JP2004274242A - デジタルカメラ - Google Patents
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Abstract
【課題】手ぶれ補正を伴う場合でも、動画撮影を快適に行えるデジタルカメラを提供する。
【解決手段】デジタルカメラは、アクチュエータ66によって基準位置(センター)を中心にCCD5が移動可能な構成となっており、振動センサ40で検出される手ぶれに応じてCCD5を移動させ手ぶれ補正を行う。ライブビュー(動画撮影)時には、手ぶれ補正開始時から1秒の間、積分部46の積分開始周波数を高周波数から低周波数に徐々に減少させる。また、補正開始時のみスイッチ69を閉じて初期ずれ量をオフセットとして加算する。これにより、この1秒間においてゆっくりとCCD5がセンターに復帰する。その結果、手ぶれ補正を伴う場合でも、迅速な動画撮影が可能となり、また急に画面が移動するなどの違和感のある表示を防止できるため、快適性が向上する。
【選択図】 図7
【解決手段】デジタルカメラは、アクチュエータ66によって基準位置(センター)を中心にCCD5が移動可能な構成となっており、振動センサ40で検出される手ぶれに応じてCCD5を移動させ手ぶれ補正を行う。ライブビュー(動画撮影)時には、手ぶれ補正開始時から1秒の間、積分部46の積分開始周波数を高周波数から低周波数に徐々に減少させる。また、補正開始時のみスイッチ69を閉じて初期ずれ量をオフセットとして加算する。これにより、この1秒間においてゆっくりとCCD5がセンターに復帰する。その結果、手ぶれ補正を伴う場合でも、迅速な動画撮影が可能となり、また急に画面が移動するなどの違和感のある表示を防止できるため、快適性が向上する。
【選択図】 図7
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像データを生成する撮像素子と撮像素子に被写体像を結像させる撮影レンズとを有するデジタルカメラに関する。
【0002】
【従来の技術】
手ぶれ防止機構を採用したカメラが商品化されている。この手ぶれ補正機構とは、露光中に手ぶれ検出部からの信号に基づき、撮影光学系(撮影レンズ)と撮像素子とを、それらの基準の位置関係に対して相対的に変位させることにより、撮影時の手ぶれを補正するものである。
【0003】
特に、デジタルカメラにおいては、構図の決定などの撮影準備状態において、撮像素子で連続的に撮像される被写体の動画像をライブビュー画像として表示部に表示するため、手ぶれ補正を行いつつ、違和感が生じないような表示を維持する必要がある。
【0004】
例えば、特許文献1では、手ぶれ補正動作に伴うオンオフ制御を急激に行うと表示に違和感が生じるため、所定時間かけて上記のオンオフ制御を行うことが開示されている。
【0005】
一方、手ぶれ補正機構は、変位量に限界があるため、手ぶれ補正によって限界まで変位された場合には、一旦基準位置に復帰させないと、次の露光の際に効果的な手ぶれ補正を実施することが困難となる。すなわち、センタリング(手ぶれ補正位置の初期化)処理が必要である。
【0006】
このセンタリング処理については、例えば特許文献2において、センタリング完了後に手ぶれ補正動作を開始することが示されている。なお、特許文献1では、単にゆっくりと手ぶれ補正を行うことのみ開示されており、センタリングを含めた手ぶれ補正を伴う撮影の最適化までは示されていない。
【0007】
【特許文献1】
特開平8−307762号公報
【特許文献2】
特開平5−103252号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の特許文献2では、センタリングが完了しない間は撮影できないため、迅速な撮影を行うことが困難であり、撮影者にとって快適でない。
【0009】
一方、ライブビュー撮影などの動画撮影時にセンタリングを急激に行うと画面が急に移動するため、これを撮影時や再生時において表示部に表示させた場合には、違和感のある画像表示となり、撮影者にとって快適でない。
【0010】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、手ぶれ補正を伴う場合でも、動画撮影を快適に行えるデジタルカメラを提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項1の発明は、画像データを生成する撮像素子と、前記撮像素子に被写体像を結像させる撮影レンズとを有するデジタルカメラであって、(a)前記撮像素子で生成される画像データに基づく静止画像を取得する静止画撮影を行う静止画撮影手段と、(b)前記撮像素子で順次に生成される画像データに基づく動画像を取得する動画撮影を行う動画撮影手段と、(c)前記撮影レンズに対して規定される前記撮像素子の相対基準位置を中心として、前記撮像素子を前記撮影レンズに対して相対的に移動させる相対移動手段と、(d)前記デジタルカメラの揺れを検出する検出手段と、(e)前記相対移動手段によって、前記デジタルカメラの揺れに応じた手ぶれ補正を行う手ぶれ補正手段と、(f)前記静止画撮影の際には、前記撮像素子を前記相対基準位置に相対移動させて初期化状態とした後に、前記手ぶれ補正を伴う撮影を行う第1制御手段と、(g)前記動画撮影の際には、撮影開始時において前記初期化状態となっているか否かに関わらず、前記手ぶれ補正を開始して撮影を行う第2制御手段とを備える。
【0012】
また、請求項2の発明は、請求項1の発明に係るデジタルカメラにおいて、前記第2制御手段は、(g−1)前記手ぶれ補正の開始時から所定時間が経過するまで、前記手ぶれ補正の補正対象となる周波数帯域の下限周波数を、所定の高周波数から所定の低周波数まで徐々に減少させる減少手段を有する。
【0013】
また、請求項3の発明は、請求項2の発明に係るデジタルカメラにおいて、前記所定の高周波数は、前記検出手段で検出される所定の検出周波数帯域に係る上限周波数より高い周波数であり、前記所定の低周波数は、前記所定の検出周波数帯域に係る下限周波数より低い周波数である。
【0014】
また、請求項4の発明は、請求項1ないし請求項3のいずれかの発明に係るデジタルカメラにおいて、前記第2制御手段は、(g−2)前記手ぶれ補正の開始時から所定時間が経過するまで、前記手ぶれ補正の補正量を徐々に増加させる増加手段を有する。
【0015】
また、請求項5の発明は、請求項4の発明に係るデジタルカメラにおいて、前記増加手段は、所定の検出周波数帯域に対する前記検出手段の検出感度を徐々に増加させることにより、前記手ぶれ補正の補正量を増加させる手段を有する。
【0016】
【発明の実施の形態】
<デジタルカメラの要部構成>
図1は、本発明の実施形態に係る撮像装置であるデジタルカメラ1の主たる構成を示す断面図である。なお、以下の説明においては、図1に示すXYZ3次元直交座標系を適宜用いて、方向および向きを示すこととする。
【0017】
ここで、Z軸方向は撮影レンズ3の光軸Lに沿った方向であり、Z軸正方向は入射光の入射先となる向き(図1において右向き)である。また、Y軸方向は鉛直方向であり、Y軸正方向は鉛直上向き(図1において上向き)である。さらに、X軸方向は図1の紙面に対しての垂直方向であり、X軸正方向は図1の紙面に対する垂直下向きである。これらXYZ軸は、カメラ本体部2のハウジング2aに対して相対的に固定される。
【0018】
デジタルカメラ1は、手ぶれによる画像中の被写体像のぶれを補正(抑制)する手ぶれ補正機能を有しており、主としてカメラ本体部2と、カメラ本体部2に固設される撮影レンズ3とから構成される。
【0019】
撮影レンズ3は主として、鏡胴31、ならびに鏡胴31の内部に設けられる複数のレンズ群32および絞り33から構成される。また、撮影レンズ3は、ズームレンズとして構成され、レンズ群32の配置をZ軸方向に変更することにより、焦点距離(撮像倍率)を変更可能とされている。この撮影レンズ3を介して形成される被写体の光像は、図2に示すように、結像されるXY平面(以下、「結像平面」という。)上において略円形の形状となり、イメージサークルICと呼ばれる。なお、イメージサークルICの中心位置CCは、撮影レンズ3の結像平面と撮影レンズ3の光軸との交点であるとも表現できる。
【0020】
撮影レンズ3の光軸Lの後方(Z軸正方向側)には、カメラ本体部2のハウジング2aに収容されたCCD5が配置されている。このCCD5は、カラーフィルタがそれぞれ付された微細な画素群で構成される撮像素子であり、撮影レンズ3によって結像される被写体の光像(被写体像)を光電変換して、例えばRGBの色成分を有する画像信号(画像データ)を生成する。
【0021】
CCD5の受光面は、結像平面と一致するように配置され、イメージサークルICを含む結像平面の一部の領域が画像データ(本明細書中では、適宜単に「画像」ともいう。)として取得されることとなる。図2において、矩形の領域PAは結像平面上におけるCCD5の有効画素群の配置の例を示している。この領域は結像平面上にて画像として取得される領域であるため「画像取得領域」PAともいう。
【0022】
CCD5は、相対移動手段として機能するCCD移動部50内に配置される。CCD5は、このCCD移動部50によりZ軸に直交するXY平面内にて移動することが可能とされている。図3は、CCD5を含めたCCD移動部50の分解斜視図である。
【0023】
図3に示すように、CCD移動部50は主として、ハウジング2aに固設されるベース板51と、ベース板51に対してX軸方向に移動する第1スライダ52と、第1スライダ52に対してY軸方向に移動する第2スライダ53との3つの部材から構成される。
【0024】
ベース板51は、撮影レンズ3からの入射光を通過可能に中央部が開口しており、X軸方向に延設される第1アクチュエータ511と、スプリング55を掛けるための第1スプリング掛け512とを備えている。また、第2スライダ53は、CCD5を固定可能な開口部533がその中央部に形成されるとともに、Y軸方向に延設される第2アクチュエータ531と、剛球54をZ軸方向両面に遊嵌する剛球受け532とを備えている。また、第1スライダ52は、中央部が開口しており、第1アクチュエータ511と対向する位置に第1摩擦結合部521と、第2アクチュエータ531と対向する位置に第2摩擦結合部522とがそれぞれ設けられ、さらに第1スプリング掛け512と対向する位置に第2スプリング掛け523が設けられる。
【0025】
第1アクチュエータ511および第2アクチュエータ531は、それぞれ圧電素子と、延在方向に駆動可能な駆動ロッドとを備えており、圧電素子に印加される駆動パルスに応じた量および向きに駆動ロッドが移動するようになっている。また、第1及び第2アクチュエータ511、531は、非通電(手ぶれ補正がオフ)となる場合には、後述する摩擦結合によってCCD5を保持できる、つまりCCD5と撮影レンズ3との位置関係を維持できるようになっている。
【0026】
CCD移動部50が組み上げられるときには、CCD5が第2スライダ53の開口部533に嵌合して固設されるとともに、第1アクチュエータ511の駆動ロッドと第1摩擦結合部521とが摩擦結合され、第2アクチュエータ531の駆動ロッドと第2摩擦結合部522とが摩擦結合される。また、ベース板51と第1スライダ52とは、スプリング55によって相互に接近する向きに付勢される。このとき、第2スライダ53は、ベース板51と第1スライダ52とに剛球54を介して挟み込まれた状態とされる。これにより、Z軸負方向側から正方向側に向かって、ベース板51、第2スライダ53、第1スライダ52の順に重なって、これら部材51,53,52が配置されることとなる。
【0027】
このようなCCD移動部50が組み上げられた状態で、第1アクチュエータ511の駆動ロッドが緩速(緩速度)で移動すると、これに摩擦結合する第1摩擦結合部521により第1スライダ52がベース板51に対してX軸方向に移動する。このとき、第1スライダ52の移動にあわせて第2スライダ53もベース板51に対してX軸方向に移動する。第1アクチュエータ511の駆動ロッドが急速に(急速度で)移動すると、慣性により第1スライダ52は停止する。また、第2アクチュエータ531の駆動ロッドが緩速で移動すると、これに摩擦結合する第2摩擦結合部522により第2スライダ53が第1スライダ52に対してY軸方向に移動する。このとき、第1スライダ52のベース板51に対する移動はなされないため、第2スライダ53は単独でベース板51に対してY軸方向に移動することとなる。第2アクチュエータ531の駆動ロッドが急速に移動すると、慣性により第2スライダ53は停止する。つまり、各圧電素子に与えられる駆動パルスによって各駆動ロッドが速度の異なる往動および復動(振動)を行うことにより、第2スライダ53がX軸・Y軸方向に移動することとなる。
【0028】
また、前述したように、ベース板51はカメラ本体部2のハウジング2aに固設され、CCD5は第2スライダ53に固設されることから、CCD5はカメラ本体部2のハウジング2aに対してXY平面内にて相対的に移動することとなる。これにより、撮影レンズ3により形成されるイメージサークルICと、CCD5との相対位置が変更可能とされ、イメージサークルIC中において画像として取得される領域が変更されることとなる。
【0029】
図1に戻り、CCD5のZ軸正方向側には、移動するCCD5の位置を検出するためのCCD位置検出部58が配置されている。CCD位置検出部58は、発光ダイオード等で構成される2つの投光部(例えばIRED)56(56a,56b)と、フォトダイオード等で構成される2つの受光部(PSD)57(57a,57b)を備えている。これらの投光部56a、56bはCCD5の裏面側(Z軸正方向側)に固設される一方、受光部57a、57bは投光部56a,56bにそれぞれ対向するようにカメラ本体部2のハウジング2aに固設される。投光部56a,56bから投光された光は受光部57a,57bにて受光可能となっており、この受光部57a,57bにて受光する光の位置の変化から、CCD5の位置がXY座標位置として求められる。具体的には、第1投光部56aおよび第1受光部57aにてCCD5のX軸方向の位置を検出し、第2投光部56bおよび第2受光部57bにてCCD5のY軸方向の位置を検出するようになっている。
【0030】
また、カメラ本体部2のハウジング2aの内部には、デジタルカメラ1の手ぶれによる揺れ(振動)を検出する振動センサ(ぶれセンサ)40が設けられている。この振動センサ40は、2つの角速度センサ(第1角速度センサ41および第2角速度センサ42)を備えており、第1角速度センサ41にてX軸を中心とした回転振動(ピッチング)Piの角速度が検出され、第2角速度センサ42にてY軸を中心とした回転振動(ヨーイング)Yaの角速度が検出される。この振動センサ40により検出される2つの角速度に応じて、CCD5がX軸およびY軸のそれぞれの方向に移動されることにより、画像中の被写体像のぶれの補正、すなわち、手ぶれ補正がなされることとなる。
【0031】
カメラ本体部2の上面側にはシャッタボタン61が設けられる。シャッタボタン61は、撮影準備の開始や撮像(露光開始)の指示を撮影者から受け付けるボタンであり、半押し状態(以下、S1状態とも称する)と全押し状態(以下、S2状態とも称する)とが検出可能な2段階スイッチになっている。
【0032】
また、カメラ本体部2の背面側には、操作ボタン62およびLCD63が設けられる。この操作ボタン62は、デジタルカメラ1の各種指示や設定を撮影者から受け付けるものである。撮影者は、この操作ボタン62にて所定の操作を行うことにより、例えば、センタリング情報の取得の指示や撮影レンズ3の焦点距離の設定等を行うことができるようになっている。
【0033】
LCD63は、各種の情報や画像を表示する表示手段として機能する。このLCD63は、撮影待機状態において、CCD5にて所定時間ごとに順次に生成され取得された動画像を表示(ライブビュー表示)し、被写体像を撮影者に確認させつつフレーミングを行わせるビューファインダとして機能する。なお、この明細書においては、フレーミングのためなどに用いられるプレビュー用の画像を「ライブビュー画像」と称し、シャッタボタン61の全押し状態S2までの押下に応じて記録用の画像として取得される画像を「本撮影画像」とも称する。
【0034】
また、カメラ本体部2の内部には、各種データを記録するメモリカード9(図4参照)を挿入して装着することが可能とされ、CCD5で生成される画像データに基づき取得される静止画像である記録用の画像(本撮影画像)はメモリカード9に記録されるようになっている。
【0035】
<デジタルカメラ1の機能ブロック>
デジタルカメラ1の手ぶれ補正機能やセンタリング情報取得機能等を含む各種の機能は、カメラ本体部2のハウジング2a内に設けられる全体制御部の制御に基づいて行われる。
【0036】
図4は、この全体制御部7を含めたデジタルカメラ1の主たる機能構成を機能ブロックとして示す図である。
【0037】
CCD5、CCD移動部50、CCD位置検出部58、振動センサ40、シャッタボタン61、操作ボタン62およびLCD63等のデジタルカメラ1の各処理部は全体制御部7に電気的に接続され、全体制御部7の制御下にて動作することとなる。これとともに、CCD位置検出部58にて検出されるCCD5の位置、振動センサ40にて検出される角速度、シャッタボタン61の操作内容、および、操作ボタン62の操作内容等は、それぞれ信号として全体制御部7に入力される。
【0038】
撮影レンズ3は、ズーム・フォーカス駆動部321および絞り駆動部331を備えている。このズーム・フォーカス駆動部321は、撮影者により設定される焦点距離となるように、また焦点が合う(合焦する)ように(フォーカシング)レンズ群32に含まれるレンズを適宜Z軸方向に駆動するものである。また、絞り駆動部331は、全体制御部7により設定される絞り値となるように絞り33の開口径を調整するものである。これらのズーム・フォーカス駆動部321および絞り駆動部331も電気的に全体制御部7に接続され、全体制御部7の制御下にて動作する。
【0039】
また、A/D変換部21、画像処理部22および画像メモリ23は、CCD5で取得された画像を扱う処理部を構成している。すなわち、CCD5にて取得されたアナログ信号の画像は、A/D変換部21にてデジタル信号に変換され、画像処理部22にて所定の画像処理がなされた後、画像メモリ23に一時的に格納される。そして、画像メモリ23に格納された画像は、記録用画像としてメモリカード9へ記録されたり、ライブビュー表示用画像としてLCD63に表示されることとなる。このような画像に対する各種の処理も全体制御部7の制御に基づいて行われる。
【0040】
全体制御部7は、マイクロコンピュータを備えて構成される。すなわち、全体制御部7は、各種演算処理を行うCPU70と、演算を行うための作業領域となるRAM75と、制御プログラム等が記憶されるROM76とを備え、上述したようにデジタルカメラ1の各処理部の動作を統括的に制御する。不揮発性メモリであるROM76としては、例えば、データの電気的な書き換えが可能なEEPROMが採用される。これにより、ROM76は、データの書き換えが可能で、かつ、電源を落とした場合でもそのデータの内容を保持する。
【0041】
全体制御部7は、自動合焦制御(AF制御)、自動露出制御(AE制御)や手ぶれ補正制御などの各種の制御機能を有する。全体制御部7の各種の機能は、予めROM76内に記憶される制御プログラムに従ってCPU70が演算処理を行うことにより実現される。また、各機能を実現する機能部(AF制御部71、AE制御部72、手ぶれ補正制御部73)を便宜的に示している。
【0042】
AF制御部71は、撮影者によってシャッタボタン61が半押し状態とされた場合に機能し、山登り方式(ビデオ方式あるいはコントラスト方式とも称する)の自動合焦制御を行うための評価値演算動作を行う。ここでは、画像内の所定のAF評価領域に対応する画像成分について、水平方向に隣接する2画素間での差分絶対値の総和がAF用評価値として算出される。そして、AF制御部71は、このAF用評価値を利用して合焦位置を求め、撮影レンズ3を合焦位置に向けて駆動することによって自動合焦制御を実現する。
【0043】
AE制御部72は、画像を複数のブロックに分割し、各ブロックの代表輝度値に基づいてAE用評価値を算出する。このAE用評価値を用いて自動露光制御が実現される。
【0044】
また、全体制御部7は、手ぶれ補正機能を実現するための制御を行う。具体的には、手ぶれ補正制御部73は、振動センサ40から入力される2つの角速度に基づいて、振動による被写体像のぶれ量およびその向きに対応するCCD5の移動すべき位置(以下、「移動先位置」という。)を導出する。
【0045】
全体制御部7(手ぶれ補正制御部73)は、CCD位置検出部58から得られるCCD5の現在位置(測定位置)と、導出した移動先位置(目標位置)とを比較してCCD5の移動すべき移動量および向きを導出する。さらに、導出した移動量および向きに応じた駆動パルスを生成し、この駆動パルスを、駆動制御部65(図7参照)を介して、CCD移動部50のアクチュエータ511,531に送信することにより、CCD5を移動先位置に移動させる。このように、デジタルカメラ1の振動に応じた移動先位置を導出し、CCD5の現在位置と移動先位置とを比較してCCD5の位置を移動先位置に順次移動させるクローズドループ制御が行われることにより、画像中の被写体像のぶれが補正されることとなる。
【0046】
このように、CCD移動部50は、全体制御部7の制御下において、手ぶれ補正機構として機能する。この手ぶれ補正機構に関する制御方法については、後で詳述する。
【0047】
<撮影レンズ3とCCD5との結像平面内での相対移動>
図5は、CCD5とベース板51との関係を簡略化して示す図である。なお、図5においては、第1スライダ52および第2スライダ53も簡略化して示されている。
【0048】
CCD移動部50による移動がなされていないCCD5の取付状態においては、CCD5の有効画素群の中心位置(画像中心位置)5C(図2参照)と、撮影レンズ3により形成されるイメージサークルICの中心位置CC(図2参照)、つまり撮影レンズ3に対して規定されるCCD5の相対基準位置とは、一致しているものとする。以下、この状態を「初期化状態(センタリング状態)」とも称する。図5は、この初期化状態を示している。
【0049】
ここで、CCD5と撮影レンズ3とが相対的に移動されると、位置5C,CCが互いにずれる。すなわち、中心位置CCを中心としてCCD5が撮影レンズ3に対して相対的に移動することとなる。例えば、CCD5の中心位置5Cは、イメージサークルICの中心位置CCに対して、図5の上方向に最大でベクトルV1の大きさの移動を行うことが可能であり、図5の下方向に最大でベクトルV2の大きさの移動を行うことが可能である。同様に、CCD5の中心位置5Cは、中心位置CCに対して、図5の左方向に最大でベクトルV3の大きさの移動を行うことが可能であり、図5の右方向に最大でベクトルV4の大きさの移動を行うことが可能である。また、左上方向、右上方向、左下方向、および右下方向においては、それぞれ最大で、ベクトル和(V1+V3)、ベクトル和(V1+V4)、ベクトル和(V2+V3)、ベクトル和(V2+V4)の大きさの移動が可能である。
【0050】
図6は、イメージサークルICの中心位置CCに対して、CCD5が様々な方向に相対移動される状態を説明するための図である。
【0051】
図5および図6に示すように、この相対移動においては、各方向における最大移動距離が存在する。図5においては、CCD5が移動する際の包絡線により、CCD5の移動可能範囲RMが示されている。CCD5は、この相対移動動作によって、移動可能範囲RM内のいずれかの位置に移動可能である。また、図5の領域EMは、CCD5の中心位置5Cが移動可能な領域を表している。言い換えれば、領域EMの境界線上の各点は、CCD5が各方向において最大移動距離を移動した状態における中心位置5Cの存在位置を表している。
【0052】
ここで、上記のように、CCD5の中心位置5CがCCD5の移動可能範囲の中央に存在する状態を初期化状態として規定することが好ましい。言い換えれば、V1+V2=0,V3+V4=0であること(すなわち、CCD5の中心位置5Cが上下方向においても且つ左右方向においてもイメージサークルICの中央であること)が好ましい。様々な方向に対して大きく移動することが可能であるので、様々な手ぶれに十分に対応できるからである。
【0053】
ただし、これに限定されず、CCD5の中心位置5CがCCD5の移動可能範囲内の(中央以外の)所定の位置(たとえば、中央左寄りの位置)に存在する状態が初期化状態として規定されても良い。この場合であっても、少なくとも所定方向(たとえば上下方向)の手ぶれには十分に対応することが可能である。
【0054】
<手ぶれ補正機構に関する制御方法について>
図7は、手ぶれ補正機構に関する制御方法を説明するためのブロック図である。
【0055】
手ぶれ補正機構は、上述したように、振動センサ40で検出したぶれを打ち消すように第1及び第2アクチュエータ511、531(これらを「アクチュエータ」とも総称する)でCCD5を移動させることによって行われる。また、CCD5の位置制御については、CCD5の移動位置をCCD位置検出部58で検出し、これをフィードバックすることで行われる。
【0056】
具体的には、振動センサ40で検出されたアナログ信号の手ぶれ信号は、A/D変換部43でデジタルの角速度信号に変換される。そして、HPF(High Pass Filter)部44において角速度信号中の直流ドリフトやオフセットを除去する処理が行われ、処理された角速度信号を積分部46で積分して角度信号(移動先位置の信号)を生成する。この際、ゲイン設定部45では、手ぶれ補正制御部73からの焦点距離情報と、振動センサ40やCCD位置検出部58の感度等に基づき、積分部46での積分値を適正な補正位置信号(補正された角度信号)に変換するための処理を行う。
【0057】
積分部46では、完全な積分が行われず、変更可能となっている積分開始周波数より高周波成分を積分する不完全な積分が行われる。
【0058】
これらの振動センサ40、A/D変換部43、HPF部44、ゲイン設定部45および積分部46が、デジタルカメラ1の揺れを検出する検出手段として機能することとなる。
【0059】
手ぶれ補正制御部73は、手ぶれ検出特性を制御する手ぶれ検出特性制御部73aを有している。この手ぶれ検出特性制御部73aは、上記の検出手段の検出特性を制御、つまりHFP部44とゲイン設定部45と積分部46との各特性値を統括的に制御する。
【0060】
上述したように、CCD移動部50内のCCD5の位置は、CCD5に固設された投光部56から出射された光を受光する受光部57によって検出された後に、A/D変換部67によってデジタル信号に変換される。
【0061】
そして、振動センサ40からの手ぶれ信号に対してHPF部44〜積分部46で処理が施されて生成された補正位置信号とCCD位置検出部58からの位置信号とを減算部68で減算し、その差に基づきPID部64および駆動制御部65でアクチュエータ66を制御してCCD5を移動させる。すなわち、PID部64、駆動制御部65、アクチュエータ66、CCD5、CCD位置検出部58、A/D変換部67および減算部68によって、CCD5の位置制御を行うためのフィードバックループが構成されることとなる。
【0062】
PID部64は、減算部68からの出力信号に対して比例制御(P)、積分制御(I)および微分制御(D)を行い、CCD5を含めたアクチュエータ66の遅れ伝達特性を補償する。
【0063】
<ゲイン制御を伴う手ぶれ補正>
デジタルカメラ1では、ライブビュー撮像時において、手ぶれ補正の開始や停止を行うと、急に手ぶれ補正が効き出すため、LCD63を注視する撮影者は違和感を感じてしまう。そこで、徐々にぶれ補正が効くような制御、すなわち補正開始から段々と手ぶれがなくなり、やがてぴたりと手ぶれが止まる制御を行うことで、違和感のない自然な表示を実現することとする。以下では、この制御方法について説明する。
【0064】
図8は、ゲイン制御を伴う手ぶれ補正を説明するための図である。この図8では、振幅が「1」の正弦波状の手ぶれがデジタルカメラ1に加わる場合に、通常の手ぶれ補正信号(仮想線で示す)と、ゲイン制御された手ぶれ補正信号(実線で示す)とを表すグラフ(シミュレーション結果)を示している。
【0065】
通常の手ぶれ補正では、ゲイン設定部45のゲインが一定であるため、入力波形と同様の振幅「1」の正弦波が積分部46から出力される。この場合には、手ぶれ補正開始から急に補正が効くため、違和感が生じることとなる。
【0066】
一方、ゲイン制御を伴う手ぶれ補正では、一定時間をかけてゲイン値(検出手段の検出感度)を0(補正無し)から1(適正ゲイン)に徐々に増加させる、つまり手ぶれ補正の補正量を徐々に増加させる制御を行う。これにより、図8のグラフにおいて0〜1秒の間は徐々に振幅が増加、すなわち最初はゲイン値が0であるため手ぶれ補正されないが、徐々にゲインが増加するためにぶれ補正が効きはじめ、1秒後にフル補正される。
【0067】
具体的には、ライブビュー撮像中に、手ぶれ補正開始信号が検出されると手ぶれ補正が開始されるが、ゲイン設定部45は、手ぶれ補正開始時から1秒間で、ゲイン値を0から1まで徐々に上げる動作を行う。
【0068】
このようなゲイン制御を伴う手ぶれ補正により、ライブビュー撮像をする場合などにおいて見た目に違和感なく、自然なぶれ補正が可能となる。
【0069】
以上のように、ゲイン制御によって手ぶれ検出特性の制御が可能であるが、周波数制御によっても手ぶれ検出特性を制御できる。この周波数制御を伴う手ぶれ補正について、以下で説明する。
【0070】
<周波数制御を伴う手振れ補正>
図9は、周波数制御を伴う手ぶれ補正を説明するための図である。図9においては、横軸は周波数を示し、縦軸は「0」に近づくほど補正量が大きいことを表す補正効果を示している。そして、図9には、補正効果(補正残り量)に関する0.02Hz〜20Hzの各周波数特性を表すグラフ(シミュレーション結果)が示されている。
【0071】
カメラに対する撮影者の手ぶれは、一般に1〜10Hz程度であり、高い周波数の手ぶれは振幅も小さい。なお、この1〜10Hzを、以下では「検出周波数帯域」とも呼ぶ。
【0072】
そこで、周波数制御を伴う手ぶれ補正では、一定時間(例えば1秒)をかけてHPF部44のカットオフ周波数(補正周波数)を、検出周波数帯域の上限周波数10Hzより高い周波数、例えば20Hzから、検出周波数帯域の下限周波数1Hzより低い周波数、例えば0.02Hzまで徐々に減少させる制御を行う。すなわち、手ぶれ補正の開始時から1秒が経過するまで、手ぶれ補正の補正対象となる周波数帯域の下限周波数を、20Hz(高周波数)から0.02Hz(低周波数)まで徐々に減少させる処理を行う。換言すれば、1〜10Hzの検出周波数帯域に対する検出手段の検出感度を徐々に増加させることにより、手ぶれ補正の補正量を増加させる動作が行われることとなる。
【0073】
これにより、図9のグラフのように、手ぶれ補正開始から初期段階では高周波補正(20Hzや6Hz)となるため細かな手ぶれしか補正されず、大きな低周波のぶれ(カメラを振るような動作)には、手ぶれ補正が効かず違和感のないフレーミングが可能となる。そして、徐々に低周波補正(0.8Hzや0.02Hz)に変化するため、大きな揺れ(一般に低周波)にも手ぶれ補正が効きはじめ、1秒後にフル補正される。
【0074】
具体的には、ライブビュー撮像中に、手ぶれ補正開始信号が検出されると手ぶれ補正が開始されるが、HPF部44では、手ぶれ補正開始時から1秒間で、カットオフ周波数を20Hzから0.02Hzまで徐々に減少させる動作を行う。
【0075】
このような周波数制御を伴う手ぶれ補正により、違和感なく自然な手ぶれ補正が可能となる。
【0076】
<周波数制御を伴うセンタリング>
上述した周波数制御をセンタリングに適用することで、センタリング時の違和感を解消する方法を、以下で説明する。
【0077】
CCD5は、上述したように、CCD移動部50内において摩擦結合によって保持されている。よって、デジタルカメラ1に対する衝撃などで、CCD5の位置がずれることがある。そして、手ぶれ補正開始時にCCD5がセンター位置(中心位置CC)からずれていると、画面がけられたり、シェーディングがひどくなったりするため、初期化状態とするセンタリングが必要になる。しかし、急激にセンタリングを行うと画面が急に移動するため、画面を注視する撮影者に違和感が生じることとなる。
【0078】
そこで、手ぶれ補正を行いつつ、積分部46の時定数(積分開始周波数)を利用したセンタリングを行うことで違和感を解消することとする。以下では、この動作について説明する。
【0079】
図10は、周波数制御を伴うセンタリングを説明するための図である。図10においては、横軸が時間(秒)を示し、縦軸が手ぶれ補正位置を示している。また、図10では、センタリング開始にはCCD5がセンター位置「0」に対して0.5mmずれている状態から、センタリング後に手ぶれ補正を行う場合の補正位置のシミュレーション結果を表すグラフ(仮想線で示す)と、時定数でセンタリングしつつ手ぶれ補正を行う場合の補正位置のシミュレーション結果を表すグラフ(実線で示す)とを示している。
【0080】
センタリング後に手ぶれ補正を行う場合には、初期位置0.5mmから直線的にセンター位置に到達し、その後に手ぶれ補正が開始される。このようなセンタリングでは、上述したように、画面が急に移動するため、画面を注視する撮影者に違和感が生じる。また、センタリングのための待ち時間が生じて、手ぶれ補正を直ちに行えないこととなる。
【0081】
一方、周波数制御を伴うセンタリングでは、手ぶれ補正開始時から一定時間(例えば1秒)の間、積分部46の積分周波数を0.8Hzに設定する。
【0082】
すなわち、ライブビュー表示中に手ぶれ補正開始信号が検出されると手ぶれ補正が開始されるが、手ぶれ補正開始時より1秒間、手ぶれ検出特性制御部73aは積分部46の積分開始周波数を最低周波数より少し高めの0.8Hzに設定する。これにより、積分部46においては、この0.8Hzより低い周波数成分に対する積分が行われないこととなる。
【0083】
また、手ぶれ補正開始時のみ、スイッチ69が閉じて手ぶれ信号にオフセットとして初期ずれ量が加算される。積分部46では、積分開始周波数より低い周波数は積分されないため、オフセットとして加算された初期ずれ分は、時間の経過と共に減少することとなる。また、積分開始周波数より低い周波数の手ぶれが入力されなければ、積分部46の出力である手ぶれ補正位置は「0」(センター位置)に近づいていく。
【0084】
すなわち、図10のグラフ(実線)のように、5Hzの手ぶれが入力される場合には、1秒かけて徐々にセンター位置(補正位置「0」)に近づくこととなる。その結果、CCD5の位置は、手ぶれ補正を行いつつ積分部46の時定数によって、ゆっくりとセンター(相対基準位置)に復帰する。この動きはゆっくりであるため、フレーミングの際に撮影者が気づかないほどである。
【0085】
そして、手ぶれ補正開始から1秒経過した後に、積分部46の積分開始周波数を最低周波数の0.02Hzに変更することで、低周波域まで補正範囲が拡大し手ぶれ補正が及ぶこととなる。
【0086】
以上のような周波数制御を伴うセンタリングにより、撮影者に違和感を与えず、自然なセンタリングが実現できる。
【0087】
以上のセンタリング制御においても、上述した周波数制御を伴う手ぶれ補正のように、手ぶれ補正開始から1秒が経過するまで、積分開始周波数を20Hz(高周波数)から0.02Hz(低周波数)に徐々に減少させる制御を行うことにより、一層自然なセンタリングが行えることとなる。すなわち、手ぶれ補正開始から一定の時間かけて、高周波補正から低周波補正となるように補正周波数を徐々に下げることによって、違和感のない自然な手ぶれ補正を行えるとともに、自然なセンタリングを行えることとなる。
【0088】
<デジタルカメラ1の動作>
次に、デジタルカメラ1の動作について説明する。以下の各動作は、全体制御部7の制御下において行われる。
【0089】
<電源オン時の動作>
まず、電源オン時のデジタルカメラ1の動作について説明する。
【0090】
図11は、デジタルカメラ1の電源がオン状態にされたときの動作を示すフローチャートである。
【0091】
操作ボタン62の1つである電源ボタンの押下に応答して、次述するステップSP1以降の動作が実行される。これにより、CCD5が基準位置に確実に復帰するここととなる。
【0092】
具体的には、ステップSP1において、CCD5の中心位置5Cがイメージサークルの中心位置CCに存在するか否かが判定される。すなわち、CCD5が基準位置(相対基準位置)に存在するか否かが判定される。
【0093】
そして、CCD5が基準位置に存在しない場合には、CCD5を基準位置に復帰させる動作を開始する(ステップSP3)。ただし、電源オンと同時に起動させたタイマーによる計時時間が所定の時間を経過している(タイムアウト)と判定される場合(ステップSP2)には、エラー発生を告げる「エラー表示画面」をLCD63に表示(ステップSP4)して、電源オン時の処理を終了する。
【0094】
また、タイムアウト前にCCD5が基準位置に復帰したことが確認された場合には、エラー表示画面をLCD63に表示することなく、この電源オン時の処理を終了する。
【0095】
<撮影モード時の概要動作>
次に、その後の撮影モードにおける撮影動作について図12〜図14等を参照しながら、さらに説明する。図12〜図14は、この撮影動作を示すフローチャートである。
【0096】
シャッタボタン61が半押し状態S1にされるまでは、ライブビューの撮像および表示動作が繰り返して行われる。具体的には、ライブビュー画像が撮影され(ステップSP11)、撮像されたライブビュー画像がLCD63に表示される(ステップSP12)という一連の動作が、所定周期(たとえば1/15秒)で繰り返される。また、この実施形態では、シャッタボタン61が半押し状態S1にされるまでは、手ぶれ補正処理は行われない。
【0097】
その後、ステップSP13で、シャッタボタン61が半押し状態S1にされたと判定されると、ステップSP14に進む。
【0098】
ステップSP14においては、振動センサ(ジャイロセンサとも称する)40に対する給電が開始され、手ぶれの検出が開始される。
【0099】
その後、ライブビューの撮像処理(ステップSP15)および表示処理(ステップSP16)が行われる。ステップSP15におけるライブビュー画像の撮像時には、手ぶれ補正処理が施される。
【0100】
次のステップSP17では、CCD5の中心位置5CがイメージサークルICの中心位置CCに存在するか否か、すなわち、CCD5が基準位置に存在するか否かが判定される。言い換えれば、CCD5と撮影レンズ3との相対的な位置関係が初期化状態(基準位置関係)となっているか否かが判定される。たとえば、ステップSP15でライブビュー撮像時の手ぶれ補正処理が行われた直後は、CCD5が基準位置に存在しないと判定される。
【0101】
CCD5が基準位置に存在しないと判定される場合には、全体制御部7は、次のライブビュー画像撮像時の手ぶれ補正の準備のため、CCD5を基準位置に向けて移動する動作、すなわちCCD5を基準位置に復帰させるセンタリング動作(復帰動作)を開始させる(ステップSP18)。この動作では、上述した周波数制御を伴うセンタリング制御、すなわち手ぶ補正開始から1秒間に積分部46の積分開始周波数を高周波数から低周波数に変更する。これにより、自然なセンタリングを行える。なお、このセンタリング動作が既に開始されている場合には、そのセンタリング動作はそのまま継続される。
【0102】
そして、シャッタボタン61のS1状態が解除されていないことを確認(ステップSP19)して、ステップSP15に戻る。なお、S1状態が解除されていると判定される(ステップSP19)場合には、振動センサ40をオフ状態に設定し(ステップSP20)、ステップSP25を経由して再びステップSP11に戻り、ライブビューの撮像および表示動作を行う。ステップSP25では、撮影モード以外の他のモード(たとえば再生モード)に移行すべき旨の指示が与えられたか否かを確認して、他モードへの移行指示が受け付けられている場合にはその指示されたモードへの移行処理が行われる。
【0103】
一方、ステップSP17において、CCD5が基準位置に存在すると判定される場合には、ステップSP21に進み、CCD5の復帰動作が継続中(移動中)であったか否かが判定される。復帰動作が継続中であったと判定される場合には、その復帰処理を終了する(ステップSP22)。
【0104】
そして、ステップSP21またはステップSP22からステップSP23に進むと、シャッタボタン61が全押し状態S2にされたか否かが判定される。
【0105】
シャッタボタン61が未だ全押し状態S2にされていないと判定されるときには、ステップSP19以降へと進み、ライブビューの撮像および表示処理(ステップSP15,SP16)等を再び行う。
【0106】
これにより、シャッタボタン61が半押し状態S1に維持される間は、ライブビューの撮像および表示処理(ステップSP15,SP16)が繰り返して行われる。
【0107】
その後、ステップSP23で、シャッタボタン61が全押し状態S2にされたと判定されると、ステップSP24に進む。
【0108】
ステップSP24においては、今度は本撮影画像が取得される。そして、この本撮影時において、手ぶれ補正処理が施される。
【0109】
<AF時の動作>
つぎに、シャッタボタン61が半押し状態S1に維持される期間の処理についてさらに詳細に説明する。この期間においては、AF動作等が行われる。
【0110】
図13は、ステップSP15における処理をさらに詳しく示す図である。
【0111】
ステップSP31において、CCD5が基準位置へ移動中であるか否かが判定される。
【0112】
CCD5が移動中でないことが検出されると、ステップSP32でライブビュー画像の撮像動作が実行される。
【0113】
図14は、ステップSP32(ステップSP32a)の処理をさらに詳しく示す図である。図14に示すように、ステップSP32においては、まず手ぶれ補正駆動が開始される(ステップSP41)。すなわち、振動センサ40により検出された手ぶれを補正する動作が、全体制御部7の制御下において、上述のCCD移動部50を用いて開始される。そして、その手ぶれ補正動作が行われている状態で、露光動作が行われる(ステップSP42)。この場合、ライブビュー撮影(動画撮影)の際には、撮影開始時においてCCD5がセンタリングされた初期化状態となっているか否かに関わらず、手ぶれ補正が行われることとなる。これにより、露光によって取得される画像における「ぶれ」を適切に抑制することができる。また、ここでは、上述した周波数制御を伴う手ぶれ補正、すなわち手ぶれ補正開始から1秒間にHPF部20のカットオフ周波数を20Hzから徐々に最低周波数0.02Hzに減少させる制御が行われる。その結果、自然な手ぶれ補正が可能となる。なお、この周波数制御を伴う手ぶれ補正に代えて、上述したゲイン制御を伴う手ぶれ補正を行っても良い。この場合にも、自然な手ぶれ補正を行える。
【0114】
ステップSP42の露光動作が終了すると手ぶれ補正駆動を終了(ステップSP43)し、露光により得られた画像信号が、A/D変換部21および画像処理部22を経由して画像メモリ23に転送される(ステップSP44)。これにより、ライブビュー画像の画像データが取得される。
【0115】
その後、ステップSP33(図13)において、AF制御が行われる。具体的には、AF制御のためのAF評価値の演算処理およびフォーカスレンズの駆動処理等を行う。同様に、AE制御、AWB制御が行われる。
【0116】
そして、ステップSP16に進みライブビュー画像の表示処理を行い、CCD5が基準位置に存在しないと判定される(ステップSP17)と、CCD5の基準位置への復帰動作が開始される(ステップSP18)。さらに、S1状態が解除されていないときには、再びステップSP15に戻る。
【0117】
再び、図13を参照する。
【0118】
今度は、ステップSP31において、CCD5が基準位置に向けて移動中であると判定され、ステップSP34に進む。
【0119】
そして、全体制御部7は、ステップSP34においてCCD5の復帰動作を一旦停止し、ステップSP35においてライブビュー画像の撮像動作を行う。ステップSP35の撮像動作は、上述したステップSP32(図14)の撮像動作と同様の動作である。これによって、ステップP42の露光動作で取得される画像における「ぶれ」を抑制できるとともに、自然な手ぶれ補正が行える。
【0120】
その後、全体制御部7は、ステップSP36において復帰動作を再開させる。
【0121】
また、ステップSP37においては、再びAF制御が行われる。具体的には、AF制御のためのAF評価値の演算処理およびフォーカスレンズの駆動処理等が行われる。このAF制御処理(AF評価値の演算処理およびフォーカスレンズの駆動処理)は、CCD5の復帰動作と並行して行われる。
【0122】
同様に、ステップSP37においては、AE制御およびAWB制御が、復帰動作と並行して行われる。
【0123】
<本撮影時の動作>
つぎに、シャッタボタン61が全押し状態S2にされた後の処理、すなわち、ステップSP24の本撮影動作について説明する。
【0124】
図15は、ステップSP24の本撮影動作を示すフローチャートである。
【0125】
まず、図15のステップSP51〜SP55においては、1枚の本撮影画像の撮影動作等が行われる。
【0126】
具体的には、まず、手ぶれ補正駆動が開始される(ステップSP51)。すなわち、振動センサ40により検出された手ぶれを補正する動作が、全体制御部7の制御下において、上述のCCD移動部50を用いて開始される。そして、その手ぶれ補正動作が行われている状態で、露光動作が行われる(ステップSP52)。これにより、露光により取得される画像(本撮影画像)における「ぶれ」を抑制することができる。この本撮影に係る静止画撮影では、事前(ステップSP22)にCCD5のセンタリングを行いCCD5を初期化状態した後に手ぶれ補正を行っているため、手ぶれ補正を最大限、つまり効果的に行えることとなる。また、露光動作が終了すると手ぶれ補正駆動を終了する(ステップSP53)。
【0127】
露光により得られた画像信号(画像データ)は、A/D変換部21を経由して画像処理部22に転送される(ステップSP54)。そして、画像処理部22において、転送された画像データに対する画像処理が開始される(ステップSP55)。
【0128】
以上のデジタルカメラ1の動作により、ライブビュー撮影(動画撮影)時に、上述した周波数制御を伴う手ぶれ補正およびセンタリングを行うため、動画撮影の際、違和感のない適切な手ぶれ補正およびセンタリングが可能となり、撮影者にとって快適性が向上する。
【0129】
また、ライブビュー撮影では、センタリングが完了したか否かに関わらず、手ぶれ補正を行うため、迅速な動画撮影が可能となり、撮影者にとって快適性が向上する。
【0130】
<変形例>
◎上記の実施形態における周波数制御を伴う手ぶれ補正においては、HPF部44におけるカットオフ周波数を変更するのは必須でなく、積分部46の積分周波数を変更して、図9に示すグラフのように手ぶれ補正の補正効果を変更しても良い。また、これらを併用した周波数制御を伴う手ぶれ補正を行っても良い。
【0131】
◎上記の実施形態における周波数制御を伴う手ぶれ補正においては、ライブビュー撮像に適用するのは必須でなく、CCDで生成される画像データをメモリカードなどに記録する動画撮影に適用しても良い。この動画撮影においては、撮影した動画像をリアルタイムで表示する場合はもちろん、撮影して記録された動画像を再生する場合にも自然な手ぶれ補正およびセンタリングの効果が期待できる。
【0132】
◎上記の実施形態においては、CCD移動部でCCDを移動させるのは必須でなく、CCDを固定して撮影レンズを移動させるようにしても良い。この場合も、CCDが撮影レンズに対して相対的に移動することとなり、手ぶれ補正が可能となる。
【0133】
◎上記の実施形態においては、手ぶれ補正開始からフル補正までの過渡的な制御時間を1秒に設定するのは必須でなく、0.5秒や2秒などの時間に設定しても良い。
【0134】
◎上述した具体的実施形態には、以下の構成を有する発明が含まれている。
【0135】
(1)請求項1に記載のデジタルカメラにおいて、表示手段をさらに備え、前記動画撮影の際には、前記動画像を前記表示手段に表示させることを特徴とするデジタルカメラ。
【0136】
これにより、動画撮影時において自然な表示が可能となる。
【0137】
(2)請求項1に記載のデジタルカメラにおいて、前記相対移動手段は、前記手ぶれ補正がオフの場合には、摩擦結合によって前記撮像素子と前記撮影レンズとの位置関係を維持するアクチュエータを有することを特徴とするデジタルカメラ。
【0138】
これにより、衝撃等で位置関係がずれる場合でも、適切なセンタリングによって表示の違和感なく効果的な手ぶれ補正を行える。
【0139】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1ないし請求項5の発明によれば、静止画撮影の際には撮像素子を相対基準位置に相対移動させて初期化状態とした後に手ぶれ補正を伴う撮影を行い、動画撮影の際には、撮影開始時において初期化状態となっているか否かに関わらず手ぶれ補正を開始して撮影を行う。その結果、動画撮影では、センタリングの完了を待たずに迅速な撮影が行え、快適な動画撮影を行える。一方、静止画撮影では、センタリングされているため手ぶれの補正限界値を最大化でき、十分な手ぶれ補正で高品質な画像を取得できる。
【0140】
特に、請求項2の発明においては、手ぶれ補正の開始時から所定時間が経過するまで、手ぶれ補正の補正対象となる周波数帯域の下限周波数を、所定の高周波数から所定の低周波数まで徐々に減少させるため、違和感のない自然な手ぶれ補正およびセンタリングが可能となる。
【0141】
また、請求項3の発明においては、所定の高周波数が所定の検出周波数帯域に係る上限周波数より高い周波数であり、所定の低周波数が所定の検出周波数帯域に係る下限周波数より低い周波数であるため、より自然な手ぶれ補正およびセンタリングが可能となる。
【0142】
また、請求項4の発明においては、手ぶれ補正の開始時から所定時間が経過するまで、手ぶれ補正の補正量を徐々に増加させるため、違和感のない自然な手ぶれ補正およびセンタリングが可能となる。
【0143】
また、請求項5の発明においては、所定の検出周波数帯域に対する検出手段の検出感度を徐々に増加させることにより手ぶれ補正の補正量を増加させるため、より自然な手ぶれ補正およびセンタリングが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る撮像装置であるデジタルカメラ1の主たる構成を示す断面図である。
【図2】結像平面上のイメージサークルICおよび画像取得領域PAを示す図である。
【図3】CCD移動部50の分解斜視図である。
【図4】デジタルカメラ1の主たる機能構成を示す図である。
【図5】CCD5とベース板51との関係を示す図である。
【図6】CCD5が様々な方向に移動される状態を説明するための図である。
【図7】手ぶれ補正機構に関する制御方法を説明するためのブロック図である。
【図8】ゲイン制御を伴う手ぶれ補正を説明するための図である。
【図9】周波数制御を伴う手ぶれ補正を説明するための図である。
【図10】周波数制御を伴うセンタリングを説明するための図である。
【図11】デジタルカメラ1の電源がオン状態にされたときの動作を示すフローチャートである。
【図12】デジタルカメラ1の撮影モードにおける撮影動作を示すフローチャートである。
【図13】デジタルカメラ1の撮影モードにおける撮影動作を示すフローチャートである。
【図14】デジタルカメラ1の撮影モードにおける撮影動作を示すフローチャートである。
【図15】本撮影動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1 デジタルカメラ
3 撮影レンズ
5 CCD
5C 画像中心位置(CCDの中心位置)
7 全体制御部
40 振動センサ
44 HPF(High Pass Filter)部
45 ゲイン設定部
46 積分部
50 CCD移動部
58 CCD位置検出部
63 LCD
66、511、531 アクチュエータ
73 手ぶれ補正制御部
73a 手ぶれ検出特性制御部
CC イメージサークルの中心位置
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像データを生成する撮像素子と撮像素子に被写体像を結像させる撮影レンズとを有するデジタルカメラに関する。
【0002】
【従来の技術】
手ぶれ防止機構を採用したカメラが商品化されている。この手ぶれ補正機構とは、露光中に手ぶれ検出部からの信号に基づき、撮影光学系(撮影レンズ)と撮像素子とを、それらの基準の位置関係に対して相対的に変位させることにより、撮影時の手ぶれを補正するものである。
【0003】
特に、デジタルカメラにおいては、構図の決定などの撮影準備状態において、撮像素子で連続的に撮像される被写体の動画像をライブビュー画像として表示部に表示するため、手ぶれ補正を行いつつ、違和感が生じないような表示を維持する必要がある。
【0004】
例えば、特許文献1では、手ぶれ補正動作に伴うオンオフ制御を急激に行うと表示に違和感が生じるため、所定時間かけて上記のオンオフ制御を行うことが開示されている。
【0005】
一方、手ぶれ補正機構は、変位量に限界があるため、手ぶれ補正によって限界まで変位された場合には、一旦基準位置に復帰させないと、次の露光の際に効果的な手ぶれ補正を実施することが困難となる。すなわち、センタリング(手ぶれ補正位置の初期化)処理が必要である。
【0006】
このセンタリング処理については、例えば特許文献2において、センタリング完了後に手ぶれ補正動作を開始することが示されている。なお、特許文献1では、単にゆっくりと手ぶれ補正を行うことのみ開示されており、センタリングを含めた手ぶれ補正を伴う撮影の最適化までは示されていない。
【0007】
【特許文献1】
特開平8−307762号公報
【特許文献2】
特開平5−103252号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の特許文献2では、センタリングが完了しない間は撮影できないため、迅速な撮影を行うことが困難であり、撮影者にとって快適でない。
【0009】
一方、ライブビュー撮影などの動画撮影時にセンタリングを急激に行うと画面が急に移動するため、これを撮影時や再生時において表示部に表示させた場合には、違和感のある画像表示となり、撮影者にとって快適でない。
【0010】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、手ぶれ補正を伴う場合でも、動画撮影を快適に行えるデジタルカメラを提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項1の発明は、画像データを生成する撮像素子と、前記撮像素子に被写体像を結像させる撮影レンズとを有するデジタルカメラであって、(a)前記撮像素子で生成される画像データに基づく静止画像を取得する静止画撮影を行う静止画撮影手段と、(b)前記撮像素子で順次に生成される画像データに基づく動画像を取得する動画撮影を行う動画撮影手段と、(c)前記撮影レンズに対して規定される前記撮像素子の相対基準位置を中心として、前記撮像素子を前記撮影レンズに対して相対的に移動させる相対移動手段と、(d)前記デジタルカメラの揺れを検出する検出手段と、(e)前記相対移動手段によって、前記デジタルカメラの揺れに応じた手ぶれ補正を行う手ぶれ補正手段と、(f)前記静止画撮影の際には、前記撮像素子を前記相対基準位置に相対移動させて初期化状態とした後に、前記手ぶれ補正を伴う撮影を行う第1制御手段と、(g)前記動画撮影の際には、撮影開始時において前記初期化状態となっているか否かに関わらず、前記手ぶれ補正を開始して撮影を行う第2制御手段とを備える。
【0012】
また、請求項2の発明は、請求項1の発明に係るデジタルカメラにおいて、前記第2制御手段は、(g−1)前記手ぶれ補正の開始時から所定時間が経過するまで、前記手ぶれ補正の補正対象となる周波数帯域の下限周波数を、所定の高周波数から所定の低周波数まで徐々に減少させる減少手段を有する。
【0013】
また、請求項3の発明は、請求項2の発明に係るデジタルカメラにおいて、前記所定の高周波数は、前記検出手段で検出される所定の検出周波数帯域に係る上限周波数より高い周波数であり、前記所定の低周波数は、前記所定の検出周波数帯域に係る下限周波数より低い周波数である。
【0014】
また、請求項4の発明は、請求項1ないし請求項3のいずれかの発明に係るデジタルカメラにおいて、前記第2制御手段は、(g−2)前記手ぶれ補正の開始時から所定時間が経過するまで、前記手ぶれ補正の補正量を徐々に増加させる増加手段を有する。
【0015】
また、請求項5の発明は、請求項4の発明に係るデジタルカメラにおいて、前記増加手段は、所定の検出周波数帯域に対する前記検出手段の検出感度を徐々に増加させることにより、前記手ぶれ補正の補正量を増加させる手段を有する。
【0016】
【発明の実施の形態】
<デジタルカメラの要部構成>
図1は、本発明の実施形態に係る撮像装置であるデジタルカメラ1の主たる構成を示す断面図である。なお、以下の説明においては、図1に示すXYZ3次元直交座標系を適宜用いて、方向および向きを示すこととする。
【0017】
ここで、Z軸方向は撮影レンズ3の光軸Lに沿った方向であり、Z軸正方向は入射光の入射先となる向き(図1において右向き)である。また、Y軸方向は鉛直方向であり、Y軸正方向は鉛直上向き(図1において上向き)である。さらに、X軸方向は図1の紙面に対しての垂直方向であり、X軸正方向は図1の紙面に対する垂直下向きである。これらXYZ軸は、カメラ本体部2のハウジング2aに対して相対的に固定される。
【0018】
デジタルカメラ1は、手ぶれによる画像中の被写体像のぶれを補正(抑制)する手ぶれ補正機能を有しており、主としてカメラ本体部2と、カメラ本体部2に固設される撮影レンズ3とから構成される。
【0019】
撮影レンズ3は主として、鏡胴31、ならびに鏡胴31の内部に設けられる複数のレンズ群32および絞り33から構成される。また、撮影レンズ3は、ズームレンズとして構成され、レンズ群32の配置をZ軸方向に変更することにより、焦点距離(撮像倍率)を変更可能とされている。この撮影レンズ3を介して形成される被写体の光像は、図2に示すように、結像されるXY平面(以下、「結像平面」という。)上において略円形の形状となり、イメージサークルICと呼ばれる。なお、イメージサークルICの中心位置CCは、撮影レンズ3の結像平面と撮影レンズ3の光軸との交点であるとも表現できる。
【0020】
撮影レンズ3の光軸Lの後方(Z軸正方向側)には、カメラ本体部2のハウジング2aに収容されたCCD5が配置されている。このCCD5は、カラーフィルタがそれぞれ付された微細な画素群で構成される撮像素子であり、撮影レンズ3によって結像される被写体の光像(被写体像)を光電変換して、例えばRGBの色成分を有する画像信号(画像データ)を生成する。
【0021】
CCD5の受光面は、結像平面と一致するように配置され、イメージサークルICを含む結像平面の一部の領域が画像データ(本明細書中では、適宜単に「画像」ともいう。)として取得されることとなる。図2において、矩形の領域PAは結像平面上におけるCCD5の有効画素群の配置の例を示している。この領域は結像平面上にて画像として取得される領域であるため「画像取得領域」PAともいう。
【0022】
CCD5は、相対移動手段として機能するCCD移動部50内に配置される。CCD5は、このCCD移動部50によりZ軸に直交するXY平面内にて移動することが可能とされている。図3は、CCD5を含めたCCD移動部50の分解斜視図である。
【0023】
図3に示すように、CCD移動部50は主として、ハウジング2aに固設されるベース板51と、ベース板51に対してX軸方向に移動する第1スライダ52と、第1スライダ52に対してY軸方向に移動する第2スライダ53との3つの部材から構成される。
【0024】
ベース板51は、撮影レンズ3からの入射光を通過可能に中央部が開口しており、X軸方向に延設される第1アクチュエータ511と、スプリング55を掛けるための第1スプリング掛け512とを備えている。また、第2スライダ53は、CCD5を固定可能な開口部533がその中央部に形成されるとともに、Y軸方向に延設される第2アクチュエータ531と、剛球54をZ軸方向両面に遊嵌する剛球受け532とを備えている。また、第1スライダ52は、中央部が開口しており、第1アクチュエータ511と対向する位置に第1摩擦結合部521と、第2アクチュエータ531と対向する位置に第2摩擦結合部522とがそれぞれ設けられ、さらに第1スプリング掛け512と対向する位置に第2スプリング掛け523が設けられる。
【0025】
第1アクチュエータ511および第2アクチュエータ531は、それぞれ圧電素子と、延在方向に駆動可能な駆動ロッドとを備えており、圧電素子に印加される駆動パルスに応じた量および向きに駆動ロッドが移動するようになっている。また、第1及び第2アクチュエータ511、531は、非通電(手ぶれ補正がオフ)となる場合には、後述する摩擦結合によってCCD5を保持できる、つまりCCD5と撮影レンズ3との位置関係を維持できるようになっている。
【0026】
CCD移動部50が組み上げられるときには、CCD5が第2スライダ53の開口部533に嵌合して固設されるとともに、第1アクチュエータ511の駆動ロッドと第1摩擦結合部521とが摩擦結合され、第2アクチュエータ531の駆動ロッドと第2摩擦結合部522とが摩擦結合される。また、ベース板51と第1スライダ52とは、スプリング55によって相互に接近する向きに付勢される。このとき、第2スライダ53は、ベース板51と第1スライダ52とに剛球54を介して挟み込まれた状態とされる。これにより、Z軸負方向側から正方向側に向かって、ベース板51、第2スライダ53、第1スライダ52の順に重なって、これら部材51,53,52が配置されることとなる。
【0027】
このようなCCD移動部50が組み上げられた状態で、第1アクチュエータ511の駆動ロッドが緩速(緩速度)で移動すると、これに摩擦結合する第1摩擦結合部521により第1スライダ52がベース板51に対してX軸方向に移動する。このとき、第1スライダ52の移動にあわせて第2スライダ53もベース板51に対してX軸方向に移動する。第1アクチュエータ511の駆動ロッドが急速に(急速度で)移動すると、慣性により第1スライダ52は停止する。また、第2アクチュエータ531の駆動ロッドが緩速で移動すると、これに摩擦結合する第2摩擦結合部522により第2スライダ53が第1スライダ52に対してY軸方向に移動する。このとき、第1スライダ52のベース板51に対する移動はなされないため、第2スライダ53は単独でベース板51に対してY軸方向に移動することとなる。第2アクチュエータ531の駆動ロッドが急速に移動すると、慣性により第2スライダ53は停止する。つまり、各圧電素子に与えられる駆動パルスによって各駆動ロッドが速度の異なる往動および復動(振動)を行うことにより、第2スライダ53がX軸・Y軸方向に移動することとなる。
【0028】
また、前述したように、ベース板51はカメラ本体部2のハウジング2aに固設され、CCD5は第2スライダ53に固設されることから、CCD5はカメラ本体部2のハウジング2aに対してXY平面内にて相対的に移動することとなる。これにより、撮影レンズ3により形成されるイメージサークルICと、CCD5との相対位置が変更可能とされ、イメージサークルIC中において画像として取得される領域が変更されることとなる。
【0029】
図1に戻り、CCD5のZ軸正方向側には、移動するCCD5の位置を検出するためのCCD位置検出部58が配置されている。CCD位置検出部58は、発光ダイオード等で構成される2つの投光部(例えばIRED)56(56a,56b)と、フォトダイオード等で構成される2つの受光部(PSD)57(57a,57b)を備えている。これらの投光部56a、56bはCCD5の裏面側(Z軸正方向側)に固設される一方、受光部57a、57bは投光部56a,56bにそれぞれ対向するようにカメラ本体部2のハウジング2aに固設される。投光部56a,56bから投光された光は受光部57a,57bにて受光可能となっており、この受光部57a,57bにて受光する光の位置の変化から、CCD5の位置がXY座標位置として求められる。具体的には、第1投光部56aおよび第1受光部57aにてCCD5のX軸方向の位置を検出し、第2投光部56bおよび第2受光部57bにてCCD5のY軸方向の位置を検出するようになっている。
【0030】
また、カメラ本体部2のハウジング2aの内部には、デジタルカメラ1の手ぶれによる揺れ(振動)を検出する振動センサ(ぶれセンサ)40が設けられている。この振動センサ40は、2つの角速度センサ(第1角速度センサ41および第2角速度センサ42)を備えており、第1角速度センサ41にてX軸を中心とした回転振動(ピッチング)Piの角速度が検出され、第2角速度センサ42にてY軸を中心とした回転振動(ヨーイング)Yaの角速度が検出される。この振動センサ40により検出される2つの角速度に応じて、CCD5がX軸およびY軸のそれぞれの方向に移動されることにより、画像中の被写体像のぶれの補正、すなわち、手ぶれ補正がなされることとなる。
【0031】
カメラ本体部2の上面側にはシャッタボタン61が設けられる。シャッタボタン61は、撮影準備の開始や撮像(露光開始)の指示を撮影者から受け付けるボタンであり、半押し状態(以下、S1状態とも称する)と全押し状態(以下、S2状態とも称する)とが検出可能な2段階スイッチになっている。
【0032】
また、カメラ本体部2の背面側には、操作ボタン62およびLCD63が設けられる。この操作ボタン62は、デジタルカメラ1の各種指示や設定を撮影者から受け付けるものである。撮影者は、この操作ボタン62にて所定の操作を行うことにより、例えば、センタリング情報の取得の指示や撮影レンズ3の焦点距離の設定等を行うことができるようになっている。
【0033】
LCD63は、各種の情報や画像を表示する表示手段として機能する。このLCD63は、撮影待機状態において、CCD5にて所定時間ごとに順次に生成され取得された動画像を表示(ライブビュー表示)し、被写体像を撮影者に確認させつつフレーミングを行わせるビューファインダとして機能する。なお、この明細書においては、フレーミングのためなどに用いられるプレビュー用の画像を「ライブビュー画像」と称し、シャッタボタン61の全押し状態S2までの押下に応じて記録用の画像として取得される画像を「本撮影画像」とも称する。
【0034】
また、カメラ本体部2の内部には、各種データを記録するメモリカード9(図4参照)を挿入して装着することが可能とされ、CCD5で生成される画像データに基づき取得される静止画像である記録用の画像(本撮影画像)はメモリカード9に記録されるようになっている。
【0035】
<デジタルカメラ1の機能ブロック>
デジタルカメラ1の手ぶれ補正機能やセンタリング情報取得機能等を含む各種の機能は、カメラ本体部2のハウジング2a内に設けられる全体制御部の制御に基づいて行われる。
【0036】
図4は、この全体制御部7を含めたデジタルカメラ1の主たる機能構成を機能ブロックとして示す図である。
【0037】
CCD5、CCD移動部50、CCD位置検出部58、振動センサ40、シャッタボタン61、操作ボタン62およびLCD63等のデジタルカメラ1の各処理部は全体制御部7に電気的に接続され、全体制御部7の制御下にて動作することとなる。これとともに、CCD位置検出部58にて検出されるCCD5の位置、振動センサ40にて検出される角速度、シャッタボタン61の操作内容、および、操作ボタン62の操作内容等は、それぞれ信号として全体制御部7に入力される。
【0038】
撮影レンズ3は、ズーム・フォーカス駆動部321および絞り駆動部331を備えている。このズーム・フォーカス駆動部321は、撮影者により設定される焦点距離となるように、また焦点が合う(合焦する)ように(フォーカシング)レンズ群32に含まれるレンズを適宜Z軸方向に駆動するものである。また、絞り駆動部331は、全体制御部7により設定される絞り値となるように絞り33の開口径を調整するものである。これらのズーム・フォーカス駆動部321および絞り駆動部331も電気的に全体制御部7に接続され、全体制御部7の制御下にて動作する。
【0039】
また、A/D変換部21、画像処理部22および画像メモリ23は、CCD5で取得された画像を扱う処理部を構成している。すなわち、CCD5にて取得されたアナログ信号の画像は、A/D変換部21にてデジタル信号に変換され、画像処理部22にて所定の画像処理がなされた後、画像メモリ23に一時的に格納される。そして、画像メモリ23に格納された画像は、記録用画像としてメモリカード9へ記録されたり、ライブビュー表示用画像としてLCD63に表示されることとなる。このような画像に対する各種の処理も全体制御部7の制御に基づいて行われる。
【0040】
全体制御部7は、マイクロコンピュータを備えて構成される。すなわち、全体制御部7は、各種演算処理を行うCPU70と、演算を行うための作業領域となるRAM75と、制御プログラム等が記憶されるROM76とを備え、上述したようにデジタルカメラ1の各処理部の動作を統括的に制御する。不揮発性メモリであるROM76としては、例えば、データの電気的な書き換えが可能なEEPROMが採用される。これにより、ROM76は、データの書き換えが可能で、かつ、電源を落とした場合でもそのデータの内容を保持する。
【0041】
全体制御部7は、自動合焦制御(AF制御)、自動露出制御(AE制御)や手ぶれ補正制御などの各種の制御機能を有する。全体制御部7の各種の機能は、予めROM76内に記憶される制御プログラムに従ってCPU70が演算処理を行うことにより実現される。また、各機能を実現する機能部(AF制御部71、AE制御部72、手ぶれ補正制御部73)を便宜的に示している。
【0042】
AF制御部71は、撮影者によってシャッタボタン61が半押し状態とされた場合に機能し、山登り方式(ビデオ方式あるいはコントラスト方式とも称する)の自動合焦制御を行うための評価値演算動作を行う。ここでは、画像内の所定のAF評価領域に対応する画像成分について、水平方向に隣接する2画素間での差分絶対値の総和がAF用評価値として算出される。そして、AF制御部71は、このAF用評価値を利用して合焦位置を求め、撮影レンズ3を合焦位置に向けて駆動することによって自動合焦制御を実現する。
【0043】
AE制御部72は、画像を複数のブロックに分割し、各ブロックの代表輝度値に基づいてAE用評価値を算出する。このAE用評価値を用いて自動露光制御が実現される。
【0044】
また、全体制御部7は、手ぶれ補正機能を実現するための制御を行う。具体的には、手ぶれ補正制御部73は、振動センサ40から入力される2つの角速度に基づいて、振動による被写体像のぶれ量およびその向きに対応するCCD5の移動すべき位置(以下、「移動先位置」という。)を導出する。
【0045】
全体制御部7(手ぶれ補正制御部73)は、CCD位置検出部58から得られるCCD5の現在位置(測定位置)と、導出した移動先位置(目標位置)とを比較してCCD5の移動すべき移動量および向きを導出する。さらに、導出した移動量および向きに応じた駆動パルスを生成し、この駆動パルスを、駆動制御部65(図7参照)を介して、CCD移動部50のアクチュエータ511,531に送信することにより、CCD5を移動先位置に移動させる。このように、デジタルカメラ1の振動に応じた移動先位置を導出し、CCD5の現在位置と移動先位置とを比較してCCD5の位置を移動先位置に順次移動させるクローズドループ制御が行われることにより、画像中の被写体像のぶれが補正されることとなる。
【0046】
このように、CCD移動部50は、全体制御部7の制御下において、手ぶれ補正機構として機能する。この手ぶれ補正機構に関する制御方法については、後で詳述する。
【0047】
<撮影レンズ3とCCD5との結像平面内での相対移動>
図5は、CCD5とベース板51との関係を簡略化して示す図である。なお、図5においては、第1スライダ52および第2スライダ53も簡略化して示されている。
【0048】
CCD移動部50による移動がなされていないCCD5の取付状態においては、CCD5の有効画素群の中心位置(画像中心位置)5C(図2参照)と、撮影レンズ3により形成されるイメージサークルICの中心位置CC(図2参照)、つまり撮影レンズ3に対して規定されるCCD5の相対基準位置とは、一致しているものとする。以下、この状態を「初期化状態(センタリング状態)」とも称する。図5は、この初期化状態を示している。
【0049】
ここで、CCD5と撮影レンズ3とが相対的に移動されると、位置5C,CCが互いにずれる。すなわち、中心位置CCを中心としてCCD5が撮影レンズ3に対して相対的に移動することとなる。例えば、CCD5の中心位置5Cは、イメージサークルICの中心位置CCに対して、図5の上方向に最大でベクトルV1の大きさの移動を行うことが可能であり、図5の下方向に最大でベクトルV2の大きさの移動を行うことが可能である。同様に、CCD5の中心位置5Cは、中心位置CCに対して、図5の左方向に最大でベクトルV3の大きさの移動を行うことが可能であり、図5の右方向に最大でベクトルV4の大きさの移動を行うことが可能である。また、左上方向、右上方向、左下方向、および右下方向においては、それぞれ最大で、ベクトル和(V1+V3)、ベクトル和(V1+V4)、ベクトル和(V2+V3)、ベクトル和(V2+V4)の大きさの移動が可能である。
【0050】
図6は、イメージサークルICの中心位置CCに対して、CCD5が様々な方向に相対移動される状態を説明するための図である。
【0051】
図5および図6に示すように、この相対移動においては、各方向における最大移動距離が存在する。図5においては、CCD5が移動する際の包絡線により、CCD5の移動可能範囲RMが示されている。CCD5は、この相対移動動作によって、移動可能範囲RM内のいずれかの位置に移動可能である。また、図5の領域EMは、CCD5の中心位置5Cが移動可能な領域を表している。言い換えれば、領域EMの境界線上の各点は、CCD5が各方向において最大移動距離を移動した状態における中心位置5Cの存在位置を表している。
【0052】
ここで、上記のように、CCD5の中心位置5CがCCD5の移動可能範囲の中央に存在する状態を初期化状態として規定することが好ましい。言い換えれば、V1+V2=0,V3+V4=0であること(すなわち、CCD5の中心位置5Cが上下方向においても且つ左右方向においてもイメージサークルICの中央であること)が好ましい。様々な方向に対して大きく移動することが可能であるので、様々な手ぶれに十分に対応できるからである。
【0053】
ただし、これに限定されず、CCD5の中心位置5CがCCD5の移動可能範囲内の(中央以外の)所定の位置(たとえば、中央左寄りの位置)に存在する状態が初期化状態として規定されても良い。この場合であっても、少なくとも所定方向(たとえば上下方向)の手ぶれには十分に対応することが可能である。
【0054】
<手ぶれ補正機構に関する制御方法について>
図7は、手ぶれ補正機構に関する制御方法を説明するためのブロック図である。
【0055】
手ぶれ補正機構は、上述したように、振動センサ40で検出したぶれを打ち消すように第1及び第2アクチュエータ511、531(これらを「アクチュエータ」とも総称する)でCCD5を移動させることによって行われる。また、CCD5の位置制御については、CCD5の移動位置をCCD位置検出部58で検出し、これをフィードバックすることで行われる。
【0056】
具体的には、振動センサ40で検出されたアナログ信号の手ぶれ信号は、A/D変換部43でデジタルの角速度信号に変換される。そして、HPF(High Pass Filter)部44において角速度信号中の直流ドリフトやオフセットを除去する処理が行われ、処理された角速度信号を積分部46で積分して角度信号(移動先位置の信号)を生成する。この際、ゲイン設定部45では、手ぶれ補正制御部73からの焦点距離情報と、振動センサ40やCCD位置検出部58の感度等に基づき、積分部46での積分値を適正な補正位置信号(補正された角度信号)に変換するための処理を行う。
【0057】
積分部46では、完全な積分が行われず、変更可能となっている積分開始周波数より高周波成分を積分する不完全な積分が行われる。
【0058】
これらの振動センサ40、A/D変換部43、HPF部44、ゲイン設定部45および積分部46が、デジタルカメラ1の揺れを検出する検出手段として機能することとなる。
【0059】
手ぶれ補正制御部73は、手ぶれ検出特性を制御する手ぶれ検出特性制御部73aを有している。この手ぶれ検出特性制御部73aは、上記の検出手段の検出特性を制御、つまりHFP部44とゲイン設定部45と積分部46との各特性値を統括的に制御する。
【0060】
上述したように、CCD移動部50内のCCD5の位置は、CCD5に固設された投光部56から出射された光を受光する受光部57によって検出された後に、A/D変換部67によってデジタル信号に変換される。
【0061】
そして、振動センサ40からの手ぶれ信号に対してHPF部44〜積分部46で処理が施されて生成された補正位置信号とCCD位置検出部58からの位置信号とを減算部68で減算し、その差に基づきPID部64および駆動制御部65でアクチュエータ66を制御してCCD5を移動させる。すなわち、PID部64、駆動制御部65、アクチュエータ66、CCD5、CCD位置検出部58、A/D変換部67および減算部68によって、CCD5の位置制御を行うためのフィードバックループが構成されることとなる。
【0062】
PID部64は、減算部68からの出力信号に対して比例制御(P)、積分制御(I)および微分制御(D)を行い、CCD5を含めたアクチュエータ66の遅れ伝達特性を補償する。
【0063】
<ゲイン制御を伴う手ぶれ補正>
デジタルカメラ1では、ライブビュー撮像時において、手ぶれ補正の開始や停止を行うと、急に手ぶれ補正が効き出すため、LCD63を注視する撮影者は違和感を感じてしまう。そこで、徐々にぶれ補正が効くような制御、すなわち補正開始から段々と手ぶれがなくなり、やがてぴたりと手ぶれが止まる制御を行うことで、違和感のない自然な表示を実現することとする。以下では、この制御方法について説明する。
【0064】
図8は、ゲイン制御を伴う手ぶれ補正を説明するための図である。この図8では、振幅が「1」の正弦波状の手ぶれがデジタルカメラ1に加わる場合に、通常の手ぶれ補正信号(仮想線で示す)と、ゲイン制御された手ぶれ補正信号(実線で示す)とを表すグラフ(シミュレーション結果)を示している。
【0065】
通常の手ぶれ補正では、ゲイン設定部45のゲインが一定であるため、入力波形と同様の振幅「1」の正弦波が積分部46から出力される。この場合には、手ぶれ補正開始から急に補正が効くため、違和感が生じることとなる。
【0066】
一方、ゲイン制御を伴う手ぶれ補正では、一定時間をかけてゲイン値(検出手段の検出感度)を0(補正無し)から1(適正ゲイン)に徐々に増加させる、つまり手ぶれ補正の補正量を徐々に増加させる制御を行う。これにより、図8のグラフにおいて0〜1秒の間は徐々に振幅が増加、すなわち最初はゲイン値が0であるため手ぶれ補正されないが、徐々にゲインが増加するためにぶれ補正が効きはじめ、1秒後にフル補正される。
【0067】
具体的には、ライブビュー撮像中に、手ぶれ補正開始信号が検出されると手ぶれ補正が開始されるが、ゲイン設定部45は、手ぶれ補正開始時から1秒間で、ゲイン値を0から1まで徐々に上げる動作を行う。
【0068】
このようなゲイン制御を伴う手ぶれ補正により、ライブビュー撮像をする場合などにおいて見た目に違和感なく、自然なぶれ補正が可能となる。
【0069】
以上のように、ゲイン制御によって手ぶれ検出特性の制御が可能であるが、周波数制御によっても手ぶれ検出特性を制御できる。この周波数制御を伴う手ぶれ補正について、以下で説明する。
【0070】
<周波数制御を伴う手振れ補正>
図9は、周波数制御を伴う手ぶれ補正を説明するための図である。図9においては、横軸は周波数を示し、縦軸は「0」に近づくほど補正量が大きいことを表す補正効果を示している。そして、図9には、補正効果(補正残り量)に関する0.02Hz〜20Hzの各周波数特性を表すグラフ(シミュレーション結果)が示されている。
【0071】
カメラに対する撮影者の手ぶれは、一般に1〜10Hz程度であり、高い周波数の手ぶれは振幅も小さい。なお、この1〜10Hzを、以下では「検出周波数帯域」とも呼ぶ。
【0072】
そこで、周波数制御を伴う手ぶれ補正では、一定時間(例えば1秒)をかけてHPF部44のカットオフ周波数(補正周波数)を、検出周波数帯域の上限周波数10Hzより高い周波数、例えば20Hzから、検出周波数帯域の下限周波数1Hzより低い周波数、例えば0.02Hzまで徐々に減少させる制御を行う。すなわち、手ぶれ補正の開始時から1秒が経過するまで、手ぶれ補正の補正対象となる周波数帯域の下限周波数を、20Hz(高周波数)から0.02Hz(低周波数)まで徐々に減少させる処理を行う。換言すれば、1〜10Hzの検出周波数帯域に対する検出手段の検出感度を徐々に増加させることにより、手ぶれ補正の補正量を増加させる動作が行われることとなる。
【0073】
これにより、図9のグラフのように、手ぶれ補正開始から初期段階では高周波補正(20Hzや6Hz)となるため細かな手ぶれしか補正されず、大きな低周波のぶれ(カメラを振るような動作)には、手ぶれ補正が効かず違和感のないフレーミングが可能となる。そして、徐々に低周波補正(0.8Hzや0.02Hz)に変化するため、大きな揺れ(一般に低周波)にも手ぶれ補正が効きはじめ、1秒後にフル補正される。
【0074】
具体的には、ライブビュー撮像中に、手ぶれ補正開始信号が検出されると手ぶれ補正が開始されるが、HPF部44では、手ぶれ補正開始時から1秒間で、カットオフ周波数を20Hzから0.02Hzまで徐々に減少させる動作を行う。
【0075】
このような周波数制御を伴う手ぶれ補正により、違和感なく自然な手ぶれ補正が可能となる。
【0076】
<周波数制御を伴うセンタリング>
上述した周波数制御をセンタリングに適用することで、センタリング時の違和感を解消する方法を、以下で説明する。
【0077】
CCD5は、上述したように、CCD移動部50内において摩擦結合によって保持されている。よって、デジタルカメラ1に対する衝撃などで、CCD5の位置がずれることがある。そして、手ぶれ補正開始時にCCD5がセンター位置(中心位置CC)からずれていると、画面がけられたり、シェーディングがひどくなったりするため、初期化状態とするセンタリングが必要になる。しかし、急激にセンタリングを行うと画面が急に移動するため、画面を注視する撮影者に違和感が生じることとなる。
【0078】
そこで、手ぶれ補正を行いつつ、積分部46の時定数(積分開始周波数)を利用したセンタリングを行うことで違和感を解消することとする。以下では、この動作について説明する。
【0079】
図10は、周波数制御を伴うセンタリングを説明するための図である。図10においては、横軸が時間(秒)を示し、縦軸が手ぶれ補正位置を示している。また、図10では、センタリング開始にはCCD5がセンター位置「0」に対して0.5mmずれている状態から、センタリング後に手ぶれ補正を行う場合の補正位置のシミュレーション結果を表すグラフ(仮想線で示す)と、時定数でセンタリングしつつ手ぶれ補正を行う場合の補正位置のシミュレーション結果を表すグラフ(実線で示す)とを示している。
【0080】
センタリング後に手ぶれ補正を行う場合には、初期位置0.5mmから直線的にセンター位置に到達し、その後に手ぶれ補正が開始される。このようなセンタリングでは、上述したように、画面が急に移動するため、画面を注視する撮影者に違和感が生じる。また、センタリングのための待ち時間が生じて、手ぶれ補正を直ちに行えないこととなる。
【0081】
一方、周波数制御を伴うセンタリングでは、手ぶれ補正開始時から一定時間(例えば1秒)の間、積分部46の積分周波数を0.8Hzに設定する。
【0082】
すなわち、ライブビュー表示中に手ぶれ補正開始信号が検出されると手ぶれ補正が開始されるが、手ぶれ補正開始時より1秒間、手ぶれ検出特性制御部73aは積分部46の積分開始周波数を最低周波数より少し高めの0.8Hzに設定する。これにより、積分部46においては、この0.8Hzより低い周波数成分に対する積分が行われないこととなる。
【0083】
また、手ぶれ補正開始時のみ、スイッチ69が閉じて手ぶれ信号にオフセットとして初期ずれ量が加算される。積分部46では、積分開始周波数より低い周波数は積分されないため、オフセットとして加算された初期ずれ分は、時間の経過と共に減少することとなる。また、積分開始周波数より低い周波数の手ぶれが入力されなければ、積分部46の出力である手ぶれ補正位置は「0」(センター位置)に近づいていく。
【0084】
すなわち、図10のグラフ(実線)のように、5Hzの手ぶれが入力される場合には、1秒かけて徐々にセンター位置(補正位置「0」)に近づくこととなる。その結果、CCD5の位置は、手ぶれ補正を行いつつ積分部46の時定数によって、ゆっくりとセンター(相対基準位置)に復帰する。この動きはゆっくりであるため、フレーミングの際に撮影者が気づかないほどである。
【0085】
そして、手ぶれ補正開始から1秒経過した後に、積分部46の積分開始周波数を最低周波数の0.02Hzに変更することで、低周波域まで補正範囲が拡大し手ぶれ補正が及ぶこととなる。
【0086】
以上のような周波数制御を伴うセンタリングにより、撮影者に違和感を与えず、自然なセンタリングが実現できる。
【0087】
以上のセンタリング制御においても、上述した周波数制御を伴う手ぶれ補正のように、手ぶれ補正開始から1秒が経過するまで、積分開始周波数を20Hz(高周波数)から0.02Hz(低周波数)に徐々に減少させる制御を行うことにより、一層自然なセンタリングが行えることとなる。すなわち、手ぶれ補正開始から一定の時間かけて、高周波補正から低周波補正となるように補正周波数を徐々に下げることによって、違和感のない自然な手ぶれ補正を行えるとともに、自然なセンタリングを行えることとなる。
【0088】
<デジタルカメラ1の動作>
次に、デジタルカメラ1の動作について説明する。以下の各動作は、全体制御部7の制御下において行われる。
【0089】
<電源オン時の動作>
まず、電源オン時のデジタルカメラ1の動作について説明する。
【0090】
図11は、デジタルカメラ1の電源がオン状態にされたときの動作を示すフローチャートである。
【0091】
操作ボタン62の1つである電源ボタンの押下に応答して、次述するステップSP1以降の動作が実行される。これにより、CCD5が基準位置に確実に復帰するここととなる。
【0092】
具体的には、ステップSP1において、CCD5の中心位置5Cがイメージサークルの中心位置CCに存在するか否かが判定される。すなわち、CCD5が基準位置(相対基準位置)に存在するか否かが判定される。
【0093】
そして、CCD5が基準位置に存在しない場合には、CCD5を基準位置に復帰させる動作を開始する(ステップSP3)。ただし、電源オンと同時に起動させたタイマーによる計時時間が所定の時間を経過している(タイムアウト)と判定される場合(ステップSP2)には、エラー発生を告げる「エラー表示画面」をLCD63に表示(ステップSP4)して、電源オン時の処理を終了する。
【0094】
また、タイムアウト前にCCD5が基準位置に復帰したことが確認された場合には、エラー表示画面をLCD63に表示することなく、この電源オン時の処理を終了する。
【0095】
<撮影モード時の概要動作>
次に、その後の撮影モードにおける撮影動作について図12〜図14等を参照しながら、さらに説明する。図12〜図14は、この撮影動作を示すフローチャートである。
【0096】
シャッタボタン61が半押し状態S1にされるまでは、ライブビューの撮像および表示動作が繰り返して行われる。具体的には、ライブビュー画像が撮影され(ステップSP11)、撮像されたライブビュー画像がLCD63に表示される(ステップSP12)という一連の動作が、所定周期(たとえば1/15秒)で繰り返される。また、この実施形態では、シャッタボタン61が半押し状態S1にされるまでは、手ぶれ補正処理は行われない。
【0097】
その後、ステップSP13で、シャッタボタン61が半押し状態S1にされたと判定されると、ステップSP14に進む。
【0098】
ステップSP14においては、振動センサ(ジャイロセンサとも称する)40に対する給電が開始され、手ぶれの検出が開始される。
【0099】
その後、ライブビューの撮像処理(ステップSP15)および表示処理(ステップSP16)が行われる。ステップSP15におけるライブビュー画像の撮像時には、手ぶれ補正処理が施される。
【0100】
次のステップSP17では、CCD5の中心位置5CがイメージサークルICの中心位置CCに存在するか否か、すなわち、CCD5が基準位置に存在するか否かが判定される。言い換えれば、CCD5と撮影レンズ3との相対的な位置関係が初期化状態(基準位置関係)となっているか否かが判定される。たとえば、ステップSP15でライブビュー撮像時の手ぶれ補正処理が行われた直後は、CCD5が基準位置に存在しないと判定される。
【0101】
CCD5が基準位置に存在しないと判定される場合には、全体制御部7は、次のライブビュー画像撮像時の手ぶれ補正の準備のため、CCD5を基準位置に向けて移動する動作、すなわちCCD5を基準位置に復帰させるセンタリング動作(復帰動作)を開始させる(ステップSP18)。この動作では、上述した周波数制御を伴うセンタリング制御、すなわち手ぶ補正開始から1秒間に積分部46の積分開始周波数を高周波数から低周波数に変更する。これにより、自然なセンタリングを行える。なお、このセンタリング動作が既に開始されている場合には、そのセンタリング動作はそのまま継続される。
【0102】
そして、シャッタボタン61のS1状態が解除されていないことを確認(ステップSP19)して、ステップSP15に戻る。なお、S1状態が解除されていると判定される(ステップSP19)場合には、振動センサ40をオフ状態に設定し(ステップSP20)、ステップSP25を経由して再びステップSP11に戻り、ライブビューの撮像および表示動作を行う。ステップSP25では、撮影モード以外の他のモード(たとえば再生モード)に移行すべき旨の指示が与えられたか否かを確認して、他モードへの移行指示が受け付けられている場合にはその指示されたモードへの移行処理が行われる。
【0103】
一方、ステップSP17において、CCD5が基準位置に存在すると判定される場合には、ステップSP21に進み、CCD5の復帰動作が継続中(移動中)であったか否かが判定される。復帰動作が継続中であったと判定される場合には、その復帰処理を終了する(ステップSP22)。
【0104】
そして、ステップSP21またはステップSP22からステップSP23に進むと、シャッタボタン61が全押し状態S2にされたか否かが判定される。
【0105】
シャッタボタン61が未だ全押し状態S2にされていないと判定されるときには、ステップSP19以降へと進み、ライブビューの撮像および表示処理(ステップSP15,SP16)等を再び行う。
【0106】
これにより、シャッタボタン61が半押し状態S1に維持される間は、ライブビューの撮像および表示処理(ステップSP15,SP16)が繰り返して行われる。
【0107】
その後、ステップSP23で、シャッタボタン61が全押し状態S2にされたと判定されると、ステップSP24に進む。
【0108】
ステップSP24においては、今度は本撮影画像が取得される。そして、この本撮影時において、手ぶれ補正処理が施される。
【0109】
<AF時の動作>
つぎに、シャッタボタン61が半押し状態S1に維持される期間の処理についてさらに詳細に説明する。この期間においては、AF動作等が行われる。
【0110】
図13は、ステップSP15における処理をさらに詳しく示す図である。
【0111】
ステップSP31において、CCD5が基準位置へ移動中であるか否かが判定される。
【0112】
CCD5が移動中でないことが検出されると、ステップSP32でライブビュー画像の撮像動作が実行される。
【0113】
図14は、ステップSP32(ステップSP32a)の処理をさらに詳しく示す図である。図14に示すように、ステップSP32においては、まず手ぶれ補正駆動が開始される(ステップSP41)。すなわち、振動センサ40により検出された手ぶれを補正する動作が、全体制御部7の制御下において、上述のCCD移動部50を用いて開始される。そして、その手ぶれ補正動作が行われている状態で、露光動作が行われる(ステップSP42)。この場合、ライブビュー撮影(動画撮影)の際には、撮影開始時においてCCD5がセンタリングされた初期化状態となっているか否かに関わらず、手ぶれ補正が行われることとなる。これにより、露光によって取得される画像における「ぶれ」を適切に抑制することができる。また、ここでは、上述した周波数制御を伴う手ぶれ補正、すなわち手ぶれ補正開始から1秒間にHPF部20のカットオフ周波数を20Hzから徐々に最低周波数0.02Hzに減少させる制御が行われる。その結果、自然な手ぶれ補正が可能となる。なお、この周波数制御を伴う手ぶれ補正に代えて、上述したゲイン制御を伴う手ぶれ補正を行っても良い。この場合にも、自然な手ぶれ補正を行える。
【0114】
ステップSP42の露光動作が終了すると手ぶれ補正駆動を終了(ステップSP43)し、露光により得られた画像信号が、A/D変換部21および画像処理部22を経由して画像メモリ23に転送される(ステップSP44)。これにより、ライブビュー画像の画像データが取得される。
【0115】
その後、ステップSP33(図13)において、AF制御が行われる。具体的には、AF制御のためのAF評価値の演算処理およびフォーカスレンズの駆動処理等を行う。同様に、AE制御、AWB制御が行われる。
【0116】
そして、ステップSP16に進みライブビュー画像の表示処理を行い、CCD5が基準位置に存在しないと判定される(ステップSP17)と、CCD5の基準位置への復帰動作が開始される(ステップSP18)。さらに、S1状態が解除されていないときには、再びステップSP15に戻る。
【0117】
再び、図13を参照する。
【0118】
今度は、ステップSP31において、CCD5が基準位置に向けて移動中であると判定され、ステップSP34に進む。
【0119】
そして、全体制御部7は、ステップSP34においてCCD5の復帰動作を一旦停止し、ステップSP35においてライブビュー画像の撮像動作を行う。ステップSP35の撮像動作は、上述したステップSP32(図14)の撮像動作と同様の動作である。これによって、ステップP42の露光動作で取得される画像における「ぶれ」を抑制できるとともに、自然な手ぶれ補正が行える。
【0120】
その後、全体制御部7は、ステップSP36において復帰動作を再開させる。
【0121】
また、ステップSP37においては、再びAF制御が行われる。具体的には、AF制御のためのAF評価値の演算処理およびフォーカスレンズの駆動処理等が行われる。このAF制御処理(AF評価値の演算処理およびフォーカスレンズの駆動処理)は、CCD5の復帰動作と並行して行われる。
【0122】
同様に、ステップSP37においては、AE制御およびAWB制御が、復帰動作と並行して行われる。
【0123】
<本撮影時の動作>
つぎに、シャッタボタン61が全押し状態S2にされた後の処理、すなわち、ステップSP24の本撮影動作について説明する。
【0124】
図15は、ステップSP24の本撮影動作を示すフローチャートである。
【0125】
まず、図15のステップSP51〜SP55においては、1枚の本撮影画像の撮影動作等が行われる。
【0126】
具体的には、まず、手ぶれ補正駆動が開始される(ステップSP51)。すなわち、振動センサ40により検出された手ぶれを補正する動作が、全体制御部7の制御下において、上述のCCD移動部50を用いて開始される。そして、その手ぶれ補正動作が行われている状態で、露光動作が行われる(ステップSP52)。これにより、露光により取得される画像(本撮影画像)における「ぶれ」を抑制することができる。この本撮影に係る静止画撮影では、事前(ステップSP22)にCCD5のセンタリングを行いCCD5を初期化状態した後に手ぶれ補正を行っているため、手ぶれ補正を最大限、つまり効果的に行えることとなる。また、露光動作が終了すると手ぶれ補正駆動を終了する(ステップSP53)。
【0127】
露光により得られた画像信号(画像データ)は、A/D変換部21を経由して画像処理部22に転送される(ステップSP54)。そして、画像処理部22において、転送された画像データに対する画像処理が開始される(ステップSP55)。
【0128】
以上のデジタルカメラ1の動作により、ライブビュー撮影(動画撮影)時に、上述した周波数制御を伴う手ぶれ補正およびセンタリングを行うため、動画撮影の際、違和感のない適切な手ぶれ補正およびセンタリングが可能となり、撮影者にとって快適性が向上する。
【0129】
また、ライブビュー撮影では、センタリングが完了したか否かに関わらず、手ぶれ補正を行うため、迅速な動画撮影が可能となり、撮影者にとって快適性が向上する。
【0130】
<変形例>
◎上記の実施形態における周波数制御を伴う手ぶれ補正においては、HPF部44におけるカットオフ周波数を変更するのは必須でなく、積分部46の積分周波数を変更して、図9に示すグラフのように手ぶれ補正の補正効果を変更しても良い。また、これらを併用した周波数制御を伴う手ぶれ補正を行っても良い。
【0131】
◎上記の実施形態における周波数制御を伴う手ぶれ補正においては、ライブビュー撮像に適用するのは必須でなく、CCDで生成される画像データをメモリカードなどに記録する動画撮影に適用しても良い。この動画撮影においては、撮影した動画像をリアルタイムで表示する場合はもちろん、撮影して記録された動画像を再生する場合にも自然な手ぶれ補正およびセンタリングの効果が期待できる。
【0132】
◎上記の実施形態においては、CCD移動部でCCDを移動させるのは必須でなく、CCDを固定して撮影レンズを移動させるようにしても良い。この場合も、CCDが撮影レンズに対して相対的に移動することとなり、手ぶれ補正が可能となる。
【0133】
◎上記の実施形態においては、手ぶれ補正開始からフル補正までの過渡的な制御時間を1秒に設定するのは必須でなく、0.5秒や2秒などの時間に設定しても良い。
【0134】
◎上述した具体的実施形態には、以下の構成を有する発明が含まれている。
【0135】
(1)請求項1に記載のデジタルカメラにおいて、表示手段をさらに備え、前記動画撮影の際には、前記動画像を前記表示手段に表示させることを特徴とするデジタルカメラ。
【0136】
これにより、動画撮影時において自然な表示が可能となる。
【0137】
(2)請求項1に記載のデジタルカメラにおいて、前記相対移動手段は、前記手ぶれ補正がオフの場合には、摩擦結合によって前記撮像素子と前記撮影レンズとの位置関係を維持するアクチュエータを有することを特徴とするデジタルカメラ。
【0138】
これにより、衝撃等で位置関係がずれる場合でも、適切なセンタリングによって表示の違和感なく効果的な手ぶれ補正を行える。
【0139】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1ないし請求項5の発明によれば、静止画撮影の際には撮像素子を相対基準位置に相対移動させて初期化状態とした後に手ぶれ補正を伴う撮影を行い、動画撮影の際には、撮影開始時において初期化状態となっているか否かに関わらず手ぶれ補正を開始して撮影を行う。その結果、動画撮影では、センタリングの完了を待たずに迅速な撮影が行え、快適な動画撮影を行える。一方、静止画撮影では、センタリングされているため手ぶれの補正限界値を最大化でき、十分な手ぶれ補正で高品質な画像を取得できる。
【0140】
特に、請求項2の発明においては、手ぶれ補正の開始時から所定時間が経過するまで、手ぶれ補正の補正対象となる周波数帯域の下限周波数を、所定の高周波数から所定の低周波数まで徐々に減少させるため、違和感のない自然な手ぶれ補正およびセンタリングが可能となる。
【0141】
また、請求項3の発明においては、所定の高周波数が所定の検出周波数帯域に係る上限周波数より高い周波数であり、所定の低周波数が所定の検出周波数帯域に係る下限周波数より低い周波数であるため、より自然な手ぶれ補正およびセンタリングが可能となる。
【0142】
また、請求項4の発明においては、手ぶれ補正の開始時から所定時間が経過するまで、手ぶれ補正の補正量を徐々に増加させるため、違和感のない自然な手ぶれ補正およびセンタリングが可能となる。
【0143】
また、請求項5の発明においては、所定の検出周波数帯域に対する検出手段の検出感度を徐々に増加させることにより手ぶれ補正の補正量を増加させるため、より自然な手ぶれ補正およびセンタリングが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る撮像装置であるデジタルカメラ1の主たる構成を示す断面図である。
【図2】結像平面上のイメージサークルICおよび画像取得領域PAを示す図である。
【図3】CCD移動部50の分解斜視図である。
【図4】デジタルカメラ1の主たる機能構成を示す図である。
【図5】CCD5とベース板51との関係を示す図である。
【図6】CCD5が様々な方向に移動される状態を説明するための図である。
【図7】手ぶれ補正機構に関する制御方法を説明するためのブロック図である。
【図8】ゲイン制御を伴う手ぶれ補正を説明するための図である。
【図9】周波数制御を伴う手ぶれ補正を説明するための図である。
【図10】周波数制御を伴うセンタリングを説明するための図である。
【図11】デジタルカメラ1の電源がオン状態にされたときの動作を示すフローチャートである。
【図12】デジタルカメラ1の撮影モードにおける撮影動作を示すフローチャートである。
【図13】デジタルカメラ1の撮影モードにおける撮影動作を示すフローチャートである。
【図14】デジタルカメラ1の撮影モードにおける撮影動作を示すフローチャートである。
【図15】本撮影動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1 デジタルカメラ
3 撮影レンズ
5 CCD
5C 画像中心位置(CCDの中心位置)
7 全体制御部
40 振動センサ
44 HPF(High Pass Filter)部
45 ゲイン設定部
46 積分部
50 CCD移動部
58 CCD位置検出部
63 LCD
66、511、531 アクチュエータ
73 手ぶれ補正制御部
73a 手ぶれ検出特性制御部
CC イメージサークルの中心位置
Claims (5)
- 画像データを生成する撮像素子と、前記撮像素子に被写体像を結像させる撮影レンズとを有するデジタルカメラであって、
(a)前記撮像素子で生成される画像データに基づく静止画像を取得する静止画撮影を行う静止画撮影手段と、
(b)前記撮像素子で順次に生成される画像データに基づく動画像を取得する動画撮影を行う動画撮影手段と、
(c)前記撮影レンズに対して規定される前記撮像素子の相対基準位置を中心として、前記撮像素子を前記撮影レンズに対して相対的に移動させる相対移動手段と、
(d)前記デジタルカメラの揺れを検出する検出手段と、
(e)前記相対移動手段によって、前記デジタルカメラの揺れに応じた手ぶれ補正を行う手ぶれ補正手段と、
(f)前記静止画撮影の際には、前記撮像素子を前記相対基準位置に相対移動させて初期化状態とした後に、前記手ぶれ補正を伴う撮影を行う第1制御手段と、
(g)前記動画撮影の際には、撮影開始時において前記初期化状態となっているか否かに関わらず、前記手ぶれ補正を開始して撮影を行う第2制御手段と、
を備えることを特徴とするデジタルカメラ。 - 請求項1に記載のデジタルカメラにおいて、
前記第2制御手段は、
(g−1)前記手ぶれ補正の開始時から所定時間が経過するまで、前記手ぶれ補正の補正対象となる周波数帯域の下限周波数を、所定の高周波数から所定の低周波数まで徐々に減少させる減少手段、
を有することを特徴とするデジタルカメラ。 - 請求項2に記載のデジタルカメラにおいて、
前記所定の高周波数は、前記検出手段で検出される所定の検出周波数帯域に係る上限周波数より高い周波数であり、
前記所定の低周波数は、前記所定の検出周波数帯域に係る下限周波数より低い周波数であることを特徴とするデジタルカメラ。 - 請求項1ないし請求項3のいずれかに記載のデジタルカメラにおいて、
前記第2制御手段は、
(g−2)前記手ぶれ補正の開始時から所定時間が経過するまで、前記手ぶれ補正の補正量を徐々に増加させる増加手段、
を有することを特徴とするデジタルカメラ。 - 請求項4に記載のデジタルカメラにおいて、
前記増加手段は、
所定の検出周波数帯域に対する前記検出手段の検出感度を徐々に増加させることにより、前記手ぶれ補正の補正量を増加させる手段、
を有することを特徴とするデジタルカメラ。
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