JP2008098899A - 継続的露出制御機能を有する撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】撮像装置の電源を入れたまま持ち歩いた直後の撮影においても、露出制御を高速に行い、撮影機会を逃すことが少ない撮像装置を提供する。
【解決手段】被写体を撮影して画像データを生成する撮像装置であって、前記撮像装置の動きを検出する動き検出部１０４ｃと、前記撮像装置の露出を継続的に制御する露出制御部１０４ｄと、を備え、前記露出制御部１０４ｄは、前記動き検出部１０４ｃが所定の大きさ以上の動きを検出したときに、継続的な露出制御を停止する、ことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、撮像装置の露出制御に関するものであり、より詳しくは、撮影準備期間に被写体の画像を表示部に表示する撮像装置の露出制御に関するものである。

デジタルカメラでは、撮像素子が捕らえた被写体の画像をそのまま表示し、この表示を見ながら構図を決定して撮影を行うのが通常の撮影方法である。そのため、表示される画像は、構図の決定や焦点の確認などに十分な画質を備えていることが必要である。また、被写体の明るさの変化に応じて露出を自動制御する機能が採用されているのが通例である。

しかし、例えば、使用者がデジタルカメラの電源を入れたまま手に持って移動した場合、特にストラップのみを把持して移動した場合などには、デジタルカメラの揺動による明るさの変化に露出制御が追従できず、露出が不安定になることがある。

このような状態で、急に絶好の被写体を発見し、間髪なく撮影を行いたいときに、デジタルカメラを被写体に向けてもすぐには露出が安定せず、せっかくの撮影機会を逃してしまうという課題がある。

前記課題に関連した先行技術文献として、特許文献１がある。特許文献１に記載のデジタルカメラは、角速度センサを有し、角速度センサの出力が極めて小さい状態が所定時間以上続いた場合は、デジタルカメラの電源が入ったまま放置されていると判断して、自動的に電源を切る。

また、角速度センサの出力が極めて大きい状態が所定時間以上続いた場合は、デジタルカメラの電源が入ったまま持ち歩いていると判断して、同じく自動的に電源を切る。
特開平１０−１７３９７０号公報

しかし、特許文献１に記載の技術では、前記のようにデジタルカメラを手に持って移動している状態で、急に絶好の被写体を発見し、間髪なく撮影を行いたいとしても、デジタルカメラの電源が切れているので、電源の投入から行わなければならず、せっかくの撮影機会を逃してしまう可能性がさらに高まる。

本発明は、前記課題を解決し、撮像装置の電源を入れたまま持ち歩いた直後の撮影においても、露出制御を高速に行い、撮影機会を逃すことが少ない撮像装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明の撮像装置は、被写体を撮影して画像データを生成する撮像装置であって、前記撮像装置の動きを検出する動き検出部と、前記撮像装置の露出を継続的に制御する露出制御部と、を備え、前記露出制御部は、前記動き検出部が所定の大きさ以上の動きを検出したときに、継続的な露出制御を停止する、ことを特徴とする。

以上のように、本発明によれば、動き検出部が所定の大きさ以上の動きを検出したときに、継続的な露出制御を停止するので、撮像装置の揺動による明るさの変化に対しても露出制御が不安定にならず、撮像装置の電源を入れたまま持ち歩いた直後の撮影においても、露出制御を高速に行い、撮影機会を逃すことが少ないという効果を奏する。

（１．構成）
図１は、本発明の一実施例であるデジタルカメラのブロック図である。光学系１０１は、被写体の像をＣＣＤ１０２上に結像する。光学系１０１は、複数のレンズ群で構成されており、アイリス１０１ａ、手ぶれ補正レンズ１０１ｂを含む。

アイリス１０１ａは、複数の羽で構成されたいわゆる絞り機構であって、ＣＣＤ１０２に結像する被写体の光量を調節する。手ぶれ補正レンズ１０１ｂは、鏡筒内で光軸１０１ｃと垂直な平面内を移動することによって、手ぶれによる撮像装置の動きを打ち消す働きを担う。

ＣＣＤ１０２は、結像した被写体の画像信号を出力する。ＡＦＥ（Ａｎａｌｏｇ Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｄ）１０３は、アナログ信号であるＣＣＤ１０２の出力画像信号をデジタル信号である画像データに変換して、バス１０９を経由してＳＤＲＡＭ１０５に格納する。

ＡＦＥ１０３は、画像信号のノイズ成分を除去するＣＤＳ（Ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ Ｄｏｕｂｌｅ Ｓａｍｐｌｉｎｇ）回路、画像信号の大きさを調整するＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）アンプ、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ（いずれも図示せず）などを含むＬＳＩである。

信号処理ＬＳＩ１０４は、ＣＰＵ１０４ａ、信号処理部１０４ｂ、動き検出部１０４ｃ、露出制御部１０４ｄ、ワークメモリ１０４ｅで構成されている。

ＣＰＵ１０４ａは、信号処理ＬＳＩ１０４内のＲＯＭ（図示せず）に記録された命令によって、信号処理ＬＳＩ１０４全体の制御を行う。信号処理部１０４ｂは、ＡＦＥ１０３によってＳＤＲＡＭ１０５に格納された画像データを、ＬＣＤ１０７での表示に適した表示データに変換してＬＣＤ１０７に出力する。

シャッタ釦１０８の半押しによって合焦動作が開始され、全押しによって撮影が行われる。信号処理部１０４ｂは、ＳＤＲＡＭ１０５に格納された画像データが、シャッタ釦１０８の全押しによって撮影された画像データであるときは、記録データに変換してメモリカード１０６に記録する。メモリカード１０６に記録された記録データは、信号処理部１０４ｂによって表示データに変換されてＬＣＤ１０７に表示される。

図２は、本発明の一実施例であるデジタルカメラの斜視図である。筐体内部に存在し、通常は外部から目視できない構成要素は、点線で示している。筐体上部には、シャッタ釦１０８、スライド式電源スイッチ２０１、モード切替ダイヤル２０２が配されている。

筐体正面には、光学系１０１、ストロボ発光部２０３、自動合焦補助光発光部２０４が配されている。また、筐体側面には携帯用のストラップ２０５を装着可能である。

筐体内部に存在し、通常は外部から目視できない構成要素として、ＣＣＤ１０２と角速度センサ（１）１１３ａ、角速度センサ（２）１１３ｂのみを図示した。

角速度センサ（１）１１３ａと角速度センサ（２）１１３ｂは、光軸１０１ｃと直交する平面内で、互いに直角となるように配される。すなわち、デジタルカメラを横位置で構えたときに、角速度センサ（１）１１３ａは水平方向の動きを検出し、角速度センサ（２）１１３ｂは垂直方向の動きを検出する。

再び図１に戻る。角速度センサ（１）１１３ａ、角速度センサ（２）１１３ｂで検出された水平方向と垂直方向の動きは、Ａ／Ｄコンバータ１１４でデジタルデータである動き情報に変換された後に、信号処理ＬＳＩ１０４内の動き検出部１０４ｃに送られる。

動き検出部１０４ｃは、動き情報を信号処理ＬＳＩ１０４内の本発明の記憶部であるワークメモリ１０４ｅに格納する。また、デジタルカメラが撮影のための露光を行っているときは、得られた動き情報に基づいて、デジタルカメラの動きを打ち消す方向に手ぶれ補正レンズ１０１ｂを動かすようレンズ駆動回路１１１に制御信号を送る。

信号処理ＬＳＩ１０４内の露出制御部１０４ｄは、露出センサ１１５で検出された被写体の明るさ情報に基づいて、露出を制御する。すなわち、被写体の明るさが暗いときは、アイリス１０１ａを開けるようアイリス駆動回路１１０に制御信号を送るとともに、ＣＣＤ１０２の露光時間を延ばすようＣＣＤ駆動回路１１２に制御信号を送る。また、ＡＦＥ１０３内のＡＧＣアンプのゲインを上げるように制御する。被写体の明るさが明るいときは、前記と逆の動作を行う。

また、露出制御部１０４ｄは、動き検出部１０４ｃによってワークメモリ１０４ｅに格納された動き情報を参照して、露出制御を継続するか停止するかを判断する。露出制御を継続するときは、現在の露出情報をワークメモリ１０４ｅに格納する。露出制御を停止するときは、ワークメモリ１０４ｅに格納された露出情報に基づいて、露出を固定する。
（２．動作）
（２．１ 概略動作）
図３は、本発明の一実施例であるデジタルカメラの概略動作を示すフローチャートである。デジタルカメラは、静止画を撮影する動作モード、動画を撮影する動作モード、撮影した静止画や動画を再生する動作モードなど複数の動作モードを有し、モード切替スイッチ２０２で切り替えることが可能である。図３のフローチャートでは、静止画を撮影する動作モードであって、ＣＣＤ１０２が捕らえた被写体の画像をそのまま表示している状態を示している。

角速度センサ（１）１１３ａ、角速度センサ（２）１１３ｂから、動き情報が取り込まれる（Ｓ３０１）。露出センサ１１５から明るさ情報が取り込まれる（Ｓ３０２）。動き情報の取り込み（Ｓ３０１）の詳細は、後述する。

得られた動き情報と明るさ情報に基づいて露出制御（Ｓ３０３）を行い、アイリス１０１ａの絞り値とＣＣＤ１０２の露光時間を決定する。また、ＡＦＥ１０３内のＡＧＣアンプのゲインを決定する。露出制御（Ｓ３０３）の詳細についても、後述する。

露出制御（Ｓ３０３）で決定した絞り値と露光時間によってＣＣＤ１０２が捕らえた画像信号から表示データを生成する（Ｓ３０４）。生成された表示データは、ＬＣＤ１０７に表示される（Ｓ３０５）。

シャッタ釦１０８の状態が確認される（Ｓ３０６）。使用者がシャッタ釦１０８を半押ししているときは、撮影動作に移行する（Ｓ３０７）。そうでなければ、Ｓ３０１からＳ３０６を繰り返す。Ｓ３０１からＳ３０６の動作は、１秒間に３０回程度繰り返される。すなわち、ＬＣＤ１０７には３０ｆｐｓ（ｆｒａｍｅ ｐｅｒ ｓｅｃｏｎｄ）の動画が表示される。

なお、図示していないが、シャッタ釦１０８が半押しされたとき以外にも、使用者がモード切替ダイヤル２０２を操作して、例えば、撮影した静止画や動画を再生する動作モードに切り替えたときは、Ｓ３０１からＳ３０６の動作は終了する。
（２．２ 動き情報の取り込み）
図４は、動き情報の取り込み（Ｓ３０１）の処理を示すフローチャートである。角速度センサ（１）１１３ａの動き情報を判定する（Ｓ４０１）。角速度センサ（１）１１３ａの動き情報が移動中を示しているとき、すなわち水平方向に所定の大きさ以上の動きを検出したときは（Ｓ４０２）、ワークメモリ１０４ｅ中に設けた移動フラグを１にして（Ｓ４０３）、処理を終了する。

角速度センサ（１）１１３ａの動き情報が移動中を示していないとき、すなわち水平方向に所定の大きさ以上の動きを検出しなかったときは（Ｓ４０２）、角速度センサ（２）１１３ｂの動き情報を判定する（Ｓ４０４）。

角速度センサ（２）１１３ｂの動き情報が移動中を示しているとき、すなわち垂直方向に所定の大きさ以上の動きを検出したときは（Ｓ４０５）、ワークメモリ１０４ｅ中に設けた移動フラグを１にして（Ｓ４０６）、処理を終了する。

角速度センサ（２）１１３ｂの動き情報が移動中を示していないとき、すなわち垂直方向に所定の大きさ以上の動きを検出しなかったときは（Ｓ４０５）、ワークメモリ１０４ｅ中に設けた移動フラグを０にして（Ｓ４０７）、処理を終了する。

角速度センサ（１）１１３ａの動き情報判定（Ｓ４０１）と角速度センサ（２）１１３ｂの動き情報判定（Ｓ４０４）は、対象とする角速度センサが異なるのみで、処理内容は同じである。Ｓ４０１とＳ４０４の詳細は、後述する。
（２．３ 角速度センサの動き情報判定）
図５は、角速度センサの動き情報判定（Ｓ４０１、Ｓ４０４）の処理を示すフローチャートである。再び、図２を参照すると、角速度センサ（１）１１３ａ、角速度センサ（２）１１３ｂは直方体の形状をなし、それぞれ、同図に点線の両矢印で示した方向の動きを検出する。このとき、前記方向の＋向きの動きと−向きの動きを計数するため、２本のカウンタを使用する。

前記のように、Ｓ４０１とＳ４０４では、対象とする角速度センサが異なるのみで、処理内容は同じであるので、以降の説明では、角速度センサ（１）１１３ａと角速度センサ（２）１１３ｂを区別せず、角速度センサ１１３と呼ぶ。

角速度センサ１１３の出力を取り込む（Ｓ５０１）。出力が＋向きかどうかを判定する（Ｓ５０２）。出力が＋向きのときは、＋側カウンタをカウントアップして、−側カウンタをカウントクリアする（Ｓ５０３）。

＋側カウンタの計数値が閾値以上であるかどうかを判定する(Ｓ５０４）。＋側カウンタの計数値が閾値以上であるときは、移動中であるとする（Ｓ５０５）。＋側カウンタの計数値が閾値以上でないときは、移動中でないとする（Ｓ５０６）。

角速度センサ１１３の出力が＋向きでないとき（Ｓ５０２）は、−側カウンタをカウントアップして、＋側カウンタをカウントクリアする（Ｓ５０７）。

−側カウンタの計数値が閾値以上であるかどうかを判定する（Ｓ５０８）。−側カウンタの計数値が閾値以上であるときは、移動中であるとする（Ｓ５０９）。−側カウンタの計数値が閾値以上でないときは、移動中でないとする（Ｓ５１０）。

再び、図３、図４を参照すると、動き情報の取り込み（Ｓ３０１）および動き情報取り込み（Ｓ３０１）処理中の角速度センサ１１３の動き情報判定（Ｓ４０１、Ｓ４０４）は、１秒間に３０回程度繰り返される。

したがって、同じ向きに継続して動いているときは、角速度センサ（１）１１３ａまたは角速度センサ（２）１１３ｂの＋側または−側カウンタの計数値が累積され、閾値を上回る。閾値を適当な値に設定することで、移動中かどうかを判定することができる。
（２．４ 露出制御）
図６は、露出制御（Ｓ３０３）の処理を示すフローチャートである。露出センサ１１５から得られた明るさ情報に基づいて露出情報を生成する（Ｓ６０１）。ここで、露出情報とは、アイリス１０１ａの絞り値とＣＣＤ１０２の露光時間とＡＦＥ１０３内のＡＧＣアンプのゲインである。

動き情報の取り込み（Ｓ３０１）でワークメモリ１０４ｅに格納された移動フラグを読み出す（Ｓ６０２）。

移動フラグが０であるかどうかを判定する（Ｓ６０３）。移動フラグが０であるときは、移動中ではないので、Ｓ６０１で生成した露出情報をワークメモリ１０４ｅに格納し（Ｓ６０４）、Ｓ６０１で生成した露出情報に基づいて露出を制御する（Ｓ６０５）。

移動フラグが０でないときは、移動中であるので、ワークメモリ１０４ｅに格納された露出情報を読み出し（Ｓ６０６）、Ｓ６０６で読み出した露出情報に基づいて露出を制御する（Ｓ６０５）。すなわち、移動フラグが０であったときの露出情報に固定する。
（３．その他の形態）
なお、前記実施例では、移動フラグをワークメモリ１０４ｅ経由で受け渡す例を示したが、動き検出部１０４ｃから露出制御部１０４ｄに移動中か否かを直接通知するようにしてもよい。

同様に、露出情報をワークメモリ１０４ｅに格納する例を示したが、移動中である場合は現在の露出情報のまま変更しないようにしてもよい。

これによって、信号処理ＬＳＩ１０４内のワークメモリ１０４ｅが不要になるので、信号処理ＬＳＩ１０４のコスト削減を図ることができる。

また、前記実施例では、被写体の明るさ情報を露出センサ１１５から得ることとしたが、ＣＣＤ１０２の出力画像信号から被写体の明るさ情報を得るようにしてもよい。

これによって、独立した露出センサ１１５を設ける必要がなくなるので、デジタルカメラのコストダウンを図ることができる。

本発明によれば、動き検出部が所定の大きさ以上の動きを検出したときに、継続的な露出制御を停止するので、撮像装置の揺動による明るさの変化に対しても露出制御が不安定にならず、撮像装置の電源を入れたまま持ち歩いた直後の撮影においても、露出制御を高速に行い、撮影機会を逃すことが少ないという効果を奏するので、デジタルカメラやデジタルビデオカメラに適用して有用である。

本発明の一実施例であるデジタルカメラのブロック図 本発明の一実施例であるデジタルカメラの斜視図 本発明の一実施例であるデジタルカメラの概略動作を示すフローチャート 動き情報の取り込みの処理を示すフローチャート 角速度センサの動き情報判定の処理を示すフローチャート 露出制御の処理を示すフローチャート

符号の説明

１０１ 光学系
１０１ａ アイリス
１０１ｂ 手ぶれ補正レンズ
１０１ｃ 光軸
１０２ ＣＣＤ
１０３ ＡＦＥ
１０４ 信号処理ＬＳＩ
１０４ａ ＣＰＵ
１０４ｂ 信号処理部
１０４ｃ 動き検出部
１０４ｄ 露出制御部
１０４ｅ ワークメモリ
１０５ ＳＤＲＡＭ
１０６ メモリカード
１０７ ＬＣＤ
１０８ シャッタ釦
１０９ バス
１１０ アイリス駆動回路
１１１ レンズ駆動回路
１１２ ＣＣＤ駆動回路
１１３ａ 角速度センサ（１）
１１３ｂ 角速度センサ（２）
１１４ Ａ／Ｄ変換器
１１５ 露出センサ

Claims (4)

1. 被写体を撮影して画像データを生成する撮像装置であって、
   前記撮像装置の動きを検出する動き検出部と、
   前記撮像装置の露出を継続的に制御する露出制御部と、
   を備え、
   前記露出制御部は、前記動き検出部が所定の大きさ以上の動きを検出したときに、継続的な露出制御を停止する、
   ことを特徴とする撮像装置。
2. 前記動き検出部は、複数の角速度センサによって、前記撮像装置の動きを検出する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記撮像装置の動き情報を記憶する記憶部をさらに備え、
   前記動き検出部は、検出した動きの動き情報を前記記憶部に記憶し、
   前記露出制御部は、前記記憶部に記憶された動き情報に基づいて、継続的な露出制御を停止するか否かを決定する、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記露出制御部は、
   前記動き検出部が所定の大きさ以上の動きを検出しなかったときに、現在の露出情報を前記記憶部に記憶し、
   前記動き検出部が所定の大きさ以上の動きを検出したときに、前記記憶部に記憶された露出情報に基づいて露出を固定する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の撮像装置

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