JP2710929B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は手振れ影響を防止することのできる撮像装置
に関する。 ［従来の技術］ 一般に撮影者によるカメラの手振れを防ぐ方法として
は、フラッシュを使う方法あるいはジャイロを使う方法
あるいは光軸を補正するためにレンズを動かす方法など
が考えられている。しかしフラッシュを使う場合には、
距離の遠い被写体は撮影フィルム面の色温度が変わる等
の問題点があった。 また、ジャイロに関してはあらかじめジャイロを回転
させなければならず、ジャイロ効果により撮影者が意図
する構図の変更が容易ではないという問題点が考えられ
る。また、カメラレンズの光軸を動かすことは光軸移動
に時間がかかり手振れの速度に追従できないという問題
点があった。 そこで、従来この種のカメラにおいては撮影と画像を
表示する手段を設けてシャッターの前後の画像から手振
れ画像を表示するというカメラも考えられているが、こ
の種のカメラで撮影が行われた後に手振れが判明するこ
とになり、無駄な写真を撮ったことになる。このため手
振れを防ぐということは難しいという欠点は以然として
残っていた。 ［発明が解決しようとする問題点］ そこで、本発明の目的は、上述従来例の欠点を除去
し、写真撮影に際して手振防止をすることのできる撮像
装置を提供することにある。 ［問題点を解決するための手段］ このような目的を達成するために、記録動作を指示す
る記録指示信号を発生するスイッチ手段と、該スイッチ
手段による記録指示信号が発生した際の被写体像のぶれ
を検出する第１の検出手段と、前記被写体の輝度を検出
してシャッタ速度情報を求める第２の検出手段と、前記
第１の検出手段によってもとめられた前記像のぶれ量
と、前記第２の検出手段によってもとめられたシャッタ
速度情報とを演算して前記記録指示信号が発生してから
画像記録を行うまでのタイムラグを決定する制御手段と
を備え、前記制御手段は、前記第１の検出手段によって
検出されたぶれ量が大きいほど前記タイムラグが長くな
るように、前記第２の検出手段によって検出されたシャ
ッタ速度が速いほど前記タイムラグが短くなるように重
み付け演算を行った結果に基づいて前記タイムラグを決
定するように構成されていることを特徴とする。 ［作用］ 本発明では、画像のぶれが大きいほど、画像が安定す
るまでの時間が長くなることが予測されるため、前記第
１の検出手段によって検出された画像のぶれ量が大きい
ほど、前記記録指示信号が発生してから画像記録を行う
までのタイムラグが長くなるように、一方、被写体が明
るく、シャッタ速度が速くなるような場合には、ぶれの
影響が少なくなるので、前記第２の検出手段によって求
められたシャッタ速度が速いほど、前記タイムラグを短
くするように、重み付け演算を行って前記タイムラグを
設定するようにしたものである。その結果、ぶれによる
影響を最小限にすることができる。 ［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明す
る。 第２図は本発明実施例における外観の一例を示す。 第２図において、１はカメラ本体であり、２は撮影を
指示するシャッターレリーズボタンである。３は撮影画
像を表示する表示手段であり、液晶表示装置（LCD）が
用いられる。４は被写体からの画像を撮像する受光素子
であり、固体撮像素子（CCD）を使用したエリアセンサ
ーである。５はCCD4の光学系であり撮影する被写体画像
をCCD4上に結像させている。 ６はフィルム面７を露光する投影光学系である。 第３図は本発明実施例におけるレリーズボタン２のス
トロークに連動したスイッチの構成を示す。 第３図において、接片21は共通端子である。撮影者に
よるレリーズボタン２の第１のストロークによって接片
22が接片21と導通する。さらにレリーズボタン２を撮影
者が第２のストロークで押し込むと接片23、続いて第３
のストロークで接片24が接片21と導通状態となる。 第１図は本発明実施例における回路構成の一例を示
す。 第１図において、31はCCD4により時系列で順次に出力
されるアナログの画像出力をデジタル値に変換するA/D
変換手段であり、不図示の表示手段３へも画像データを
出力する。32はCCD4を駆動するCCDドライバ回路であ
る。33は画像データを記憶する例えランダムアクセスメ
モリなどの記憶手段であり、34は記憶手段33に記憶され
た画像データとA/D変換手段31から出力される画像デー
タとの輝度差の絶対値を求める演算手段である。 35は前記差の累計を手振れ量として加算していく積算
器であり、36は積算された手振れ量に基づいてスイッチ
24がオンしてからシャッタを切る時までの遅延時間を設
定する判別回路である。37は判別回路36によって決めら
れた上記遅延時間をカウントする第２のタイマであり、
例えばカウンターを用いることができる。 38は本発明に係る各構成機器の作動タイミングを作り
出すタイミング発生回路であり、39はスイッチ23が“オ
ン”してからスイッチ24が“オン”するまでの時間をカ
ウントする第１のタイマである。40はアンドゲートであ
る。 このような構成における本発明実施例の動作について
第４図を参照して説明する。 本発明は第１のストロークによりスイッチ22が“オ
ン”してさらに第２のストロークによりスイッチ23が
“オン”からスイッチ24が“オン”するまでの時間を第
１のタイマ39によりカウントし、このカウントされた時
間と、後述の積算器35より得られる手振れ量と測光回路
42により求まる測光データに基づいて判別回路36により
手振れ量のスピードに応じたシャッタタイムラグ詳しく
はスイッチ24が“オン”してからシャッタ（不図示）が
開口するまでの遅延時間を設定しようとするものであ
る。 第４図において、撮影者によるレリーズボタン１の第
１のストローク押下でスイッチ22が“オン”するとタイ
ミングＢで示されるスイッチ23が“オン”するまではCC
D4の出力が表示手段３に送られ表示手段３に映像画像が
表示される。次に撮影者が写真を撮ろうと決断して第２
のストロークを押下するとすぐにタイミングＢでスイッ
チ23が“オン”となる。スイッチ23が“オン”となった
瞬間に第１のタイマ39はタイミングＤで時間のカウント
を開始する。またスイッチ23の“オン”と同時にタイミ
ングE₁でCCD4からA/D変換手段31を介してデジタル値に
変換されるデータを記憶手段33に記憶させる。この記憶
指示はタイミング発生回路38から信号線l₁を介して記憶
手段33に送られる。 さらに第２のストロークが進み、第３のストロークで
タイミングＣでスイッチ24が“オン”すると第１のタイ
マ39が止まる。したがって、スイッチ23が“オン”して
からスイッチ24が“オン”するまでの時間を求めること
ができる。 上述第１のタイマ39の作動と並行してスイッチ23が
“オン”した時にタイミングE₁で記憶手段33に記憶され
た画像データとタイミングE₂におけるA/D変換手段31の
出力との差の絶対値が演算手段34により求められる。こ
の絶対値は、撮像画面のデータに対して積算器35によっ
て積算される。この演算指示はタイミング発生回路38か
ら信号線l₂を介しておこなわれる。 積算器35の出力，第１のタイマ39が計測した時間の出
力および測光回路42が測定した測光データより、判別回
路36はシャッタタイムラグを算出する。ここで、積算器
35が計数した手振れ量の合計をｙ、第１のタイマにより
計測したスイッチ23の“オン”からスイッチ24が“オ
ン”となるまでの時間をx,そして測光データをｗとする
と判別回路36はシャッタータイムラグｚを例えばｚ＝−
Ax＋By−Cwにより計算する。 なおA,B,Cは撮影条件から定まる定数である。尚この
タイムラグＺの決め方は一例であり、他にも種々の関数
がタイムラグを決めることは全て本発明に含まれる。 したがって、スイッチ23が“オン”してからスイッチ
24が“オン”するまでの時間ｘすなわちレリースタイム
ラグｘが短いほど押すスピードが早いため手振れが起き
やすいのでシャッタータイムラグｚは長くなり、レリー
スタイムラグｘが長いほどシャッタライムラグＺは短く
なることになる。 また、手振れ量ｙが大きいときほどシャッター秒時が
短く、手振れが生じにくいためシャッタータイムラグｚ
は長くなるので手振れが収まるのを待つことができ、手
振れ量ｙが小さいときほどシャッタータイムラグＺは短
くなる。 そして、撮像環境が明るいときほどシャッター秒時が
短く、手振れが生じにくいためシャッタタイムラグは短
くなる。このように判別手段36によりシャッタータイム
ラグｚを計算すると、第２のタイマ37はこのシャッター
タイムラグ時間Ｚをセットする。セットしたタイマ時間
（シャッタータイムラグ）になると、第２のタイマはア
ンドゲート40に第４図示のタイミングＦで“ハイレベ
ル”信号を出力する。 タイミング発生回路38はスイッチ24が“オン”した時
点で露出制御開始の信号として“ハイレベル”信号をア
ンドゲート40に出しているので第２のタイマ37が“ハイ
レベル”信号をアンドゲート40に出力したときにアンド
ゲート40から露出制御手段41に露出を指示する“ハイレ
ベル”信号が送られる。そして、露出制御手段41はこの
露出指示信号を受けるとシャッタ駆動手段43を駆動して
シャッタを開口させフィルム露光を開始する。 なお、本実施例において設定された第２のタイマ37の
タイムラグ時間をコンパレータなどによりしきい値と比
較してこのタイムラグ時間がしきい値以上長くなった場
合はこのコンパレータの検出信号によりシャッタの開口
を禁止して警告表示することも可能である。 第５図は本発明実施例における主要構成部の具体的な
構成の一例を示す。 第５図において、シャッターレリーズボタン２のスト
ロークに応じてスイッチ23が“オン”したタイミングで
タイミング発生回路38から記憶手段33内のRAM102に信号
線l₁を介して記憶指示命令が送られるとバスバッファ10
1を通して１画面分のA/D変換手段31からの出力がRAM102
に記憶される。クロックを入力するカウンター103はRAM
102のアドレスとA/D変換手段31の出力との対応をとる。 次にスイッチ24が“オン”すると、このタイミングで
１画面分のA/D変換手段31からの出力とRAM102に記憶さ
れたデータが減算器104で差がとられ絶対値回路105によ
って上記差の絶対値すなわち輝度差が計算され加算器10
6に出力される。 積算器35内の加算器106は上述計算された輝度差デー
タをレジスタ109に合計すると共に、合計したデータを
バスバッファ108を通して判別回路36に出力している。
したがって撮像画面全部のデータについて輝度差の総和
が求められる。 撮影者が手振れを起こせば被写体の画像位置がCCD4の
撮像画面では変化し、当然の如くCCD4における同一撮像
位置においては輝度変化が見られる。本発明はこの点に
着目してこの輝度差の総和を求めることにより手振れ量
を得ている。 例えば背景が暗く被写体が明るい場合またはその逆で
も、撮影者が手振れを起こした量が大きい程この輝度差
の総和も大きくなることが容易に判るはずである。 第６図は本発明実施例におけるタイミング発生回路38
の具体的な構成の一例を示す。 第６図において、スイッチ22が“オン”になると回路
に電源が供給される。クロック発生回路203のクロック
がカウンタ202によってアップカウントされ、このカウ
ンタの値がアドレスとしてタイミングを出力するROM201
に供給される。 ROM201からはアドレスが指示されるたびにアドレスに
格納されているCCDドライバ32,記憶手段33,演算手段34,
露出制御手段41等へのタイミングデータがROM201のデー
タ線l₁₂,l₁,l₂,l₁₃を介して出力される。 撮影者がシャッターレリーズボタン２をさらに押し込
んでスイッチ23が“オン”になると例えばフリップフロ
ップ等で構成されるラッチ回路205によってこの“オ
ン”信号がラッチされ信号線l₁を介して記録手段33へは
書き込み信号が送られるのでCCD4から送られるこのタイ
ミングの１画面データが記憶手段33に記憶される。 また同時に、第１のタイマであるカウンタ39はカウン
トアップを開始する。次にラッチ回路204がラッチした
スイッチ24の“オン”信号はインバーター206で反転さ
れる。反転された“ローレベル”信号がアンドゲート20
7に入力すると第１のタイマ39が停止する。したがって
スイッチ23が“オン”してからスイッチ24が“オン”す
るまでの時間を計測することができる。 なお、第１のタイマ39の停止信号としてラッチ回路20
4の出力を使用するかわりにラッチ209の出力を使用して
もよい。 ラッチ回路204の出力はアンドゲート210へも入力され
る。デコーダ211によってアドレスのカウンタ値が一定
の値になったことを検知する。この検出信号がデコーダ
211からアンドゲート210に送られると、ラッチ回路209
は上位アドレスデータとしてROM201の上位のアドレスビ
ットに“ハイレベル”信号を送ることになる。 このためタイミング発生回路38はスイッチ24が“オ
ン”してから以降の新しいタイミングを指示することが
できる。なお、本実施例においてはROM201を利用したタ
イミング発生回路38の一構成例を示したが、各機器ごと
にカウンタおよびラッチ回路等によりタイミング発生回
路を構成し、基準クロック発生器203からのクロックを
カウントして上記各機器へ所定のタイミング信号を送る
ようにしてもよい。 第７図は本発明実施例における判別手段36および第２
のタイマ37の具体的構成の一例を示す。 第７図において、36は判別手段であり、デコーダを利
用している。スイッチ23の“オン”からスイッチ24の
“オン”までの時間を記憶している第１のタイマ39から
の出力と積算器35の画面のブレ（手振れ量）に対応する
値の出力と測光回路42の測光値の出力がデコーダ36に入
力され、スイッチ24が“オン”してから露出開始までの
インターバル時間がコンパレータ302に出力される。 すなわち、第１のタイマ39が計測する時間が長いとき
はレリーズボタン２はゆっくり押下されているのでシャ
ッタータイムラグは短く、また、撮影環境が明るいとき
はシャッタータイムラグは短く、積算器35の出力が大き
いときは画像ブレが大きいのでシャッタータイムラグは
大きくするというように、相関性を持たせたデコーダ36
の出力構成にすることによりインターバルを決定してい
る。 第２のタイマ37はタイミング発生回路38からの露出開
始の信号を信号線l₁₁,アンドゲート305を介してカウン
タ304が受け取ると、カウンタ304は同時にアンドゲート
305に入力されるクロック信号と同期してアップカウン
トする。コンパレータ302はデコーダ301/36とカウンタ3
04の出力が一致した時にアンドゲート40に“ハイレベ
ル”信号を出力しシャッタータイムラグの終了すなわち
露出の開始を指示する。 なお、本実施例では判別回路36にデコーダを使用して
いるが、減算器，加算器，乗算器等またはROMを用いて
判別回路36を構成し、上述した式ｚ＝−Ax＋By−Cwで計
算される演算出力を行うようにしてもよい。ここで、A,
B,Cは定数、ｘは第１のタイマ39の出力値、ｙは積算器3
5の出力値,wは測光回路42の出力値である。 第８図は本発明実施例における露出制御手段41の回路
構成を示す。 第８図において、８は測光用の受光素子であるところ
のSPCであり、オぺアンプ352および対数圧縮用のダイオ
ード353によってSPC8で生じた光電流は圧縮された電圧
に変換される。光電流をIspcとするとオペアンプ352の
出力には が出力される。ここでTV_Cは基準電圧源、ｋはボルツマ
ン定数、Ｔは絶対温度、ｑは電子の電荷、i₀はダイオー
ド353の逆方向飽和電流である。 オペアンプ352の出力電圧が伸張用トランジスタ355の
ベースに入力する。コレクタ電流をIcとすると次式が成
り立つ。 TVcをkT/qに比例する電圧 とすると（２）式は次のように書ける。 よって、 Ic＝TVc′×i_spc （４） 以上のようにTVc′倍された光電流がトランジスタ355
のコレクタに流れる。 露出が開始されるとスイッチ356は“オフ”となり、
トランジスタ355のコレクタ電流によって時定用コンデ
ンサ354が充電されていく。なお、Vccは回路の電源であ
る。 この電圧がコンパレータ358によって基準電圧357と比
較され、この電圧が基準電圧よりも大きくなるとコンパ
レーター358の出力はハイレベルからローレベルにな
る。アンドゲート359は露出開始のタイミングからコン
パレータ358の出力がローレベルになるまでハイレベル
を出力し、抵抗360を介してトランジスタ361を制御して
コイル362に通電する。このコイル362により不図示のシ
ャッターが制御され、適正露出が得られることになる。 第９図は本発明の第２の実施例における構成の一例を
示す。 本実施例は第１の実施例におけるA/D変換手段31,記憶
手段33,演算手段34,積算器35,判別回路36,第１のタイマ
39および第２のタイマ37が果す機能をマイクロコンピュ
ータ（MPU）が処理する例である。なお第９図において
第１図と同一の個所には同一の符号を付す。 401はMPUであり、MPU401は演算処理装置（CPU）401−
1,A/D変換器401−2,RAM401−3,ROM401−４を有する。CP
U401−１はROM401−４に格納された第10図に示す制御手
順を実行する。A/D変換器401−２はCCD4により撮像した
画像データや測光回路42から得られる測光データをアナ
ログデジタル変換する。 ROM401−３は上記画像データを記憶する記憶手段であ
り、第９図に示す制御手順で使用される変数を格納し、
カウンタとしての役割を果す。 第10図は本発明第２の実施例におけるMPU401の制御手
順の一例を示す。 第10図において、カメラ本体の電源がオンされると、
ROM401−３やCPU401−１内のレジスタＨ〜Ｋをクリヤ
し、その他構成機器の初期値化を行う（ステップS1）。 次にレリースボタン２の押下を待ちスイッチ22が“オ
ン”すると、CCD4を駆動させる。CCD4が取り込んだ撮像
データをA/D変換器401−２によりデジタル変換した後表
示手段３に表示させる。以下スイッチ23が“オン”する
まで撮像画像の表示を続ける（ステップS2〜S3）。 スイッチ23が“オン”すると第１のタイマとしてのレ
ジスタＨに初期値を代入し基準クロックの計数を開始す
る（ステップS4）。次に改めてステップS5においてMPU1
はCCDドライバ32へCCDの駆動を命じ、CCD4からの撮像１
画面分の出力データをA/D変換した後にRAM401−３へ記
憶させると共にMPU401は上記レジスタＨにより経過時間
をカウントする（ステップS6〜S8）。 次にスイッチ24の“オン”をMPU401が検出すると（ス
テップS10）、レジスタＨの基準クロックの計数を中止
する（ステップS11）。次に、CCDドライバ32にCCD4の駆
動を命じCCD4から得られる１画素分の画像データをデジ
タル信号に変換した後、CPU401−１内のレジスタＩに取
り込む（ステップS12〜S13）。 次にCPU401−１はステップS14でRAM401−３に記憶し
た画像データを読み取り、この記憶データとレジスタＩ
に記憶してある画像データの差分を求める（ステップS1
4〜S15）。 ステップS17で、上記画像データの差分をレジスタＪ
に累計する。以下、ステップS12〜S18の手順をCCD4の１
画像画面分のデータにつき行い、画像データの差分累計
ｙを求める。 １撮像画面分の差分累計ｙが求まると、レジスタＨに
記憶してある時間値ｘと、レジスタＪに格納してある差
分累計値ｙと測光回路42から送られてくる測光データを
デジタル変換した値ｗとにより、ｚ＝−Ax＋By−Cwの計
算を行いこの計算値ｚを第２のタイマ37としてのレジス
タＫに記憶する（ステップS19）。 次に基準クロック毎にレジスタから１単位時間を減算
し、レジスタＫの値が“0"になったときに、MPU401は露
出制御手段41に露出開始信号を送り、露出駆動手段43に
よるフィルム露光を開始する（ステップS22）。そして
露出制御手段41からの露出完了信号をMPU401が受け取る
と本制御手段を終了する。以下、撮影のたびごとに本制
御手順を実行することにより手振れ影響のない写真撮影
を行うことができる。 さらに、また本実施例においては像ぶれを検出するに
際してレリーズボタンの第１ストローク、第２ストロー
クの時点における画像の差を求めたが本発明はこれに限
らず、像ぶれを検出する方法としては別の方法を用いて
もよい。 また画像記録をを行なうために本実施例ではフィルム
露光を行ったが、被写体像を電機信号に変換して例えば
磁気媒体に記録を行うようにしてもよい。 ［発明の効果］ 以上、説明したように、本発明によれば、画像のぶれ
が大きいほど、画像が安定するまでの時間が長くなるこ
とが予測されるため、前記第１の検出手段によって検出
された画像のぶれ量が大きいほど、前記記録指示信号が
発生してから画像記録を行うまでのタイムラグが長くな
るように、一方、被写体が明るく、シャッタ速度が速く
なるような場合には、ぶれの影響が少なくなるので、前
記第２の検出手段によって求められたシャッタ速度が速
いほど、前記タイムラグを短くするように、重み付け演
算を行って前記タイムラグを設定するようにしたもので
ある。その結果、ぶれによる影響を最小限にすることが
できる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明実施例における回路構成の一例を示すブ
ロック図、 第２図は本発明実施例における外観の一例を示す斜視
図、 第３図は本発明実施例におけるレリーズボタン２のスト
ロークに連動したスイッチ22,23,24の構成例を示す説明
図、 第４図は本発明実施例における動作タイミングの一例を
示すタイミングチャート、 第５図は本発明実施例における主要部の回路構成例を示
すブロック図、 第６図は本発明実施例におけるタイミング発生回路38の
回路構成例を示すブロック図、 第７図は本発明実施例における判別回路36および第２の
タイマ37の構成例を示すブロック図、 第８図は本発明実施例における露出制御手段41,測光回
路42の構成の一例を示す回路図、 第９図は本発明第２の実施例における回路構成の一例を
示すブロック図、 第10図は本発明第２の実施例におけるMPU401の制御手順
の一例を示すフローチャートである。 ４……CCD、 33……記憶手段、 34……演算手段、 35……積算器、 36……判別回路、 38……タイミング発生回路、 41……露出制御手段。

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．記録動作を指示する記録指示信号を発生するスイッ
   チ手段と、 該スイッチ手段による記録指示信号が発生した際の被写
   体像のぶれを検出する第１の検出手段と、 前記被写体の輝度を検出してシャッタ速度情報を求める
   第２の検出手段と、 前記第１の検出手段によってもとめられた前記像のぶれ
   量と、前記第２の検出手段によってもとめられたシャッ
   タ速度情報とを演算して前記記録指示信号が発生してか
   ら画像記録を行うまでのタイムラグを決定する制御手段
   とを備え、 前記制御手段は、前記第１の検出手段によって検出され
   たぶれ量が大きいほど前記タイムラグが長くなるよう
   に、前記第２の検出手段によって検出されたシャッタ速
   度が速いほど前記タイムラグが短くなるように重み付け
   演算を行った結果に基づいて前記タイムラグを決定する
   ように構成されていることを特徴とする撮像装置。 ２．前記スイッチ手段はレリーズボタンを含み、前記第
   １の検出手段は前記記録動作を指示する前記レリーズボ
   タンの第１のストロークを検出する第３の検出手段と、 前記第１のストロークより進んだ前記レリーズボタンの
   第２のストロークを検出する第４の検出手段と、 前記第１のストロークが検出された時点から前記第２の
   ストロークが検出された時点までの時間を計測する時間
   計測手段と、 前記第１のストロークの検出時点に撮像された画像情報
   と、前記第２のストロークの検出時点に撮像された画像
   情報との差分を演算して画像の動き量を求める演算手段
   とからなることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載の撮像装置。