JP2003224762A - デジタルカメラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 長焦点のレンズが使用可能なデジタルカメラ
において、高品質の撮影画像を得る。 【解決手段】 電荷蓄積時間演算部３１で、被写体の輝
度情報に応じて撮影に適した電荷蓄積時間を演算する。
焦点距離演算部３３で、ズームエンコーダ４０の出力信
号に基づいて撮影光学系１０の焦点距離を演算する。連
写枚数演算部３２で、電荷蓄積時間演算部３１から出力
される電荷蓄積時間と焦点距離演算部３３から出力され
る焦点距離とに基づいて、ＲＯＭ５０の連写枚数テーブ
ルを参照し、連写枚数を算出する。駆動回路６０は連写
枚数に基づいて撮像板２０を駆動し、複数の撮影画像を
取得する。コントラスト演算部３４で、複数の撮影画像
のうちコントラスト値の最も高い撮影画像を選出し、記
録媒体８０に記録する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、長焦点距離のレン
ズの使用が可能なデジタルカメラに関する。

【０００２】

【従来の技術】カメラを手持ちで撮影する場合、像ぶれ
が発生することがある。これは撮影中の撮影者の手振れ
等に起因してフィルム面や固体撮像素子の受光領域上に
結像する像がぶれる現象であり、現像された写真や記録
媒体から再生される画像により像ぶれが発生したことが
確認される。このような像ぶれの原因がほとんどの場
合、撮影者の手振れによるものであることを考えると、
撮影光学系の焦点距離が長いほど、またフィルムの露光
時間や撮像素子の電荷蓄積時間が長いほど、像ぶれの発
生確率は高くなる。

【０００３】一般に、３５ｍｍフィルカメラの場合、シ
ャッタ速度（露光時間）が撮影光学系の焦点距離の逆数
より速ければ、像ぶれ写真になる確率は無視できるほど
低くなることが経験上知られている。例えば、撮影レン
ズの焦点距離が６０ｍｍ（ミリメートル）であればシャ
ッタ速度を１／６０秒より速く設定し、焦点距離が２５
０ｍｍであればシャッタ速度を１／２５０秒より速く設
定して撮影すれば、像ぶれを起こす確率は極めて小さく
なる。

【０００４】近年、デジタルカメラの分野では、デジタ
ルカメラを双眼鏡に付加したものや、交換望遠レンズの
使用が可能なデジタルカメラ等、長焦点のレンズを使用
して撮影する場合が多くなってきている。このようなデ
ジタルカメラで撮影された画像において像振れが発生す
る確率は、上述のように高くなる可能性がある。尚、デ
ジタルカメラにおいて、フィルムカメラにおけるシャッ
タ速度（露光時間）は撮像板の電荷蓄積時間に対応す
る。この電荷蓄積時間は、純電子的に、すなわち撮像板
の固体撮像素子の駆動を制御することにより制御される
場合と、フィルムカメラと同様、機械的シャッタを設け
て制御される場合とがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述のような像振れを
防止するため、所定の条件下において像振れ発生の可能
性を使用者に報知する警告機能や像振れ補正機能を備え
たカメラが既に知られている。警告機能付のカメラで
は、撮影レンズの焦点距離との相対的関係に基づいてシ
ャッタ速度が遅いと判定されると使用者に像振れ発生の
可能性が高いことが警告される。また、像振れ補正機能
を備えるカメラにおいては、角速度センサでカメラのぶ
れを検出し、このぶれが相殺されるよう、撮影光学系の
一部に介在させた補正光学系を駆動することにより、像
振れが補正される。

【０００６】ところが、警告機能付のカメラでは、像振
れ発生の確率が高いことは報知されるものの、像振れそ
のものは防止されない。また、像振れ補正機能付のカメ
ラは、本来の撮影機能のための部材の他に、角速度セン
サ、補正光学系、補正光学系の駆動装置等を搭載しなけ
ればならないため、カメラの価格が高騰するという問題
がある。

【０００７】本発明は以上の問題を解決するものであ
り、長焦点による撮影が可能なデジタルカメラにおい
て、像ぶれの発生していない写真を得ることを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係るデジタルカ
メラは、撮像素子における電荷蓄積時間を制御する電荷
蓄積時間制御手段と、撮影光学系の焦点距離と、電荷蓄
積時間制御手段により決定される電荷蓄積時間とに基づ
いて、連写枚数を決定する連写枚数演算手段と、連写枚
数演算手段により決定された連写枚数に応じて複数の撮
影画像を撮影する連写手段と、複数の撮影画像の中から
最も像振れの小さい撮影画像を選出する画像選出手段と
を備えることを特徴とする。

【０００９】好ましくは、画像選出手段は、複数の撮影
画像のそれぞれのコントラスト値を算出するコントラス
ト算出手段を有し、コントラスト算出手段により求まる
コントラスト値のうち最も高いコントラスト値を有する
撮影画像を選出する。

【００１０】コントラスト算出手段は、例えば、撮影画
像を構成する全体または一部領域の画素のうち第１の方
向において隣接する画素の輝度値の差分の絶対値の総和
と、第１の方向と直交する第２の方向において隣接する
画素の輝度値の差分の絶対値の総和とを合計することに
よりコントラスト値を算出する。

【００１１】本発明によれば、撮影光学系の焦点距離と
撮像素子の電荷蓄積時間とに基づいて連写枚数が決定さ
れ、連写された複数の撮影画像の中からコントラストの
最も高い撮影画像が選出される。したがって、長焦点の
レンズが使用可能なデジタルカメラであっても、像振れ
防止のための特別な装置を搭載することなく、高品質の
撮影画像を得ることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は、本発明に係る実施形態が
適用されるデジタルカメラのブロック図である。図１の
デジタルカメラはズームレンズを有する例である。被写
体からの反射光は撮影光学系１０を介してＣＣＤ（Char
ge Coupled Device）等の撮像素子を備える撮像板２０
に結像される。被写体の光学像は撮像板２０においてデ
ジタル画像データに光電変換され、ライブ出力としてＣ
ＰＵ３０の電荷蓄積時間演算部３１に入力される。電荷
蓄積時間演算部３１では、撮像板２０のライブ出力に基
づいて被写体の輝度情報を算出し、この輝度情報に応じ
て撮影に適した電荷蓄積時間を演算する。この電荷蓄積
時間は連写枚数演算部３２に出力される。尚、撮影者の
マニュアル操作により電荷蓄積時間が設定された場合、
その電荷蓄積時間が連写枚数演算部３２に入力される。

【００１３】ズームエンコーダ４０は、撮影光学系１０
のズームレンズ鏡筒内に固定されたパターン接点であ
り、ズーム操作環が手動操作されるとズーム操作環に固
定されたブラシがこのパターン上を摺動する。その結
果、マニュアルで設定される焦点距離に応じたデジタル
信号がズームエンコーダ４０から出力される。ＲＯＭ５
０には、このズームエンコーダ４０の出力信号と焦点距
離との対応を示す焦点距離テーブルが記録されている。
ＣＰＵ３０の焦点距離演算部３３は、ズームエンコーダ
４０の出力信号とＲＯＭ５０の焦点距離テーブルに基づ
いて焦点距離を演算する。焦点距離は連写枚数演算部３
２に入力される。

【００１４】また、ＲＯＭ５０には、電荷蓄積時間と撮
影光学系１０の焦点距離の組合せと必要連写枚数との対
応を示す連写枚数テーブルが記録されている。連写枚数
テーブルの一例を以下に示す。

【００１５】

【表１】

【００１６】表１に示す連写枚数テーブルは、撮影光学
系１０として６倍ズームレンズが用いられる場合のデー
タ例である。連写枚数は、電荷蓄積時間と焦点距離との
組合せにより決定される。電荷蓄積時間が焦点距離の逆
数より短い場合、連写枚数は「１」に設定されている。
一方、電荷蓄積時間が焦点距離の逆数より長い場合、電
荷蓄積時間が長くなるほど連写枚数は多くなるよう設定
されている。例えば、焦点距離が３００ｍｍのとき、電
荷蓄積時間が焦点距離の逆数より短い場合、すなわち１
／５００ｓｅｃ若しくは１／３５０ｓｅｃの場合、連写
枚数は「１」に設定され、電荷蓄積時間が焦点距離の逆
数より長い場合、すなわち１／２５０ｓｅｃ以上の場
合、電荷蓄積時間が長くなるほど連写枚数の数は多く設
定され、特に１／３０ｓｅｃ〜１／１５ｓｅｃの場合、
連写枚数は「８」に設定されている（連写枚数テーブル
の第１行参照）。

【００１７】この連写枚数テーブルのデータは、デジタ
ルカメラを用いて複数の被験者により予め行われる実写
試験の結果に基づいて決定されている。例えば、所定の
電荷蓄積時間および所定の焦点距離のもと、像振れが発
生していない写真が少なくとも１枚は得られる確率が約
９０％以上となった枚数を、その電荷蓄積時間と焦点距
離の組合せにおける連写枚数とする。

【００１８】尚、連写枚数の最大値は「８」となってい
る。上述のように、電荷蓄積時間が長いほど連写枚数は
多いほうが理想的ではある。しかしながら、連写枚数が
多くなりすぎると１ショット当たりの撮影時間が長くな
り、撮影者にとって使い勝手が悪くなる可能性がある。
そこで、本実施形態はこの点を考慮し、最高連写枚数を
「８」に制限している。

【００１９】連写枚数演算部３２では、入力される電荷
蓄積時間と撮影光学系１０の焦点距離とに基づいて上述
の連写枚数テーブルを検索し、連写枚数を取得する。

【００２０】電荷蓄積時間演算部３１で演算された電荷
蓄積時間と、連写枚数演算部３２で演算される連写枚数
に関する情報は、駆動回路６０に入力される。駆動回路
６０はこれらの情報に基づいて撮像板２０を駆動する。
その結果、演算された電荷蓄積時間で撮影された、連写
枚数分の撮影画像のデジタル画像データが撮像板２０か
ら出力され、バッファメモリ７０に格納される。

【００２１】ＣＰＵ３０のコントラスト演算部３４で
は、バッファメモリ７０に格納されている連写枚数分の
全撮影画像のデジタル画像データから輝度情報を抽出
し、輝度情報に基づいて各撮影画像のコントラスト値を
算出する。そして、どの撮影画像が最も高いコントラス
ト値を有しているか画像処理部３５へ出力する。画像処
理部３５では、コントラストの最も高い撮影画像のデジ
タル画像データをバッファメモリ７０から読み出し、所
定の画像処理を施した後、画像記録媒体８０へ記録す
る。

【００２２】図２は、１枚分の撮影画像の画素の並びを
概念的に示す図である。図２を用いて、コントラスト演
算部３４におけるコントラスト値の演算について説明す
る。１枚の撮影画像は、横方向にｍ＋１個、縦方向にｎ
＋１個に格子状に配設された、（ｍ＋１）×（ｎ＋１）
個の画素で構成されている。コントラスト演算部３４に
おいて、バッファメモリ７０から読み出されたデジタル
画像データから抽出される各画素の輝度情報は、配列形
式の変数Ｂ（ｘ，ｙ）に格納されている。添字のｘおよ
びｙは、それぞれ画素の横方向の位置、縦方向の位置を
示す。すなわち、図２中のＢ（ｘ，ｙ）は各画素に対応
する輝度情報（輝度値）である。

【００２３】コントラスト値ＣＮは式（１）により算出
される。

【００２４】

【数１】

【００２５】撮影画像を構成する画素の並びの各行に関
して左右に隣接する画素の輝度値の差分の絶対値の総和
を求め、さらに第１行から第ｎ＋１行までの各総和を合
計する（右辺の第１項）。各列に関して、上下に隣接す
る画素の輝度値の差分の絶対値の総和を求め、第１列か
ら第ｍ＋１列までの各総和を合計する（右辺の第２
項）。左右に隣接する画素の輝度値の差分の絶対値の総
和と上下に隣接する画素の輝度値の差分の絶対値の総和
とを合計した値がコントラスト値ＣＮである。

【００２６】連写された各撮影画像に関して、式（１）
に基づいてコントラスト値を算出する。そして、上述の
ように、このコントラスト値に関して最小値を有する撮
影画像が像振れの発生していない画像、若しくは像振れ
が発生していてもその度合いが最小である画像と判断さ
れ、記録媒体８０に記録される。

【００２７】以上のように、本実施形態によれば、撮影
光学系１０の焦点距離と撮像板２０における電荷蓄積時
間との組合せに基づいて連写枚数が決定され、その連写
枚数分の撮影画像が撮影される。連写枚数の値は、予め
行われる実写試験に基づき、所定の電荷蓄積時間と焦点
距離の組合せにおいて像振れのない撮影画像が最低１枚
は得られる確立が９０％以上となるよう設定されてい
る。さらに、撮影された複数の撮影画像の中から、コン
トラスト値の最も高い撮影画像のみが記録媒体８０に記
録される。したがって、記録媒体８０から再生される撮
影画像に像振れが発生している可能性は極めて低く、高
品質の再生画像が得られる。

【００２８】また、像振れのための特別な装置を搭載す
る必要がないため、デジタルカメラの構成を複雑化させ
ることがなく、かつコストを抑えることができる。

【００２９】尚、本実施形態ではコントラスト値の算出
において、撮影画像を構成する全画素を均等に扱ってい
るがこれに限るものではない。例えば、撮影画像の撮影
中心の輝度値の差分と周縁部の輝度値の差分との間で重
み付けを変えてもよい。さらに、被写体の状態に応じ
て、重み付けをする領域を適宜変更するよう制御しても
よい。

【００３０】また、本実施形態においては撮影画像を構
成する全画素を対象としてコントラスト値の算出を行っ
ているが、これに限るものではない。例えば、撮影画像
の撮影中心を構成する画素を対象としてコントラスト値
の算出を行ってもよい。さらに、コントラスト値の算出
の対象となる画素の領域を撮影中心に限定せず、被写体
の状態に応じて適宜変更するよう制御してもよい。

【００３１】コントラスト値の算出に重み付けを用いる
ことにより、連写された複数の撮影画像において、周縁
部にコントラストの高い被写体が写し込まれている撮影
画像と、そのような被写体が写し込まれていない撮影画
像とが混在していても、像振れの発生していない撮影画
像を選出することができる。また、コントラスト値算出
の対象領域を適宜制御することにより、撮影者が真に写
し込みを希望する対象物に関して像振れの発生していな
い撮影画像を選出することができる。

【００３２】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、長焦点
による撮影が可能なデジタルカメラにおいて、特別な装
置を搭載することなく、像振れの発生していない撮影画
像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態が適用されるデジタルカメラ
のブロック図である。

【図２】撮影画像を構成する画素の配列を概念的に示す
図である。

【符号の説明】

１０ 撮像光学系 ２０ 撮像板 ３０ ＣＰＵ ３１ 電荷蓄積時間演算部 ３２ 連写枚数演算部 ３３ 焦点距離演算部 ３４ コントラスト演算部 ３５ 画像処理部 ４０ ズームエンコーダ ５０ ＲＯＭ ６０ 駆動回路 ７０ バッファメモリ ８０ 記録媒体

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撮像素子における電荷蓄積時間を制御す
   る電荷蓄積時間制御手段と、 撮影光学系の焦点距離と、前記電荷蓄積時間制御手段に
   より決定される電荷蓄積時間とに基づいて、連写枚数を
   決定する連写枚数演算手段と、 前記連写枚数演算手段により決定された連写枚数に応じ
   て複数の撮影画像を撮影する連写手段と、 前記複数の撮影画像の中から最も像振れの小さい撮影画
   像を選出する画像選出手段とを備えることを特徴とする
   デジタルカメラ。
2. 【請求項２】 前記画像選出手段は、前記複数の撮影画
   像のそれぞれのコントラスト値を算出するコントラスト
   算出手段を有し、前記コントラスト算出手段により求ま
   るコントラスト値のうち最も高いコントラスト値を有す
   る撮影画像を選出することを特徴とする請求項１に記載
   のデジタルカメラ。
3. 【請求項３】 前記コントラスト算出手段は、前記撮影
   画像を構成する全体または一部領域の画素のうち第１の
   方向において隣接する画素の輝度値の差分の絶対値の総
   和と、前記第１の方向と直交する第２の方向において隣
   接する画素の輝度値の差分の絶対値の総和とを合計する
   ことにより前記コントラスト値を算出することを特徴と
   する請求項２に記載のデジタルカメラ。