JP2006165784A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 撮影ごとの補正のばらつきがない良好な画像を得ることができる撮像装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 像振れ補正機能を有する撮像装置において、像振れ補正による結像レンズの光軸の移動を算出し、その結果に基づいて、周辺光量落ち補正の値を変え、光軸ずれの量にかかわらず良好な周辺光量落ち補正を行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、撮像装置の画質向上に関する。

図４は従来のデジタルカメラの結像光学系である。被写体からの光線は撮像レンズ１０１を通った後に撮像素子１０２に結像する。撮像素子からの出力はＡ／Ｄコンバータ１０３にてデジタル信号に変換され一旦記録手段１０６に収納された後にホワイトバランス等の画像処理手段１０７において画像処理がなされ、最終画像記録手段１１４に記録される。ここで１０５はＡ／Ｄコンバータ１０３にてデジタル信号に変換された画像を表示する電子式ファインダーであり、１１５は画像処理まえの信号を記録する手段である。

ここで、撮像レンズ１０１のズーム位置および絞り値およびフォーカス位置を検出する手段１０９により得られた情報はそれらの情報を元に周辺光量補正値を算出する手段１１１に入力される。周辺光量補正値を算出する手段１１１は、入力された情報を元に必要な補正データをズーム位置および絞り値およびフォーカス位置について記録する手段１１０より呼び込み、現在のズーム位置および絞り値およびフォーカス位置に対応した補正データを算出する。この補正データをデジタル化された撮像信号に周辺光量落ちを補正する手段１０４に入力し、撮影された画像の周辺光量は補正される。

図５は振れ補正機能を持ったレンズの簡単な構成を示すものであり、同図において、３０１は結像レンズ鏡筒、３０２は固定されている第１のレンズ群、３０３は変倍動作を行うための第２のレンズ群、３０４は絞り、３０５は手振れ等に起因する像振れ補正を行うための第３のレンズ群（以下、シフトレンズ）、３０６は前記変倍レンズ３０３のピント面の補正と焦点調節機能を併せ持った第４のレンズ群である。１０２は撮像素子であり、レンズを通った光がここに結像されることになる。

次に、前記シフトレンズ７０５の制御について説明する。

図６は、前記シフトレンズ７０５を含む防振ユニット及びその制御系より成る振れ補正装置の回路構成一例を示すブロック図である。本来、縦（ピッチ）、横（ヨー）の２方向に対して別々に制御を行っているが、構成としては全く同じため、図６においてはその片方のみを示している。

図６において、２０１は振動ジャイロであり、該装置に取り付けられており、振れが発生すると、その振れに応じた信号を出力する。２０２は高域通過フィルタ（以下、ＨＰＦ）、２０３は信号を増幅するためのアンプ、２０４は低域通過フィルタ（以下、ＬＰＦ）であり、これらにより、前記振動ジャイロ２０１の出力信号に所定の周波数制御と増幅が施され、振れ信号が生成される。この振れ信号は、振れ補正に関する制御を行うマイコン（以下、ＩＳマイコン）２１６に入力され、その中で、Ａ／Ｄ変換器２０５、ＨＰＦ２０６、位相補償回路２０７及び積分器２０８を経て、シフトレンズ７０５を含む防振ユニット２１３を駆動するための目標値が算出される。この信号はＩＳマイコン２１６からの出力としては、例えばＰＷＭ出力として出力される。ＰＷＭ出力は、Ｄ／Ａ変換器２０９によりアナログ信号に変換される。

一方、防振ユニット２１３内のシフトレンズの動きは前述のホール素子等の位置検出センサ２１４により検出され、アンプ２１５で増幅されてフィードバック信号として加算器２１０で前記目標値と加算され、誤差量が算出される。算出された誤差量により、アンプ２１１を介して駆動回路２１２が防振ユニット２１３を駆動する。以上の動作が縦（ピッチ）方向、横（ヨー）方向共に行われることにより、カメラ等の機器の手振れ補正（像振れ補正）がなされることになる。
特開平１０−３２２５９１号公報 特開２０００−６９３７１号公報

しかしながら、振れ補正手段が駆動されることにより機器の像振れ補正は行われるが、像振れ補正を行うために振れ補正手段を駆動すると、駆動に伴い撮像光学系の光軸が移動する。撮像光学系の光軸が移動するに伴い撮像レンズの周辺光量落ちの位置も移動する。この場合に、画面位置に固定された周辺光量落ち補正を行うと、撮影ごとに振れ補正手段の位置が異なった場合には異なった周辺輝度落ちを同一の補正量で補正するため、補正後の周辺輝度落ちが撮影ごとに異なってしまう。

本発明は、以上の点に着目して成されたもので、撮影ごとの補正のばらつきがない良好な画像を得ることができる撮像装置を提供することを目的とする。

本発明における実施例は、光学的振れ補正手段の位置を検出し、検出した値から撮像レンズの光軸の位置を算出し、その算出結果に基づいて撮像レンズの周辺光量落ち補正位置の中心を、撮像レンズの光軸と一致させることを特徴とする。光量補正は光量の低下している像高に対して電子的なゲインを与えて輝度信号を増加させて行う。

本実施例によれば、光学的振れ補正手段の位置によらず、結像レンズのズームポジションとフォーカス位置と絞りの値より、発生する周辺光量落ちを補正し、良好な画像を得ることができる。

なお、さらに詳細に説明すれば、本発明は下記の構成によって前記課題を解決できた。

（１）光学的振れ補正手段を有し、振れ補正手段の位置を検出する手段と、振れ補正手段の位置検出結果から撮像装置の光軸の位置を算出する手段とを有し、且、撮像レンズの周辺光量落ちを画像処理にて補正する手段を有し、光軸の位置算出結果に対応して、撮像レンズの周辺光量落ちの補正値を変えることを特徴とする撮像装置。

本発明によれば、光学的振れ補正手段の位置変化に伴う撮像レンズと撮像素子の光軸の変化によらず、撮像レンズの周辺光量落ちを補正することができるため、撮影ごとの補正のばらつきがない良好な画像を得ることができる。

以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。

図１に、本発明の構成図を示す。

画像を撮像する撮像レンズ１０１、撮像レンズからの光線を光電変換する撮像素子１０２、撮像素子からのアナログ信号をデジタル化する手段１０３、デジタル化された撮像信号に周辺光量落ちを補正する手段１０４、周辺光量落ちが補正された画像を映す電子式ファインダー１０５、デジタル化された撮像信号に周辺光量落ちを補正する手段１０４により生成された画像を一時的に保存する手段１０６、ホワイトバランス等の画像処理を行う手段１０７、最終的に形成された画像を記録する手段１１４を有する。

また、１１５は画像処理する以前の撮像素子からのアナログ信号をデジタル化する手段１０３によって形成された画像を記録する手段である。ここで、撮像レンズ１０１のズーム位置および絞り値およびフォーカス位置を検出する手段１０９により得られた情報はそれらの情報を元に周辺光量補正値を算出する手段１１１に入力される。周辺光量補正値を算出する手段１１１は、入力された情報を元に現在のズーム位置および絞り値およびフォーカス位置に対応した補正データをズーム位置および絞り値およびフォーカス位置についての情報を記録する手段１１０より呼び込む。

また、前記従来例で示したように図示されていない結像レンズ内の防振ユニット内のシフトレンズの位置は位置検出センサ２０１により検出され、アンプ１１８で増幅されて出力される。１１２は撮像レンズ１０１の光軸の移動量を算出する手段であり、位置検出センサ２０１により検出されたシフトレンズの縦方向、横方向の位置情報から撮像素子に対する撮像レンズ１０１の光軸の移動量を算出する。光軸の移動量を算出する手段１１２における光軸の移動量の算出はシフトレンズの縦方向、横方向の移動量に対するルックアップテーブル、または、シフトレンズの縦方向、横方向の移動量に対する関数により行われる。

光軸の移動量を算出する手段１１２からの出力は周辺光量補正値を算出する手段１１１に入力される。ここで、周辺光量補正値を算出する手段１１１において、現在のズーム位置および絞り値およびフォーカス位置に対応した補正データに光軸の移動量に対応した位置の移動を行い、周辺光量落ちを補正する手段１０４に補正データとして出力し、周辺光量落ちを補正する手段１０４において、撮像素子からのアナログ信号をデジタル化する手段１０３の画像信号の周辺光量落ち補正を行う。

次に、実際に画像に周辺光量落ちの補正を行う手順について図２を用いて述べる。実際の結像レンズの光軸と撮像素子との位置関係は図と垂直方向にも座標を持つが、ここでは説明のために１次元の図を用いる。

まず、撮像レンズ１０１のズーム位置および絞り値およびフォーカス位置を検出する手段１０９によりレンズの情報を入手する。つぎに、周辺光量補正値を算出する手段１１１はこのレンズ情報に対応した周辺輝度落ち補正量をズーム位置および絞り値およびフォーカス位置についての情報を記録する手段１１０より呼び込む。

ここで、像振れ防止のためにシフトレンズが移動すると、それに伴い、撮像素子１０２と撮像レンズ１０１の光軸も移動し、撮像素子１０２上での周辺光量落ちも移動する。この場合、周辺光量落ちの補正量に対して光軸の移動量を反映しないと、周辺光量落ちの補正位置と撮像素子１０２上での周辺光量落ちの位置が異なるため周辺光量落ちの補正後の光量が光軸の位置によりばらついてしまう。

ここで、位置検出センサ２０１により検出されたシフトレンズの縦方向、横方向の移動量から光軸の移動量を算出する手段１１２により光軸の移動量を算出し、周辺光量補正値を算出する手段１１１において光軸の移動量と同じ移動量を周辺輝度落ち補正量に与えて、光軸と周辺輝度落ち補正量を一致させる。このことにより光軸の移動量にかかわらず、常に一定の周辺光量落ち補正を行うことが出来る。

ここで、周辺輝度落ち補正量をズーム位置および絞り値およびフォーカス位置についての情報を記録する手段１１０に記録される補正量は、光軸の移動量の最大値分持ち、光軸が撮像素子のどこにあっても適切に周辺光量落ちを補正する。

ここで、撮像開始から撮像終了までの間、シフトレンズは装置の振れに対応して駆動しているため、撮像中に光軸の位置が変化してしまう。しかし図３に示すように、撮像開始から撮像終了までの間のシフトレンズの移動量は、シフトレンズの全駆動量に比べて十分小さいため、撮像中の光軸の位置の変化による周辺光量落ち補正量のずれも十分小さく、周辺光量落ち補正後の画像への影響も十分小さい。

このため、光軸移動量の補正に用いる光軸の位置は、撮像開始時の光軸の位置、または、撮像終了時の光軸の位置、または撮像開始から撮像終了までの間の任意時間での光軸の位置のいずれかを選択すればよい。または、露光時間中に移動した時間ごとの光軸の位置により、各位置での周辺光量落ち補正量を重み付けをして重ね合わせた補正量でも良い。

本発明の構成図 本発明の周辺輝度落ち補正の概念図 撮像中の光軸の移動を示す図 従来の周辺光量落ち補正装置の構成図 従来の光学的振れ補正装置の構成図 従来の光学的振れ補正装置の構成図

符号の説明

１０１ 撮像レンズ
１０２ 撮像素子
１０３ Ａ／Ｄコンバータ
１０４ 周辺光量補正回路
１０５ 電子式ファインダー
１０６ 画像を一時保管する手段
１０７ ホワイトバランス等の画像処理を行う回路
１０９ ズーム、絞り、フォーカス検出部
１１０ 周辺光量補正データを保管する手段
１１１ 周辺光量補正値を算出する手段
１１２ 光軸を算出する手段
１１４ ホワイトバランス等の画像処理以前のデータを記録する装置
１１５ 最終画像を記録する装置
２０１ 撮像レンズ内のシフトレンズの位置検出センサ
２０２ 増幅器

Claims (6)

1. 光学的振れ補正手段を有し、振れ補正手段の位置を検出する手段と、振れ補正手段の位置検出結果から撮像装置の光軸の位置を算出する手段とを有し、且、撮像レンズの周辺光量落ちを画像処理にて補正する手段を有し、光軸の位置算出結果に対応して、撮像レンズの周辺光量落ちの補正値を変えることを特徴とする撮像装置。
2. 請求項１に記載の撮像装置において、光軸の位置算出結果と撮像レンズの周辺光量落ちの補正値の中心位置を、一致させることを特徴とする撮像装置。
3. 請求項１に記載の撮像装置において、撮像レンズの周辺光量落ちの補正値は、撮像レンズのズーム位置及びフォーカス位置および絞り値に対応した値を有することを特徴とする撮像装置。
4. 前記撮像レンズの周辺光量落ちの補正値は、撮像開始時の撮像装置の光軸位置に対応することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
5. 前記撮像レンズの周辺光量落ちの補正値は、撮像終了時の撮像装置の光軸位置に対応することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
6. 前記撮像レンズの周辺光量落ちの補正値は、撮像開始時から撮像終了時までの間の任意の撮像装置の光軸位置に対応することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。

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