JP2011119846A - 撮像装置、撮像方法、およびプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ワイド端では撮像画像の解像度を重視して3(deg)程度の補正角を確保するようにし、その後テレ側に移動するまでは、手振れ補正性能を重視して1(deg)程度の補正角が維持されるようにし、テレ端側ではズーム倍率を重視しつつも0.6(deg)以上の補正角を確保するように設計するためには、光学手振れ補正に組み合わせる電子手振れ補正については、曲線L1との比較により、同図の横軸値1乃至4付近は補正量をゼロとし、同図の横軸値4乃至11付近は補正量を徐々に増すようにし、同図の横軸値11付近以降は補正量が一定となるように設計すればよい。本発明は、デジタルビデオカメラに適用できる。
【選択図】図2
Description
撮像装置に生じた手振れ量が検出され、検出された手振れ量に応じ、撮像素子に入射される光学像がシフトされることにより光学手振れ補正が行われる。また、変換された画像信号に対する画像上に設けられる所定サイズの切り出し領域が、予め設計されている電子手振れ余剰の範囲で、検出された手振れ量に応じて移動されて、画像の切り出し領域が抽出されることにより電子手振れ補正が行われる。さらに、光学ズームレンズを駆動するアクチュエータが制御されて、予め設計されている電子手振れ余剰の変化に対応付けて、光学ズームレンズによるズーム倍率の変化の速度が変調される。
1.発明の概要
2.実施の形態
本発明は、ズームレンズによる光学ズーム機能と電子ズーム機能のうち、少なくとも光学ズーム機能を備えたカメラにおいて、光学手振れ補正と電子手振れ補正とを組み合わせることによりハイブリッド手振れ補正を実現し、図1に示すように、光学手振れ補正と電子手振れ補正とが相互の欠点を補うことにより、ズームをテレ端側にした場合にもある程度の補正角を確保できるようにするものである。
N=100/k(%)
具体的には、電子ズーム倍率kが加味される前の光学ズームのみによるトータルズーム倍率の変化の速度δlog(E)/δx(=一定)と、電子ズーム倍率kが加味されたときのトータルズーム倍率の変化の速度δlog(kE)/δxとが一定となるように制御する。ただし、Eはトータルズーム倍率に対応する焦点距離、xはズームポジション、kは電子ズーム倍率である。
δlog(E)/δx=(δE/δx)/E
・・・(1)
δlog(kE)/δx=(δk/δx)/k+(δE/δx)/E
・・・(2)
J={(δE/δx)/E}/{(δk/δx)/k+(δE/δx)/E}
・・・(3)
[設計手法2]
ところで、上記の設定手法1では、光学ズームの焦点距離の変化が等速であることを前提としていたが、光学ズームの焦点距離の変化が等速ではない場合、減速変調量Jとして次式(4)を用いればよい。
J={(δE/δx(x_def))/E(x_def)}
/{(δk/δx)/k+(δE/δx)/E}
・・・(4)
ところで、電子ズーム倍率kの変化の形状を任意に設計したい場合には、次式(5)に基づいて電子ズーム倍率kを算出し、その結果得られる電子ズーム倍率kを式(3)に代入すればよい。
{(δE/δx)/E}/{(δk/δx)/k+(δE/δx)/E}
=(δE_calc/δx)/E_calc
∫{((δE/δx)/E)/((δE_calc/δx)/E_calc)}
−(δE/δx)/E dx
=log(k)+C
・・・(5)
電子ズームの速度Vのみならず、その最高速度Vmaxも変調することにより、最大速度制御の様々な問題を回避することができる。例えば、設計上の不都合から、焦点距離の形状に回避しづらいばらつきがある場合には、
(δk/δx)/k ∝ (δE/δx)/E
log(k)=A exp(logE)+B
つまり
log(k)=E(0) E^A
ただし、焦点距離EのAのべき乗、光学ワイド端(x=0)でk=1となり、E(0)は光学Wide端の焦点距離として、この状態に近い形状に電子ズーム倍率kの変化の形状を設計する。
[デジタルビデオカメラの構成例]
図9は、本発明の実施の形態であるデジタルビデオカメラの構成例を示している。このデジタルビデオカメラ100は、ズームレンズによる光学ズーム機能と電子ズーム機能を備えており、さらに、光学シフトレンズによる光学手振れ補正機能と電子手振れ補正機能とを組み合わせたハイブリッド手振れ補正機能を有している。なお、以下の説明においては、画像に対応する音声に関する記載を省略している。
次に、デジタルビデオカメラ100がハイブリッド手振れ補正モードとされている場合において、ズームレンズ108による光学ズーム倍率の変化の速度を制御する処理(以下、光学ズーム速度制御処理と称する)について説明する。
ところで、ズームレンズ108を駆動させるに際してはその駆動音が大きく、速度が高速になったときにズームレンズ108とレンズ鏡筒の共振音が発生してユーザに聞こえてしまう場合がある。これを避けるためには、速度の遷移過程を除き固定段階速度として、その固定速度に対して変調をかけ、ズームの全域に対して、共振速度が発生されない速度に、固定速度を限定するようにしてもよい。
本発明を適用したデジタルビデオカメラによれば、ハイブリッド手振れ補正を実現しつつ、ユーザに対して、画像内の被写体のサイズの変化に違和感を与えないようにすることができる。
Claims (7)
- 光学ズームレンズと、
前記光学ズームレンズを駆動するアクチュエータと、
前記光学ズームレンズを介して入射される被写体の光学像を電気信号としての画像信号に変換する撮像素子と
を備える撮像装置において、
前記撮像装置に生じた手振れ量を検出する検出手段と、
検出された前記手振れ量に応じ、前記撮像素子に入射される前記光学像をシフトすることにより光学手振れ補正を行う光学手振れ補正手段と、
変換された前記画像信号に対する画像上に設けられる所定サイズの切り出し領域を、予め設計されている電子手振れ余剰の範囲で、検出された前記手振れ量に応じて移動させ、前記画像の前記切り出し領域を抽出することにより電子手振れ補正を行う電子手振れ補正手段と、
前記アクチュエータを制御して、予め設計されている前記電子手振れ余剰の変化に対応付けて、前記光学ズームレンズによるズーム倍率の変化の速度を変調させる光学ズーム速度変調手段と
を含む撮像装置。 - 前記光学ズーム速度変調手段は、ユーザのズーム操作に対応したズームポジションx、予め設計されている電子手振れ余剰の変化に連動する電子ズーム倍率k、および前記光学ズームレンズの焦点距離Eから得られる減速変調量Jを、予め決定されている前記光学ズームレンズによるズーム倍率の変化の速度Vとその最高速度Vmaxに乗算することにより、前記光学ズームレンズによるズーム倍率の変化の速度を変調させる
請求項1に記載の撮像装置。 - 前記光学ズーム速度変調手段は、ユーザのズーム操作に対応したズームポジションx、予め設計されている電子手振れ余剰の変化に連動する電子ズーム倍率k、および前記光学ズームレンズの焦点距離Eを用いた微分演算または差分演算により前記減速変調量Jを逐次算出する
請求項2に記載の撮像装置。 - 前記光学ズーム速度変調手段は、ユーザのズーム操作に対応したズームポジションx、予め設計されている電子手振れ余剰の変化に連動する電子ズーム倍率k、および前記光学ズームレンズの焦点距離Eの組み合わせに、予め算出された前記減速変調量Jが対応付けられている減速変調量テーブルを参照することにより、前記減速変調量Jを取得する
請求項2に記載の撮像装置。 - 前記電子手振れ余剰は、ズームポジションがワイド側からテレ側に移動するにつれて、ゼロの区間、徐々に増加する区間、最大値を維持する区間を順に推移して変化するように予め設計されている
請求項2に記載の撮像装置。 - 光学ズームレンズと、
前記光学ズームレンズを駆動するアクチュエータと、
前記光学ズームレンズを介して入射される被写体の光学像を電気信号としての画像信号に変換する撮像素子と
を備える撮像装置の撮像方法において、
前記撮像装置に生じた手振れ量を検出する検出ステップと、
検出された前記手振れ量に応じ、前記撮像素子に入射される前記光学像をシフトすることにより光学手振れ補正を行う光学手振れ補正ステップと、
変換された前記画像信号に対する画像上に設けられる所定サイズの切り出し領域を、予め設計されている電子手振れ余剰の範囲で、検出された前記手振れ量に応じて移動させ、前記画像の前記切り出し領域を抽出することにより電子手振れ補正を行う電子手振れ補正ステップと、
前記アクチュエータを制御して、予め設計されている前記電子手振れ余剰の変化に対応付けて、前記光学ズームレンズによるズーム倍率の変化の速度を変調させる光学ズーム速度変調ステップと
を含む撮像方法。 - 光学ズームレンズと、
前記光学ズームレンズを駆動するアクチュエータと、
前記光学ズームレンズを介して入射される被写体の光学像を電気信号としての画像信号に変換する撮像素子と
を備える撮像装置の制御用のプログラムであって、
前記撮像装置に生じた手振れ量を検出する検出ステップと、
検出された前記手振れ量に応じ、前記撮像素子に入射される前記光学像をシフトすることにより光学手振れ補正を行う光学手振れ補正ステップと、
変換された前記画像信号に対する画像上に設けられる所定サイズの切り出し領域を、予め設計されている電子手振れ余剰の範囲で、検出された前記手振れ量に応じて移動させ、前記画像の前記切り出し領域を抽出することにより電子手振れ補正を行う電子手振れ補正ステップと、
前記アクチュエータを制御して、予め設計されている前記電子手振れ余剰の変化に対応付けて、前記光学ズームレンズによるズーム倍率の変化の速度を変調させる光学ズーム速度変調ステップと
を含む処理を撮像装置のコンピュータに実行させるプログラム。
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