JP2007139874A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】手ぶれの度合いを検出することにより、フラッシュ撮影時のシャッタースピードを、手ぶれの影響のない範囲で長くすることが可能となる撮像装置の提供。
【解決手段】時系列的に並んだ画像から手ぶれ検出し、もしくは加速度センサからの手ぶれ検出を行い、これらよりフラッシュ撮影時のシャッタースピードを調節し、また、シャッタースピードに応じて感度も適応的に調節する。
【選択図】図１

Description

検出された手ぶれ信号からフラッシュ撮影時のシャッタースピードを調節し、またシャッタースピードが手ぶれ限界まで短くなると感度および発光量を調節することで、誰にでも手ぶれの影響の無い適正な画像を得ることのできる画像処理装置および撮像装置に関する。

従来の撮像装置では、ＡＥ後に得られたデータから撮影に最適なＡｖ、Ｔｖ、Ｓｖが求められていたとしてもそれぞれに制限があるため、最適な撮影が成されていなかった。例えば、フラッシュ撮影時には手ぶれを起こさないようにＴｖに制限がかかるため、図７のように主被写体は適正に撮れても背景が暗く写ってしまうという問題があった。
特開平５−３４７９０号公報

本発明は上述の問題点に鑑みてなされたものであって、手ぶれ信号を検出し、これを用いることでフラッシュ撮影時のＴｖを適応的に調節し、カメラや主被写体が安定している場合は、図８のように主被写体のみでなく背景も明るく撮影する手段、また、カメラや主被写体に手ぶれの影響がある際にも、フラッシュ撮影時のＴｖ、Ｓｖおよびフラッシュ発光量を適応的に調節することで、主被写体と背景、共に明るく撮影する手段に係る技術である処の撮像装置の提供を目的とする。

上述の目的を達成するため、本発明では、光電変換素子からＡ／Ｄ変換して得られる光電変換素子データを画像処理演算することにより出力画像データに変換し、前記出力画像データを記録媒体に記録する撮像装置において、手ぶれ信号を検出する手ぶれ信号検出手段と、前記検出手段より得られた信号を解析する手段と、外光輝度を得るための外光測光手段と、前記手ぶれ信号検出手段から手ぶれが影響しないリミットシャッタースピードを求めるリミットシャッタースピード決定手段と、暗い場合でも撮影を可能とするフラッシュ撮影手段と、前記手ぶれ信号よりフラッシュ撮影時のシャッタースピードを決定するシャッタースピード決定手段と、前記シャッタースピード決定手段に応じてフラッシュ撮影時の感度を調節する感度調節手段と、前記感度調節手段に応じてフラッシュの発光量を調節する発光量調節手段を持つことを特徴とする撮像装置を提供する。

本発明により、光電変換素子からＡ／Ｄ変換して得られる光電変換素子データを画像処理演算することによって出力画像データに変換し、前記出力画像データを記録媒体に記録する撮像装置において、光電変換素子データより得られる一定時間間隔で並んだ画像データの相関演算より手ぶれ信号を検出する手ぶれ信号検出手段と、加速度センサから手ぶれ信号を検出する手ぶれ信号検出手段により、フラッシュ撮影時のＴｖを調節する手段を提案する。また、Ｔｖが手ぶれする限界になった場合、感度調節および発光量調節を行う。

これらの手法により、従来の問題点を回避し、より質の高い画像を撮影可能となる。

以下に、本発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて説明する。

本発明の実施例１を以下に説明する。

図１は本発明の撮像装置の簡単なブロック図である。

１０１の撮像部にはレンズ系、絞り、シャッターが含まれ、被写体の像をＣＣＤ１０２の光電変換素子面に結像する。光電変換素子上に結像された像は光電変換されてアナログ信号となり、１０３のＡ／Ｄ変換部へと送られ光電変換素子デジタル信号に変換される。１０３のＡ／Ｄ変換部で作成された光電変換素子デジタル信号から１０４のＡＥ処理部で外光輝度値Ｂｖが求まり、プログラム線図によりＡｖ、Ｔｖ、Ｓｖが求められる。

Ｂｖ＝Ａｖ＋Ｔｖ−Ｓｖ （１）

次に求められたＢｖ、Ａｖ、Ｔｖ、Ｓｖを用い、１０５のフラッシュ判定部にてＴｖがある値以下になるとフラッシュ発光の判断を下す。フラッシュを発光させない場合、撮像部１０１にてＡＥ時のパラメータで撮影が行われるが、フラッシュを発光させる場合、手ぶれ検出部１０７からＴｖ処理部１０６に手ぶれ信号が送られ、最適なＴｖを決定し、フラッシュ発光部１０８にてフラッシュを発光させ、撮像部１０１で本露光を行う。その後ＣＣＤ１０２、Ａ／Ｄ変換部１０３により得られた光電変換素子データは画像処理部１０９へと送られる。さらに出力画像信号はフォーマット変換部１１０にてＪＰＥＧフォーマット等へのフォーマット変換が行われ、画像記録部１１１にて撮像装置内のメモリ、もしくはコンパクトフラッシュ（登録商標）等の外部メモリへと書き込まれる。以上が撮像装置内のデータの簡単な流れである。

次に手ぶれ検出の詳細を説明する。手ぶれ検出部１０７の手ぶれ検出には、光電変換素子データより得られる時系列的に並んだ画像データの相関演算より手ぶれ信号を検出する方法を用いる。

ここで図２に相関演算より手ぶれ信号を求める場合の具体例を示す。

２０１〜２０４はある時間間隔ａ（ｓｅｃ）で矢印の方向に一定時間間隔で連続した画像の例である。

ここで２０２と２０３の画像に着目してみる。２０２においてｂ×ｂの範囲の画像データを取り出し、このデータが一致若しくは近似できる部分を２０３の画像データから検索する。この場合２０２と２０３の画像には手ぶれによるズレがｃピクセル発生しているため、この間隔ａのシャッタースピードで撮影すると、画像はｃピクセルのぶれが生じる。そこでぶれ画像と感じないずれの許容ピクセル数をｄピクセルとおき、このｄと時間間隔ａと手ぶれ信号ｃとで手ぶれを生じないリミットシャッタースピードを決定する。ここで画像サイズや撮像装置の機種、用途などに応じてｄは変化する。例えば、縦横１６００×１２００ピクセルの画像での許容はｄ＝１であっても画質的に同レベルで良ければ２２７２×１７０４の画像ではｄ＝１．４２であったり、完全にぶれのない画像を撮影する場合にはｄ＝１でなければ許容できないという違いは出てくる。これらを考慮に入れて以下の（２）式によりリミットシャッタースピードを決定する。

リミットシャッタースピード＝ａ×ｄ／ｃ （２）

このリミットシャッタースピードよりｌｉｍｉｔＴｖが決定される。

次に図３に、撮像処理からＡＥ処理、フラッシュ判定及び手ぶれ処理を行いＴｖ値が決定され、再び撮像部にて本露光に入るまでをフローチャートで示す。

まず３０１から始まり、３０２の撮像処理にて光電変換素子データが出力される。３０３のＡＥ処理にてＢｖ、Ａｖ、Ｔｖ、Ｓｖが求められ、また３０４にてフラッシュを発光させるか否かの判断を下す。ここでＴｖがある値以下という条件でフラッシュを発光させる。発光させない場合、そのままのＢｖ、Ａｖ、Ｔｖ、Ｓｖにて３０８の撮像処理を行うが、発光させる場合、３０６から手ぶれ信号が３０５のＴｖ決定手段へ送られ、ｌｉｍｉｔＴｖにてフラッシュ撮影が行われる。

従来だと手ぶれ限界値であるこのｌｉｍｉｔＴｖが固定であっため、フラッシュを発光させた場合、図７のように背景が暗い画像が撮影される場合もあった。そこで、本発明ではｌｉｍｉｔＴｖを手ぶれ信号により変化させることによって背景を明るくする。例えば、カメラや被写体がぶれの影響なく安定しているときはｌｉｍｉｔＴｖ＝５、安定していないときはｌｉｍｉｔＴｖ＝６となる場合もある。これにより、安定している場合は背景をより明るく撮影することが可能となる。

また、ここで決定されたｌｉｍｉｔＴｖだが、測光時のＢｖ値を上回るような値が出ると露出オーバーな画像となるため、以下の（４）式が満たされるようにｌｉｍｉｔＴｖの値が決定される。

ｌｉｍｉｔＴｖ≧Ｂｖ−Ａｖ＋Ｓｖ （４）

このようにしてフラッシュ時のＴｖ値を１０７にて決定した後、１０８のフラッシュ発光部にてフラッシュを発光させる。

本実施例において画像のサイズによって許容ピクセル数ｄを決定したが、これに限られるものではなく、人間がボケを検知できない許容錯乱円の大きさに応じて決定しても良い。また、リミットシャッタースピードを検出する際、一定時間間隔で連続した画像を得る手段として液晶表示している画面のデータから取得しても良い。

本発明の実施例２を以下に説明する。図４は本発明の撮像装置の簡単なブロック図である。

４０１〜４０６までの流れは実施例１の１０１〜１０６と同じなので省略する。

Ｔｖ処理部４０６にてＴｖ’が求められると、次にＳｖ処理部４０８にて感度を調節し、フラッシュ発光部４０９にて最適な発光量を算出し、フラッシュを発光させ、撮像部４０１で本露光を行う。その後ＣＣＤ４０２、Ａ／Ｄ変換部４０３により得られた光電変換素子データは画像処理部４１０へと送られる。さらに出力画像信号はフォーマット変換部４１１にてＪＰＥＧフォーマット等へのフォーマット変換が行われ、画像記録部４１２にて撮像装置内のメモリ、もしくはコンパクトフラッシュ（登録商標）等の外部メモリへと書き込まれる。以上が撮像装置内のデータの簡単な流れである。

手ぶれ検出については実施例１と同じなので省略する。

次に図５に、撮像処理からＡＥ処理、フラッシュ判定及び手ぶれ処理を行いＴｖ値、Ｓｖ値が決定され、再び撮像部にて本露光に入るまでをフローチャートで示す。

ここで５０１〜５０６までの流れは実施例１の３０１〜３０６と同じなので省略する。

ここまでで最適なＴｖを決定することはできたが、これでは手ぶれの個人差のために違う画像が撮れてしまう場合がある。そこでｌｉｍｉｔＴｖに応じて最適なＳｖ’を５０７のＳｖ処理部にて決定する。Ｓｖ’は５０５にてｌｉｍｉｔＴｖが可変するのでそれに対応して決定される。具体的に、同環境にて、カメラが手ぶれせず安定している場合の撮影条件がＡｖ０、Ｔｖ０、Ｂｖ０、Ｓｖ０、手ぶれして不安定な場合の撮影条件がＡｖ１、Ｔｖ１、Ｂｖ１、Ｓｖ１だったとする。このとき被写体輝度がＢｖであった場合、以下の（５）式が成り立つ。

Ａｖ０＋Ｔｖ０−Ｓｖ０＝Ａｖ１＋Ｔｖ１−Ｓｖ１ （５）

絞りが開放であった場合、Ａｖ値は同じなのでＴｖとＳｖの関係より、一例として以下のようなことがいえる。

手ぶれせず安定している場合：シャッタースピード＝１／３０、感度＝５０
手ぶれの影響で不安定な場合：シャッタースピード＝１／６０、感度＝１００

また、ここで決定されたｌｉｍｉｔＴｖだが、測光時のＢｖ値を上回るような値が出ると露出オーバーな画像となるため、以下の（６）式が満たされるようにｌｉｍｉｔＴｖの値が決定される。

ｌｉｍｉｔＴｖ≧Ｂｖ−Ａｖ＋Ｓｖ （６）

そして求められたＴｖ値、Ｓｖ値に応じて５０８にて適切な発光量調節を行いフラッシュ発光させた後、５１０の撮像処理へと送られる。

実施例１の撮像装置のブロック図 手ぶれ検出相関演算の例を示す図 実施例１の処理を示すフローチャート 実施例２の撮像装置のブロック図 実施例２の処理を示すフローチャート ＡＥ時の例を示す図 シャッタースピードが短い場合の例を示す図 シャッタースピードが長い場合の例を示す図

符号の説明

１０１ 撮像部
１０２ ＣＣＤ
１０３ Ａ／Ｄ変換部
１０４ ＡＥ処理部
１０５ フラッシュ判定部
１０６ Ｔｖ処理部
１０７ 手ぶれ検出部
１０８ フラッシュ発光部
１０９ 画像処理部
１１０ フォーマット変換部
１１１ 画像記録部
４０１ 撮像部
４０２ ＣＣＤ
４０３ Ａ／Ｄ変換部
４０４ ＡＥ処理部
４０５ フラッシュ判定部
４０６ Ｔｖ処理部
４０７ 手ぶれ検出部
４０８ Ｓｖ処理部
４０９ フラッシュ発光部
４１０ 画像処理部
４１１ フォーマット変換部
４１２ 画像記録部

Claims (20)

1. 光電変換素子からＡ／Ｄ変換して得られる光電変換素子データを画像処理演算することにより出力画像データに変換し、前記出力画像データを記録媒体に記録する撮像装置において、
   手ぶれ信号を検出する手ぶれ信号検出手段と、前記手ぶれ信号検出手段より得られた信号を解析する手段と、外光輝度を得るための外光測光手段と、前記手ぶれ信号検出手段から手ぶれが影響しないリミットシャッタースピードを求めるリミットシャッタースピード決定手段と、暗い場合でも撮影を可能とするフラッシュ撮影手段と、前記手ぶれ信号よりフラッシュ撮影時のシャッタースピードを決定するシャッタースピード決定手段と、を持つことを特徴とする撮像装置。
2. 請求項１記載の撮像装置において、手ぶれ信号検出手段は、光電変換素子データより得られる一定時間間隔で並んだ画像データの相関演算より手ぶれの度合いを検出することを特徴とする撮像装置。
3. 請求項２記載の撮像装置において、手ぶれ信号検出手段は、光電変換素子データより得られる一定時間間隔で並んだ画像データを用い、ある時点の画像から任意の範囲を選択し、その画像より時系列的に一つ進んだ画像からその範囲と一致若しくは近似される部分を検索し、そのずれ具合から手ぶれの度合いを検出することを特徴とする撮像装置。
4. 請求項１記載の撮像装置において、感度決定手段において、任意の数ｎ個の感度から、リミットシャッタースピードと外光感度を基に前記ｎ個の感度の中から１つの感度を選択する手段を持つことを特徴とする撮像装置。
5. 請求項１記載の撮像装置において、リミットシャッタースピード決定手段は、一定時間間隔ａ（ｓｅｃ）で連続した画像において、手ぶれ信号から求まるずれをｃピクセルとし、ぶれ画像と感じないずれの許容ピクセル数をｄピクセルとした場合、リミットシャッタースピードを以下の式、
   リミットシャッタースピード＝ａ×ｄ／ｃ
   で求めることを特徴とする撮像装置。
6. 請求項１記載の撮像装置において、フラッシュ撮影時のシャッタースピード決定手段は、フラッシュ使用時にぶれの無い画像を撮影できるシャッタースピードを手ぶれ信号により判断し、適正なシャッタースピードを決定することを特徴とする撮像装置。
7. 請求項１記載の撮像装置において、手ぶれ信号検出手段は、加速度センサにより手ぶれの度合いを検出することを特徴とする撮像装置。
8. 請求項５記載の撮像装置において、許容ピクセル数は、画像サイズにより決定されることを特徴とする撮像装置。
9. 請求項５記載の撮像装置において、許容ピクセル数は、許容錯乱円の大きさにより決定されることを特徴とする撮像装置。
10. 光電変換素子からＡ／Ｄ変換して得られる光電変換素子データを画像処理演算することにより出力画像データに変換し、前記出力画像データを記録媒体に記録する撮像装置において、手ぶれ信号を検出する手ぶれ信号検出手段と、前記検出手段より得られた信号を解析する手段と、外光輝度を得るための外光測光手段と、前記手ぶれ信号検出手段から手ぶれが影響しないリミットシャッタースピードを求めるリミットシャッタースピード決定手段と、暗い場合でも撮影を可能とするフラッシュ撮影手段と、前記手ぶれ信号よりフラッシュ撮影時のシャッタースピードを決定するシャッタースピード決定手段と、前記シャッタースピード決定手段に応じてフラッシュ撮影時の感度を調節する感度調節手段と、前記感度調節手段に応じてフラッシュの発光量を調節する発光量調節手段と、を持つことを特徴とする撮像装置。
11. 請求項１０記載の撮像装置において、手ぶれ信号検出手段は、光電変換素子データより得られる一定時間間隔で並んだ画像データの相関演算より手ぶれの度合いを検出することを特徴とする撮像装置。
12. 請求項１１記載の撮像装置において、手ぶれ信号検出手段は、光電変換素子データより得られる一定時間間隔で並んだ画像データを用い、ある時点の画像から任意の範囲を選択し、その画像より時系列的に一つ進んだ画像からその範囲と一致若しくは近似される部分を検索し、そのずれ具合から手ぶれの度合いを検出することを特徴とする撮像装置。
13. 請求項１０記載の撮像装置において、前記感度調節手段において、任意の数ｎ個の感度から、リミットシャッタースピードと外光感度を基に前記ｎ個の感度の中から１つの感度を選択する手段を持つことを特徴とする撮像装置。
14. 請求項１０記載の撮像装置において、リミットシャッタースピード決定手段は、一定時間間隔ａ（ｓｅｃ）で連続した画像において、手ぶれ信号から求まるずれをｃピクセルとし、ぶれ画像と感じないずれの許容ピクセル数をｄピクセルとした場合、リミットシャッタースピードを以下の式、
    リミットシャッタースピード＝ａ×ｄ／ｃ
    で求めることを特徴とする撮像装置。
15. 請求項１０記載の撮像装置において、フラッシュ撮影時のシャッタースピード決定手段は、フラッシュ使用時にぶれの無い画像を撮影できるシャッタースピードを手ぶれ信号により判断し、適正なシャッタースピードを決定することを特徴とする撮像装置。
16. 請求項１０記載の撮像装置において、手ぶれ信号検出手段は、加速度センサにより手ぶれの度合いを検出することを特徴とする撮像装置。
17. 請求項１４記載の撮像装置において、許容ピクセル数は、画像サイズにより決定されることを特徴とする撮像装置。
18. 請求項１４記載の撮像装置において、許容ピクセル数は、許容錯乱円の大きさにより決定されることを特徴とする撮像装置。
19. 請求項１０記載の撮像装置において、感度調節手段は、前記手ぶれ信号検出手段から決定されたシャッタースピードに応じて感度を調節することを特徴とする撮像装置。
20. 請求項１０記載の撮像装置において、発光量調節手段は、感度調節に応じて適切な発光量の調節を特徴とする撮像装置。