JP2006042320A - Digital camera - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、像ぶれ補正機能を備えたデジタルカメラに関する。 The present invention relates to a digital camera having an image blur correction function.
従来、デジタルカメラには像ぶれ補正機能が搭載されたものがある。像ぶれ補正機能による像ぶれ補正処理では、まず、例えばジャイロセンサに基づいてデジタルカメラのぶれ(ぶれの方向とぶれ量)が算出される。そして、算出されたぶれが相殺されるよう、CCD等の固体撮像素子、若しくは撮影光学系の一部を構成する補正光学系を駆動する。その結果、手ぶれ等により起因する像ぶれが補正され、良好な画像が得られる。
通常、固体撮像素子は、その有効領域の中心が撮影光学系のイメージサークルの中心と一致するよう配置されるとともに、撮影光学系は、イメージサークル内に固体撮像素子の有効領域が収まるよう、光学的に設計される。ここでイメージサークルとは、撮影光学系の光軸上の光量に対して所定の割合以上(例えば50パーセント以上)の光量が得られる限界の外周円である。従って、撮影光学系により結像される光学像においてイメージサークルの範囲外に位置する部分は輝度が低く、鮮鋭度も低下する。 Normally, the solid-state image sensor is arranged so that the center of its effective area coincides with the center of the image circle of the photographing optical system, and the photographing optical system is optical Designed. Here, the image circle is a limit outer circumference circle that can obtain a light quantity of a predetermined ratio or more (for example, 50% or more) with respect to the light quantity on the optical axis of the photographing optical system. Therefore, in the optical image formed by the photographing optical system, the portion located outside the range of the image circle has low brightness and sharpness is also reduced.
ところが、上述の像ぶれ補正により固体撮像素子若しくは補正光学系が駆動されると、イメージサークルと固体撮像素子との相対的位置関係がくずれ、固体撮像素子の一部がイメージサークルの外に出てしまう場合がある。上述のように、光学像においてイメージサークルの外の部分の輝度は低いため、像ぶれ補正はされても高画質の映像が得られないという問題がある。 However, when the solid-state imaging device or the correction optical system is driven by the above-described image blur correction, the relative positional relationship between the image circle and the solid-state imaging device is lost, and a part of the solid-state imaging device comes out of the image circle. May end up. As described above, since the brightness of the portion outside the image circle in the optical image is low, there is a problem that a high-quality image cannot be obtained even if image blur correction is performed.
このような問題を解消するためには、像ぶれ補正時に撮影光学系と固体撮像素子との相対的な位置関係が変化しても、固体撮像素子を常時イメージサークル内に位置させるべく、イメージサークルを十分大きくすることが考えられる。しかし、イメージサークルを大きくするためには撮影光学系のサイズを大きくしなくてはならず、その結果、デジタルカメラの小型化を阻むという問題がある。 In order to solve such a problem, even if the relative positional relationship between the photographing optical system and the solid-state image sensor changes during image blur correction, the image circle is always located in the image circle. Can be considered to be sufficiently large. However, in order to enlarge the image circle, it is necessary to increase the size of the photographing optical system, and as a result, there is a problem that miniaturization of the digital camera is prevented.
本発明は、以上の問題を解決するものであり、像ぶれ補正機能を備えたデジタルカメラの小型化を図ることを目的とする。 The present invention solves the above-described problems, and an object thereof is to reduce the size of a digital camera having an image blur correction function.
本発明に係るデジタルカメラは、撮影光学系の光軸と撮像素子の撮像中心との相対的位置関係を調節することにより像ぶれを補正する像ぶれ補正手段と、像ぶれ補正手段による像ぶれ補正処理の結果、撮像素子において、撮影光学系のイメージサークルの外に位置することとなる画素の輝度情報の補正を行う輝度補正手段とを備えたことを特徴とする。 The digital camera according to the present invention includes an image blur correcting unit that corrects an image blur by adjusting a relative positional relationship between an optical axis of a photographing optical system and an imaging center of an image sensor, and an image blur correction by the image blur correcting unit. As a result of the processing, the image pickup device is provided with a luminance correction unit that corrects luminance information of a pixel located outside the image circle of the photographing optical system.
好ましくは、輝度補正手段は、撮像素子の電荷蓄積時間中、像ぶれ補正手段により所定の時間間隔で繰り返し実行される像ぶれ補正処理において、撮像素子のそれぞれの画素がイメージサークルの外に出ていると判定される回数を計測する計測手段と、計測手段により計測された回数に基づいて、撮像素子の各画素の輝度情報の増幅のための重み付けをし、この重み付けに基づいて各画素の輝度情報を増幅する輝度情報調整手段とを有する。
Preferably, the luminance correction unit causes each pixel of the image sensor to go out of the image circle in an image blur correction process that is repeatedly executed at predetermined time intervals by the image blur correction unit during the charge accumulation time of the image sensor. Measuring means for measuring the number of times determined to be, and weighting for amplifying the luminance information of each pixel of the image sensor based on the number of times measured by the measuring means, and the luminance of each pixel based on this weighting Luminance information adjusting means for amplifying the information.
好ましくは、計測手段は、イメージサークルの中心から撮像素子の画素までの距離を演算する手段と、演算手段により演算された距離とイメージサークルの半径の長さとを比較する比較手段と、比較手段の比較結果に基づいて、当該画素がイメージサークルの外に位置したか否かを判定する判定手段とを有する。 Preferably, the measurement unit includes a unit that calculates a distance from the center of the image circle to the pixel of the image sensor, a comparison unit that compares the distance calculated by the calculation unit and the length of the radius of the image circle, Determination means for determining whether the pixel is located outside the image circle based on the comparison result.
像ぶれ補正手段は、例えば、デジタルカメラのぶれ量を検出するためのぶれ検出手段と、ぶれ検出手段により検出されたぶれ量が相殺されるよう、撮影光学系の光軸が直交する面に沿って撮像素子を駆動する制御手段とを有するものでもよい。 The image blur correction unit is, for example, along the plane in which the optical axes of the photographing optical system are orthogonal so that the blur detection unit for detecting the blur amount of the digital camera and the blur amount detected by the blur detection unit are offset. And a control means for driving the image sensor.
輝度補正手段は、画素の各々が像ぶれ補正処理においてイメージサークルの外に出ている時間に基づいて輝度情報を補正する。また更に、輝度補正手段は、像ぶれ補正処理により移動した撮像素子の画素の光軸からの距離に基づいて輝度情報を補正する。 The brightness correction unit corrects the brightness information based on a time during which each pixel is out of the image circle in the image blur correction process. Furthermore, the brightness correction unit corrects the brightness information based on the distance from the optical axis of the pixel of the image sensor that has been moved by the image blur correction process.
また、本発明に係るデジタルカメラは、撮影光学系の光軸に対し撮像素子を駆動することにより像ぶれを補正する像ぶれ補正手段と、像ぶれ補正手段の像ぶれ補正処理により移動した撮像素子の画素の撮影光学系の光軸からの移動距離を算出する算出手段と、算出手段により算出された移動距離に応じて画素の輝度情報の補正を行う輝度補正手段とを備えたことを特徴とする。 In addition, the digital camera according to the present invention includes an image blur correction unit that corrects image blur by driving the image sensor with respect to the optical axis of the photographing optical system, and an image sensor that is moved by image blur correction processing of the image blur correction unit. A calculating means for calculating a moving distance of the pixel from the optical axis of the photographing optical system, and a luminance correcting means for correcting the luminance information of the pixel in accordance with the moving distance calculated by the calculating means. To do.
また、本発明に係る輝度補正方法は、デジタルカメラの像ぶれ補正手段による像ぶれ補正処理により撮像素子が移動されているときに撮像素子の画素の光軸からの距離を検出する手段と、この距離に基づいて画素の輝度を増幅する補正手段とを備えたことを特徴としている。 Further, the brightness correction method according to the present invention includes means for detecting the distance from the optical axis of the pixel of the image sensor when the image sensor is moved by image blur correction processing by the image blur correction unit of the digital camera. And a correction unit that amplifies the luminance of the pixel based on the distance.
以上のように、本発明によれば、像ぶれ補正により撮影光学系のイメージサークルの外にはみ出た撮像素子の部分の輝度情報が補正される。また、撮像素子を構成する画素の撮影光学系の光軸からの移動距離に応じて、輝度情報が補正される。従って、イメージサークルが大きくなるのを抑えつつ、像ぶれ補正により得られる画像をより高画質なものとすることができる。 As described above, according to the present invention, the luminance information of the part of the image sensor that protrudes outside the image circle of the photographing optical system is corrected by image blur correction. In addition, the luminance information is corrected according to the moving distance of the pixels constituting the image sensor from the optical axis of the imaging optical system. Therefore, an image obtained by image blur correction can be improved in image quality while suppressing an increase in the image circle.
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正面図であり、図2は同デジタルカメラを背面から示す斜視図である。デジタルカメラ1の背面には電源のオンオフを行うPonボタン11が設けられ、上面にはレリーズボタン13が設けられる。被写体からの反射光は、撮影レンズ10によりデジタルカメラ1内に導かれ、像ぶれ補正ユニット15を介して後述するCCDの受光面に結像する。CCDにより取得された画像データは所定の画像処理が施され、デジタルカメラ1の背面のLCD16に再現される。また、像ぶれ補正ボタン14を操作することにより、像ぶれ補正の開始・停止が行われる。
FIG. 1 is a front view of a digital camera to which an embodiment according to the present invention is applied, and FIG. 2 is a perspective view showing the digital camera from the back. A
尚、本実施形態において、第1方向xは撮影光学系の光軸OPに直交する方向であり、デジタルカメラ1の通常の保持姿勢における水平方向に相当する。第2方向yは光軸OPに直交し、かつ第1方向xに直交する方向であり、デジタルカメラ1の通常の保持姿勢における鉛直方向に相当する。第3方向zは光軸OPに一致する。
In the present embodiment, the first direction x is a direction orthogonal to the optical axis OP of the photographing optical system, and corresponds to the horizontal direction in the normal holding posture of the
デジタルカメラ1内には、第1角速度センサ26及び第2角速度センサ27が設けられる。第1の角速度センサは、y軸(第2方向yに沿った軸)周りの回転角速度を検出するためセンサであり、第2の角速度センサは、x軸(第1方向xに沿った軸)周りの回転角速度を検出するためのセンサであり、これらは例えばジャイロセンサが用いられる。
A first
図3は、デジタルカメラ1のブロック図である。スイッチ11aはPonボタン11の操作に連動してオンオフするスイッチであり、スイッチ11aがオンするとデジタルカメラ1の各回路に電源が供給される。
FIG. 3 is a block diagram of the
レリーズボタン13が半押しされると測光スイッチ12aがオンされ、測光処理が開始され、全押しされるとレリーズスイッチ13aがオンされ、撮像処理が開始される。像ぶれ補正スイッチ14aは像ぶれ補正ボタン14の操作に連動してオンオフするスイッチである。像ぶれ補正スイッチ14aのオンにより後述する像ぶれ補正処理が開始され、オフにより停止される。
When the
AE部23は、被写体の測光動作を実行して露光値を演算し、この露光値に基づき撮影に必要となる絞り値及び露光時間(電荷蓄積時間)を演算する。AF部24は、測距を行い、この測距結果に基づき撮影レンズ10を光軸OP方向に変位させ焦点調節を行う。
The
上述のレリーズスイッチ13aがオンされると、CPU20からCCD駆動回路21へ制御信号が出力される。CPU20からの制御信号に基づいて、CCD駆動回路21からCCD39aへ駆動信号が出力される。その結果、撮影レンズ10によりCCD39aの受光面に結像された光学像の光電変換が行われ、CCD39aから画像データが出力される。CCD39aから出力された画像データは、画像信号処理ユニット22においてA/D変換及び所定の画像信号処理が施され、画像メモリ50へ格納される。
When the
角速度検出部25は、第1、第2角速度センサ26、27とアンプ・ハイパスフィルタ回路28とを有する。第1、第2角速度センサ26、27は、デジタルカメラ1の一定時間(1ms)ごとのy軸周り及びx軸周りの角速度を検出する。アンプ・ハイパスフィルタ回路28は、角速度に関する信号を増幅した後、第1、第2角速度センサ26、27のヌル電圧やパンニングをカットし、第1、第2角速度vx、vyとしてアナログ信号をCPU20のA/D0、A/D1に入力する。
The angular
CPU20は、A/D0、A/D1に入力された第1、第2角速度vx、vyをA/D変換した後、積分処理し、焦点距離などを考慮した変換係数によって一定時間(1ms)に生じた像ぶれ量を演算する。すなわち、第1角速度センサ26の出力に基づいてデジタルカメラ1の第1方向xにおける変位量が算出され、第2角速度センサ27の出力に基づいてデジタルカメラ1の第2方向yにおける変位量が算出される。
The CPU 20 performs A / D conversion on the first and second angular velocities vx and vy input to A / D0 and A / D1, and then performs integration processing, and in a certain time (1 ms) by a conversion coefficient considering the focal length and the like. The amount of image blur that has occurred is calculated. That is, the displacement amount of the
CPU20は、演算により求められた像ぶれ量に応じたCCD39aの移動すべき位置Sを第1方向x、第2方向yごとに演算する。位置Sの第1方向x成分をsx、第2方向y成分をsyとする。CCD39aを含む可動部30aの移動は、後述する電磁力によって行われる。可動部30aをこの位置Sまで移動させるためにドライバ回路29を駆動する駆動力Dの第1方向x成分を第1PWMデューティdx、第2方向y成分を第2PWMデューティdyとする。
The CPU 20 calculates, for each of the first direction x and the second direction y, the position S to which the
像ぶれ補正装置30は、CPU20が演算した移動すべき位置SにCCD39aを移動させることによって、手ぶれ等に起因するデジタルカメラ1の変位をキャンセルし、像ぶれを補正する装置である。像ぶれ補正装置30は、CCD39aを含み移動可能領域をもつ可動部30aと、固定部30bとを有する。可動部30aは所定の支持機構(図示せず)により、第1方向x及び第2方向yに沿って移動自在に支持されている。
The image
像ぶれ補正装置30の可動部30aの第1方向xにおける移動は、可動部30aに設けられた第1駆動用コイル31aと、固定部30bに設けられた第1駆動用永久磁石33b及び第1駆動用ヨーク35bとから成る駆動部により行われる。また、可動部30aの第2方向yにおける移動は、可動部30aに設けられた第2駆動用コイル32aと、固定部30bに設けられた第2駆動用永久磁石34b及び第2駆動用ヨーク36bとから成る駆動部により行われる。すなわち、第1及び第2駆動用コイル31a、32aの電流の向き、及び電流値を制御することにより可動部30aの移動が制御される。
The movement of the
第1及び第2駆動用コイル31a、32aは、ドライバ回路29に接続されている。従って、像ぶれ補正装置30の可動部30aの駆動は、CPU20のPWM0から第1PWMデューティdx、PWM1から第2PWMデューティdyの出力を受けたドライバ回路29により制御される。
The first and second drive coils 31 a and 32 a are connected to the
ドライバ回路29の駆動により移動した可動部30aの移動前または移動後の位置Pは位置検出用永久磁石41a及び位置検出用ヨーク43bと組合わせて用いられるホール素子部44b、ホール素子信号処理回路45によって検出される。検出された位置Pの情報は、第1検出位置信号pxが第1方向x成分として、第2検出位置信号pyが第2方向yとしてCPU20のA/D2、A/D3に入力される。第1、第2検出位置信号px、pyはA/D2、A/D3を介してA/D変換される。第1、第2検出位置信号px、pyに対してA/D変換後の位置Pの第1方向x成分、第2方向y成分をそれぞれpdx、pdyとする。検出された位置P(pdx、pdy)のデータと移動すべき位置S(sx、sy)のデータによりPID制御が行われる。
The position P before or after the movement of the
図4は、撮影レンズ10のイメージサークルとCCD39aの相対的位置関係を示す図である。イメージサークル100の中心100cは撮影レンズ10の光軸OPに一致する。有効画素領域101はCCD39aの有効画素により形成される矩形の領域である。像ぶれスイッチ14aがオフであり、像ぶれ補正機能が停止しているとき、光軸OPが有効画素領域101の中心101cを貫くよう、可動部30aは位置決めされる。中心101cは、有効画素領域101が有する2つの対角線の交点である。本実施形態では、このときの可動部30a及びCCD39aの位置を「移動中心」と呼ぶ。また、撮影レンズ10は、移動中心に位置するときのCCD39aの有効画素領域101がイメージサークル100内に納まるよう光学的に設計される。
FIG. 4 is a diagram showing the relative positional relationship between the image circle of the taking
以上のように、本実施形態では、手ぶれ等に起因するデジタルカメラ1のぶれをCCD39aを駆動することによりキャンセルしている。すなわち、CCD39aの駆動量は像ぶれ量に応じて決定される。その結果、像ぶれ量によっては、駆動されたCCD39aの画素の一部が撮影光学系のイメージサークル100の外にはみ出ることがある。そこで、CPU20は、以下に説明する輝度補正ルーチンを電荷蓄積時間中に実行し、イメージサークル100の外にはみ出たCCD39aの画素の輝度情報の補正処理を行う。
As described above, in the present embodiment, the shake of the
図5は、レリーズボタン13が全押しされ、レリーズスイッチ13aがオンとなり、撮像処理が開始された後、CCD39aの電荷蓄積時間中に実行される輝度補正ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。ステップS100で、像ぶれ補正の回数を示す変数nに「1」がセットされる。また、電荷蓄積時間内の所定時間毎に各画素がイメージサークル100の外にはみ出していると判定された数を計数する変数Giに「0」がセットされる。ここで変数Giの添え字iは、有効画素の各々を識別する変数である(後述)。また、最終的に変数Giは、各画素が電荷蓄積時間内にイメージサークル100の外にはみ出していた時間に相関する。次いでステップS102で像ぶれ補正ルーチンが実行される。
FIG. 5 is a flowchart showing a processing procedure of a luminance correction routine executed during the charge accumulation time of the
図6は像ぶれ補正ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。ステップS200で、角速度検出部25から出力された第1、第2角速度vx、vyが、CPU20のA/D0、A/D1を介しA/D変換され入力される。ステップS202で、ホール素子部44bで位置検出され、ホール素子信号処理回路45で演算された、可動部30aの第1、第2検出位置信号px、pyがCPU20のA/D2、A/D3を介し、A/D変換され入力される。これによって、現在位置P(pdx、pdy)が求められる。
FIG. 6 is a flowchart showing the processing procedure of the image blur correction routine. In step S200, the first and second angular velocities vx and vy output from the
ステップS204で、像ぶれ補正スイッチ14aの状態がチェックされ、像ぶれ補正モードか否かがチェックされる。像ぶれ補正モードでない場合は、ステップS206で、可動部30aの移動すべき位置S(sx、xy)を可動部30aの移動中心位置と同じにする。像ぶれ補正モードの場合は、ステップS208で、ステップS200で求めた第1、第2角速度vx、vyから可動部30aの移動すべき位置S(sx、sy)を演算する。
In step S204, the state of the image
ステップS210で、ステップS206またはステップS208で決定した位置S(sx、sy)と現在位置P(pdx、pdy)より、可動部30aの移動に必要な駆動力Dすなわち第1、第2駆動用コイル31a、32aを駆動するのに必要な第1、第2PWMデューティdx、dyを演算する。ステップS212で、第1、第2PWMデューティdx、dyによりドライバ回路29を介し第1、第2駆動用コイル31a、32aが駆動され可動部30aが移動せしめられる。ステップS210及びS212の動作は、一般的な比例、積分、比例演算を行うPID自動制御で用いられる自動制御演算である。
In step S210, from the position S (sx, sy) determined in step S206 or step S208 and the current position P (pdx, pdy), the driving force D necessary for the movement of the
以上で像ぶれ補正ルーチンが終了すると、制御は図5のステップS102へ戻り、次いで、ステップS104へ進む。ステップS104では、レリーズボタン13が半押しされ、測光スイッチ12aがオンした後にCPU20により演算された電荷蓄積時間が経過したか否かチェックされる。電荷蓄積時間の経過は式(1)による演算の結果に基づいて判断される。
When the image blur correction routine is completed as described above, the control returns to step S102 in FIG. 5, and then proceeds to step S104. In step S104, it is checked whether or not the charge accumulation time calculated by the CPU 20 has elapsed after the
式(1)中、「Δt」は像ぶれ補正処理の繰り返しの1サイクル時間、「TS」は電荷蓄積時間である。電荷蓄積時間が経過していないことが確認されたらステップS106へ進む。 In equation (1), “Δt” is one cycle time for repeating the image blur correction process, and “T S ” is the charge accumulation time. If it is confirmed that the charge accumulation time has not elapsed, the process proceeds to step S106.
ステップS106では、各有効画素を識別する変数であって、有効画素がイメージサークル100の外にはみ出しているか否かの判定処理が現に行なわれる有効画素を指し示す変数iに「1」がセットされる。次いでステップS108へ進み、変数iとCCD39aの有効画素数Mが比較され、全ての有効画素について本ルーチンの処理が実行されたか確認される。全ての有効画素についての処理が終了していないことが確認されたら、ステップS110へ進む。
In step S106, “1” is set to a variable i for identifying each effective pixel, which is a variable i indicating the effective pixel for which the determination process of whether or not the effective pixel is outside the
次いでステップS110では、現在処理中の画素がイメージサークル100の外に位置しているか否かがチェックされる。図7を参照しながら本ステップの処理について説明する。図7中、Piは現在処理対象となっている画素である(添え字iは上記変数iに対応する)。また、円102は、撮影レンズ10により導かれる光束の最大外周円である。画素Piがイメージサークル100の外に位置するか否かは式(2)に基づいて判断される。
Next, in step S110, it is checked whether or not the pixel currently being processed is located outside the
式(2)中、「xi」は有効画素領域101の中心101cと画素Piの間の第1方向xに沿った距離であり、「yi」は有効画素領域101の中心101cと画素Piの間の第2方向yに沿った距離である。「xL」は、イメージサークル100の中心100cと有効画素領域101の中心101cの間の第1方向xに沿った距離であり、像ぶれ量に応じて移動されたCCD39aの位置Sの第1方向xの成分sxに相当する。「yL」は、イメージサークル100の中心100cと有効画素領域101の中心101cの間の第2方向yに沿った距離であり、像ぶれ量に応じて移動されたCCD39aの位置Sの第2方向yの成分syに相当する。また、「R」はイメージサークル100の半径であり、撮像レンズの特性や要求される画質の程度により任意に設定される。
In Expression (2), “xi” is a distance along the first direction x between the center 101c of the
式(2)の右辺により算出されるのは中心100cからPiまでの直線距離PLである。距離PLを半径Rと比較することにより、Piがイメージサークル100の外に位置しているか否かが判断される。
What is calculated from the right side of the equation (2) is the linear distance PL from the
ステップS110において、処理対象の画素Piがイメージサークル100の外に出ていることが確認されたらステップS112へ進み、画素Piがイメージサークル100の外に出ているときに計数される数に対応する変数Giの値を「1」インクリメントする。次いで、ステップS114へ進む。尚、ステップS110において、処理対象の画素がイメージサークル100の外にはみ出していないことが確認されたら、ステップS112の処理はスキップされ、ステップS114へ進む。ステップS114では、画素の像ぶれ補正の回数を示す変数iが「1」インクリメントされる。次いで、処理はステップS108へ戻り、上述の処理が繰り返される。
In step S110, if it is confirmed that the pixel Pi to be processed is out of the
ステップS108で、変数iの値が有効画素数Mを超えていることが確認されたら、ステップS102の像ぶれ補正ルーチン実行後のCCD39aの有効画素の全てに対してステップS110、S112の処理が実行されたと判断されるため、ステップS116へ進む。ステップS116では、像ぶれ補正の回数を示す変数nが「1」インクリメントされ、ステップS102へ戻り、上述の処理が繰り返される。
If it is confirmed in step S108 that the value of the variable i exceeds the effective pixel number M, the processes in steps S110 and S112 are executed for all the effective pixels of the
ステップS104において、上述の式(1)による計算の結果、CCD39aの電荷蓄積時間が経過したことが確認されたら、ステップS118へ進む。ステップS118では、輝度補正係数を算出し、その輝度補正係数により各画素の輝度情報を補正する輝度補正サブルーチンがコールされる。
If it is confirmed in step S104 that the charge accumulation time of the
図8は輝度補正サブルーチンの処理手順を示すフローチャートである。ステップS300では、各々の有効画素を識別する変数であって、現に輝度補正処理が実行される有効画素を指し示す変数iに「1」がセットされる。次いで、ステップS302において変数iの値をCCD39aの有効画素領域101の画素数Mと比較することにより、本サブルーチンの処理が全ての有効画素に対して行われたかチェックされる。
FIG. 8 is a flowchart showing the procedure of the luminance correction subroutine. In step S300, “1” is set to a variable i for identifying each effective pixel and indicating a valid pixel for which the luminance correction processing is actually performed. Next, in step S302, the value of the variable i is compared with the number M of pixels in the
ステップS302で、未処理の画素があることが確認されたらステップS304へ進む。ステップS304では、画素Piの輝度を補正するための輝度補正係数「Ki」が演算される。輝度補正係数の演算は式(3)に基づいて行われる。尚、式(3)中、「k」は所定の輝度補正定数である。 If it is confirmed in step S302 that there is an unprocessed pixel, the process proceeds to step S304. In step S304, a luminance correction coefficient “Ki” for correcting the luminance of the pixel Pi is calculated. The calculation of the luminance correction coefficient is performed based on Expression (3). In equation (3), “k” is a predetermined luminance correction constant.
次いでステップS306へ進み、算出された輝度補正係数「Ki」に基づいて画素Piの輝度情報が補正される。例えば、画素Piの輝度は、CPU20において計算された輝度補正係数Kiを用いて画像信号ユニットにおいて増幅される。その後、ステップS308で変数iが「1」インクリメントされ、ステップS302へ戻り、上述の処理が繰り返される。ステップS302において、ステップS304〜S306の処理が全ての有効画素について実行されたことが確認されたら本サブルーチンは終了する。その後、制御は図5のステップS118へ戻り、輝度補正ルーチンは終了する。 In step S306, the luminance information of the pixel Pi is corrected based on the calculated luminance correction coefficient “Ki”. For example, the luminance of the pixel Pi is amplified in the image signal unit using the luminance correction coefficient Ki calculated by the CPU 20. Thereafter, the variable i is incremented by “1” in step S308, the process returns to step S302, and the above-described processing is repeated. In step S302, when it is confirmed that the processes in steps S304 to S306 have been executed for all the effective pixels, the present subroutine ends. Thereafter, the control returns to step S118 in FIG. 5, and the luminance correction routine ends.
以上のように、本実施形態では、CCD39aの有効画素のうち、像ぶれ補正により撮影レンズ10のイメージサークル100の外にはみ出た画素の輝度を増幅している。従って、イメージサークル100が可動部30aの機械的構成により定まるCCD39aの最大駆動範囲を十分カバーできるまで、撮影レンズ10を大型化する必要がない。すなわち、像ぶれ補正機能を搭載したデジタルカメラ1において、撮影レンズ10の大型化を抑え、デジタルカメラ全体の小型化を図ると共に、像ぶれ補正時の画像をより高画質とすることができる。
As described above, in the present embodiment, the luminance of the pixels out of the
本実施形態では、像ぶれ補正処理により移動したCCD39aの有効画素が、電荷蓄積時間内に、イメージサークル100の外にはみ出した時間(有効画素が電荷蓄積時間内にイメージサークルの外にあったと判定された数に対応する)に基づいて、輝度を増幅しているが、これに限るものではない。像ぶれ補正処理により移動した後の各有効画素の光軸OPからの距離を考慮して、すなわち光軸OPからどの程度離れているかも考慮して、各有効画素の輝度を補正してもよい。すなわち、レンズ特性による径方向に沿った輝度分布の変化を相殺することができる距離補正係数を式(3)のGiに代えて導入する。例えば、輝度分布がf(r)(r:径方向パラメータ)で表わされるとき、距離補正係数はα×(1-f(r))を含む関数である(ここでαはレンズによって決まる定数)。具体的には、図9のフローチャートに示されるように、各有効画素Piに対する距離補正係数Fi(PL)の値は、ステップS113において、Fi(PL)+α×(1-f(PL))を順次計算することにより求められる。また、この変形実施形態では、距離補正係数Fi(PL)は、例えば図8に示された輝度補正サブルーチンのステップS304において、式(3)のGiに代えて掛けられ、距離に関わる情報が係数Kiに組み入れられる。すなわち、式(3)に代えて式(4)が用いられる。
ここで、図9のフローチャートは、ステップS100がステップS101に、ステップS112がステップS113に置き換えられ、ステップS110が削除されたこと以外は、図5のフローチャートと同じである。なお、ステップS101ではGiに変えFi(PL)の初期化が行なわれ、Fi(PL)=0とされる。 Here, the flowchart of FIG. 9 is the same as the flowchart of FIG. 5 except that step S100 is replaced with step S101, step S112 is replaced with step S113, and step S110 is deleted. In step S101, Fi (PL) is initialized instead of Gi, and Fi (PL) = 0.
尚、本実施形態では、レリーズスイッチ13aがオンになった後、1msec毎に繰り返される輝度補正ルーチンの中から像ぶれ補正ルーチンをコールしているがこれに限るものではない。レリーズスイッチ13aがオンになった後、像ぶれ補正ルーチンを1msec毎に繰り返し実行し、当該ルーチンの実行で得られた各画素の輝度情報、及び位置情報を所定のメモリに格納しておき、電荷蓄積時間経過後、それらのデータに基づいて画素の輝度調整を実行してもよい。
In the present embodiment, after the
また、各有効画素に対する係数Kiを画像データと関連付けて画像メモリ50に記録し、これらのデータをコンピュータなどの外部装置に転送し、外部装置において輝度補正を行う構成としてもよい。
Alternatively, the coefficient Ki for each effective pixel may be recorded in the
また、本実施形態では、CCD39aを駆動することにより像ぶれ補正を行うタイプのデジタルカメラを例にとって説明したが、これに限るものではない。撮影光学系の一部を構成する補正光学系を設け、演算されたぶれ量が相殺されるよう補正光学系を駆動することにより像ぶれ補正を行うタイプのデジタルカメラにも適用可能である。
In this embodiment, the digital camera of the type that performs image blur correction by driving the
1 デジタルカメラ
10 撮影レンズ
11 Ponボタン
13 レリーズボタン
14 像ぶれ補正ボタン
20 CPU
21 CCD駆動回路
22 画像信号処理ユニット
25 角速度検出部
30 像ぶれ補正装置
45 ホール素子信号処理回路
50 画像メモリ
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記像ぶれ補正手段による像ぶれ補正処理の結果、前記撮像素子において、前記撮影光学系のイメージサークルの外に位置することとなる画素の輝度情報の補正を行う輝度補正手段とを備えたことを特徴とするデジタルカメラ。 Image blur correction means for correcting image blur by adjusting the relative positional relationship between the optical axis of the imaging optical system and the imaging center of the image sensor;
As a result of the image blur correction process by the image blur correction unit, the image pickup device includes a luminance correction unit that corrects luminance information of pixels that are located outside the image circle of the photographing optical system. A featured digital camera.
前記撮像素子の電荷蓄積時間中、前記像ぶれ補正手段により所定の時間間隔で繰り返し実行される像ぶれ補正処理において前記撮像素子のそれぞれの画素が前記イメージサークルの外に出ていると判定される回数を計測する計測手段と、
前記計測手段により計測された前記回数に基づいて、前記撮像素子の各画素の輝度情報の増幅のための重み付けをし、この重み付けに基づいて前記各画素の輝度情報を増幅する輝度情報調整手段とを有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。 The brightness correction means includes
It is determined that each pixel of the image sensor is out of the image circle in an image blur correction process that is repeatedly executed at predetermined time intervals by the image blur correction unit during the charge accumulation time of the image sensor. A measuring means for measuring the number of times;
Luminance information adjusting means for performing weighting for amplifying the luminance information of each pixel of the image sensor based on the number of times measured by the measuring means, and amplifying the luminance information of the pixel based on the weight; The digital camera according to claim 1, further comprising:
前記イメージサークルの中心から前記撮像素子の画素までの距離を演算する手段と、
前記演算手段により演算された前記距離と前記イメージサークルの半径の長さとを比較する比較手段と、
前記比較手段の比較結果に基づいて、当該画素が前記イメージサークルの外に位置したか否かを判定する判定手段とを有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。 The measuring means includes
Means for calculating a distance from a center of the image circle to a pixel of the image sensor;
A comparing means for comparing the distance calculated by the calculating means with the length of the radius of the image circle;
The digital camera according to claim 2, further comprising: a determination unit that determines whether the pixel is located outside the image circle based on a comparison result of the comparison unit.
デジタルカメラのぶれ量を検出するためのぶれ検出手段と、
前記ぶれ検出手段により検出された前記ぶれ量が相殺されるよう、前記光軸が直交する面に沿って前記撮像素子を駆動する制御手段とを有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。 The image blur correcting means includes
A shake detection means for detecting the shake amount of the digital camera;
2. The digital device according to claim 1, further comprising a control unit that drives the image sensor along a plane perpendicular to the optical axis so that the amount of blur detected by the blur detection unit is canceled out. camera.
前記像ぶれ補正手段の像ぶれ補正処理により移動した前記撮像素子の画素の前記光軸からの移動距離を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された前記移動距離に応じて前記画素の輝度情報の補正を行う輝度補正手段とを備えたことを特徴とするデジタルカメラ。 Image blur correction means for correcting image blur by driving an image sensor with respect to the optical axis of the photographing optical system;
Calculating means for calculating a moving distance from the optical axis of the pixel of the imaging element moved by the image blur correction process of the image blur correcting means;
A digital camera comprising: a luminance correction unit that corrects luminance information of the pixel according to the movement distance calculated by the calculation unit.
前記距離に基づいて前記画素の輝度を増幅する補正手段と
を備えることを特徴とする輝度補正方法。 Means for detecting a distance from an optical axis of a pixel of the image sensor when the image sensor is moved by image blur correction processing by an image blur correction unit of a digital camera;
And a correction unit that amplifies the luminance of the pixel based on the distance.
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