JP2006197198A - 手振れ補正機能付き撮像装置および携帯電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】手振れ補正の補正限界を超える手振れが生じても再撮影の必要がなく、シャッタチャンスを逃がさずに画質の良好な画像を撮影できる手振れ補正機能付き撮像装置を提供する。
【解決手段】露光制御手段による撮像素子への露光時に手振れ量を手振れ検出手段により検出する。手振れ検出手段の出力に基づいて補正光学系を駆動して振れ補正手段により振れ補正を行う(ステップＳ５)。露光制御手段による露光時間内において、振れ補正手段の補正可能範囲を超えた状態となった時間を時間積算手段により積算する(ステップＳ６)。そして、再露光判断手段が露光終了時に上記積算値が閾値未満となって再露光を行わないと判断するまで、制御部によって、露光制御手段による露光と、時間積算手段による時間の積算(ステップＳ６)と、再露光判断手段による再露光の判断(ステップＳ９)とを繰り返す。
【選択図】図４

Description

本発明は、手振れ補正機能付き撮像装置および携帯電子機器に関し、特にデジタルカメラやカメラ付き携帯電話などに用いられる手振れ補正機能付き撮像装置およびそれを用いた携帯電子機器に関するものである。

従来、手振れ補正機能を備えた撮像装置について、手振れ補正限界を超えた時の画像に対する処置方法や撮像モードに関する発明が、特開２００４−１２６０３号公報(特許文献１)や特開２００４−８０４６０号公報(特許文献２)等に開示されている。

上記特開２００４−１２６０３号公報には、所定量を超える手振れが生じた場合や、補正ストロークを使い切った場合は、シャッターを閉じ露光を打ち切る。そして、イメージセンサーの読み出し時のゲインを再設定ことにより、露光量不足を補い良好な画像を得ることができる。

また、上記特開２００４−８０４６０号公報には、手振れセンサの監視により、撮影した画像が、手振れ補正範囲を超えたことが分かった場合、撮影者にその画像をそのまま保存してよいかどうかを確認するモードを用意する。このモードが選択されているとき、手振れ補正範囲を超えた画像が撮影されると、画像モニタにそれが表示され警告が表示される。撮影者は画像を見て、ボタン操作等によって、画像モニタ上の保存要否を示す選択枝を選び、決定動作を行うことで、必要な画像の保存か、不要な画像の破棄を行うことができる。

上記特開２００４−１２６０３号公報に開示された像振れ防止装置およびカメラでは、撮像素子の出力段の増幅器の増幅率を大きくすることで露光不足をカバーするので、Ｓ／Ｎ比の低い画像暗部にノイズが生じるという問題がある。

また、上記特開２００４−８０４６０号公報で開示された撮像装置では、撮影者に画像の保存の要否を1枚撮影するごとに確認していたのでは、被写体の状態が時々刻々と変化する状況で撮影する場合にシャッタチャンスを逃がす場合があるという問題がある。
特開２００４−１２６０３号公報 特開２００４−８０４６０号公報

本発明は、上記問題に鑑み、手振れ補正の補正限界を超える手振れが生じても、再撮影の必要がなく、シャッタチャンスを逃がさずに画質の良好な画像を撮影できる手振れ補正機能付き撮像装置および携帯電子機器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の手振れ補正機能付き撮像装置は、撮像素子への露光を制御する露光制御手段と、上記露光制御手段による露光時に手振れ量を検出する手振れ検出手段と、上記手振れ検出手段の出力に基づいて補正光学系を駆動することにより振れ補正を行う振れ補正手段とを備えた手振れ補正機能付き撮像装置であって、上記露光制御手段による露光時間内において、上記振れ補正手段の補正可能範囲を超えた状態となった時間を積算する時間積算手段と、露光終了時に上記時間積算手段の積算値が所定の閾値以上のときに再露光を行うと判断する再露光判断手段と、上記再露光判断手段が露光終了時に上記時間積算手段の積算値が上記閾値未満となって再露光を行わないと判断するまで、上記露光制御手段による露光と、上記時間積算手段による上記時間の積算と、上記再露光判断手段による再露光の判断とを繰り返すように、上記露光制御手段と上記振れ補正手段と上記時間積算手段と上記再露光判断手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。

上記構成の手振れ補正機能付き撮像装置によれば、上記露光制御手段による露光時間内において、振れ補正手段の補正可能範囲を超えた状態となった時間を時間積算手段により積算し、再露光判断手段によりその時間の積算値を所定の閾値と比較し、閾値に対して時間の積算値が大きいと判断したときに、上記制御手段により露光制御手段と振れ補正手段と時間積算手段と再露光判断手段を制御して、自動的に再露光することにより、手振れ補正を掛けたにもかかわらず補正しきれなかった画像を記録して撮影を終了するのでなく、続けて再露光を行うようにしたので、シャッタチャンスを逃がさずに手振れ補正可能範囲内の画質の良好な画像を撮影することができる。

また、一実施形態の手振れ補正機能付き撮像装置は、ズーム機能を有する光学系を備え、上記ズーム機能を有する光学系の焦点距離が長いほど小さくなるように上記再露光判断手段に用いられる上記閾値が設定されることを特徴とする。

上記実施形態の手振れ補正機能付き撮像装置によれば、露光時間内における振れ補正可能範囲外の状態となった時間積算値の比較基準値となる上記閾値を、ズーム機能を有する光学系の焦点距離が長いほど小さくなるように設定することにより、焦点距離が変化した場合にも適応させることが可能となる。つまり、手振れ量に対する撮像素子の像面で像振れ量がズズーム機能を有する光学系の焦点距離が長くなる程大きくなるので、焦点距離が長いほど閾値を小さく設定することで、あらゆるズーム倍率での撮像画像の像振れの影響の程度を均一化できる。

また、一実施形態の手振れ補正機能付き撮像装置は、上記露光制御手段による露光と、上記時間積算手段による上記時間の積算と、上記再露光判断手段による再露光の判断の繰り返し回数を所定の上限回数までとしたことを特徴とする。

上記実施形態の手振れ補正機能付き撮像装置によれば、上記露光制御手段による露光と、時間積算手段による上記時間の積算と、再露光判断手段による再露光の判断を繰り返す回数が上限回数で終わって撮影が終了することにより、手振れ補正可能範囲外の手振れが続く条件下での撮影を行って繰り返される露光終了の度に画像をメモリに記録した場合でも、無駄なメモリの使用を防止することができる。

また、一実施形態の手振れ補正機能付き撮像装置は、露光終了時に上記再露光判断手段が上記時間積算手段の値が上記閾値未満のとき、撮像終了を報知する報知手段を備えたことを特徴とする。

上記実施形態の手振れ補正機能付き撮像装置によれば、撮像終了を報知するシャッター音を鳴らすことにより、シャッター音がなるまでは、カメラは再露光を繰り返している動作中であることを撮影者に認識させることが可能となり、撮影姿勢を維持させることができる。

また、一実施形態の手振れ補正機能付き撮像装置は、露光終了時に上記撮像素子により撮像された画像を記録する画像記録手段を備えたことを特徴とする。

上記実施形態の手振れ補正機能付き撮像装置によれば、露光終了時に撮像素子により撮像された画像を画像記録手段により記録することによって、撮像が終了したときに画質の良好な画像を保存できる。

また、この発明の携帯電子機器は、上記のいずれか１つに記載の手振れ補正機能付き撮像装置を用いたことを特徴とする。

上記構成の携帯電子機器によれば、上記手振れ補正機能付き撮像装置を用いることによって、手振れ補正の補正限界を超える手振れが生じても、再撮影の必要がなく、シャッタチャンスを逃がすことなく画質の良好な画像を撮影できる。

以上より明らかなように、本発明の手振れ補正機能付き撮像装置および携帯電子機器によれば、手振れ補正の補正限界を超える手振れが生じても、再撮影の必要がなく、シャッタチャンスを逃がさずに画質の良好な画像を撮影することができる。

以下、本発明の手振れ補正機能付き撮像装置および携帯電子機器を図示の実施の形態により詳細に説明する。なお、本発明はこの実施の形態に限定されるものではない。また、この実施の形態ではカメラ付き携帯電話を例にとって説明するが、この他、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカムコーダなどの携帯電子機器にも適用できるものである。

図１(a)は本発明の実施の一形態の手振れ補正機能付き撮像装置を用いた携帯電子機器の一例としてカメラ付き携帯電話１の側面図を示し、図１(b)は上記カメラ付き携帯電話１の正面図を示している。

図１において、カメラ付き携帯電話１は、表示部１１を有する第１筐体１０と、操作部２１とカメラ部４０を有する第２筐体２０と、第１筐体１０と第２筐体２０とを回動自在に連結するヒンジ部３０とを備えている。

上記操作部２１には、電話番号等を入力するための操作ボタン２３と、カメラモードを起動させるカメラ起動ボタン２４と、カメラモード選択時にズーム操作や撮影モードの切換えを行うための選択ボタン２５と、選択ボタン２５で選択したメニューを決定する決定ボタン２６とを備えている。なお、決定ボタン２６は、カメラ使用モード時に撮影を行うためのレリーズボタンを兼ねている。

また、図２(a)は上記カメラ付き携帯電話１に内蔵されたカメラ部４０の断面図を示し、図２(b)はカメラ部４０の側面図を示している。

このカメラ部４０は、図２(a),(b)に示すように、第２筐体２０に回動自在に軸支され、ヒンジ部３０の回転中心軸と直交する方向に撮像光軸(被写体側)が向けられ、入射光の光軸がヒンジ部３０の回転軸方向に折り曲げた屈曲光学系型カメラである。上記カメラ部４０は、ハウジング４７に取り付けられた被写体側から前玉固定レンズ４１と、ハウジング４７内かつ前玉固定レンズ４１近傍に配置され、入射光を略９０度反射させる反射面４２aを有する補正光学系の一例としてのプリズム４２と、ハウジング４７内に配置され、複数のズームレンズとズーム機構とズーム駆動装置を含むズームレンズ光学ユニット４３と、撮像素子４４とを備えている。

また、カメラ部４０は、撮像光軸(前玉固定レンズ４１の光軸)のヨーイング方向の角速度を検出する角速度センサ４５aと、撮像光軸のピッチング方向の角速度を検出する角速度センサ４５bを備えている。上記角速度センサ４５a,４５bで手振れ検出手段を構成している。それぞれの角速度センサ４５a,４５bの出力信号を制御部５０(図３に示す)により積分することによって、手振れによるある回転中心を中心としたヨーイング方向の回転角度とピッチング方向の回転角度とを求めることができる。

また、カメラ部４０は、ハウジング４７内にプリズム４２を揺動自在に支持するためのベース４８を配置している。上記ベース４８の支点４７を回転中心としてプリズム４２をヨーイング方向に傾ける圧電アクチュエータ４６aと、支点４７を回転中心としてプリズム４２をピッチング方向に傾ける圧電アクチュエータ４６bとを備えている。上記圧電アクチュエータ４６a,４６bで振れ補正手段を構成している。

また、図３は上記カメラ付き携帯電話の要部の機能ブロック図を示しており、角速度センサ４５a,４５bの出力信号を受けて、制御手段の一例としての制御部５０により圧電アクチュエータ４６aと４６bとが駆動制御する。上記制御部５０は、マイクロコンピュータや入出力回路などからなり、時間積算手段５０aと、再露光判断手段５０bと、露光制御手段５０cとを有する。また、制御部５０は、報知手段の一例としてのスピーカー５１を制御すると共に、撮像素子４４からの画像を画像記録手段の一例としての画像メモリ５２に記録する。

上記制御部５０は、角速度センサ４５a,４５bの出力信号から得られた回転角度に追従するように、圧電アクチュエータ４６a,４６bを駆動制御することによって、プリズム４２の反射面４２aを傾けて手振れ補正動作を行う。

次に、以上のように構成された手振れ補正機能付き撮像装置における本発明の特徴となる動作例についてフローチャートを参照して説明する。図４は本発明の実施の形態にかかる手振れ補正機能付き撮像装置の第１の動作例を示すフローチャートである。

まず、カメラ付き携帯電話１の電源が入った状態でカメラ起動ボタン２４を押すと、ズームレンズ光学ユニット４３およびプリズム４２の初期位置への移動や手振れ検出手段(４５a,４５b)への電源供給等の初期設定が行われ、表示部１１にスルー画像が表示される。ここで、スルー画像とは、撮影前の撮像素子４４が捉えた画像のことである。

次に、撮影者が被写体にカメラ部４０の前玉固定レンズ４１が向くように回転させ、表示部１１のスルー画像を見ながら選択ボタン２５を押してズーム動作を行い、撮影構図を決定した時点をスタートとする。

次に、レリーズボタンを兼ねている決定ボタン２６を押す(ステップＳ１)と、自動露出制御が行われ、被写体の輝度に合わせた露出時間が決定される(ステップＳ２)。

そして、オートフォーカス制御が終了すると、露光制御手段５０cにより露光が開始される(ステップＳ３)。露光が開始されると同時に内蔵の手振れ検出手段(４５a,４５b)により手振れ角度をチェック(ステップＳ４)し、手振れが所定の範囲を超えていなければ、振れ補正手段(４６a,４６b)により補正が行われる(ステップＳ５)。

一方、手振れが所定の補正可能範囲を超えている場合は、時間積算手段５０aによって、所定の補正可能範囲を超えた状態となった時間を計測し、その時間の積算値メモリに記録する(ステップＳ６)。

ステップＳ５およびステップＳ６の次は、露光時間が終了したか否かをチェックする(ステップＳ７)。露光時間がまだ終了していない場合はステップＳ４に戻る一方、露光時間が終了した場合は、撮像素子４４の蓄積電荷を転送して画像メモリ５２に記録する(ステップＳ８)。

次に、再露光判断手段５０bにより積算値メモリの値が予め定めた閾値以上か否かをチェックする(ステップＳ９)。そして、積算値メモリの値が予め定めた閾値より大きい場合は、積算値メモリの値をクリア(ステップＳ１０)してステップＳ３に戻って露光制御手段５０cにより再露光を行う。一方、積算値メモリの値が予め定めた閾値より小さい場合は、撮影を終了する。

撮影を終了した場合は、最後の画像を画像メモリ５２に残し、それ以前の画像を画像メモリ５２から消去しても構わない。

上記構成の手振れ補正機能付き撮像装置によれば、手振れ補正をしたにもかかわらず補正しきれなかった画像を記録して撮影を終了するのでなく、続けて再露光を行うようにしたので、シャッタチャンスを逃がさずに手振れ補正可能範囲内で画質の良好な画像を撮影することができる。

また、手振れ量に対する撮像素子４４の像面での像振れ量は、ズームレンズ光学ユニット４３の焦点距離が長くなる程大きくなるので、上記閾値の値は焦点距離の変化に応じて可変とし、焦点距離が長いほど閾値を小さく設定することで、あらゆるズーム倍率での撮像画像の像振れの影響の均一化が図れるようになる。

また、撮影終了を報知するシャッター音を鳴らすことで、シャッター音がなるまでは、カメラは再露光を繰り返している動作中であること撮影者に認識させることで、撮影姿勢を維持させることが可能となる。

また、露光終了時に撮像素子４４により撮像された画像を画像メモリ５２により記録することによって、撮像が終了したときに画質の良好な画像を保存することができる。

図５は本発明の実施の形態にかかる手振れ補正機能付き撮像装置の第２の動作例を示すフローチャートである。ステップＳ１からステップＳ９までは、第１の動作例を示すフローチャートと同じであるため、説明を省略する。

ステップＳ９で積算値メモリの値が所定の閾値より大きいと判断され、再露光のループに戻るまでに、それまでに繰り返してきた露光回数を上限回数と比較する判断ステップＳ２０を追加した点が異なる。

上記ステップＳ２０を追加することによって、手振れ補正可能範囲外の手振れが続く条件下での撮影を行った場合でも、再露光を繰り返す無限ループに陥る危険性を回避でき、無駄なメモリの使用を防止することができる。

図１(a)は本発明の実施の一形態の手振れ補正機能付き撮像装置を用いた携帯電子機器の一例としてカメラ付き携帯電話の側面図であり、図１(b)は上記カメラ付き携帯電話の上面図である。 図２(a)は上記カメラ付き携帯電話に内蔵されたカメラ部の断面図であり、図２(b)は上記カメラ部の側面図である。 図３は上記カメラ付き携帯電話の要部の機能ブロック図である。 図４は上記カメラ付き携帯電話の第１の動作例を示すフローチャートである。 図５は上記カメラ付き携帯電話の第２の動作例を示すフローチャートである。

符号の説明

１０…第１筐体
１１…表示部
２０…第２筐体
２１…操作部
３０…ヒンジ部
４０…カメラ部
４１…前玉固定レンズ
４２…プリズム
４３…ズームレンズ光学ユニット
４４…撮像素子
４５a,４５b…角速度センサ
４６a,４６b…圧電アクチュエータ
５０…制御部
５０a…時間積算手段
５０b…再露光判断手段
５０c…露光制御手段
５１…スピーカー
５２…画像メモリ

Claims (6)

1. 撮像素子への露光を制御する露光制御手段と、上記露光制御手段による露光時に手振れ量を検出する手振れ検出手段と、上記手振れ検出手段の出力に基づいて補正光学系を駆動することにより振れ補正を行う振れ補正手段とを備えた手振れ補正機能付き撮像装置であって、
   上記露光制御手段による露光時間内において、上記振れ補正手段の補正可能範囲を超えた状態となった時間を積算する時間積算手段と、
   露光終了時に上記時間積算手段の積算値が所定の閾値以上のときに再露光を行うと判断する再露光判断手段と、
   上記再露光判断手段が露光終了時に上記時間積算手段の積算値が上記閾値未満となって再露光を行わないと判断するまで、上記露光制御手段による露光と、上記時間積算手段による上記時間の積算と、上記再露光判断手段による再露光の判断とを繰り返すように、上記露光制御手段と上記振れ補正手段と上記時間積算手段と上記再露光判断手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする手振れ補正機能付き撮像装置。
2. 請求項１に記載の手振れ補正機能付き撮像装置において、
   ズーム機能を有する光学系を備え、
   上記ズーム機能を有する光学系の焦点距離が長いほど小さくなるように上記再露光判断手段に用いられる上記閾値が設定されることを特徴とする手振れ補正機能付き撮像装置。
3. 請求項１または２に記載の手振れ補正機能付き撮像装置において、
   上記露光制御手段による露光と、上記時間積算手段による上記時間の積算と、上記再露光判断手段による再露光の判断の繰り返し回数を所定の上限回数までとしたことを特徴とする手振れ補正機能付き撮像装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１つに記載の手振れ補正機能付き撮像装置において、
   露光終了時に上記再露光判断手段が上記時間積算手段の値が上記閾値未満のとき、撮像終了を報知する報知手段を備えたことを特徴とする手振れ補正機能付き撮像装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか１つに記載の手振れ補正機能付き撮像装置において、
   露光終了時に上記撮像素子により撮像された画像を記録する画像記録手段を備えたことを特徴とする手振れ補正機能付き撮像装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか１つに記載の手振れ補正機能付き撮像装置を用いたことを特徴とする携帯電子機器。

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