JP2009081607A - 撮像装置及び撮像装置における手ブレ補正方法 - Google Patents

撮像装置及び撮像装置における手ブレ補正方法 Download PDF

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【課題】撮像装置において、必要なときに手ブレ補正を行う。
【解決手段】撮像装置1は、撮影光学系10を介して撮像素子13上に被写体を結像させて画像信号を生成する撮像手段100と、手ブレ量を検出する手ブレ検出手段44と、手ブレ検出手段44により検出された手ブレ量に基づいて手ブレを補正する手ブレ補正手段45と、被写体に対して連続的に光を発光する第一の発光手段53、54、55と、被写体に対して瞬間的に光を発光する第二の発光手段56、57、58と、を備える。第一の発光手段53、54、55による前記発光中に撮像手段100によって撮影が行われているときにのみ手ブレ補正手段45が前記補正を行う。
【選択図】図1

Description

本発明は発光手段を備えた撮像装置に関し、特に手ブレを補正する手ブレ補正方法に関するものである。
デジタルカメラ等の撮像装置では、シャッタボタンを押すときに撮影者の手が動くことによって生じる画像のブレ、いわゆる「手ブレ」を補正するための手ブレ補正機能を備えたものが提案されている。手ブレ補正機能としては、撮像装置内にジャイロセンサ等を配設して撮影時の手ブレを検出し、手ブレ量に応じて撮影レンズの一部を光軸に対して垂直な方向にシフトさせる光学的な手ブレ補正方法や、前記手ブレ量に応じてCCD等の撮像素子を移動させるイメージセンサシフト式手ブレ補正方法、撮影可能領域を一定のサイズし、最初に撮影した画像とそれ以降に撮影した画像とを比較してその差分量を演算して、撮影可能領域を自動的にずらして撮影する電子式手ブレ方式等がある。
一方、従来、デジタルカメラ等の撮像装置では、Xe(キセノン)管をフラッシュの光源とするものが広く使用されている。しかしながら近年では、LED(発光ダイオード)をフラッシュの光源としたものが提案されており、Xe(キセノン)管とLED(発光ダイオード)の両方をフラッシュの光源として搭載している撮像装置も提案されている(特許文献1)。
特開2007−121755号公報
しかしながら、Xe管を光源とするフラッシュは瞬間的に大きい光量で発光するのに対して、LEDを光源とするフラッシュは小さい光量であり、露光時間中に連続して発光させることによって被写体が必要とする光量を補うため、露光時間が長くなる。そして露光時間が長くなると手ブレが発生し易くなるといった問題がある。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、撮像装置において必要なときに手ブレ補正を行うことができる撮像装置を提供することを目的とするものである。
本発明の撮像装置は、撮影光学系を介して撮像素子上に被写体を結像させて画像信号を生成する撮像手段と、
手ブレ量を検出する手ブレ検出手段と、
該手ブレ検出手段により検出された手ブレ量に基づいて手ブレを補正する手ブレ補正手段と、
被写体に対して連続的に光を発光する第一の発光手段と、
被写体に対して瞬間的に光を発光する第二の発光手段と、を備え、
該第一の発光手段による前記発光中に前記撮像手段によって撮影が行われるときに前記手ブレ補正手段が前記補正を行うことを特徴とするものである。
ここで「連続的に光を発光する発光手段」とは、例えばLED(発光ダイオード)や有機EL(有機エレクトロルミネセンス)、電球等を使用したものを挙げることができ、長時間光を発光可能なものとする。なお「連続的に」は電圧降下等による光量の変動があってもよい。
なお本発明の撮像装置においては、被写体の明るさを測光して露光時間を算出する露光算出手段を備えてなり、
前記手ブレ補正手段が、前記露光時間が所定値より大きいときにのみ前記補正を行うものであってもよい。
また本発明の撮像装置においては、前記手ブレ検出手段により検出された手ブレ量に基づいて、前記第一の発光手段の照射領域を補正する照射領域補正手段をさらに備えてなり、
前記手ブレ補正手段が、前記撮影光学系の少なくとも一部を移動させることにより光学的に前記補正を行うものであり、
前記第一の発光手段が、複数の発光素子を有するものであって、
前記照射領域補正手段が、前記複数の発光素子の発光光量を各々制御することにより前記照射領域を変化させるものであってもよい。
ここで「照射領域」とは、照射位置、照射形状、照射領域の大きさを含むものとする。
なお本発明の撮像装置においては、前記手ブレ検出手段により検出された手ブレ量に基づいて、前記第一の発光手段の照射領域を補正する照射領域補正手段をさらに備えてなり、
前記手ブレ補正手段が、前記撮影光学系の少なくとも一部を移動させることにより光学的に前記補正を行うものであり、
前記第一の発光手段が、複数の発光素子を有し、該複数の発光素子の発光光量を各々制御することにより前記被写体を分割的に照射する分割照射モードと前記被写体を全体的に照射する全体照射モードとを備えてなるものであって、
前記照射領域補正手段が、前記第一の発光手段が前記分割照射モードであるときにのみ前記照射領域を変化させるものであってもよい。
本発明の撮像装置においては、前記手ブレ検出手段により検出された手ブレ量に基づいて、前記第一の発光手段の照射領域を補正する照射領域補正手段をさらに備えてなり、
前記手ブレ補正手段が、前記撮影光学系の少なくとも一部を移動させることにより光学的に前記補正を行うものであって、
前記照射領域補正手段が、前記照射領域を機械的に変化させるものであってもよい。
また本発明の撮像装置においては、前記手ブレ検出手段により検出された手ブレ量に基づいて、前記第一の発光手段の照射領域を補正する照射領域補正手段をさらに備えてなり、
前記手ブレ補正手段が、前記撮影光学系の少なくとも一部を移動させることにより光学的に前記補正を行うものであって、
前記照射領域補正手段が、前記第一の発光手段の発光時間に基づいて前記光の照射領域の大きさを変化させるものであってもよい。
また本発明の撮像装置においては、前記画像信号から所定の対象物を検出する対象物検出手段と、
前記手ブレ検出手段により検出された手ブレ量に基づいて、前記第一の発光手段の照射領域を補正する照射領域補正手段と、をさらに備え、
前記手ブレ補正手段が、前記撮影光学系の少なくとも一部を移動させることにより光学的に前記補正を行うものであって、
前記照射領域補正手段が、前記第一の発光手段の発光時間に基づいて、前記被写体中の前記対象物検出手段により検出された前記対象物に対する前記第一の発光手段による光の発光量及び/又は前記照射領域を変化させるものであってもよい。
また本発明の撮像装置においては、前記手ブレ検出手段により検出された手ブレ量に基づいて、前記第一の発光手段の照射領域を補正する照射領域補正手段をさらに備えてなり、
前記手ブレ補正手段が、前記撮影光学系の少なくとも一部を移動させることにより光学的に前記補正を行うものであり、
前記手ブレ補正手段及び前記照射領域補正手段が、オン/オフを切り替えられる切替手段を有するものであって、
前記手ブレ補正手段がオンであるときのみに前記照射領域補正手段がオンにされるものであってもよい。
また本発明の撮像装置においては、前記手ブレ検出手段により検出された手ブレ量に基づいて、前記第一の発光手段の照射領域を補正する照射領域補正手段をさらに備えてなり、
前記手ブレ補正手段が、前記撮影光学系の少なくとも一部を移動させることにより光学的に前記補正を行うものであり、
前記撮像光学系がズームレンズを含むものであって、
前記照射領域補正手段が、前記ズームレンズのズーム倍率が所定値より大きいときにのみ駆動されるものであってもよい。
本発明の撮像装置においては、前記手ブレ検出手段により検出された手ブレ量に基づいて、前記第一の発光手段の照射領域を補正する照射領域補正手段をさらに備えてなり、
前記手ブレ補正手段が、前記撮影光学系の少なくとも一部を移動させることにより光学的に前記補正を行うものであって、
前記照射領域補正手段が、前記撮影光学系に含まれる絞りのF値が所定値より大きいときにのみ駆動されるものであってもよい。
本発明の手ブレ補正方法は、撮影光学系を介して撮像素子上に被写体を結像させて画像信号を生成する撮像手段と、
手ブレ量を検出する手ブレ検出手段と、
該手ブレ検出手段により検出された手ブレ量に基づいて手ブレを補正する手ブレ補正手段と、
被写体に対して連続的に光を発光する第一の発光手段と、
被写体に対して瞬間的に光を発光する第二の発光手段と、を備えてなる撮像装置において、
前記第一の発光手段による前記発光中に前記撮像手段によって撮影が行われているときにのみ前記手ブレ補正手段が前記補正を行うことを特徴とするものである。
本発明の撮像装置及び撮像装置における手ブレ補正方法によれば、被写体に対して連続的に光を発光する第一の発光手段による発光中に撮像手段によって撮影が行われるときに手ブレ補正を行うので、連続的に光を発光するため露光時間が長くなり手ブレが生じる可能性が高いとき、つまり必要なときにのみ自動的に手ブレ補正を行うことができて、ユーザによる操作の手間を省くとともに手ブレ補正に要する電力を省いて低電力化を実現することができる。
以下、本発明にかかる撮像装置の一実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。尚、以下の実施の形態では、本発明における撮像装置としてデジタルカメラを例に説明するが、本発明の適用範囲はこれに限定されず、例えば、LED等の連続的に光を発光する発光手段を備えていれば、カメラ付き携帯電話、カメラ付きPDA等、電子撮像機能を備えた他の電子機器に対しても適用可能である。ここで 図1にデジタルカメラ1の機能構成を示すブロック図を示す。
デジタルカメラ1は、図1に示す如く、デジタルカメラ1の操作系として、各動作モードを切り替える動作モードスイッチ、メニュー/OKボタン、ズーム/上下矢印レバー、左右矢印ボタン、撮影を指示するレリーズボタン、電源スイッチ等(不図示)の操作部52が、CPU50に伝えるためのインターフェースである操作系制御部51を介してCPU50に接続されている。レリーズボタンは、半押しと全押しの2段階操作が可能であり、通常、半押しされたときにAE処理やAF処理を行い、全押しされたときに撮影の開始を指示する。
LEDフラッシュ制御部55は、LED駆動回路54にLED(発光ダイオード)55を駆動させることによりLED55の発光動作を制御するものであって、レリーズボタンが押下されたときLED55に、撮影に必要な光を被写体に対して照射させる。LED駆動回路54には複数(本実施形態では3つ)のLED55−1〜55−3を接続することができる。そしてLEDフラッシュ制御部55、LED駆動回路54及び複数のLED55によってLEDフラッシュ(第一の発光手段)が構成される。
Xe管フラッシュ制御部56は、Xe(キセノン)管駆動回路57にXe(キセノン)管58を駆動させることによりXe管58の発光動作を制御するものであって、レリーズボタンが押下されたときXe管58に、撮影に必要な光を被写体に対して照射させる。そしてXe管フラッシュ制御部56、Xe管駆動回路57及びXe管58によってXe管フラッシュ(第二の発光手段)が構成される。
また、被写体像を所定の結像面上(カメラ本体内部にあるCCD等)に結像させるための撮影光学系10を構成するものとして、フォーカスレンズ10a、ズームレンズ10b、絞り11、シャッタ12等が設けられている。各レンズは、モータとモータドライバからなるフォーカスレンズ駆動部21、ズームレンズ駆動部22によってステップ駆動され、光軸方向に移動可能な構成となっている。フォーカスレンズ駆動部21は、AF処理部38から出力されるフォーカス駆動量データに基づいてフォーカスレンズ10aをステップ駆動する。ズームレンズ駆動部22は、ズーム/上下矢印レバー13の操作量データに基づいてズームレンズ10bのステップ駆動を制御する。
絞り11は、モータとモータドライバとからなる絞り駆動部23によって駆動される。この絞り駆動部23は、後述のAE処理部39から出力される絞り値データに基づいて絞り11の絞り径の調整を行う。
シャッタ12は、メカニカルシャッタであり、モータとモータドライバとからなるシャッタ駆動部24によって駆動される。シャッタ駆動部24は、レリーズボタンの押下により発生する信号と、AE処理部39から出力されるシャッタ速度データとに応じてシャッタ12の開閉の制御を行う。このときシャッタ12を開けることにより露光が開始され、閉めることにより露光が終了する。
撮影光学系10の後方には、撮影素子であるCCD13を有している。CCD13は、多数の受光素子がマトリクス状に配置されてなる光電面を有しており、撮像光学系10を通過した被写体光が光電面に結像され、光電変換される。光電面の前方には、各画素に光を集光させるためのマイクロレンズアレイ(不図示)と、RGB各色のフィルタが規則的に配列されてなるカラーフィルタアレイ(不図示)とが配置されている。
CCD13は、CCD制御部25から供給される垂直転送クロック信号及び水平転送クロック信号に同期して、画素毎に蓄積された電荷を1ラインずつ読み出してシリアルなアナログ画像信号として出力する。各画素における電荷の蓄積時間、即ち露光時間は、CCD制御部25から与えられる電子シャッタ駆動信号によって決定される。そして撮影光学系10及びCCD13、CCD制御部25を含めて撮像部(撮像手段)100が構成される。
CCD13が出力するアナログ画像信号は、アナログ信号処理部30に入力される。このアナログ信号処理部30は、アナログ画像信号のノイズ除去を行う相関2重サンプリング回路(CDS)と、アナログ画像信号のゲイン調整を行うオートゲインコントローラ(AGC)と、アナログ画像信号をデジタル画像データに変換するA/Dコンバータ(ADC)とからなる。そしてこのデジタル信号に変換されたデジタル画像データは、画素毎にRGBの濃度値を持つCCD−RAWデータである。
タイミングジェネレータ31は、タイミング信号を発生させるものであり、このタイミング信号がシャッタ駆動部24、CCD制御部25、アナログ信号処理部30に入力されて、レリーズボタンの操作と、シャッタ12の開閉、CCD13の電荷取り込み、アナログ信号処理部30の処理の同期が取られる。
画像入力コントローラ32は、上記アナログ信号処理部30から入力されたCCD−RAWデータをフレームメモリ33に書き込む。このフレームメモリ33は、画像データに対して後述の各種デジタル画像処理(信号処理)を行う際に使用する作業用メモリであり、例えば、一定周期のバスクロック信号に同期してデータ転送を行うSDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory)が使用される。
表示制御部34は、フレームメモリ33に格納された画像データをスルー画像として液晶モニタ35に表示させるためのものであり、例えば、輝度(Y)信号と色(C)信号を一緒にして1つの信号としたコンポジット信号に変換して、液晶モニタ35に出力する。スルー画像は、撮影モードが選択されている間、所定時間間隔で取得されて液晶モニタ35に表示される。また、表示制御部34は、外部記録メディア37に記憶され、メディア制御部36によって読み出された画像ファイルに含まれる画像データに基づいた画像を液晶モニタに表示させる。
対象物検出部(対象物検出手段)46は、フレームメモリ33に格納された画像データつまりスルー画像から例えば人物の顔等の所定の対象物を検出する。具体的には、対象物(顔に)含まれる対象物(顔)の特徴を有する領域(例えば肌色を有する、目を有する、顔の形状を有する等)を対象物(顔)領域として検出するものであり、例えば対象物が顔の場合には、両目画像データのマッチングにより顔を検出してもよいし、目及び口の位置関係などから顔を検出してもよいし、顔の輪郭の検出、顔の肌に相当する色情報の検出等によって顔領域を特定するようにしてもよいし、公知の技術を使用することができる。
AF処理部38は、画像データに基づいて焦点位置を検出して合焦設定値(フォーカス駆動量)を決定し、フォーカス駆動量データを出力する(AF処理)。このとき合焦設定値は対象物検出部46の検出結果に基づいて決定してもよい。焦点位置の検出方式としては、例えば、ピントが合った状態では画像の合焦評価値(コントラスト値)が高くなるという特徴を利用して合焦位置を検出するパッシブ方式が適用される。
AE処理部(露光算出手段)39は、画像データに基づいて被写体輝度(測光値)を測定し、測定した被写体輝度に基づいて絞り値、シャッタスピード及び露光時間等の露出設定値を決定し、絞り値データ及びシャッタスピードデータを出力する(AE処理)。このとき露出設定値は対象物検出部46の検出結果に基づいて決定してもよい。
AWB処理部40は、撮像時のホワイトバランスを自動調整する(AWB処理)。なお、AWB処理部40は、撮像前でも、本撮影後でもホワイトバランスの調整を行うことができる。
手ブレ検出部44は、ユーザの手ブレによって生じたデジタルカメラ1本体の振動を検出するものであり、ジャイロセンサや加速度センサ等で構成することができる。そして検出した振動を電気信号に変換し、手ブレ量としてCPU50へ入力する。そして入力された手ブレ量は内部メモリ43に記憶される。なお本実施形態の手ブレ検出部44では上記センサで手ブレ量を検出したが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば本撮影時に撮像手段により撮像されフレームメモリ33に記憶された最初の画像データと、それ以降に撮像されて記憶された画像データとを比較して、差分を演算することにより手ブレ量を検出する電子式手ブレ検出手段等を使用することもできる。
手ブレ補正部(光学的手ブレ補正手段、手ブレ補正手段)45は、手ブレ検出部44により検出された手ブレ量に基づいて、撮影光学系10に設けられた補正レンズ(不図示)を、手ブレを打ち消す方向に移動させることによって撮影光学系10の光軸を補正する。これによりCCD13に到達する光の動きを抑えることで、光学的に手ブレを軽減させる。
なお本実施形態では上記のように手ブレを補正するものとしたが、例えばCCD13を前記手ブレ量に基づいて、手ブレを打ち消す方向に移動させることによって、CCD13に撮影光学系10の光軸を正確に当てるようにした、いわゆるイメージセンサシフト式手ブレ補正を行ってもよい。また撮影可能領域を一定のサイズに狭め、フレームメモリ33に記憶された画像データを読み込み、最初に撮影した画像とそれ以降に撮影した画像とを比較してその差分量を演算し、撮影可能領域を自動的にずらして撮影する、いわゆる電子式手ブレ補正をおこなってもよい。
また手ブレ補正部45は、例えばユーザが操作部52を操作することにより、オン/オフを切り替えられるものとする。また例えばユーザが操作部52を操作することによって手ブレモードがオンに設定されると手ブレ補正部45は上述の補正を行う。
画像処理部41は、本画像の画像データに対してガンマ補正処理、輪郭強調(シャープネス)処理、コントラスト処理、ノイズ低減処理等の画質補正処理を施すと共に、CCD−RAWデータを輝度信号であるYデータと、青色色差信号であるCbデータ及び赤色色差信号であるCrデータとからなるYCデータに変換するYC処理を行う。
なお本画像とは、撮影者によって撮影指示がなされた時、例えばレリーズボタンが全押し操作された時にCCD13から取り込まれ、アナログ信号処理部30、画像入力コントローラ32経由でフレームメモリ33に格納された画像データによる画像であり、この本画像を取得することを本撮影という。
本画像の画素数の上限はCCD13の画素数によって決定されるが、例えば、撮影者が設定可能な画質設定(ファイン、ノーマル等の設定)により、記録画素数を変更することができる。一方、スルー画像等の画素数は本画像より少なくてもよく、例えば、本画像の1/16程度の画素数で取り込まれてもよい。
圧縮/伸長処理部42は、画像処理部41によって画質補正等の処理が行われた本画像の画像データに対して、例えばJPEG等の圧縮形式で圧縮処理を行って、画像ファイルを生成する。この画像ファイルには、Exif形式等に基づいて、撮影日時や、LED55発光モード、Xe管発光モード、手ブレモード、照射領域補正モードで撮影された画像であるか等の付帯情報が格納されたタグが付加される。
またこの圧縮/伸長処理部42は、再生モードにおいては外部記録メディア37から圧縮された画像ファイルを読み出し、伸長処理を行う。伸長後の画像データは表示制御部34に出力され、表示制御部34は画像データに基づいた画像を液晶モニタ35に表示する。
メディア制御部36は、外部記録メディア37に記憶された画像ファイル等の読み出し、又は画像ファイルの書き込みを行う。内部メモリ43は、デジタルカメラ1において設定される各種定数、及び、CPU50が実行するプログラム等を格納する。CPU50は、操作部52の操作や各機能ブロックからの信号に応じて、デジタルカメラ1の本体各部を制御する。
またデータバス47は、画像入力コントローラ32、各種処理部38〜42、フレームメモリ33、各種制御部34、36、内部メモリ43、手ブレ検出部44、対象物検出部46及びCPU50に接続されており、このデータバス47を介して各種信号、データの送受信が行われる。このようにデジタルカメラ1は構成されている。
次に、上記のように構成されたデジタルカメラ1において撮影時に行われる処理について図面を参照して説明する。図2は、LED及びXeにおける発光量及び発光時間と露光時間との関係を示すグラフ、図3はデジタルカメラ1による一連の撮影処理のフローチャートである。なお図2のグラフにおいて、横軸は時間、縦軸は発光量を示す。
Xe管フラッシュは瞬間的に大きな発光量P2で発光するため、図2に示す如く、露光時間中に比較的短い時間t1で被写体が必要とする光量を得ることができる。このため露光時間を短く、つまりシャッタスピードを早くすることができるので、ユーザの手のブレによって生じるデジタルカメラ1本体の動きは本画像に殆ど影響を与えない。
これに対してLEDフラッシュはP2よりも小さい光量P1で連続的に安定して発光するため、被写体が必要とする光量を得るためには露光時間中に長時間t2発光させる必要がある。このため露光時間が長くなってしまい、露光時間が長くなると、ユーザの手のブレによって生じるデジタルカメラ1本体の動きによって本画像にブレが生じてしまう。なおこの本画像のブレをいわゆる手ブレという。
そこで本発明では、露光時間が長くなるLEDフラッシュによる発光中に撮像部100によって撮影が行われるときにのみ手ブレ補正を行う。
デジタルカメラ1による撮影は、図3に示す如く、先ずCPU50が発光モードを判別する(ステップS1)。発光モードは例えばLED発光モード、Xe管発光モード、オフモードを選択することができ、ユーザが操作部52を操作することにより任意に選択することができる。
そしてCPU50が、発光モードがXe管発光モードであると判別すると(ステップS1;Xe管発光)、フラグに1を設定し(ステップS2)、LED発光モードであると判別すると(ステップS1;LED発光)、手ブレモードを自動的にオンにして手ブレ補正部45をオンに設定し(ステップS3)、フラグに0を設定する(ステップS4)。
次にCPU50は、レリーズボタンが半押しされたか否かを判別し(ステップS5)、半押しされていない場合(ステップS5;NO)には、半押しされるまでステップS5の処理を繰り返し行う。
一方、レリーズボタンが半押しされた場合(ステップS5;YES)には、AWB処理部40がAWB処理を行い(ステップS6)、AE処理部39及びAF処理部38がそれぞれAE処理及びAF処理を順に行う(ステップS7)。このときAE処理部39はフラグが1であるか0であるか、つまり撮影時の発光がXe管とLEDのどちらによる発光であるかを考慮にして上述の露出設定値を決定する。
そしてCPU50は、レリーズボタンが全押しされたか否かを判別し(ステップS8)、全押しされていない場合(ステップS8;NO)には、全押しされるまでステップS8の処理を繰り返し行う。なおこのとき半押しが解除されていればCPU75は処理をステップS5へ移行する。
一方、レリーズボタンが全押しされた場合(ステップS8;YES)は、CPU50はフラグが1であるか否かを判別し(ステップS9)、フラグが1である場合(ステップS9;YES)には、発光モードがXe管発光モードであるため、シャッタ駆動部24がシャッタ12を開くことにより露光を開始し(ステップS10)、Xe管フラッシュ制御部56がXe管58を発光させる(ステップS11)。
そしてステップS7のAE処理により決定された露光時間が経過するとシャッタ駆動部24がシャッタ12を閉めることにより露光を終了し(ステップS12)、撮影を終了する。
一方、ステップS9にてフラグが1ではない、すなわち0である場合(ステップS9;NO)は、LEDフラッシュ制御部53がLED55を発光させ(ステップS13)、シャッタ駆動部24がシャッタ12を開閉することにより露光を行う(ステップS14)。このとき手ブレ補正部45はステップS3にてオンに設定されているので、手ブレ補正部45が手ブレ検出部44により検出される手ブレ量に基づいて露光中に手ブレ補正を行う。そして露光が終了するとLEDフラッシュ制御部53がLED55の発光を停止させて(ステップS15)、撮影を終了する。
以上により、LEDフラッシュによる発光中に撮影が行われるときにのみ、手ブレモードがオンにされて手ブレ補正部45が手ブレ補正を行うので、必要なときにのみ自動的に手ブレ補正を行うことができて、ユーザによる操作の手間を省くとともに手ブレ補正に要する電力を省いて低電力化を実現することができる。
なお例えばスローシンクロ等、暗い環境で手前をフラッシュしたり、長時間露光により背景を明るく写したいとき等の撮影モードの場合には、Xe管フラッシュによる発光であっても手ブレモードをオンにすることができる。またLEDフラッシュによる発光の場合でも、発光時間すなわちAE処理部39により算出された露光時間に応じて手ブレモードつまり手ブレ補正部45のオン/オフを切り替えてもよい。この場合ステップS1とステップS3の間に例えば露光時間が1/100秒以下のときにオフ、1/100秒以上のときにオンに切り替える処理を行う。こうすることによって無駄な電力の消費を低減することができる。
次に別の実施形態のデジタルカメラ1−2について図面を参照して詳細に説明する。図4はデジタルカメラ1−2の機能構成を示すブロック図である。なお本実施形態のデジタルカメラ1−2は図1のデジタルカメラ1の機能構成と概略同様であるため、同様の箇所は同符号で示して説明を省略し、異なる箇所についてのみ説明する。
本実施形態のデジタルカメラ1−2は、図4に示す如く、照射領域補正部60を備えている。照射領域補正部60は、手ブレ検出手段により検出された手ブレ量に基づいて、LEDフラッシュの照射領域を補正するものである。この照射領域補正部60は、オン/オフを切り替えられる切替手段を有してもよい。例えばユーザが操作部52を操作することにより、オン/オフを設定可能にすることがでる。
なおデジタルカメラ1−2における手ブレ補正部45は、上述した光学的手ブレ補正のみを可能とする。またデジタルカメラ1−2ではXe管フラッシュを備えていないが、備えていてもよい。
ここで図5に撮影光学系10の光軸a1及び撮影画角a2とLED55の光軸b1及び照射領域b2の一例をそれぞれ示す。図5中、(a)は通常撮影時、(b)は手ブレ補正中、(c)は手ブレ補正及び照射領域補正中のときの一例である。
図5(a)に示す如く、デジタルカメラ1による通常の撮影時すなわち手ブレ補正部45による手ブレ補正を行っていない撮影時には、ユーザが任意に設定した撮影画角a2を満たす照射領域b2で被写体に向けて光を照射する。
しかしながら図5(b)に示す如く、デジタルカメラ1による光学的な手ブレ補正中の撮影時には、例えばユーザの手によってデジタルカメラ1本体が下向き(紙面下側)にブレたときに撮影光学系10の光軸a1が下方を向かないように上方向に移動させることで、撮影画角a2が変化しないように補正している。このときデジタルカメラ1本体が下向きにブレた状態のままなので、デジタルカメラ1本体に設けられているLED55の光軸b1’はデジタルカメラ1本体の向きに合わせて下方を向くため、照射領域b2’も被写体の下側にずれてしまう。
そこで本実施形態のデジタルカメラ1−2は、上記照射領域補正部60によってLED55すなわちLEDフラッシュの照射領域を補正する。ここで図6にデジタルカメラ1−2による一連の撮影処理のフローチャートを示す。
デジタルカメラ1−2は、図6に示す如く、先ずCPU50は手ブレ補正部45がオンに設定されているか否かを判別する(ステップS20)。手ブレ補正部45がオンに設定されている場合(ステップS20;YES)は、手ブレ検出部44が手ブレを検出し(ステップS21)、検出された手ブレ量に基づいて手ブレ補正部45が手ブレを補正する(ステップS22)。このステップS21とステップS22の処理は、露光が終了するまで繰り返し行われる。
次にCPU50はレリーズボタンが半押しされたか否かを判別する。(ステップS23)なおステップS20にて手ブレ補正部45がオンに設定されていない場合すなわちオフに設定されている場合(ステップS20;NO)には、CPU50は処理をステップS23へ移行する。
そしてレリーズボタンが半押しされていない場合(ステップS23;NO)には、半押しされるまでステップS23の処理を繰り返し行い、レリーズボタンが半押しされた場合(ステップS23;YES)には、AWB処理部40がAWB処理を行い(ステップS24)、AE処理部39及びAF処理部38がそれぞれAE処理及びAF処理を順に行う(ステップS25)。
次にCPU50は、レリーズボタンが全押しされたか否かを判別し(ステップS26)、全押しされていない場合(ステップS26;NO)には、全押しされるまでステップS26の処理を繰り返し行う。なおこのとき半押しが解除されていればCPU75は処理をステップS23へ移行する。
一方、レリーズボタンが全押しされた場合(ステップS26;YES)は、照射領域補正部60がオンに設定されているか否かを判別し(ステップS27)、オンに設定されている場合(ステップS27;YES)には、LEDフラッシュ制御部53がLED55を被写体に向けて照射させて、照射領域補正部60が手ブレ量に基づいてLEDフラッシュの照射領域を補正する。このとき照射領域補正部60は、撮影光学系10の光軸a1とLED55の光軸b1との位置関係が手ブレ補正が駆動される前の位置関係になるように初期化してから照射領域の補正を開始する。
ここで照射領域補正部60による照射領域の補正方法について説明する。図7、図8.図9はそれぞれ、照射領域を機械的に変化させるLEDフラッシュの構造の一例であり、図7(a)は全体斜視図、図7(b)は主要部上面図、図7(c)は主要部側面図である。また図8、図9はそれぞれ側面図である。
LEDフラッシュは、例えば図7(a)に示す如く、例えば6個等、複数のLED55−1〜55−6が各々の光軸b1が略同方向を向くようにそれぞれ取付板55aに貼着され、この取付板55aが例えばばねやダンパー等で構成される弾性部材55bを介して一枚の支持板55cに取り付けられる。そして取付板55aを例えば制御部材55dを駆動させることにより、図7(b)に示す如く、取付板55aを図7(a)の上方からみて左右両側の弾性部材55aをそれぞれ変動させて光軸b1を光軸b1’の如く、前記左右方向に変動させ、また図7(c)に示す如く、取付板55aを図7(a)に手前側面側からみて上下の弾性部材55aをそれぞれ変動させて光軸b1を光軸b1’の如く、前記上下方向に変動させる。このようにしてLED55の光軸b1の位置を変化させることにより照射領域を補正する。
またLEDフラッシュは、図8に示す如く、LED55が貼着された支持板55cから光を反射する反射部材55eをLED55の上下両側から突出させ、反射部材55e側に凸部を有する反射制御部材55fをLED55の光軸b1の前後方向へ移動させることにより反射制御部材55fが反射部材55eの先端側を内方又は外方へ変動させる。このように反射部材55eを変動させることによってLED55の照射領域を上下方向に変化させる。LED55の左右両側も同様の構成にすることにより、LED55の照射領域を左右方向に変化させる。このようにして照射領域を補正してもよい。
またLEDフラッシュは、上記実施形態の反射制御部材55fを設けずに、LED55の前方にレンズ55gを配設し、このレンズ55gをLED55の光軸b1方向の前後に移動させるレンズ駆動部材55hを配設することにより、上記と同様に照射領域を補正してもよい。
上記のようにしてLEDフラッシュの照射領域を機械的に変化させることができる。
上記実施形態では、照射領域補正部60がLEDフラッシュの照射領域を機械的に変化させるものとしたが、本発明はこれに限られるものではない。ここで図10にLEDフラッシュが複数のLED(発光素子)55を有するものであるときの照射領域7と撮像範囲Pとの関係の一例を示す。
複数のLED55を使用したとき、通常の撮影時すなわち手ブレ補正を行わないときには、図10(a)に示す如く、撮影範囲Pの全範囲を照射するように照射領域7は設定されている。しなしながら手ブレ補正部45による手ブレ補正によって撮影光学系10の光軸が例えば左下方にずれたときには、図10(b)に示す如く、撮影範囲Pから撮影範囲P’に移動する。
このときLEDフラッシュによる照射領域7は移動しないので、撮影範囲P’と照射領域7とにはずれが生じてしまう。そこで照射領域補正部60が、複数のLED55の発光光量を各々制御することにより撮像範囲P’と照射領域7とのずれを低減させる。ここで図11にLED55の配置と発光パターンの一例、図12に露光中の各LED55の照射例を示す。
図11に示す如く、縦横に配列された複数のLED55を、例えば下端及び左端の2列を「3」中央の4×4を「1」残りを「2」に選択して設定し、例えば撮影光学系10の光軸が図10(b)のように左下方にずれた場合には、光軸のずれた方向に配列されたLED55つまり「3」に設定されたLED55を、図12のLEDパターン3に示すように露光開始から終了までの間にだんだんと光量を強くするとともに、光軸のずれた方向とは逆の方向に配列されたLED55つまり「2」に設定されたLED55を、LEDパターン2に示すように露光開始から終了までの間にだんだんと光量を弱くする。このように撮影光学系10の光軸の移動に合わせて、LED55の発光光量を各々制御することにより、機械的な駆動を行うことなく、LEDフラッシュの照射領域7と撮影範囲Pとのずれを低減することができる。
上記実施形態では、複数のLED(発光素子)55を有するLEDフラッシュが撮影範囲Pの被写体全体を照射するものであるが、本発明はこれに限られるものではない。LEDフラッシュが、撮影範囲Pの被写体を全体的に照射する全体照射モードと、撮影範囲Pの被写体を部分的に照射する分割照射モードとを有するものであってもよい。ここで図13及び図14に分割照射モードで撮影するときの照射の一例をそれぞれ示す。図13(a)は通常撮影時、(b)は手ブレ発生時、図14(a)は手ブレ補正時、(b)は手ブレ及び照射領域補正時である。
分割照射モードでは、例えば図13(a)に示す如く、対象物検出部46が画像データから例えば顔Fを検出した場合に、検出した顔Fの領域に対応するLED55を発光させることにより顔領域を照射領域L0とすることができる。
このように被写体を分割的に照射する場合、撮影時に手ブレが生じると図13(b)に示す如く、撮影範囲Pが例えば左下方にブレることにより撮影範囲P’となり、これに伴って照射領域L0も左下方にブレて照射領域L0’となり、照射領域L0’は顔Fの領域からずれてしまう。また撮影時に手ブレ補正部45により、図14(a)に示す如く、撮影範囲P’が補正されたときにも、照射範囲L0は顔F領域からずれた照射範囲L0のままである。
照射範囲Lが被写体全体である場合には手ブレによる照射範囲のずれは目立たないが、分割的に照射される照射範囲L0は手ブレによる移動で照射対象が変わってしまうことがあり、影響が大きい。そこで照射領域補正部60は、LEDフラッシュが分割照射モードに設定されているときのみに、照射範囲L0の補正を行う。
補正の方法は、上記実施形態と略同様に、複数のLED55をそれぞれオン/オフして制御することにより照射範囲L0を変化させる。こうすることにより図14(b)に示す如く、撮影範囲P’つまり撮影光学系10の光軸が補正と同様に手ブレ検出部44にて検出された手ブレ量に基づいて照射範囲L0の補正を行うことができる。これにより手ブレによる影響が大きいときのみに照射領域の補正を行うことができて電力の消費を低減することができる。
このようにして照射領域補正部60による照射領域の補正を行う。そして照射領域の補正が開始されると、図6に示す如く、シャッタ駆動部24がシャッタを開閉することにより、露光して撮影を行い(ステップS30)、露光が終了するとLEDフラッシュ制御部53がLED55を停止させて(ステップS31)、撮影が終了する。
またステップS27にて、照射領域補正部60がオンに設定されていない場合(ステップS27;NO)には、LED制御部53がLED55を被写体に向けて照射させ(ステップS32)、照射領域補正部60による補正は行わずに処理をステップS30へ移行して、以降の処理を行って撮影を終了する。このようにしてデジタルカメラ1−2による撮影を行う。
上記のように手ブレ量に基づいて光学的に手ブレを補正すると共にLEDフラッシュの照射領域を補正することによって、手ブレ補正によって撮影光学系の光軸が傾いて画角が変化しても、画角の変化に追従して発光手段の照射領域を補正することができる。これによりデジタルカメラにおいて光学的な手ブレ補正が行われても、被写体に対して適切な光の照射を行うことができる。
なお上記実施形態では、手ブレ補正部45による手ブレ補正を露光中だけではなく、液晶モニタ35にスルー画像を表示中にも行うものとしたが、露光中だけ行うようにしてもよい。
また上述した実施形態では主にLEDフラッシュの照射位置を補正するものを説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、LEDフラッシュの照射領域の大きさを変化させてもよい。ここで図15に照射領域の大きさを変化させる場合の一例を示す。
一般的に露光時間が長いほど手ブレが生じる可能性が高く、手ブレ量も多くなる。従って手ブレ補正部45が手ブレ補正を行うときの手ブレ補正量つまり撮影範囲の移動量も大きくなる。
従って図15(a)に示す如く、通常の撮影時に撮影範囲Pの被写体に対してLEDフラッシュが照射領域Lを照射するのに対して、露光時間つまりLEDフラッシュの発光時間に基づいて、例えば発光時間が長いときには図15(b)に示す如く、照射領域L’を照射領域Lよりも大きく変化させる。照射領域の変更は、例えば図8、図9、図11の構成を使用することができる。
こうすることにより手ブレ補正部45による手ブレ補正によって撮影範囲PとLEDフラッシュの照射領域Lがずれた場合であっても、ずれた量が照射領域Lのずれ方向の増分よりも小さければ撮影範囲Pの被写体を照射することができる。
また分割照射モードで撮影する場合であっても、露光時間つまりLEDフラッシュの発光時間に基づいて、LED55の発光量及び/又は照射領域を変化させてもよい。図16に分割照射モードで撮影時にLED55の発光量及び/又は照射領域を変化させる場合の一例を示す。
図16(a)に示す如く、例えば対象物検出部46が画像データから対象物として顔を検出し、検出した顔Fの領域に対応するLED55を発光させることにより顔領域を照射領域L1とした場合に、露光時間つまり前記発光時間が比較的短い場合(例えば1/60秒〜1/15秒)には照射領域L1よりも少し大きい照射領域L1’に変化させ、発光時間が比較的長い場合(例えば1/15秒〜1/4秒)には照射領域L1’よりも大きい照射領域L1’’に変化させる。
こうすることにより手ブレ補正部45による手ブレ補正によって照射したい顔FからLEDフラッシュの照射領域L1がずれた場合であっても、ずれた量が照射領域L1のずれ方向の増分よりも小さければ顔領域を照射することができるので、顔等の主要部が暗くなるのを防止することができる。
また発光時間が比較的長い場合にはLED55の発光量を少なくしてもよい。こうすることにより手ブレ補正によって照射したい顔FからLEDフラッシュの照射領域L1がずれたときに光が照射される顔以外の部分つまり背景が明るくなるのを防止することができる。
なお上述の実施形態では、照射領域補正部60のオン/オフを任意に設定可能としたが、本発明はこれに限られるものはなく、手ブレ補正部45がオンに設定されているときのみに照射領域補正部60をオンに設定してもよい。図17にこの撮影の一連の処理のフローチャートを示す。
図17に示す如く、先ずCPU50は手ブレ補正部45がオンに設定されているか否かを判別する(ステップS40)。手ブレ補正部45がオンに設定されている場合(ステップS40;YES)は、照射領域補正部60をオンに設定する(ステップS41)。このように手ブレ補正部45がオンに設定されているときに、照射領域補正部60が自動的にオンにされることにより、必要なときにのみ照射領域を補正することができるので、該補正にかかる消費電力を低減することができる。
なお図17のステップS42からステップS47は図6のステップS21からステップS26の処理と、図17のステップS48からステップS51は図6のステップS28からステップS31の処理と同様であるため説明は省略する。
また照射領域補正部60が、ズームレンズ10bのズーム倍率が所定値(例えば焦点距離f=80mm:35mm換算)よりも大きいときにのみ駆動されても、つまりオンにされてもよい。ズーム倍率が小さい場合には被写体の撮影範囲が広いので被写体の動きが小さいが、ズーム倍率が大きい場合には被写体の撮影範囲が狭いので、被写体の動きが大きくなる。従ってズーム倍率が大きい場合の方が、手ブレが生じ易いので、ズーム倍率が大きいときのみに照射領域補正部60をオンにすることにより、照射領域の補正にかかる消費電力を低減することができる。
また照射領域補正部60が、撮影光学系10の絞り11のF値が所定値(例えばF値でF5.0倍)よりも大きいときにのみ駆動されても、つまりオンにされてもよい。絞り11のF値が大きいときにはF値が小さいときよりもシャッタスピードが遅くなるため手ブレが生じやすくなる。そのため絞り11のF値が大きいときのみに照射領域補正部60をオンにすることにより、照射領域の補正にかかる消費電力を低減することができる。
なお本発明の撮像装置は、上述した実施形態のデジタルカメラに限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
デジタルカメラの機能ブロック図 LED及びXeにおける発光量及び発光時間と露光時間との関係を示すグラフ デジタルカメラによる一連の撮影処理のフローチャート 別の実施形態のデジタルカメラの機能ブロック図 撮影光学系の光軸及び撮影画角とLEDの光軸及び照射領域の一例を示す図 デジタルカメラによる一連の撮影処理の別のフローチャート 照射領域を機械的に変化させるLEDフラッシュの(a)斜視図(b)上面図(c)側面図 照射領域を機械的に変化させる別のLEDフラッシュの側面図 照射領域を機械的に変化させるさらに別のLEDフラッシュの側面図 照射領域と撮像範囲との関係を示す図 LEDの配置と発光パターンの一例を示す図 露光中の各LEDの発光パターンの一例を示す図 分割照射モードで撮影するときの照射の一例を示す図、(a)通常撮影時(b)手ブレ発生時 分割照射モードで撮影するときの照射の別の一例を示す図、(a)手ブレ補正時(b)手ブレ及び照射領域補正時 照射領域の大きさを変化させる場合の一例を示す図 分割照射モードで撮影時にLEDの発光量及び/又は照射領域を変化させる場合の一例を示す図 撮影の一連の処理の別のフローチャート
符号の説明
1 撮像装置
10 撮影光学系
100 撮像部(撮像手段)
39 AE処理部(露光算出手段)
44 手ブレ検出部(手ブレ検出手段)
45 手ブレ補正部(手ブレ補正手段、光学的手ブレ補正手段)
46 対象物検出部(対象物検出手段)
53 LEDフラッシュ制御部
54 LED駆動回路
55 LED
53、54、55 LEDフラッシュ(発光手段、第一の発光手段)
56 Xe管フラッシュ制御部
57 Xe管駆動回路
58 Xe管
56、57、58 Xe管フラッシュ(第二の発光手段)
60 照射領域補正部(照射領域補正手段)

Claims (11)

  1. 撮影光学系を介して撮像素子上に被写体を結像させて画像信号を生成する撮像手段と、
    手ブレ量を検出する手ブレ検出手段と、
    該手ブレ検出手段により検出された手ブレ量に基づいて手ブレを補正する手ブレ補正手段と、
    被写体に対して連続的に光を発光する第一の発光手段と、
    被写体に対して瞬間的に光を発光する第二の発光手段と、を備え、
    該第一の発光手段による前記発光中に前記撮像手段によって撮影が行われるときに前記手ブレ補正手段が前記補正を行うことを特徴とする撮像装置。
  2. 被写体の明るさを測光して露光時間を算出する露光算出手段を備えてなり、
    前記手ブレ補正手段が、前記露光時間が所定値より大きいときにのみ前記補正を行うものであることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
  3. 前記手ブレ検出手段により検出された手ブレ量に基づいて、前記第一の発光手段の照射領域を補正する照射領域補正手段をさらに備えてなり、
    前記手ブレ補正手段が、前記撮影光学系の少なくとも一部を移動させることにより光学的に前記補正を行うものであり、
    前記第一の発光手段が、複数の発光素子を有するものであって、
    前記照射領域補正手段が、前記複数の発光素子の発光光量を各々制御することにより前記照射領域を変化させるものであることを特徴とする請求項1又は2に記載の撮像装置。
  4. 前記手ブレ検出手段により検出された手ブレ量に基づいて、前記第一の発光手段の照射領域を補正する照射領域補正手段をさらに備えてなり、
    前記手ブレ補正手段が、前記撮影光学系の少なくとも一部を移動させることにより光学的に前記補正を行うものであり、
    前記第一の発光手段が、複数の発光素子を有し、該複数の発光素子の発光光量を各々制御することにより前記被写体を分割的に照射する分割照射モードと前記被写体を全体的に照射する全体照射モードとを備えてなるものであって、
    前記照射領域補正手段が、前記第一の発光手段が前記分割照射モードであるときにのみ前記照射領域を変化させるものであることを特徴とする請求項1又は2に記載の撮像装置。
  5. 前記手ブレ検出手段により検出された手ブレ量に基づいて、前記第一の発光手段の照射領域を補正する照射領域補正手段をさらに備えてなり、
    前記手ブレ補正手段が、前記撮影光学系の少なくとも一部を移動させることにより光学的に前記補正を行うものであって、
    前記照射領域補正手段が、前記照射領域を機械的に変化させるものであることを特徴とする請求項1又は2に記載の撮像装置。
  6. 前記手ブレ検出手段により検出された手ブレ量に基づいて、前記第一の発光手段の照射領域を補正する照射領域補正手段をさらに備えてなり、
    前記手ブレ補正手段が、前記撮影光学系の少なくとも一部を移動させることにより光学的に前記補正を行うものであって、
    前記照射領域補正手段が、前記第一の発光手段の発光時間に基づいて前記光の照射領域の大きさを変化させるものであることを特徴とする請求項1又は2に記載の撮像装置。
  7. 前記画像信号から所定の対象物を検出する対象物検出手段と、
    前記手ブレ検出手段により検出された手ブレ量に基づいて、前記第一の発光手段の照射領域を補正する照射領域補正手段と、をさらに備え、
    前記手ブレ補正手段が、前記撮影光学系の少なくとも一部を移動させることにより光学的に前記補正を行うものであって、
    前記照射領域補正手段が、前記第一の発光手段の発光時間に基づいて、前記被写体中の前記対象物検出手段により検出された前記対象物に対する前記第一の発光手段による光の発光量及び/又は前記照射領域を変化させるものであることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
  8. 前記手ブレ検出手段により検出された手ブレ量に基づいて、前記第一の発光手段の照射領域を補正する照射領域補正手段をさらに備えてなり、
    前記手ブレ補正手段が、前記撮影光学系の少なくとも一部を移動させることにより光学的に前記補正を行うものであり、
    前記手ブレ補正手段及び前記照射領域補正手段が、オン/オフを切り替えられる切替手段を有するものであって、
    前記手ブレ補正手段がオンであるときのみに前記照射領域補正手段がオンにされることを特徴とする請求項1から6いずれか1項に記載の撮像装置。
  9. 前記手ブレ検出手段により検出された手ブレ量に基づいて、前記第一の発光手段の照射領域を補正する照射領域補正手段をさらに備えてなり、
    前記手ブレ補正手段が、前記撮影光学系の少なくとも一部を移動させることにより光学的に前記補正を行うものであり、
    前記撮像光学系がズームレンズを含むものであって、
    前記照射領域補正手段が、前記ズームレンズのズーム倍率が所定値より大きいときにのみ駆動されるものであることを特徴とする請求項1から6いずれか1項に記載の撮像装置。
  10. 前記手ブレ検出手段により検出された手ブレ量に基づいて、前記第一の発光手段の照射領域を補正する照射領域補正手段をさらに備えてなり、
    前記手ブレ補正手段が、前記撮影光学系の少なくとも一部を移動させることにより光学的に前記補正を行うものであって、
    前記照射領域補正手段が、前記撮影光学系に含まれる絞りのF値が所定値より大きいときにのみ駆動されるものであることを特徴とする請求項1から6いずれか1項に記載の撮像装置。
  11. 撮影光学系を介して撮像素子上に被写体を結像させて画像信号を生成する撮像手段と、
    手ブレ量を検出する手ブレ検出手段と、
    該手ブレ検出手段により検出された手ブレ量に基づいて手ブレを補正する手ブレ補正手段と、
    被写体に対して連続的に光を発光する第一の発光手段と、
    被写体に対して瞬間的に光を発光する第二の発光手段と、を備えてなる撮像装置において、
    前記第一の発光手段による前記発光中に前記撮像手段によって撮影が行われているときにのみ前記手ブレ補正手段が前記補正を行うことを特徴とする手ブレ補正方法。
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