专利名称：摄像装置及摄像方法
技术领域：
本发明涉及摄像装置及摄像方法，具体地讲，涉及具有照明单元、即使在自然光不足的条件下也能够拍摄动态图像的摄像装置及摄像方法。
背景技术：
过去，在利用摄像机等拍摄动态图像时，在周围比较暗的情况下，利用能够进行大光量连续照明的摄影灯(video light)等照明用具向被摄体照射辅助光，同时进行拍摄。过去，摄影灯通常是白炽灯，但在最近，伴随LED(发光二极管Light EmittingDiode)等的发展，低功耗且小型的照明用具也在增多。例如，在日本公开专利2003-233108号公报中公开了一种闪光灯装置，其能够利用LED的连续发光来照射被摄体，并拍摄动态图像。并且，在国际公开PCT/JP2005/001955 号中公开了一种照相机系统，在单拍时利用闪光灯(闪光发光光源)进行拍摄，在连拍时使基于LED的连续发光光源发光来进行拍摄。另外，在日本公开专利2005-107240号公报中公开了这样的摄像装置对于静态图像，利用闪光灯(闪光发光光源)进行拍摄，对于连拍和动态图像，使基于LED的连续发光光源发光来进行拍摄。这样提出了各种采用LED等的连续发光装置，但是在利用能够内置于便携式设备中的电池进行驱动的情况下，其光量受到制约，并且到达距离也不够，比较短。另外，即使被摄体处于近距离，与使用氙管的闪光发光装置等相比，来自被照射的被摄体的反射光量不足，因而需要提高摄像元件的感光度，但在这种情况下，存在噪声明显、画质变差的问题。另一方面，使用氙管的闪光发光装置与上述的摄影灯等相比，对于摄像的1帧能够得到不同数量级的光量，摄像元件的感光度可以比较低，因而噪声减少、画质良好。但是， 对于动态图像，需要在1秒钟内拍摄例如30帧等，以很短的周期拍摄多幅图像，如果在全部的图像中使用闪光发光装置，则用于使氙管发光的电容器来不及充电。因此，只能在极短时间内拍摄动态图像。并且，如果过度地连续使用氙管，则也会担心发光部附近过热。
发明内容
本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于，提供一种如下所述的具有照明单元的摄像装置及摄像方法即使是在较暗的场所，也能够以良好的画质进行拍摄，而且照明所需要的电力较少，不必担心照明部过热。本发明的摄像装置与连续拍摄联动地补充拍摄时的光量，该摄像装置具有摄像单元，其连续地进行拍摄；第1照明单元，其与所述摄像单元的连续拍摄联动，对于多个帧中的1帧，利用第1光量来补充拍摄时的光量；第2照明单元，其对于未进行所述第1照明单元的照明的巾贞，利用每1帧的光量比所述第1光量少的光量来补充拍摄时的光量；以及图像处理单元，其根据利用所述第1照明单元补充拍摄时的光量而拍摄到的图像，修正利用所述第2照明单元补充拍摄时的光量而拍摄到的图像。在本发明的摄像方法中，与连续拍摄联动地补充拍摄时的光量，该摄像方法包括摄像步骤，与所述连续拍摄联动地，对于多个帧中的1帧，由第1照明单元利用第1光量来补充拍摄时的光量，对于未进行该第1照明单元的照明的帧，利用每1帧的光量比所述第1 光量少的光量来补充拍摄时的光量；以及图像处理步骤，根据利用所述第1照明单元补充拍摄时的光量而拍摄到的图像，修正利用所述第2照明单元补充拍摄时的光量而拍摄到的图像。根据本发明，能够把通过闪光发光拍摄到的帧的图像作为基准，进行通过光量不足的连续发光拍摄到的低画质的帧的画质调整。因此，能够提供一种具有照明单元的摄像装置，即使是在较暗的场所，该摄像装置也能够以良好的画质进行拍摄，而且照明所需要的电力较少，不必担心照明单元过热。
图1是从本发明的第1实施方式的摄像装置的正面侧观察时的外观立体图。图2是从本发明的第1实施方式的摄像装置的背面侧观察时的外观立体图。图3是示出本发明的第1实施方式的摄像装置内的照相机机身的热靴的外观立体图。图4是从下方侧观察本发明的第1实施方式的摄像装置内的闪光灯单元时的外观立体图。图5是示出本发明的第1实施方式的摄像装置的电气结构的框图。图6是示出本发明的第1实施方式的摄像装置拍摄动态图像时的动作定时的时序图。图7是说明本发明的第1实施方式的摄像装置的图像处理方式的图。图8是说明本发明的第1实施方式的摄像装置的图像处理方式的图。图9是说明本发明的第1实施方式的摄像装置的图像噪声及颜色修正的处理的流程图。图10是示出本发明的第2实施方式的摄像装置拍摄动态图像时的动作定时的时序图。图11是示出在本发明的第2实施方式的摄像装置中生成对应于帧2的高画质图像的处理的流程图。图12是示出本发明的第3实施方式的摄像装置拍摄动态图像时的动作定时的时序图。图13是示出本发明的第4实施方式的摄像装置拍摄动态图像时的动作定时的时序图。
具体实施例方式下面，按照附图，使用应用了本发明的摄像装置来对优选实施方式进行说明。本发明的第1实施方式的摄像装置如图1所示，由可更换镜头的照相机机身100、在该照相机机身100上可自如地装卸的镜头单元200、和在该照相机机身100上可自如地装卸的闪光灯单元300构成。由照相机机身100和镜头单元200构成照相机，本实施方式的照相机是数字照相机。如图1所示，在照相机机身100的正面侧，能够装卸自如地安装镜头单元200。在照相机机身100的上表面配置有快门按钮101、电源开关102和热靴103。快门按钮101是用于指示静态图像拍摄和指示开始及结束动态图像拍摄的操作部件。电源开关102是照相机电源的接通断开指示用的操作部件。热靴103是用于将闪光灯单元300安装在照相机机身100上的保持部件，并且具有与闪光灯单元300的电接点。并且，如图2所示，在照相机机身100的背面侧配置有背面IXD面板104、控制按钮 105、菜单按钮106。当在背面IXD面板104上进行动态实时显示时，根据由摄像元件155 (参照图幻取得的图像数据，以动态图像的方式动态实时地显示被摄体像。摄影者观察该动态实时图像，由此确定构图和快门时机。并且，在背面IXD面板104上显示用于让摄影者进行各种设定的菜单画面，并且也显示已记录的图像数据的再现显示等。另外，关于背面LCD面板104，只要是能够显示图像的显示面板，则当然不限于LCD，例如也可以是有机EL等的显示面板。控制按钮105由中心按钮及其周围的四个方向的十字按钮构成。当在背面IXD面板104上显示菜单画面等时，利用控制按钮105内的十字按钮使光标移动，并操作中心按钮，由此能够确定操作输入。菜单按钮106是用于在背面IXD面板104上显示菜单画面的操作按钮。如图1所示，在闪光灯单元300的正面侧配置有基于氙管的闪光发光的发光窗 301、和基于LED 320的连续照明的照射窗302。并且，如图2所示，在闪光灯单元300的背面侧配置有显示充电状态的充电灯303、用于指示闪光灯单元300的电源接通断开的电源按钮304、以及用于安装在照相机机身100上的热靴脚305。使用图3和图4来说明照相机机身100的热靴103、闪光灯单元300的热靴脚305。 图3是从照相机机身100卸下了闪光灯单元300后，从斜后方观察照相机机身100时的外观立体图，图4是从照相机机身100卸下闪光灯单元300后，从下侧观察闪光灯单元300时的外观立体图。热靴103被配设于照相机机身100的上表面，通过与热靴脚305的槽嵌合的嵌合槽，将闪光灯单元300固定在照相机机身100上。在热靴103的内侧设有多个热靴接点107。 热靴接点107除发光信号之外，还能够通过串行通信在照相机机身100与闪光灯单元300 之间收发数据。在将闪光灯单元300安装在照相机机身100上之后，闪光灯单元300的热靴脚接点307(参照图4)与热靴接点107接触，实现电连接。在照相机机身100的背面侧，在热靴103附近设有背面连接器108。并且，在闪光灯单元300的热靴脚305的下侧设有连接器308。当使闪光灯单元300的热靴脚305的槽嵌合在热靴103的嵌合槽中并滑动时，背面连接器108与连接器308相卡合，内置的多个接点销相互接触，实现电连接。下面，使用图5所示的框图来说明本实施方式的摄像装置的电气结构。在照相机机身100内设有照相机运算控制电路151。该照相机运算控制电路151按照在未图示的非易失性存储器中存储的程序，进行照相机机身100内的总体控制，并且进行与镜头单元200 的通信、与闪光灯单元300的通信、以及图像处理和向记录介质IM记录图像数据等各种控制。并且，如后面所述，照相机运算控制电路151还根据在闪光发光时取得的摄影图像，进行在连续照明下取得的摄影图像的图像修正。即，进行下述的图像处理根据利用后述第1照明单元补充拍摄时的光量而拍摄的图像，修正利用第2照明单元补充拍摄时的光量而拍摄的图像。并且，在照相机机身100内设有电池152。电源电路153与该电池152连接，电源电路153生成用于向照相机机身100内的照相机运算控制电路151等各个部分提供的电源。记录介质巧4与照相机运算控制电路151连接。记录介质IM是闪存等能够改写的非易失性存储器，能够固定地或者装卸自如地配置在照相机机身100内。记录介质IM记录所拍摄到的静态图像和动态图像的数据。摄像元件155与照相机运算控制电路151连接。该摄像元件155是CXD或CMOS等固体摄像元件，取入通过镜头单元200内的镜头201而成像的被摄体像，并输出图像数据。 由摄像元件155等构成连续进行拍摄的摄像单元。在闪光灯单元300内设有闪光灯控制电路311，该闪光灯控制电路311进行闪光灯单元300内的各种控制和闪光灯用电容器的充电，同时响应于来自照相机机身100侧的指示，进行闪光灯的发光控制。与闪光灯控制电路311连接的存储器312例如是EEPROM(ElectricalIy ErasableProgrammable ROM 电可擦可编程只读存储器)等能够以电的方式改写的非易失性存储器。在该存储器312中存储有在进行发光和充电的控制时使用的固定值、调整的常数等。在闪光灯单元300内配置有电池313，电池313与闪光灯控制电路311、充电电路314、 发光电路315等各个部分连接，并提供进行各种动作用的电源。与闪光灯控制电路311及电池313连接的充电电路314是闪光灯用电容器的充电电路，将电池313的电源电压升压为闪光灯发光用的高电压，利用该升压电压对闪光灯用电容器进行充电。与充电电路314和电池313连接的发光电路315按照闪光灯控制电路 311的指示，向氙管317施加高电压以使其开始发光，并且按照闪光灯控制电路311的指示
停止发光。氙管317与发光电路315连接，另外，在氙管317的周围配置有用于使氙管317的闪光会聚的反射伞316。由氙管317、充电电路314、发光电路315等构成第1照明单元。该第1照明单元与摄像单元的连续拍摄联动，利用第1光量对多个帧分别补充拍摄时的光量。 具体地讲，第1照明单元进行发光时间比1帧的拍摄期间短的闪光照明。与闪光灯控制电路311连接的驱动电路318是LED 320的驱动电路，使LED 320 连续发光。在LED 320的周围配置有用于使LED 320连续发出的光会聚的LED用反射伞 319。由LED 320、驱动电路318等构成第2照明单元。该第2照明单元对于第1照明单元未实施的全部帧，利用每1帧的光量比第1照明单元的第1光量少的光量来补充拍摄时的光量。具体地讲，第2照明单元只要能够至少在拍摄期间中以固定的光量进行连续照明即可。另外，在本实施方式中，如图5所示，作为连续发光光源的LED 320的光源是由照相机机身100内的电池152和电源电路153提供的。闪光灯单元300内的热靴脚接点307与照相机机身100内的热靴接点107连接， 由此，照相机运算控制电路151与闪光灯控制电路311能够进行数字数据通信。作为该数字数据通信，例如可以将闪光灯单元300的状态发送到照相机运算控制电路151，照相机运算控制电路151根据接收到的数据和照相机机身100及/或镜头单元200内的数据，向闪光灯控制电路311发送以闪光灯的发光指示为主的各种指示。并且，照相机机身100内的背面连接器108与在闪光灯单元300的热靴脚305上配置的连接器308连接，由此从照相机机身100向LED 320提供驱动电源。下面，使用图6来说明在本实施方式的摄像装置中拍摄动态图像时的照明方法。 图6是示出拍摄动态图像时的照明单元的发光的时序图。在本实施方式中，如图6所示，对每4帧中的1帧实施基于氙管317的闪光发光(Xe发光)的照明(图中的帧1、5)。并且， 对除此之外的3个帧(图中的帧2 4)实施基于LED 320的连续照明(LED发光)的照明。 另外，4帧中的1帧的闪光发光相当于前面叙述的第1照明单元的照明，4帧中的其它3帧的连续照明相当于前面叙述的第2照明单元的照明。并且，在本实施方式中，对于帧1、帧5等进行闪光发光的帧，将摄像元件155的拍摄感光度设定为例如约IS0100的基础感光度。并且，对于帧2 4等进行基于LED 320的连续照明的帧，根据通过照明而得到的被摄体的亮度，设为实现适当曝光的感光度，但在提高感光度也达不到适当水平的情况下，设定为最高感光度，例如IS03200。由氙管317进行的闪光发光是在帧的曝光期间中，在摄像元件155的全部像素发挥作用的时机实施的。与此相对，由LED 320进行的连续照明是在从照射LED 320的光并进行拍摄的帧的曝光开始到曝光结束的期间中实施的。并且，充电电路314中的闪光灯用电容器的充电在进行闪光发光的帧的曝光开始时停止，在进行闪光发光的帧的曝光结束时再次开始。在帧的曝光与曝光之间的时机，由照相机运算控制电路151从摄像元件155进行图像信号的读取，基于所读取的图像信号的图像数据被临时保存在内置于照相机运算控制电路151中的存储器中。按照以上的方式进行照明，同时拍摄动态图像，关于此时的步骤，按照图6所示的时序图来进行说明。首先，利用闪光发光对被摄体进行照明，同时拍摄帧1的图像。因此， 在时刻tll，摄像元件155开始拍摄(曝光)，并且停止充电电路314的闪光灯用电容器的充电。并且，在摄像元件155的全部像素发挥作用的时刻tl2，照相机运算控制电路151向闪光灯控制电路311输出闪光发光开始指示，氙管317进行闪光发光。在到达时刻tl4时，结束摄像元件155的摄像，并且再次开始闪光灯用电容器的充电。然后，在时刻tl5 时刻tl6的期间，从摄像元件155读取图像信号并临时存储。另外， 在时刻tll t21的帧1的期间，LED 320保持熄灭的状态，并且在图示的示例中将拍摄感光度设定为IS0100。在帧1进行闪光发光并取得图像数据，然后在帧2进行基于LED 320的连续照明， 同时取得图像数据。首先，在时刻t21，开始基于LED 320的连续照明，并且开始摄像元件 155的摄像。在到达时刻t22时停止摄像，在时刻t25 时刻U6的期间，读取图像信号并取得图像数据。在帧3、帧4中，与帧2相同地进行拍摄和图像读取。并且在此期间，LED 320 保持连续照明，在图示的示例中，将拍摄感光度设定为IS03200的高感光度。并且，充电电路314中的闪光灯用电容器的充电继续进行。在帧4中，在取得图像数据后，从时刻t51起进入帧5，在此的动作与帧1相同，即进行闪光发光并取得图像数据。以后，交替地反复连续照明的3个帧和闪光发光的1个帧， 进行动态图像摄像。下面，使用图7和图8来说明本实施方式的摄像装置的图像处理。如前面所述，在帧1、5等中，对被摄体照射光量较大的闪光发光，所以能够取得高画质的图像，而在帧2 4 等中，对被摄体照射基于LED 320的光量较少的连续照明光，所以只能取得低画质的图像。 因此，在本实施方式中，使用在进行闪光发光时取得的高画质的图像来修正在进行连续照明时取得的图像。图7 (a)、图7 (bl)、图7 (cl)、图7 (d)、图7 (el)示出在帧1、帧2、帧3、帧5、帧6拍
摄到的图像。另外，在帧4拍摄到的图像与在帧3拍摄到的图像同样，所以被省略，另外对于帧6进行与帧2同样的动作。关于在帧1拍摄到的图7(a)所示的图像、和在帧5拍摄到的图7(d)所示的图像等，由于利用氙管317的闪光发光进行照明，并以噪声较少的低感光度的IS0100进行拍摄，所以是基本上不需进行较大修正的最终图像。另一方面，关于在帧2、3、6拍摄到的图 7 (bl)、图7 (cl)、图7 (el)所示的图像等，由于是利用LED 320的连续照明拍摄的图像，光量不足，所以以高感光度的IS03200进行拍摄。因此，成为颜色的再现性较差、噪声较多的图像。因此，对于图7(bl)、图7(cl)所示的图像，参照此前刚刚拍摄的帧1中的图7(a) 所示的图像，对估计为同一物体的部分进行修正，使在颜色的再现、降低了噪声时的颜色和灰度方面相同。因此，图7(bl)所示的图像在修正之后成为图7(b2)所示的图像，图7(cl) 所示的图像在修正之后，如图7(c2)所示，成为了如下所述的图像在提高颜色的再现性、 降低噪声的同时，修正了颜色的灰度。同样，对于图7(el)所示的图像，参照此前刚刚拍摄的帧5中的图7 (d)所示的图像，对估计为同一物体的部分进行修正，使图7(el)所示的图像在修正之后，如图7(e2)所示，成为了如下所述的图像在提高颜色的再现性、降低噪声的同时，修正了颜色的灰度。最终的动态图像的帧图像成为图7 (a)、图7 (b2)、图7 (c2)、图7 (d)、图7 (e2) · · ·所示的图像， 并被记录在存储介质154中。在进行图7所示的图像的修正的情况下，在各个帧中拍摄到的图像往往移动了些许。因此，在本实施方式中，检测在2帧之间拍摄到的图像的移动矢量，考虑该移动矢量来确定对应的位置。图8是根据轮廓来表示帧1和帧2的图像的移动矢量检测值的图。艮口， 图8(a)是在帧1拍摄到的图像，图8(b)是在帧2拍摄到的图像，图8(c)是将两个图像重合后的图。图8(c)中的箭头表示根据各个部位的轮廓移动检测到的方向和大小。例如，帧 1的图像中的区域Al移动到帧2的图像中的区域A2。下面，使用图9所示的流程图来说明本实施方式的摄像装置的图像噪声和颜色的修正处理。在此，作为示例，说明修正帧2的图像时的流程。另外，该流程由照相机运算控制电路151按照被写入非易失性的存储器中的程序来执行。在结束了帧2的图像的拍摄后，首先判定帧2的噪声是否大(Si)。在此，根据在帧 2拍摄到的图像整体的图像数据来检测噪声量，判定该噪声量是否大于预先确定的值。作为预先确定的值，设为画质较差且不值得欣赏的程度。在步骤Sl的判定结果为帧2的噪声不大的情况下，接着判定帧2的颜色偏差是否大(S》。在此，将进行了闪光摄像的帧1的图像数据与帧2的图像数据进行比较，判定颜色偏差是否不大。即使在步骤Sl的判定结果为噪声较小时，也存在颜色偏差较大的情况，所以在该步骤进行判定。
8
在此，关于噪声大小的判定，例如观察帧2内的预定区域的每个像素的输出水平偏差，并与预先从官能角度设定的偏差值进行比较并判定。关于颜色偏差，例如将帧2内的预定区域的色度与帧1内的预定区域的色度值进行比较，如果存在预定色度值以上的差异，则判定为颜色偏差大。在步骤Sl的判定结果为帧2的噪声大的情况下，或者在步骤S2的判定结果为帧 2的颜色偏差大的情况下，接着从步骤S3开始，进行图像修正。首先，检测帧1的轮廓信息 (S3)，以便进行图像修正，然后检测帧2的轮廓信息(S4)。在检测轮廓信息时，使用图像数据来寻找亮度和颜色的变化较大的部位，将该部位设为轮廓。在检测帧1和帧2的轮廓信息后，接着检测每个区域的移动矢量(SQ，设定针对帧 2的每个细微区域的帧1的参照区域(S6)。在此，将在帧1和帧2拍摄到的图像的轮廓进行比较，并建立关联，按照在图8中说明的那样，对每个细微区域检测帧1和帧2的轮廓的移动矢量。在计算移动矢量时，距轮廓较远的区域是根据周围的轮廓的移动矢量进行插值而计算的。在确定移动矢量后，使用该移动矢量来确定并设定与帧2的细微区域对应的帧 1的参照区域。另外，细微区域是进行图像修正时的单位，因此只要是在利用肉眼进行观察时感觉比较自然的程度的区域尺寸即可。在检测移动矢量、并设定参照区域后，接着修正帧2的图像(S7)。在此，根据在步骤S106中设定的每个区域的移动矢量，对照对应的帧1的细微区域来进行帧2的每个细微区域的颜色调整和噪声去除。在图8的示例中，对照帧1的区域Al的颜色，降低帧2的区域A2的噪声。当在步骤S7生成修正图像后，结束对帧2的修正的流程。在进行对帧2的修正后，然后进行针对帧3的摄像和图像读取，使用该读取出的图像数据和针对帧1的图像，执行与图9所示的流程相同的流程，并生成针对帧3的修正图像。然后，对在LED 320的连续照明下拍摄到的图像进行修正，并生成修正后的动态图像。 将该修正动态图像作为最终的动态图像文件记录在记录介质154中。根据以上的说明，在本发明的第1实施方式的摄像装置中，能够按照每多个帧1次的比例进行闪光发光，在不进行闪光发光的帧中进行充电电路314的补充充电，即使是长时间的动态图像，也能够持续发光。并且，在本实施方式中，在不进行闪光发光的帧中进行基于LED 320的连续照明， 因而能够取得固定水平的图像。并且，在不进行闪光发光的帧中设定较高的拍摄感光度，因而在光量较少的连续照明下也能够得到固定水平的图像。另外，在本实施方式中，将利用闪光发光拍摄的图像作为基础，对没有进行闪光发光的图像的噪声和颜色进行校正。因此，即使是没有进行闪光发光的帧，也能够得到与基于闪光发光的图像大致相同的画质。另外，在本实施方式中，检测图像的轮廓的移动矢量，并确定帧之间的应该对应的区域。因此，能够使用通过闪光发光而取得的图像来对每个区域正确地修正连续照明时的图像。另外，在本实施方式中，从照相机机身100侧提供用于进行连续照明的LED 320的电源。因此，即使在闪光灯单元300的电源正处于闪光灯用电容器的充电状态中且电池负荷较大的情况下，也能够得到足够的电力。并且，由于不会对闪光灯用电容器的充电时间产生影响，所以即使从动态图像切换为静态图像，也能够马上进行闪光发光。
另外，在本实施方式中，被构造成照相机机身100和镜头单元200能够自由装卸， 闪光灯单元300和照相机机身100能够自由装卸。但是，不限于这种方式，也可以构造成 镜头单元200和闪光灯单元300中的至少一方被固定在照相机机身100上而不能装卸。另外，在本实施方式中，将闪光发光的间隔设为每4帧1次，但不限于这种方式，也可以是比4帧多或者少的帧数。尤其在运动较小的情况下，设置更大的间隔也没有问题。并且，也可以检测被摄体的运动，并据此改变闪光发光的间隔。另外，在本实施方式中，进行连续照明的LED 320的电源是从照相机机身100内的电池152提供的。但是，不限于这种方式，也可以从闪光灯单元300内的电池313提供。在这种情况下，由于也从电池313对充电电路314的闪光灯用电容器进行充电，所以优选大容量的电池。下面，使用图10和图11来说明本发明的第2实施方式。在第1实施方式中，在利用LED 320进行连续照明时，在帧2 帧4中从时刻t21到时刻t44连续发光。与此相对， 在第2实施方式中，在帧2 帧4之间，只在摄像元件155进行拍摄(曝光)的期间进行连续发光。本实施方式的结构与图1 图5所示的结构相同，但是与图6所示的时序图及图 9所示的流程图中示出的动作不同，所以以该不同之处为中心进行说明。图10示出本实施方式的时序图。与第1实施方式的不同之处在于，LED 320的发光模式是针对每帧响应于摄像用的曝光开始而点亮，并响应于曝光停止而熄灭。即，在帧2 中，摄像元件155在时刻t21开始拍摄，同时LED 320开始连续发光。并且，在到达时刻t24 时，摄像元件155停止拍摄，同时LED 320停止连续发光。图11示出本实施方式的流程图。关于该流程图，与第1实施方式的情况相同，也列举下述示例进行说明，即由照相机运算控制电路151按照在非易失性的存储器中存储的程序来执行该流程，并将对应于帧2的图像修正为高画质的图像。在图11中，在帧2的摄像结束后，首先检测帧1的轮廓信息(Sll)，然后检测帧2 的轮廓信息(S12)。在此，与第1实施方式的步骤S3、S4相同，在检测轮廓信息时，使用图像数据来寻找亮度和颜色的变化较大的部位，将该部位设为轮廓。然后，检测每个区域的移动矢量(S13)。在此，与第1实施方式的步骤S5相同，将在帧1和帧2拍摄到的图像的轮廓进行比较，并建立关联，对每个细微区域计算帧1和帧2 的轮廓的移动矢量。当在附近没有检测到轮廓的情况下，根据周围的轮廓的移动进行插值来计算。在计算移动矢量后，接着根据移动矢量对帧1的图像进行图像变形，使得与帧2的轮廓吻合(S14)。在此，例如在图8(c)中，使帧1的图像的区域Al移动到帧2的图像的区域A2，在整个画面中进行各个区域的移动，得到变形图像。通过该图像变形，生成画质与帧 1相同且与帧2吻合的图像。在进行图像变形后，接着将从帧1到帧2的亮度的变化反映在变形图像中(S15)。 在此，如果在帧2中具有亮度相对于帧1发生了变化的部分，则调整对应区域的亮度。当在步骤S15中生成修正图像后，结束对帧2的修正的流程。在进行针对帧2的修正后，接着进行针对帧3的摄像和图像读取，使用该读取出的图像数据和针对帧1的图像，执行与图11所示的流程相同的流程，并生成针对帧3的修正图像。然后，对在LED 320的连续照明下取得的图像进行修正，生成修正后的动态图像。将该修正动态图像作为最终的动态图像文件记录在记录介质154中。根据以上的说明，在本发明的第2实施方式的摄像装置中，LED 320的发光模式被设置为只在摄像元件巧5进行拍摄时连续发光，所以与第1实施方式相比，能够降低LED 320的发光功率。并且，在本实施方式中，对于未通过闪光发光进行照明的帧的修正图像，以进行了闪光发光的帧的图像为基础进行变形，因而对于未通过闪光发光进行照明的帧，不需要降低噪声的处理，即使是噪声处理能力低的处理电路也能够应对。并且，关于色调等，也能够提高与进行了闪光发光的帧的一致程度。在其它方面也能够达到与第1实施方式相同的结构的效果。另外，在本实施方式中，在取得帧2的图像数据之后进行的步骤Sll中，检测帧1 的轮廓信息。但是，不限于这种方式，当然也可以在取得帧1的图像数据之后且在取得帧2 的图像数据之前，检测轮廓信息。下面，使用图12来说明本发明的第3实施方式。在第1和第2实施方式中，利用氙管317进行闪光发光，而在第3实施方式中，由进行连续照明的LED 320进行闪光发光。 即，在本实施方式中，LED 320、驱动电路318等也兼做第1照明单元。本实施方式的结构与图1 图5所示的结构相同，但图6所示的时序图不同，因而以该不同之处为中心进行说明。图12是本实施方式的时序图，在本实施方式中，在帧1中进行闪光发光，在帧2 4中利用LED 320进行连续照明。但是，关于帧1中的闪光发光，是在时刻til 时刻tl3的期间，由LED 320在短时间的期间内以高亮度进行闪光发光。并且，在帧5中，在时刻t51 时刻t53的短时间的期间内，由LED 320以高亮度进行闪光发光。另外，时刻tl3、时刻t53 可以比图6中的时刻tl2、时刻t52早或者晚。LED 320的闪光发光是这样实现的，即将氙管317用的充电电路314的闪光灯用电容器的电荷注入LED 320，使LED 320在短时间内以高亮度进行发光。另外，关于LED 320 的闪光发光，除了闪光灯用电容器之外，也可以配置另外的电容器，并利用该电容器。并且， 在电源充裕的情况下，也可以直接从电源流过大电流，而不使用电容器的充电电流。根据本发明的第3实施方式，在不需要像氙管317的闪光发光那样的光量的情况下，控制比较简单，能量效率良好，并且发热少，所以适合于拍摄长时间的动态图像。在其它方面也能够达到与第1及第2实施方式相同的结构的效果。另外，在本实施方式中，在帧2 4中，LED 320与第2实施方式相同，只在拍摄期间进行连续照明，但也可以与第1实施方式相同，在帧2 4之间进行连续照明。并且，本实施方式是第1实施方式的照明方法的变形例，所以图像处理执行与第1实施方式相同的图9所示的流程图，但也可以执行图11所示的流程图。下面，使用图13来说明本发明的第4实施方式。在第1 第3实施方式中，利用 LED 320进行连续照明，而在第4实施方式中，由进行闪光发光的氙管317进行连续照明。 即，在本实施方式中，氙管317、充电电路314、发光电路315等也兼做第2照明单元。本实施方式的结构与图1 图5所示的结构相同，但图6所示的时序图不同，因而以该不同之处为中心进行说明。图13是本实施方式的时序图，在本实施方式中，在帧1中利用氙管317进行闪光发光，并在帧2 4中进行连续照明。但是，帧2 4中的连续照明(时刻t21 时刻t24、 时刻t31 时刻t34、时刻t41 时刻t44)是通过氙管317并按照所谓闪光灯的平坦发光来进行的。平坦发光是这样的发光方式使氙管317开始发光，在开始之后以极短的周期反复地接通和断开流过氙管317的电流，由此使氙管317连续进行微小发光，在实质上进行连续发光。根据本发明的第4实施方式，利用氙管317的平坦发光来进行连续照明，因而能够得到光量较大的连续照明。因此，对于时间比较短却需要较多的连续发光的光量的、远距离被摄体的情况比较有效。并且，在本实施方式中，不需要LED 320。因此，能够实现闪光灯单元300的小型化。在其它方面也能够达到与第1 第3实施方式相同的结构的效果。另外，本实施方式是第1实施方式的照明方法的变形例，所以图像处理与第1实施方式相同， 执行图9所示的流程图，但也可以执行图11所示的流程图。根据以上的说明，在本发明的各个实施方式中，具有第1照明单元(例如氙管 317、充电电路314、发光电路315等)，其与包括摄像元件155等的摄像单元的连续拍摄联动，对每多个帧中的一个帧(例如帧1、6)利用第1光量(闪光发光)来补充拍摄时的光量； 以及第2照明单元(例如LED 320、驱动电路318等)，其对于未由第1照明单元进行照明 (闪光发光)的全部帧(例如帧2 5)，利用比第1光量(闪光发光)少的光量且通过连续照明来补充拍摄时的光量，把利用第1照明单元的照明(闪光发光)补充拍摄时的光量而拍摄到的图像作为基准，对通过光量不足的连续发光(第2照明单元的照明)而拍摄到的图像进行修正。因此，即使是在较暗的场所，也能够以良好的画质进行拍摄，而且照明所需要的电力较小，不必担心照明部过热。另外，在本发明的各个实施方式中，摄像装置被构造成能够在照相机机身100上自由地装卸镜头单元200，但不限于这种方式，也可以构造成将镜头单元固定在照相机机身 100上而不能进行装卸。并且，将闪光发光的间隔设为每4帧1次，但是间隔不限于这种方式。在运动较小的情况下，即使扩大间隔也没有问题。也可以检测被摄体的运动，并根据该检测结果来改变闪光发光的间隔。另外，对利用第2照明单元来拍摄到的图像全部进行了修正，但也可以只对一部分图像进行修正。并且，在本发明的各个实施方式中，闪光灯单元300的电源被配置在内部，但也可以是配置在闪光灯单元300的外部的单独电源。并且，也可以只利用来自照相机机身100 的电源供给来进行动作。另外，LED还可以利用闪光灯单元300的电源来进行动作。另外，在本发明的各个实施方式中，配置了氙管317和LED 320，但氙管317也可以是其它的闪光放电管，LED 320也可以是其它的半导体发光元件等能够连续发光的元件。并且，在本实施方式中，作为摄像用的设备，使用数字照相机进行了说明，但照相机也可以是数字单反照相机、紧凑数字照相机，还可以是内置于手机和便携式信息终端 (PDA Personal Digital Assist)、游戏设备等中的照相机。无论是哪种照相机，只要是能够拍摄动态图像的摄像装置，就能够适用本发明。本发明不限于上述实施方式，在实施阶段中，可以在不脱离本发明宗旨的范围内将构成要素进行变形并具体实施。并且，根据上述实施方式公开的多个构成要素的适当组合，也能够形成各种发明。例如，可以删除实施方式公开的全部构成要素中的几个构成要素。另外，还可以将不同实施方式中的构成要素进行适当组合。
权利要求
1.一种摄像装置，其与连续拍摄联动地补充拍摄时的光量，该摄像装置具有摄像单元，其连续地进行拍摄；第1照明单元，其与所述摄像单元的连续拍摄联动，对于预定的多个帧中的1帧，利用第1光量来补充拍摄时的光量；第2照明单元，其对于未由所述第1照明单元进行照明的帧，利用每1帧的光量比所述第1光量少的光量来补充拍摄时的光量；以及图像处理单元，其根据利用所述第1照明单元补充拍摄时的光量而拍摄到的图像，修正利用所述第2照明单元补充拍摄时的光量而拍摄到的图像。
2.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，所述第1照明单元进行发光时间比1帧的拍摄期间短的闪光照明，所述第2照明单元至少在拍摄期间中以固定的光量进行连续照明。
3.根据权利要求2所述的摄像装置，其中，所述第1照明单元利用氙管进行闪光照明，所述第2照明单元利用LED进行连续照明。
4.根据权利要求2所述的摄像装置，其中，所述第1照明单元利用LED进行闪光照明，所述第2照明单元利用LED进行连续照明。
5.根据权利要求2所述的摄像装置，其中，所述第1照明单元利用氙管进行闪光照明，所述第2照明单元利用氙管的平坦发光来进行连续照明。
6.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，所述图像处理单元根据利用所述第1照明单元补充拍摄时的光量而拍摄到的图像，使利用所述第2照明单元补充拍摄时的光量而拍摄到的图像的画质成为相同画质。
7.一种摄像方法，与连续拍摄联动地补充拍摄时的光量，该摄像方法包括摄像步骤，与所述连续拍摄联动，对于多帧中的1帧，由第1照明单元利用第1光量来补充拍摄时的光量，对于未由该第1照明单元进行照明的帧，利用每1帧的光量比所述第1 光量少的光量来补充拍摄时的光量；以及图像处理步骤，根据利用所述第1照明单元补充拍摄时的光量而拍摄到的图像，修正利用所述第2照明单元补充拍摄时的光量而拍摄到的图像。
全文摘要
本发明提供摄像装置和摄像方法。该摄像装置具有照明单元，即使是在较暗的场所，也能够以良好的画质进行拍摄，而且照明所需要的电力较少，不必担心照明部过热。摄像装置具有摄像元件(155)，其能够通过连续地拍摄来进行动态图像的拍摄；氙管(317)，其与摄像元件(155)的动态图像的拍摄联动，对每多个帧中的一个帧(帧1、5)，利用闪光发光来补充拍摄时的光量；LED(320)，其对于未由氙管(317)进行闪光发光的帧(帧2～4)，利用每单位时间的光量比闪光发光少的光量且通过连续照明来补充拍摄时的光量；以及照相机运算控制电路(151)，其根据通过闪光发光拍摄的图像，对通过连续照明拍摄的图像进行修正。
文档编号G03B15/05GK102238322SQ20111011206
公开日2011年11月9日 申请日期2011年4月29日 优先权日2010年5月7日
发明者大久保光将 申请人:奥林巴斯映像株式会社