを複数のブロックに分割し、各ブロックの輝度値の平均輝度値を算出する。そして、カメラ制御部110は、各ブロックの平均輝度値を積分して代表輝度値を取得する。以降の説明では、この代表輝度値を単に輝度値と称して露出制御などの種々の処理および制御に用いる。なお、本実施形態ではセンサ103を用いて取得した画像データに基づいて輝度値を取得するが、センサ103以外の所謂測光センサなどを用いて輝度値を取得する構成であってもよい。
露出制御部111は、センサ103を用いて画像データを取得する際の露出を制御する露出制御手段であって、カメラ制御部110が取得した輝度値に応じて露出を制御できる。本実施形態では、露出として、絞り113の開度に関わる絞り値、センサ103の電荷蓄積時間に関わるシャッタースピード、アナログおよびデジタルゲイン量に関わる撮影感度などが露出制御部111により制御される。なお、メモリ106には、輝度値に対する露出(適正露出)に関する情報(テーブルデータなど)が予め格納されている。露出制御部111は、この情報に基づいて輝度値に応じた適正露出を設定することができる。また、露出制御部111は、後述する非露出追従範囲ΔBvTHを設定する範囲設定手段でもある。この詳細は、後述のタイムラプス動画の取得方法の説明で言及する。
レンズ駆動部112は、カメラ制御部110の指示に応じて撮像レンズ群101を動作する駆動手段である。絞り駆動部113は、露出制御部111からの指示に応じて絞り102を駆動する駆動手段である。操作部114は、カメラ100の各動作に関わる操作入力が可能な操作手段である。図2は、本発明を実施した撮像装置の実施形態であるカメラ100の外観図である。図2に図示するように、操作部114としては、被写体の撮像準備動作や撮像動作の開始指示が可能なレリーズスイッチ114aと、カメラ100の各動作に係る操作入力が可能な操作ボタン114bを備えている。なお、表示部109として、ユーザーが操作可能な所謂タッチパネルなどを採用し、表示部109を操作部114と兼用する構成でもよい。
発光制御部115は、カメラ制御部110による発光判定に基づいて、発光部116の発光の発光をともなった被写体の撮像(以下、発光撮像と称す)を行う場合に、発光部116の発光量および発光タイミング等を制御する制御手段である。外部I/F117は、カメラ100の外部に設けられた外部機器(不図示)や外部メモリ(不図示)とカメラ100との接続を制御する接続手段である。以上が、本実施形態のカメラ100の基本構成である。
(撮像動作)
以下、カメラ100を用いた被写体の撮像動作について説明する。まず、カメラ制御部110は、カメラ100の各部に電力が供給された状態でレリーズスイッチ114aが操作されたことを検知して、被写体の撮像動作を開始する。当該撮像動作としては、まず、撮像レンズ群101とセンサ103の間に設けられたシャッター(不図示)が光路上から退避し、撮像レンズ群101を介して入射した光束がセンサ103に結像する。次に、カメラ制御部110からの指示に応じて露出制御部111は、メモリ106に予め記録された情報に基づき、カメラ100の各部を動作させて輝度値取得用の露出を設定する。そして、カメラ制御部110は、撮像を実行し、センサ103に蓄積した電荷を読み出しアナログ画像データを出力させる。A/D変換部104は、センサ103から出力されたアナログ画像データに対してサンプリング調整、ゲイン調整、A/D変換を施し、デジタル画像データを出力する。画像処理部105は、A/D変換部104から出力されたデジタル画像データに対して種々の画像処理を施し、処理済みのデジタル画像データを出力する。
カメラ制御部110は、取得された(デジタル)画像データに基づく輝度値(代表輝度値)を取得する。そして、露出制御部111は露出制御を実行して、取得した輝度値に対する適正露出を設定する。また、カメラ制御部110は、取得した画像データに基づいてカメラ100から被写体までの距離情報(被写体距離)を演算する。そして、カメラ制御部110は、演算した被写体距離に基づいて撮像レンズ群101のフォーカスレンズのレンズ位置を被写体に合焦させた状態に設定する(AF(AutoForcus)制御)。本実施形態では、フォーカスレンズのレンズ位置をずらしながら取得した画像データのコントラスト情報に基づいて、画像処理部105が焦点検出用の評価値(以下、コントラスト評価値と称す)を取得する。そして、カメラ制御部110は、取得したコントラスト評価値に基づいて被写体距離を演算する。なお、被写体距離の演算方法はこれに限定されるものではない。例えば、AF制御用のセンサを別に設ける、あるいは、センサ103を構成する複数の画素に位相差検出用の画素を設けて、所謂位相差検出方式で被写体距離を演算する構成であってもよい。以上がカメラ100の撮像準備動作である。
カメラ100の撮像準備動作が完了すると、カメラ制御部110は、先に設定した露出とフォーカスレンズのレンズ位置で撮像を実行してアナログ画像データを取得する。画像処理部105による画像処理までの動作は前述した通りなので説明は省略する。種々の画像処理が施されたデジタル画像データは、記録制御部108により、エンコーダー部107を介して記録用のフォーマットへと変換され、メモリ106に記録される。また、カメラ制御部110は、D/A変換部(不図示)によりデジタル画像データを表示用のアナログ画像データに変換した後、当該画像データを表示部109に表示する。以上が、カメラ100の基本的な撮像動作である。なお、上述の説明では、ユーザーによるレリーズスイッチ114aの操作に応じて撮像準備から画像データの記録および表示までの一連の動作が連続的に行われる構成であったが、これに限定されるものではない。例えば、レリーズスイッチ114aのSW1状態(例えば、半押し)に応じて撮像準備動作が実行され、レリーズスイッチ114aのSW2状態(例えば、全押し)に応じて実際の撮像動作が実行されるような構成であってもよい。
(タイムラプス動画の取得方法)
本実施形態のカメラ100は、動画を取得する撮像モードとして、通常動画モード、タイムラプス動画モードなどの複数のモードを設定可能である。通常動画モードは、センサ103を用いて1秒間に複数回の電荷蓄積(撮像)を実行することで取得された複数の画像データを順につなぎ合せて表示する撮像モードである。これに対してタイムラプス動画モードは、センサ103を用いて少なくとも略1秒以上の時間間隔をあけて電荷蓄積(撮像)を実行することで取得された複数の画像を順につなぎ合せて表示するモードである。この構成によって取得される動画は時間的な変化を圧縮した動画(以下、タイムラプス動画と称す)であって、1つのタイムラプス動画を取得するための総撮像時間に対して動画の(再生)時間が短い。各撮像モードは、ユーザーが操作ボタン114bを操作することで設定できる。以下、タイムラプス動画モードが設定された場合のカメラ100の動作について説明する。
タイムラプス動画モードにおいて、カメラ100は、ユーザーの撮像開始指示に応じて、ユーザーが事前に設定した撮像時間間隔と総撮像回数(又は、総撮像時間など)に基づき間欠的な撮像を実行することができる。カメラ100は、この連続した撮像を実行することで、複数の画像をつなぎ合わせた動画を取得するのに用いる、時間的に連続した複数の画像データ(以下、単に画像と称する)を取得できる。そして、カメラ制御部110は、当該複数の画像同士をつなぎ合わせて、時間的な変化を圧縮した動画であるタイムラプス動画を取得することができる。なお、上述した撮像時間間隔は、1つのタイムラプス動画の生成に関わる間欠的な撮像における、連続した撮像を実行する時間間隔である。換言すると、上述した撮像時間間隔は、1つのタイムラプス動画の生成に用いる複数の画像(静止画)を取得するための連続した撮像を実行する時間間隔である。本実施形態では、当該撮像時間間隔として、1秒、30秒、1分、15分、30分、1時間、3時間、5時間、10時間、24時間が予め設定されており、この中からユーザーが任意の時間間隔を設定できる。なお、設定可能な撮像時間間隔はこれに限定されず、例えば、任意の時間間隔をユーザーが自由に設定できる構成であってもよい。また、上述の総撮像回数は、1つのタイムラプス動画の生成に用いる複数の画像を取得するための、間欠的な撮像回数である。したがって、総撮像回数は1つのタイムラプス動画の生成に用いる複数の画像の総数と一致する。本実施形態のカメラ100は、総撮像回数として、2回〜無限(例えば、電源OFFまで)を設定できる。
撮像時間間隔と総撮像回数は、ユーザーが操作ボタン114bを操作することで設定可能であって、設定された撮像時間間隔と総撮像回数に関する情報はメモリ106に記録される。カメラ制御部110は、メモリ106に記録された撮像時間間隔と総撮像回数に関する情報を読み出し、タイムラプス動画モードにおける間欠的な撮像を実行する。そして、カメラ制御部(動画取得手段)110は、タイムラプス動画モードにおいて取得された複数の画像を、撮像された順(取得された順)につなぎ合わされて(結合されて)タイムラプス動画を生成する。
以下、タイムラプス動画用の複数の画像を取得するための撮像動作に関する処理(以下、単に撮像処理と称す)について図3を参照して説明する。図3は、本発明の実施形態に係る撮像処理を説明するフローチャートである。なお、以降の説明では、ユーザーによって撮像時間間隔と総撮像回数が事前に設定されているものとする。
図3に図示するように、タイムラプス動画モードにおいてユーザーによる撮像開始指示がされると、ステップS301でカメラ制御部110は、メモリ106に記録されている撮像時間間隔と総撮像回数に関する情報を読み出す。次に、ステップS302でカメラ制御部(輝度値取得手段)110は、センサ103を用いて取得した画像に基づいて輝度値および被写体距離を取得する。次に、ステップS303で露出制御部111は、先に取得した輝度値に基づいて露出制御を実行し、当該輝度値に対する適正露出を設定する。また、カメラ制御部110は、先に取得した被写体距離に基づいてAF制御動作を実行する。取得した輝度値、露出、被写体距離などの情報は、記録制御部108によってメモリ106に記録される。次に、ステップS304でカメラ制御部110は、センサ103を用いて撮像(本撮像)を実行する。当該本撮像によって、タイムラプス動画の生成にもちいる最初の画像が取得される。また、ステップS304でカメラ制御部110は、カメラ制御部110の内部に設けられたタイマー(不図示)による時間計測を開始する。
ここで、タイムラプス動画モードにおける非露出追従範囲ΔBvTHの設定方法について説明する。前述したようにカメラ100は、タイムラプス動画モードにおいて、間欠的な撮像における各撮像を実行するごとに、輝度値の取得および当該輝度値に基づく露出制御を実行する構成である。すなわち、本実施形態のカメラ100は、連続した撮像を実行するごとに、輝度値に変化に応じて自動的に露出を変更(以下、露出追従と称す)することができる。この露出追従を実行することで、連続した撮像のそれぞれで、輝度値の変化に応じた明るさ画像を取得することができるため、連続した撮像によって取得した複数の画像間で、画像全体の明るさを輝度値の変化に応じた明るさにすることは出来る。しかしながら、単純に露出追従を実行すると、複数の画像間で画像全体の明るさを輝度値の変化に応じた明るさにすることで、当該複数の画像間で、画像内における被写体の明るさにばらつきが生じてしまう。
この様子を例示的に説明したのが図4である。図4は、間欠的な撮像を実行する際の輝度値の変化を例示的に説明する図であって、撮像時間間隔が30秒に設定されている場合を示している。図4のグラフにおいて、横軸は経過時間、縦軸は輝度値、実線は輝度値の変化をそれぞれ示している。また、図4の下部では、破線で囲った範囲で連続して取得される画像を示す。
図4に図示するように、間欠的な撮像において露出追従を実行する場合、例えば、画像内の人物部分の明るさの変化に応じて画像内の人物部分以外(建物や背景など)の明るさも変化してしまう。すなわち、露出追従を行う場合は、画像内における所定の被写体(一部分)の明るさが変化したことに応じて他の被写体(他の部分)の明るさも変化してしまう。
したがって、タイムラプス動画モードにおいて単純に露出追従を実行するだけでは、連続した撮像で取得される複数の画像間で、各画像内の被写体の明るさにばらつきが生じてしまう。この場合、被写体の明るさにばらつきが生じた複数の画像をつなぎ合せることで、フレーム間で明るさのちらつきが生じたタイムラプス動画が取得されてしまう。すなわち、複数の画像間における被写体の明るさにばらつきに起因してタイムラプス動画の品位が低下してしまう。
この問題を解決するために、輝度値の変化に応じた露出の変更を行わない(露出追従を行わない)範囲(非露出追従範囲)ΔBvTHを設定することが考えられる。この非露出追従範囲ΔBvTHは、カメラ制御部110が取得した輝度値に基づいて設定される(輝度値に関する)範囲である。本実施形態で露出制御部111は、取得した輝度値を基準とした輝度値の範囲を非露出追従範囲BvTHとして設定する。例えば、非露出追従範囲ΔBvTHが±1.0段の場合は、取得した輝度値に対してAPEX単位で±1Bvの範囲が輝度値の変化に応じて露出を変更しない範囲(不感帯)である。この構成を採用することで、複数の画像間で各被写体の明るさがばらつく(頻繁に変化する)ことを抑制できる。この様子について図5を参照して例示的に説明する。図5は、非露出追従範囲ΔBvTHを設定して間欠的な撮像を実行する場合に取得される画像間の明るさの変化を例示的に説明した図である。図5に図示するように、輝度値が非露出追従範囲ΔBvTHを超えて変化するまで露出を変更させないことで、タイムラプス動画モードで取得する複数の画像間で被写体の明るさがばらつくことを抑制できる。
しかしながら、間欠的な撮像を実行する場合は、連続した撮像の撮像時間間隔に応じて輝度値の変化度合が異なる。したがって、撮像時間間隔を鑑みずに非露出追従範囲ΔBvTHの大きさを設定すると、複数の画像間の明るさが不自然に変化してしまう場合がある。この詳細について図6を参照して説明する。図6は、タイムラプス動画モードにおける撮像時間間隔が1時間である場合の輝度値の変化と複数の画像の明るさの変化を例示的に説明した図である。図6に図示するように、撮像時間間隔が1時間など比較的長い場合は、環境光の変化に起因して画像全体の明るさが変化する確率が高い。換言すると、間欠的な撮像の撮像時間間隔が比較的長い場合は、連続した撮像間で発生する輝度値の変化が環境光の変化に起因して発生する確率が高い。したがって、タイムラプス動画モードにおいて撮像時間間隔が比較的長い場合は、非露出追従範囲ΔBvTHが広いと、輝度値が非露出追従範囲ΔBvTHを超えて変化するまでは画像全体の明るさが段階的に変化する。そして、輝度値が非露出追従範囲ΔBvTHを超えて変化したことに応じて画像全体の明るさが急激に変化してしまう。
これに対して、間欠的な撮像における撮像時間間隔が30秒など比較的短い場合は、輝度値の変化が被写体の明るさの瞬間的な変化に起因して発生している確率が高い。換言すると、この場合は、環境光の変化に応じて輝度値が変化する確率が低い。この場合、非露出追従範囲ΔBvTHが狭いと、輝度値が非露出追従範囲ΔBvTHを超えて変化するごとに、複数の画像間で被写体の明るさにばらつきが生じてしまう。
以上をまとめると、間欠的な撮像の撮像時間間隔が比較的長い場合は、広い非露出追従範囲ΔBvTHが設定されていると、画像全体の明るさが不自然に変化した複数の画像が取得されてしまう。また、間欠的な撮像の撮像時間間隔が比較的短い場合は、狭い非露出追従範囲ΔBvTHが設定されていると、画像内の被写体の明るさが不自然に変化した複数の画像が取得されてしまう。したがって、上述した状態で取得した複数の画像を用いてタイムラプス動画を生成すると、フレーム間で明るさのちらつきが生じることで品位が低下した動画が取得されてしまうため、当該動画を閲覧したユーザーに違和感を与えてしまう。そこで、本実施形態のカメラ100は、間欠的な撮像を実行する場合に、間欠的な撮像を実行する時間に関する情報に基づいて非露出追従範囲BvTHの大きさを制御することで上述の問題に対応する。以下、この詳細を説明する。
図3に戻り、ステップS305でカメラ制御部(判定手段)110は、撮像対象の(主要な)被写体が屋内に位置するか否かを判定する。ステップS305の処理は、撮像対象の被写体が屋内に位置するか否かを判定できるものであればどのような方法を採用してもよい。本実施形態では、カメラ制御部110が、カメラ100が屋内に位置するか否かを判定することで、撮像対象の被写体が屋内に位置するか否かを判定する。具体的に、カメラ制御部110は、先に取得した輝度値がAPEX単位におけるBv4以下、かつ、被写体距離が5mよりも小さい場合にカメラ100が屋内に位置し、それ以外の場合はカメラ100が屋外に位置すると判定する。カメラ制御部110は、当該判定の結果に基づいて、カメラ100が屋内に位置すると判定された場合は、撮像対象の被写体が屋内に位置すると判定し、カメラ100が屋内に位置しないと判定された場合は、撮像対象の被写体が屋外に位置すると判定する。なお、上述の判定に用いる輝度値と被写体距離は上述したものに限定されるものではなく、カメラ100が屋内に位置すると判定できるようなものであればどのような値を採用してもよい。また、少なくとも先に取得した輝度値に基づいて当該判定を実行する構成であればよい。
なお、ステップS305の処理は、カメラ制御部110が、GPS(Global Positioning System)などの測位システムを用いて取得したカメラ100の位置情報に基づいて実行する構成であってもよい。さらに、ユーザーが手動操作で入力した情報に基づいてステップS305の処理を実行する構成であってもよい。すなわち、ユーザーが手動操作で設定した撮像対象の被写体の位置に関する情報に基づいて、撮像対象の被写体の位置を判定する構成であってもよい。
カメラ制御部110が撮像対象の被写体が屋内に位置すると判定した場合は、被写体周囲では環境光の変動が少ないと考えられる。そこで、ステップS306で露出制御部111は、非露出追従範囲ΔBvThを±1.0段に設定する。なお、ステップS306で設定する非露出追従範囲ΔBvTHは、比較的広い固定の値であればどのような値を採用してもよい。この構成により、タイムラプス動画モードにおいて、環境光の変動が少ない屋内に位置する被写体を撮像する場合に、取得する動画の品位が低下することを抑制できる。
次に、ステップS307でカメラ制御部110は、設定された撮像時間間隔が30秒以下であるか否かを判定する。撮像時間間隔が30秒以下である(ステップS207でYES)とカメラ制御部110が判定した場合、ステップS308で露出制御部(範囲設定部)111は、非露出追従範囲ΔBVTHを±1.0段に設定する。この場合、図5に図示するように、第1の撮像に応じた輝度値に対して、第1の撮像後に所定の時間間隔をおいて対に行われる第2の撮像に応じた輝度値が1Bv分よりも大きく変化するまでは、第2の撮像時の露出は変更されな。したがって、カメラ100は、図5下部に図示するように、連続した撮像を実行して取得した複数の画像間で、被写体の明るさがばらつくことを抑制できる。
上述したステップS307〜S308と同様に、以降のステップS309〜S316の処理では、露出制御部(範囲設定部手段)111が、先に設定した撮像時間間隔に基づいて非露出追従範囲ΔBvTHを設定する。例えば、撮像時間間隔が30秒よりも長く30分以下の場合、露出制御部111は非露出追従範囲ΔBvTHを±0.5段に設定する(ステップS309〜S310)。また、撮像時間間隔が30分よりも長く1時間以下の場合、露出制御部111は非露出追従範囲ΔBvTHを±0.3段に設定する(ステップS311〜S312)。また、撮像時間間隔が1時間よりも長く5時間以下の場合、露出制御部111は非露出追従範囲ΔBvTHを±0.1段に設定する(ステップS313〜S314)。さらに、撮像時間間隔が5時間よりも長く24時間以下の場合、露出制御部111は非露出追従範囲ΔBvTHを0段に設定する(ステップS315〜S316)。すなわち、この場合は非露出追従範囲ΔBvTHを設定しない。
以上説明した、ステップS306〜S316の処理では、設定可能な非露出追従範囲ΔBvTHの範囲(大きさ)を、±1.0段(大)、±0.5段(中)、±0.3段(小)、±0.1段(極小)、0段としたが、これに限定されるものではない。カメラ100で設定可能な非露出追従範囲ΔBvTHの大きさは、上述したもの以外を採用してもよい。また、ユーザーが設定した撮像時間間隔との比較にもちいる時間間隔についても、上述したものに限定されるものではなく、他の時間間隔を採用する構成であってもよい。例えば、露出制御部111は、撮像時間間隔が1分以下の場合に非露出追従範囲ΔBvTHが±2.0段に設定し、撮像時間間隔が8時間以上かつ24時間以下の場合に、非露出追従範囲ΔBvTHを0.05段に設定する構成でもよい。本実施形態のカメラ100としては、少なくとも、間欠的な撮像における撮像時間間隔が長いほど非露出追従範囲ΔBvTHを狭く(小さく)設定し、撮像時間間隔が短いほど非露出追従範囲ΔBvTHを広く(大きく)設定する構成であればよい。すなわち、露出制御部111は、撮像時間間隔が第1の間隔に設定されている場合よりも、当該第1の間隔よりも長い時間間隔である第2の間隔が設定されている場合の方が、非露出追従範囲ΔBvTHを狭く(小さく)する。この構成により、本実施形態のカメラ100は、間欠的な撮像を実行する場合に、複数の画像間で、画面全体および被写体の明るさが滑らかに変化するように露出制御を行うことができる。したがって、本実施形態のカメラ100は、この状態で取得する複数の画像をつなぎ合せることで、明るさのちらつきが生じることを抑制した動画を取得することができる。図7は、この様子を例示的に説明した図であって、本発明の実施形態に係る撮像処理で取得した複数の画像の明るさの変化を例示的に説明した図である。図7における輝度値の変化は、前述した図6における輝度値の変化と略同一である。本実施形態のカメラ100は、図7に図示するように、間欠的な撮像の撮像時間間隔に応じて非露出追従範囲ΔBvTHの大きさを設定するため、タイムラプス動画用に、明るさのばらつきを抑制した複数の画像を取得することができる。したがって、本実施形態のカメラ100は、間欠的な撮像を実行することで取得した複数の画像をつなぎ合せた動画の品位が低下することを抑制することができる。
図3に戻る。ステップS317でカメラ制御部110は、先に設定した撮像時間間隔が24時間以上である場合に、当該撮像時間間隔と所定の時間間隔との差異に基づいて、非露出追従範囲ΔBvTHの大きさを設定する。具体的に、カメラ100は、ユーザーによって設定されている撮像時間間隔から略24時間を差し引いて、ステップS307の処理に戻る。屋外で撮像を実行する場合、略同一の環境光の変化が1日(24時間)周期で発生する確率が高い。そこで、本実施形態のカメラ100は、ステップS317の処理を実行することで、連続した撮像の撮像時間間隔が24時間以上である場合に、撮像時間間隔から略24時間を差し引いた時間間隔を用いて非露出追従範囲ΔBvTHを設定する。例えば、先に設定されている撮像時間間隔が25時間の場合、25時間から24時間を差し引いた時間間隔が1時間なので、露出制御部111は非露出追従範囲ΔBvTHを±0.3段に設定する。なお、ステップS317は、撮像時間間隔から差し引く所定の時間間隔は24時間ちょうどである必要はなく、例えば、所定の時間間隔として24時間±5分を設定してもよい。また、環境光の変化周期は地域や日時に応じて異なるため、ステップS317において、撮像時間間隔から差し引く所定の時間間隔を24時間以外の時間間隔としてもよい。
次に、ステップS318でカメラ制御部110は、タイマー(不図示)による時間計測が次の撮像時刻に到達したか否かを判定する。具体的に、カメラ制御部110は、前回の撮像時間からの経過時間が、先に設定された時間間隔から所定の準備時間(例えば10秒など)を引いた時間に到達したか否かに応じて、次の撮像時刻に到達したか否かを判定する。ステップS318の処理は、タイマーによる時間計測が次の撮像時刻に到達するまで繰り返される。
次に、ステップS319でカメラ制御部110は、センサ103を用いて取得した画像に基づいて、新たに輝度値を取得する。次に、ステップS320でカメラ制御部110は、ステップS319で取得した現在の輝度値が、現在設定されている非露出制御範囲ΔBvTHに含まれるか否かを判定する。現在の輝度値が非露出追従範囲ΔBvTHに含まれていない(ステップS320でNO)とカメラ制御部110が判定した場合、ステップS321に進む。ステップS321で露出制御部111は、露出制御を実行し、ステップS319で取得した輝度値に基づいて露出を変更する。そして、ステップS319で取得した輝度値を基準とした新たな非露出追従範囲ΔBvTHを設定する。なお、当該新たな非露出追従範囲ΔBvTHは、(例えば、ステップS306〜S316の処理により)前回設定した非露出追従範囲ΔBvTHと同じ大きさとする。また、ステップS321で露出制御部111は、撮影感度やシャッタースピードを優先して変更させることで露出を変更する。この構成によって、取得した複数の画像間で、被写界深度のばらつきや絞り102の機械的な動作に起因した明るさの微小な差異が生じることを抑制することができる。
現在の輝度値が非露出追従範囲ΔBvTHに含まれている(ステップS320でYES)とカメラ制御部110が判定した場合、ステップS322に進む。ステップS322で露出制御部111は、既に設定されている露出を変更することなく、ステップS323の処理に進む。すなわち、ステップS322でカメラ100は、ステップ前回撮像時に設定された露出を維持する。なお、本実施形態では、1度の連続した撮像において、フォーカスレンズのレンズ位置を変更しない構成であるが、ステップS321またはステップS322の処理で改めてAF制御を実行する構成であってもよい。
次に、ステップS323でカメラ制御部110は、センサ103を用いて撮像を実行し、タイマー(不図示)による現在処理中の時間計測を終了する。そして、記録制御部108は、撮像によって取得した画像をメモリ106に記録する。次に、ステップS324でカメラ制御部110は、現在までの撮像回数が先に設定されている総撮像回数に到達したか否かを判定する。総撮像回数に到達している(ステップS324でYES)とカメラ制御部110が判定した場合、カメラ制御部110は現在の撮像処理を終了する。また、総撮像回数に到達していない(ステップS324でNO)とカメラ制御部110が判定した場合、カメラ制御部110はタイマーを用いて新たな時間計測を開始し、ステップS318の処理に戻る。以上が、本実施形態の撮像処理である。
撮像処理によって時間的に連続した複数の画像が取得されると、カメラ制御部(動画取得手段)110は、撮像が行われた順に複数の画像同士をつなぎ合わせることでタイムラプス動画を取得(生成)する。取得したタイムラプス動画は、記録制御部108によってメモリ106に記録される。なお、タイムラプス動画は、撮像処理が終了した後に取得する構成であってもよいし、撮像処理と並行して取得する構成であってもよい。また、撮像処理で取得した複数の画像をカメラ100の外部に設けられた外部機器などに送り、当該外部機器がタイムラプス動画を生成する構成であってもよい。この場合、外部機器などで生成されたタイムラプス動画を、カメラ制御部(動画取得手段)110が取得する構成であってもよい。
以上説明したように、本実施形態のカメラ100は、間欠的な撮像の撮像時間間隔に基づいて非露出追従範囲ΔBvTHを設定する。この構成により、本実施形態のカメラ100は、撮像時間間隔に基づいて最適な大きさの非露出追従範囲ΔBvTHを設定することができるため、画像全体および被写体の明るさが不自然に変化することを抑制した複数の画像を取得することができる。したがって、本実施形態のカメラ100は、間欠的な撮像を実行することで取得した複数の画像をつなぎ合せた動画の品位が低下することを抑制することができる。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。例えば、前述した実施形態では、一連の間欠的な撮像において一度設定した非露出追従範囲ΔBvTHの大きさを変更しない構成であったが、これに限定されるものではない。例えば、撮像処理中であって、既に非露出追従範囲ΔBvTHが設定されている際にユーザーによって撮像時間間隔が変更されたことに応じて、変更後の撮像時間間隔に基づいて非露出追従範囲ΔBvTHの大きさを変更可能な構成であってもよい。また、前述した実施形態では、間欠的な撮像における初回の撮像を実行した後に非露出追従範囲ΔBvTHを設定する構成であったが、これに限定されるものではない。例えば、露出制御部111は、間欠的な撮像のうちの初回の撮像を実行する前に、連続した撮像を実行する時間に関する情報に基づいて非露出追従範囲ΔBvTHを設定する構成であってもよい。
また、前述した実施形態では、撮像時間間隔が5時間よりも長くかつ24時間以下となる場合に、一律で非露出追従範囲を0(ΔBvTH=0)に設定する構成であったが、これに限定されるものではない。すなわち、前述の実施形態では、環境光の変化が一定の方向に変化すると想定される所定の一周期を24時間としたが、これに限定されるものではない。
例えば、所定の一周期を24時間以外の時間間隔に設定してもよい。具体的に、所定の一周期を17時間とした場合、撮像時間間隔が17時間までの間は、撮像時間間隔が長くなるほど非露出追従範囲ΔBvTHを徐々に小さく設定する。そして、撮像時間間隔が17時間を超える場合は、撮像時間間隔から17時間を差し引いた値(撮像時間間隔)を用いて、改めて非露出追従範囲ΔBvTHを設定するための判断を実行する。
この構成であれば、例えば、日の出時と日の入り時など、1日の間において環境光の明るさ変化がほぼ同一となるような場合に対応させつつ、撮像時間間隔に応じた適正な非露出追従範囲ΔBvTHを設定することが出来る。なお、環境光の変化が一定の方向に変化すると想定される所定の周期は、ユーザーの手動操作に基づいて設定してもよいし、カメラ100の内部に予め設定されているデフォルトの値を用いてもよい。
以上説明したように、上述した実施形態に係る撮像装置としては、少なくとも、所定の一周期における撮像時間間隔が長いほど非露出追従範囲ΔBvTHを狭く設定し、短いほど非露出追従範囲ΔBvTHを広く設定する構成であればよい。 また、前述した実施形態では、間欠的な撮像を実行する時間に関する情報として、連続した撮像時間間隔に基づいて非露出追従範囲ΔBvTHを設定するような構成であったが、これに限定されるものではない。例えば、間欠的な撮像を実行する時間に関する情報として、当該連続した撮像を実行する時間帯に関する情報に基づいて、タイムラプス動画モードにおける非露出追従範囲ΔBvTHを設定する構成であってもよい。以下、この構成について具体的に説明する。
例えば、メモリ106に、24時間を1分単位で朝(5:00〜6:59)、昼(7:00〜15:59)、夕(16:00〜18:59)、夜(19:00〜4:59)の4つの時間帯に分けたデータを予め格納しておく。間欠的な撮像を実行する場合、カメラ制御部110は、上述した複数の時間帯のうち、連続した撮像を実行する時間帯間の差に基づいて非露出追従範囲ΔBvTHを設定する。例えば、連続した第1の撮像と第2の撮像が「昼」と「夕」の時間帯に連続して実行される場合、連続した撮像を実行する時間帯間の差は1ステップ(第1の差)となる。これに対して、第1の撮像と第2の撮像が「昼」と「夜」の時間帯において連続的に実行される場合、2つの時間帯間の差は2ステップ(第2の差)となる。
上述したように、連続した撮像を実行する時間帯間の差が1ステップである場合は、環境光の変化に起因して輝度値が変化する確率が比較的小さいため、露出制御部111は、非露出追従範囲ΔBvTHを±0.5段に設定する。また、連続した撮像を実行する時間帯間の差が2ステップである場合は、環境光の変化に起因して輝度値が変化する確率が比較的大きいため、露出制御部111は、非露出追従範囲ΔBvTHを±0.1段に設定する。すなわち、露出制御部111は、連続する撮像を実行する時間帯間の差が大きいほど、非露出追従範囲ΔBvTHを狭く(小さく)する。以上説した構成を採用した撮像装置であっても、間欠的な撮像を実行することで取得した複数の画像をつなぎ合せた動画の明るさが不自然に変化することを抑制することができる。
なお、例えば、第1の撮像の撮像が「朝」時間帯に行われ第2の撮像が「夜」の時間帯に行われる場合、連続した撮像を実行する時間帯間の差は1ステップとする。すなわち、連続した撮像を実行する時間帯間の差は、24時間において連続した撮像を実行する時間帯間の差の絶対値に基づいて設定されるものとする。また、上述した複数の時間帯は朝、昼、夕、夜に限定されるものではなく、これ以外の時間帯を採用してもよい。また、朝、昼、夕、夜の時間帯は、上述した時間設定に限定されるものではなくい。24時間のうちで環境光が変化する時間は、地域や日時などに応じて変化するため、例えば、朝の時間帯を5時から7時台までとする構成でもよい。
なお、ユーザーが設定した撮像時間間隔が3時間の場合は、8時に撮像を行うと次の撮像が11時に行われるため、環境の変化は比較的小さいと考えられる。これに対して、撮像時間間隔が同じ3時間であっても、15時に撮像を行うと次の撮像が18時に行われるため、環境光の変化は比較的大きいと考えられる。すなわち、撮像時間間隔が同一でも、連続した撮像が行われる時間帯間の差に応じて、環境光の変化の度合いは異なる。そこで、カメラ100は、間欠的な撮像を実行する撮像時間間隔および撮像を実行する時間帯に関する情報の両方に基づいて露出追従範囲ΔBvTHを設定する構成であってもよい。この構成を採用したカメラ100としては、例えば、撮像時間間隔が同一であっても、連続した撮像を開始する時間に応じて、非露出追従範囲ΔBvTHの大きさを異ならせる。具体的に、露出制御部111は、撮像時間間隔が同一場合は、連続した撮像の最初の撮像を「朝」や「夕」の時間帯に開始するときよりも、連続した撮像のうちの最初の撮像を「昼」や「夜」に開始するときの方が、露出追従範囲ΔBvTHを広く設定する。
以上説明したように、本発明の実施形態に係るカメラ100としては、間欠的な撮像を実行する場合に、少なくとも、連続した撮像の時間に関する情報に基づいて、前記非露出追従範囲を設定する構成であればよい。この構成を採用したカメラ100は、間欠的な撮像を実行することで取得した複数の画像をつなぎ合せた動画の明るさが不自然に変化する(ちらつきが生じる)ことを抑制することができる。したがって、カメラ100は、間欠的な撮像を実行することで取得した複数の画像をつなぎ合せた動画の品位が低下することを抑制することができる。
また、前述した実施形態では、非露出追従範囲ΔBvTHを輝度値の範囲としたが、これに限定されるものではない。例えば、取得した輝度値に対応する露出(露出制御値)を基準とした範囲を非露出追従範囲ΔBvTHとする構成であってもよい。
また、前述した実施形態に加えて、例えば、露出制御部111は、輝度値が非露出追従範囲ΔBvTHを超えて同一の明るさの方向に連続して複数回変化したことを検出した場合に、露出を変更する構成であってもよい。この構成を採用したカメラ100は、環境光の変化に起因して輝度値が変化したか否かを正確に判定し、露出制御を行うことができる。なお、この構成を採用したカメラ100としては、輝度値の取得回数を総撮像回数よりも増やすことで、輝度値の変化が環境光の変化に起因して生じていることをより正確に判定することができる。例えば、カメラ制御部110は、間欠的な撮像を実行する場合であって、総撮像回数が10回、撮像時間間隔が1時間に設定されている場合は、最初の撮像を開始してから30分間隔で輝度値を取得する。この場合、輝度値は、総撮像回数の倍だけ(20回)取得される。そして、露出制御部111は、各撮像時の露出制御として、取得した輝度値が非露出追従範囲ΔBvTHを超えており、当該輝度値とその直前に取得した輝度値の変化が同一方向に変化している場合に、露出を変更する。この構成を採用したカメラ100は、間欠的な撮像を実行する場合に、輝度値の変化から露出を変更するまでに必要な時間を短縮することができる。
また、カメラ100は、前述した実施形態に加えて撮像処理における連続した撮像間で、カメラ100の状態を待機状態(節電状態)に移行する構成であってもよい。具体的に、カメラ制御部110は、非露出追従範囲ΔBvTHの設定後S318の処理が完了するまでの期間においてカメラ100の状態を待機状態に設定する。この待機状態としては、例えば、カメラ制御部110以外の各部への電力の供給を停止し、タイマーによる時間の計測など、ステップS318の処理に関するカメラ100の動作のみを行う。以上の構成を採用したカメラ100は、タイムラプス動画モードにおける電力の消費を抑制できる。
また、前述した実施形態では、輝度値および被写体距離を取得するために、本撮像(タイムラプス動画生成用の画像取得)前に予備撮像を実行する構成であったが、これに限定されるものではない。例えば、カメラ100としては、撮像処理において前回の本撮像で取得した画像に基づいて輝度値および被写体距離に関する情報を取得する構成であってもよい。特に、間欠的な撮像を実行する撮像時間間隔が比較的短い場合(例えば、5分以下など)であれば、環境光の変化に起因して輝度値が変化する確率が低い。したがって、この場合は、予備撮像を実行せずに前回の本撮像で取得された画像に基づく輝度値を用いて露出制御を行ったとしても、輝度値の変化に応じた適正な明るさの画像を取得することができる。
なお、前述した実施形態では、タイムラプス動画用の画像を取得するために、撮像時間間隔ごとに被写体を撮像する構成について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、撮像開始から継続して動画像の取得を行い、当該動画像を構成する複数の画像(フレーム)の中から、撮像時間間隔に基づいてタイムラプス動画用の画像を設定する(間引く)構成においても上述した本発明の特徴的な構成は適用可能である。この場合、少なくとも、動画像のフレームレートとして、タイムラプス動画として設定可能な撮像時間間隔よりも短い周期で画像を取得するフレームレートが設定される。
また、前述した実施形態では、画像処理部105、メモリ106、記録制御部108、カメラ制御部110や露出制御部111などが互いに連携して動作することで、カメラ100の動作を制御する構成であったが、これに限定されるものではない。例えば、図2に図示したフローに従った(コンピュータ)プログラムを予めメモリ106に格納しておき、当該プログラムをマイクロコンピュータを含むカメラ制御部110などが実行することで、カメラ100の動作を制御するような構成であってもよい。
また、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、OSに供給するスクリプトデータ等、プログラムの形態を問わない。また、プログラムを供給するための記録媒体としては、例えば、ハードディスク、磁気テープ等の磁気記録媒体、光/光磁気記録媒体でもあってもよい。
また、前述した実施形態では、本発明を実施する撮像装置の一例としてデジタルカメラについて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、デジタルビデオカメラやスマートフォンなどの可搬デバイスやセキュリティーカメラなど、デジタルカメラ以外の撮像装置を採用する構成であってもよい。
(その他の実施形態)
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できる。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現できる。