JP2008141370A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】撮像装置において、簡易な構成で手ぶれを防止すると共に、コストダウンを図る。
【解決手段】撮像装置は、被写体からの光を受光して電気信号に変換する撮像素子と、撮像動作させるための引き金であるシャッターボタンと、装置各部を制御する制御部を備える。シャッターボタンが押下されたとき、制御部は、撮像素子により撮像された画像データを取得し（Ｓ２１）、取得した画像データのうち、その注目領域が時系列において同一方向に変位した画像データを、手ぶれにより注目領域が変位した画像データとみなして、これらの画像データを抽出する（Ｓ２２）。制御部は、抽出した画像データの変位の変化から、手ぶれ周期を算出し（Ｓ２３）、算出結果に基づいて、手ぶれの影響が最も少なくなるタイミングのときに撮像を実行する。
【選択図】図６

Description

本発明は、撮像装置に関し、特に手ぶれの影響の少ない画像を得る技術に関する。

従来、デジタルカメラは、一定時間の間、被写体からの光を撮像素子に受光させて撮像する。そのため、撮像中にユーザがデジタルカメラを動かした場合、被写体からの光が撮像素子にずれて受光されるため、撮像した画像データがぶれて写る、所謂「手ぶれ」現象が発生することがある。

上記問題に対して、特許文献１は、手ぶれを検出するために、角速度センサと、このセンサを制御する回路とを備えるカメラを開示している。しかし、このカメラは、角速度センサ等を備える必要があるため、コストダウンを図ることが難しいという問題がある。また、特許文献２は、時系列的に撮像した画像データから手ぶれによるずれを検出し、検出した手ぶれ度合いに基づいてシャッタースピードを調節するカメラを開示している。しかし、この文献には、手ぶれ周期を算出して手ぶれを防止する概念は示されていない。

特許文献３は、手ぶれ量を検出するために光学式センサが設けられたカメラを開示している。しかし、このカメラは、光学式センサを設ける必要があるため、コストダウンを図ることが難しいという問題がある。特許文献４は、２回連続して撮像した画像データから手ぶれ補正した画像を生成するカメラを開示している。しかし、この文献には、手ぶれ周期を算出して手ぶれを防止する概念は示されていない。特許文献５は、屋外に設置されたカメラに対する風等による周期的な揺れ量を算出し、この揺れを軽減する方向に向きを変えることができるカメラを開示している。しかし、この発明は、静止画像のぶれを防止するためのものではない。
特開平３−２７３２２１号公報 特開２００６−１０６４８９号公報 特開平７−４３８０３号公報 特開２００２−２５８３５１号公報 特開２００３−１０１８６３号公報

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、簡易な構成で手ぶれを防止することができると共に、コストダウンを図ることができる撮像装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１の発明は、被写体からの光を受光して電気信号に変換する撮像素子と、前記撮像素子により変換された電気信号を画像データに変換するための画像データ変換手段と、前記画像データ変換手段により変換された画像データや各種のメッセージを表示するための表示手段と、ユーザにより操作されるシャッターボタンと、手ぶれ防止モードのオン／オフ状態の切り替えに用いられる手ぶれ防止モード切り替えボタンとを有する操作手段と、装置各部を制御するための制御手段とを備える撮像装置において、前記シャッターボタンが押下されたか否かを検出するシャッターボタン状態検出手段と、前記手ぶれ防止切り替えボタンにより手ぶれ防止モードがオン状態にされているときに、前記シャッターボタン状態検出手段により、前記シャッターボタンが押下されたことを検出したとき、前記画像データ変換手段により変換された各画像データにおける注目領域の変位とこれらの画像データの取得時刻とから手ぶれ周期を算出する手ぶれ周期算出手段と、前記手ぶれ周期算出手段により算出された前記手ぶれ周期を基に、手ぶれの影響の最も少ない時に撮像を行うように撮像タイミングを制御する撮像タイミング制御手段とをさらに備えるものである。

請求項２の発明は、被写体からの光を受光して電気信号に変換する撮像素子と、前記撮像素子により変換された電気信号を画像データに変換するための画像データ変換手段と、ユーザにより操作されるシャッターボタンを有する操作手段と、装置各部を制御するための制御手段とを備える撮像装置において、ユーザによりシャッターボタンが押下されたとき、前記画像データ変換手段により変換された各画像データにおける注目領域の変位とこれらの画像データの取得時間とから手ぶれ周期を算出する手ぶれ周期算出手段と、前記手ぶれ周期算出手段により算出された前記手ぶれ周期を基に、手ぶれの影響の最も少ない時に撮像を行うように撮像タイミングを制御する撮像タイミング制御手段とをさらに備えるものである。

請求項３の発明は、請求項２に記載の撮像装置において、前記シャッターボタンが押下されたか否かを検出するシャッターボタン状態検出手段をさらに備え、前記手ぶれ周期算出手段は、前記シャッターボタン状態検出手段により、前記シャッターボタンが押下されたことを検出したとき、手ぶれ周期を算出するものである。

本発明によれば、制御手段が、算出した手ぶれ周期を基に、手ぶれの影響の最も少ない時に撮像を行うように撮像タイミングを制御するので、手ぶれを補正するための光学系機構や手ぶれ防止のための部材を撮像装置に組み入れることなしに、手ぶれを防止することができる。そのため、簡易な構成で手ぶれを防止することができ、コストダウンを図ることができる。

以下、本発明の一実施形態について、図１、及び図２を参照して説明する。図１（ａ）は、本実施形態に係る撮像装置１の前面を示し、図１（ｂ）は、撮像装置１の背面を示す。図２は、撮像装置１の内部構成を示す。撮像装置１は、夜間や室内で撮像を行うことができるようにストロボ光を発光するストロボ装置１１と、被写体を撮像するための撮像ユニット１２と、撮像した画像や各種のメッセージを表示するためのＬＣＤ１４（表示手段）と、撮像装置１を操作するためのボタン等を有する操作部１０（操作手段）と、手ぶれ防止準備が完了した旨を知らせるための手ぶれ防止ランプ１７と、手ぶれ周期解析中である旨を知らせるための手ぶれ周期解析ランプ１８と、装置各部を制御する制御部１９（制御手段）とを備える。

撮像ユニット１２は、被写体からの光を受光して電気信号に変換する撮像素子２１と、撮像素子２１への光の入射を制御するために開閉動作するシャッター２２と、撮像ユニット１２の各部を動作させるための撮像ユニット駆動部２３とを有する。操作部１０は、装置各部を操作するための操作ボタン１５と、手ぶれ防止モードのオン／オフ設定を行うための手ぶれ防止モード切り替えボタン１６と、シャッター２２を開閉動作させるための引き金であるシャッターボタン１３とを備える。シャッターボタン１３は、押下状態が２段階になっており、詳細は後述する。

制御部１９は、請求項における画像データ変換手段、シャッターボタン状態検出手段、手ぶれ周期算出手段、及び撮像タイミング制御手段として機能する。撮像装置１の前面には、図１（ａ）に示すように、ストロボ装置１１と、撮像ユニット１２とが設けられ、背面には、図１（ｂ）に示すように、ＬＣＤ１４と、操作ボタン１５と、手ぶれ防止モード切り替えボタン１６と、手ぶれ防止ランプ１７と、手ぶれ周期解析ランプ１８とが設けられている。また、撮像装置１の上面には、図１（ａ）（ｂ）に示すように、シャッターボタン１３が設けられている。

次にシャッターボタン１３の動作手順について、図３、及び図４を参照して説明する。図３は、ユーザによる撮像装置１の使用状態を示し、図４は、シャッターボタン１３の押下状態を示す。ユーザは、図３に示すように、手３の人差し指３１でシャッターボタン１３を押下し、残りの指で撮像装置１を支えることが多い。そのため、手３を動かすことによって撮像装置１の位置が動き、手ぶれの原因となる。なお、人間の体は周期的なぶれがあることが知られている。

シャッターボタン１３は、上述したように、押下状態が２段階になっている。シャッターボタン１３が押下されていないときは、図４（ａ）に示すような状態であり、シャッターボタン１３の１段階目の押下状態は、図４（ｂ）に示すような状態である。本明細書ではこの状態を「半押し」と言う。シャッターボタン１３の２段階目の押下状態は、図４（ｃ）に示すような状態であり、本明細書ではこの状態を「全押し」という。シャッターボタン１３が半押しされたとき、撮像ユニット駆動部２３が動作して被写体に不図示の光学系の焦点（ピント）を合わせる。その後、シャッターボタン１３を全押しすると、上記の光学系の焦点位置を維持したまま、撮像が行われる。

次に、撮像時の撮像装置１の動作について、図５を参照して説明する。ここでは、手ぶれ防止モード切り替えボタン１６が予めオンに設定されており、手ぶれ防止モードがオン状態であるものとする。制御部１９は、シャッターボタン１３が半押しされたか否かの検出を行い（Ｓ１）、ユーザによりシャッターボタン１３が半押しされたことを検出すると（Ｓ２でＹＥＳ）、手ぶれ周期解析処理を行う（Ｓ３）。手ぶれ周期解析処理の詳細については後述する。

上記Ｓ３の処理が完了した場合（Ｓ４でＹＥＳ）、制御部１９は、手ぶれ防止ランプ１７を点灯させた後（Ｓ５）、シャッターボタン１３が全押しされたか否かの検出を行う（Ｓ６）。シャッターボタン１３が全押しされた場合（Ｓ７でＹＥＳ）、制御部１９は、上記Ｓ３で求めた解析結果に基づいて、手ぶれの影響が最も少なくなるタイミングを判断し（Ｓ８）、このタイミングとなった時（Ｓ９でＹＥＳ）、撮像を実行する（Ｓ１０）。上記Ｓ６で、シャッターボタン１３が全押しされなかった場合（Ｓ７でＮＯ）、上記Ｓ１以降の処理を行う。

一方、上記Ｓ４において手ぶれ周期解析処理が完了していない場合、制御部１９は、手ぶれ周期解析ランプ１８を点灯させた後（Ｓ１１）、シャッターボタン１３が全押しされたか否かの検出を行う（Ｓ１２）。ユーザによりシャッターボタン１３が全押しされたことを検出すると（Ｓ１３でＹＥＳ）、制御部１９は、手ぶれ周期解析処理を完了すると共に手ぶれ周期解析ランプ１８を消灯させた後（Ｓ１４）、手ぶれ防止ランプ１７を点灯させ（Ｓ１５）、上記Ｓ８以降の処理を行う。

次に、上記手ぶれ周期解析処理の詳細について、図６乃至図８を参照して説明する。制御部１９は、図６に示すように、撮像素子２１により撮像された画像データを取得し（Ｓ２１）、取得した各画像データの注目領域の変位と、これらの画像データの取得時刻とから、注目領域の時間に伴う変位を抽出し（Ｓ２２）、抽出した動きベクトルの変位量の時間変化から、手ぶれ周期を算出する（Ｓ２３）。

上記Ｓ２２における注目領域の時間に伴う変位の抽出について、図７を参照して詳細に説明する。画像データにおける注目領域５１ａ〜５１ｄの検出は、図７に示すように、ＬＣＤ１４に表示される画像データの四隅で行われる。注目領域５１ａ〜５１ｄは、この四隅における領域４１ａ〜４１ｄ内の画像中の注目点、特徴的パターン、又は画像の輪郭等であり、この注目領域５１ａ〜５１ｄが時系列において同一方向に変位したとき、制御部１９は、手ぶれしたものと判断する。一方、注目領域５１ａ〜５１ｄのすべてが時系列において同一方向に変位していないとき、制御部１９は、変位した注目領域に結像している被写体が動いたものと判断する。具体的には、注目領域５１ａのみが時系列的に変位したとき、制御部１９は、注目領域５１ａに結像している被写体が動いたものと判断する。なお、ここでは画像データの四隅における領域４１ａ〜４１ｄ内のそれぞれの画像中に注目領域５１ａ〜５１ｄがある場合を示したが、これに限られず、任意の数の注目領域があってもよい。注目領域は、画像データの隅の領域内に限られず、画像データにおける任意の位置であってよい。

上記Ｓ２３における手ぶれ周期の算出について、図８を参照して説明する。図８は、算出した手ぶれ周期の例を示し、縦軸が手ぶれによる画像の変位、横軸が時間を示す。図８に示すような周期のとき、手ぶれによる画像の変位が最も少なくなるのは、時間Ｔｋ（ただし、ｋ＝１、２、・・・、ｎ）のときである。そのため、前出の図５におけるＳ８において、制御部１９は、手ぶれの影響の最も少ない時、つまり、現在の時間が、時間Ｔｋに相当する時間か否かの判断を行い、これに相当する時に、撮像を行う。

上記のように、本発明の一実施形態に係る撮像装置１によれば、制御部１９が、算出した手ぶれ周期を基に、手ぶれの影響の最も少ない時に撮像を行うように撮像タイミングを制御するので、手ぶれを補正するための光学系機構や手ぶれ防止のための部材等を撮像装置１に組み入れることなしに、手ぶれを防止することができる。そのため、撮像装置１は、簡易な構成で手ぶれを防止することができ、コストダウンを図ることができる。

なお、上記実施形態では、シャッターボタン１３を半押ししたとき、手ぶれ周期解析処理を行う例を示したが、これに限られず、シャッターボタン１３を全押ししたとき、手ぶれ周期解析処理を行ってもよい。また、シャッターボタン１３を半押ししたときに、手ぶれ周期解析処理を開始し、シャッターボタン１３を全押しした後も手ぶれ周期解析処理を継続してもよい。

（ａ）と（ｂ）とは、本発明の一実施形態に係る撮像装置の正面図と背面図。 上記撮像装置の内部構成を示すブロック図。 上記撮像装置の使用状態を示す説明図。 （ａ）（ｂ）（ｃ）はそれぞれ上記撮像装置のシャッターボタンの動作状態を示す図。 上記撮像装置における撮像動作処理を示すフローチャート。 上記撮像動作処理における手ぶれ周期解析処理を示すフローチャート。 上記手ぶれ周期解析処理における画像データの注目領域を示す説明図。 上記手ぶれ周期解析処理における手ぶれ周期を示す図。

符号の説明

１ 撮像装置
１０ 操作部（操作手段）
１３ シャッターボタン
１４ ＬＣＤ（表示手段）
１５ 操作ボタン（操作手段）
１６ 手ぶれ防止モード切り替えボタン
１８ 制御部（画像データ変換手段、シャッターボタン状態検出手段、手ぶれ周期算出手段、撮像タイミング制御手段、制御手段）
２１ 撮像素子
５１ａ 注目領域
５１ｂ 注目領域
５１ｃ 注目領域
５１ｄ 注目領域

Claims (3)

1. 被写体からの光を受光して電気信号に変換する撮像素子と、
   前記撮像素子により変換された電気信号を画像データに変換するための画像データ変換手段と、
   前記画像データ変換手段により変換された画像データや各種のメッセージを表示するための表示手段と、
   ユーザにより操作されるシャッターボタンと、手ぶれ防止モードのオン／オフ状態の切り替えに用いられる手ぶれ防止モード切り替えボタンとを有する操作手段と、
   装置各部を制御するための制御手段とを備える撮像装置において、
   前記シャッターボタンが押下されたか否かを検出するシャッターボタン状態検出手段と、
   前記手ぶれ防止切り替えボタンにより手ぶれ防止モードがオン状態にされているときに、前記シャッターボタン状態検出手段により、前記シャッターボタンが押下されたことを検出したとき、前記画像データ変換手段により変換された各画像データにおける注目領域の変位とこれらの画像データの取得時刻とから手ぶれ周期を算出する手ぶれ周期算出手段と、
   前記手ぶれ周期算出手段により算出された前記手ぶれ周期を基に、手ぶれの影響の最も少ない時に撮像を行うように撮像タイミングを制御する撮像タイミング制御手段とをさらに備えることを特徴とする撮像装置。
2. 被写体からの光を受光して電気信号に変換する撮像素子と、
   前記撮像素子により変換された電気信号を画像データに変換するための画像データ変換手段と、
   ユーザにより操作されるシャッターボタンを有する操作手段と、
   装置各部を制御するための制御手段とを備える撮像装置において、
   ユーザによりシャッターボタンが押下されたとき、前記画像データ変換手段により変換された各画像データにおける注目領域の変位とこれらの画像データの取得時間とから手ぶれ周期を算出する手ぶれ周期算出手段と、
   前記手ぶれ周期算出手段により算出された前記手ぶれ周期を基に、手ぶれの影響の最も少ない時に撮像を行うように撮像タイミングを制御する撮像タイミング制御手段とをさらに備えることを特徴とする撮像装置。
3. 前記シャッターボタンが押下されたか否かを検出するシャッターボタン状態検出手段をさらに備え、
   前記手ぶれ周期算出手段は、前記シャッターボタン状態検出手段により、前記シャッターボタンが押下されたことを検出したとき、手ぶれ周期を算出することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。

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