JP2006343639A - デジタルカメラ - Google Patents
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Abstract
【課題】光学的に手ぶれを補正する機能を有するデジタルカメラにおいて、正確な手ぶれ補正を可能にする。
【解決手段】デジタルカメラ１００の動きを検出する動き検出部７と、動き検出部７で検出された動きに基づいて、所定時間経過後のデジタルカメラ１００の動きを予測し、その動きを示す予測動きベクトルを演算する予測動きベクトル演算部９と、予測動きベクトルを打ち消すようにデジタルカメラ１００の光学系を移動させる光学系駆動部５と、撮影によって得られた画像データが、動き検出部７で検出された該撮影中のデジタルカメラ１００の実際の動きを打ち消すように該撮影中に前記光学系を移動させて得られた画像データと同等になるように、動き検出部７で検出された該撮影中のデジタルカメラ１００の実際の動きを示す動きベクトルと、予測動きベクトル演算部９によって演算された該撮影中のデジタルカメラ１００の予測動きベクトルとの差分に基づいて、該画像データを補正するデジタル信号処理部とを備える。
【選択図】図１
【解決手段】デジタルカメラ１００の動きを検出する動き検出部７と、動き検出部７で検出された動きに基づいて、所定時間経過後のデジタルカメラ１００の動きを予測し、その動きを示す予測動きベクトルを演算する予測動きベクトル演算部９と、予測動きベクトルを打ち消すようにデジタルカメラ１００の光学系を移動させる光学系駆動部５と、撮影によって得られた画像データが、動き検出部７で検出された該撮影中のデジタルカメラ１００の実際の動きを打ち消すように該撮影中に前記光学系を移動させて得られた画像データと同等になるように、動き検出部７で検出された該撮影中のデジタルカメラ１００の実際の動きを示す動きベクトルと、予測動きベクトル演算部９によって演算された該撮影中のデジタルカメラ１００の予測動きベクトルとの差分に基づいて、該画像データを補正するデジタル信号処理部とを備える。
【選択図】図１
Description
本発明は、光学的に手ぶれを補正する機能を有するデジタルカメラに関する。
手ぶれを光学的に補正する機能と、信号処理によって補正する機能とを選択的に利用する撮像装置が特許文献１に開示されている。
光学的に手ぶれを補正する機能を有するデジタルカメラでは、撮影中のデジタルカメラの動きを打ち消すように、撮影中に光学系を移動させることで手ぶれ補正を行う。しかし、撮影中のデジタルカメラの動きを検出してから、その動きを打ち消すために光学系を移動させるまでの間には多少の時間がかかるため、光学系が移動するころには撮影が終わってしまい、手ぶれ補正を行うことができない。そこで、従来では、過去のデジタルカメラの動きに基づいて、撮影中のデジタルカメラの動きを予め予測しておき、撮影がなされた場合には、事前に予測している該撮影中のデジタルカメラの動きを打ち消すように光学系を移動させることで、手ぶれ補正を実現している。
上述した方法では、事前に予測している撮影中のデジタルカメラの動きと、実際の撮影中のデジタルカメラの動きとに誤差がある場合、正確な手ぶれ補正が実現されない。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、光学的に手ぶれを補正する機能を有するデジタルカメラにおいて、正確な手ぶれ補正を可能にすることを目的とする。
本発明のデジタルカメラは、光学的に手ぶれを補正する機能を有するデジタルカメラであって、前記デジタルカメラの動きを検出する動き検出手段と、前記動き検出手段で検出された動きに基づいて、所定時間経過後の前記デジタルカメラの動きを予測する動き予測手段と、前記動き予測手段によって予測された前記デジタルカメラの動きを打ち消すように前記デジタルカメラの光学系を移動させる光学系移動制御手段と、撮影によって得られた画像データが、前記動き検出手段で検出された前記撮影中の前記デジタルカメラの実際の動きを打ち消すように前記撮影中に前記光学系を移動させて得られた画像データと同等になるように、前記動き検出手段で検出された前記撮影中の前記デジタルカメラの実際の動きと、前記動き予測手段によって予測された前記撮影中の前記デジタルカメラの予測の動きとの差分に基づいて前記画像データを補正する画像データ補正手段とを備える。
この構成により、撮影中のデジタルカメラの事前に予測された動きと、撮影中のデジタルカメラの実際の動きとに誤差がある場合でも、デジタルカメラの実際の動きを打ち消すように光学系を移動させて撮影して得られた画像データと同等の画像データが生成されるため、正確な手ぶれ補正が可能となる。
本発明によれば、光学的に手ぶれを補正する機能を有するデジタルカメラにおいて、正確な手ぶれ補正を可能にすることができる。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明を実施するためのデジタルカメラの要部概略構成を示す図である。
図１に示すデジタルカメラ１００は、撮像部１と、アナログフロントエンド（ＡＦＥ）２と、デジタル信号処理部３と、駆動部４と、光学系駆動部５と、システム制御部６と、動き検出部７と、動きベクトル演算部８と、予測動きベクトル演算部９と、差分ベクトル生成部１０とを備える。
図１に示すデジタルカメラ１００は、撮像部１と、アナログフロントエンド（ＡＦＥ）２と、デジタル信号処理部３と、駆動部４と、光学系駆動部５と、システム制御部６と、動き検出部７と、動きベクトル演算部８と、予測動きベクトル演算部９と、差分ベクトル生成部１０とを備える。
撮像部１は、撮影レンズ１ａを含む光学系及びＣＣＤイメージセンサ等の撮像素子１ｂによって被写体の撮影を行うものであり、アナログの撮像信号を出力する。光学系は、手ぶれを光学的に補正するために、例えば上下左右に移動可能に構成されている。
ＡＦＥ２は、撮像部１で得られた撮像信号に所定のアナログ信号処理を施し、処理後のアナログ信号をデジタル信号に変換する。ＡＦＥ２の出力は、いわゆるＲＡＷ画像データとしてデジタル信号処理部３に送られる。ＲＡＷ画像データは、撮像部１からの撮像信号の形式のままデジタル化したデジタル画像データである。
駆動部４は、システム制御部３の制御によって所定のタイミングで駆動信号を生成し、この駆動信号に基づいて撮像素子１ｂ及びＡＦＥ２の駆動を行う。
光学系駆動部５は、システム制御部３の制御により、撮影レンズ１ａを含む光学系を所定位置に移動させる。
デジタル信号処理部３は、ＡＦＥ２からのデジタル画像データに対して、設定された動作モードに応じたデジタル信号処理を行う。デジタル信号処理部３が行う処理には、手ぶれ補正処理、黒レベル補正処理（ＯＢ処理）、リニアマトリクス補正処理、ホワイトバランス調整処理、ガンマ補正処理、同時化処理、及びＹ／Ｃ変換処理等が含まれる。デジタル信号処理部３は、例えばＤＳＰで構成される。デジタル信号処理部３から出力された画像データは、圧縮され、メモリカード等の記録メディアに記録される。
動き検出部７は、デジタルカメラ１００の動きを検出するセンサであり、例えばジャイロや加速度センサ等が用いられる。
動きベクトル演算部８は、動き検出部７のセンサ信号から、デジタルカメラ１００の動き（方向及び量）を示す動きベクトルを演算する。
予測動きベクトル演算部９は、所定時間経過後のデジタルカメラ１００の動きを予測する。具体的には、動きベクトル演算部８で演算された動きベクトルを蓄積していき、蓄積した動きベクトルの履歴に基づいて、現時点から所定時間経過後のデジタルカメラ１００の動きを示す動きベクトルである予測動きベクトルを演算する。
システム制御部６は、所定のプログラムによって動作するプロセッサを主体に構成され、撮影動作を含むデジタルカメラ１００全体の制御を行う。システム制御部６は、光学系駆動部５を介して、演算された予測動きベクトルを打ち消すように光学系を移動させる制御を行う。
上記所定時間は、システム制御部６が、予測動きベクトルを打ち消すように光学系を移動させる指示をレンズ駆動部５に出してから、実際に光学系が移動するまでにかかる時間である。これにより、例えばシャッターを開けて露光を行っている期間である撮影中に、該撮影中に予測されるデジタルカメラ１００の動きを打ち消すように光学系を移動させることができ、予測が正しければ、ほぼ正確な手ぶれ補正が可能となる。
差分ベクトル生成部１０は、動き検出部７で検出された撮影中のデジタルカメラ１００の動きを示す動きベクトルと、予測動きベクトル演算部９によって演算された該撮影中に予測されるデジタルカメラ１００の動きを示す予測動きベクトルとを取得し、該予測動きベクトルから該動きベクトルを減算した差分ベクトルを生成する。
デジタル信号処理部３が行う手ぶれ補正処理について説明する。
この手ぶれ補正処理は、撮影中のデジタルカメラ１００の事前に予測された動きと、撮影中のデジタルカメラ１００の実際の動きとの誤差を補正するための信号処理である。デジタル信号処理部３は、撮影によって得られた画像データが、動き検出部７で検出された該撮影中のデジタルカメラ１００の実際の動きを打ち消すように該撮影中に光学系を移動させて得られた画像データと同等になるように、差分ベクトルを用いて補正を行う。
この手ぶれ補正処理は、撮影中のデジタルカメラ１００の事前に予測された動きと、撮影中のデジタルカメラ１００の実際の動きとの誤差を補正するための信号処理である。デジタル信号処理部３は、撮影によって得られた画像データが、動き検出部７で検出された該撮影中のデジタルカメラ１００の実際の動きを打ち消すように該撮影中に光学系を移動させて得られた画像データと同等になるように、差分ベクトルを用いて補正を行う。
例えば、撮影中のデジタルカメラ１００の事前に予測された予測動きベクトルが上方向に２画素分のベクトルであり、撮影中のデジタルカメラ１００の実際の動きベクトルが上方向に１画素分のベクトルであった場合、ＡＦＥ２から得られる画像データは、下方向に１画素分ぶれたものになってしまう。この場合、差分ベクトルは、上方向に１画素分のベクトルとなるため、デジタル信号処理部３は、ＡＦＥ２から得られた画像データを上方向に１画素分ずらす信号処理を行う。これにより、撮影中のデジタルカメラ１００の実際の動きを打ち消すように光学系を移動させて得られた画像データと同等の画像データを生成することができ、正確な手ぶれ補正が可能となる。
以下、デジタルカメラ１００の撮影動作について説明する。
デジタルカメラ１００が撮影モードに設定され、手ぶれ補正モードに設定されると、動き検出部７からのセンサ信号によって動きベクトルが演算され、これが蓄積され、蓄積された動きベクトルを基に予測動きベクトルが演算され、演算された予測動きベクトルを打ち消すように光学系が移動する。これにより、手ぶれ補正モード中は、常に、予測されるデジタルカメラ１００の動きを打ち消すように光学系が移動することになる。尚、光学系は常に移動させる必要はなく、例えばデジタルカメラ１００がＡＦ機能を有する場合は、ＡＦ機能を実行して撮影レンズ１ａを合焦位置に移動させた後に移動させるようにしても良い。
デジタルカメラ１００が撮影モードに設定され、手ぶれ補正モードに設定されると、動き検出部７からのセンサ信号によって動きベクトルが演算され、これが蓄積され、蓄積された動きベクトルを基に予測動きベクトルが演算され、演算された予測動きベクトルを打ち消すように光学系が移動する。これにより、手ぶれ補正モード中は、常に、予測されるデジタルカメラ１００の動きを打ち消すように光学系が移動することになる。尚、光学系は常に移動させる必要はなく、例えばデジタルカメラ１００がＡＦ機能を有する場合は、ＡＦ機能を実行して撮影レンズ１ａを合焦位置に移動させた後に移動させるようにしても良い。
ユーザにより撮影指示が行われると、ＡＦＥ２から所定の画素数の画像データが出力される。そして、撮影指示によって行われた撮影中のデジタルカメラ１００の予測の動きベクトルから、撮影指示によって行われた撮影中のデジタルカメラ１００の実際の動きベクトルが減算されて差分ベクトルが生成され、ＡＦＥ２から出力された画像データが、この差分ベクトルに基づいて補正される。補正後の画像データは、所定のデジタル信号処理が行われ、圧縮された後、記録メディアに記録される。
以上のように、デジタルカメラ１００によれば、撮影中のデジタルカメラ１００の事前に予測された動きと、撮影中のデジタルカメラ１００の実際の動きとに誤差があった場合でも、その誤差を、信号処理によって補正することができるため、正確な手ぶれ補正が可能となる。
又、デジタル信号処理部３は、差分ベクトルに基づいて画像データの補正を行うだけであるため、光学系を移動させずに信号処理だけを用いて手ぶれ補正をする場合に比べ、デジタル信号処理部３の処理負荷を軽減することができる。
尚、上記では、予測動きベクトルから動きベクトルを減算して差分ベクトルを生成しているが、動きベクトルから予測動きベクトルを減算して差分ベクトルを生成し、この差分ベクトルを用いて画像データの補正を行っても勿論かまわない。
１ 撮像部
１ａ 撮影レンズ
１ｂ 撮像素子
２ ＡＦＥ
３ デジタル信号処理部
４ 駆動部
５ レンズ駆動部
６ システム制御部
７ 動き検出部
８ 動きベクトル演算部
９ 予測動きベクトル演算部
１０ 差分ベクトル生成部
１００ デジタルカメラ
１ａ 撮影レンズ
１ｂ 撮像素子
２ ＡＦＥ
３ デジタル信号処理部
４ 駆動部
５ レンズ駆動部
６ システム制御部
７ 動き検出部
８ 動きベクトル演算部
９ 予測動きベクトル演算部
１０ 差分ベクトル生成部
１００ デジタルカメラ
Claims (1)
- 光学的に手ぶれを補正する機能を有するデジタルカメラであって、
前記デジタルカメラの動きを検出する動き検出手段と、
前記動き検出手段で検出された動きに基づいて、所定時間経過後の前記デジタルカメラの動きを予測する動き予測手段と、
前記動き予測手段によって予測された前記デジタルカメラの動きを打ち消すように前記デジタルカメラの光学系を移動させる光学系移動制御手段と、
撮影によって得られた画像データが、前記動き検出手段で検出された前記撮影中の前記デジタルカメラの実際の動きを打ち消すように前記撮影中に前記光学系を移動させて得られた画像データと同等になるように、前記動き検出手段で検出された前記撮影中の前記デジタルカメラの実際の動きと、前記動き予測手段によって予測された前記撮影中の前記デジタルカメラの予測の動きとの差分に基づいて前記画像データを補正する画像データ補正手段とを備えるデジタルカメラ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005170783A JP2006343639A (ja) | 2005-06-10 | 2005-06-10 | デジタルカメラ |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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- 2005-06-10 JP JP2005170783A patent/JP2006343639A/ja not_active Withdrawn
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2006
- 2006-06-08 US US11/448,675 patent/US7474843B2/en not_active Expired - Fee Related
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