JP4641958B2 - 画像記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、デジタルカメラの如く、ユーザ操作に応じて画像を撮影し、該画像を記録媒体に記録することが可能な画像記録装置に関するものである。

デジタルカメラにおいては、ユーザがシャッター釦を操作したときの手ぶれを検出して、そのぶれ量に応じて撮影画像に手ぶれ補正を施し、手ぶれ補正の施された画像を記録媒体に記録することが可能となっている(特許文献１、２、３参照)。
この様なデジタルカメラによれば、初心者によっても常にぶれのない画像を記録することが出来る。
特開２００５−３３８３２３号公報 特開２０００−２９８３００号公報 特開平０７−２２６９０５号公報

しかしながら、従来の手ぶれ補正機能付きのデジタルカメラにおいては、手ぶれが検出されたとき、ユーザの意思に拘わらず常に手ぶれ補正が施されることになるため、ユーザが意図的に手ぶれを発生させて画像に特殊効果を付与したい場合等において、手ぶれ補正を施すか否かの選択を行なうことが出来ない問題があった。

そこで本発明の目的は、撮影画像毎にユーザが手ぶれ補正を施すか否かの選択を行なうことが可能な画像記録装置を提供することである。

本発明に係る画像記録装置は、ユーザ操作に応じて画像を撮影し、該画像を記録媒体に記録することが可能であると共に、ユーザ操作時の手ぶれを検出してぶれ量に応じて画像に手ぶれ補正を施すことが可能であって、
ユーザ操作に応じて撮影された前記画像を一時的に記憶するメモリと、
ユーザ操作時のぶれ量を算出する演算手段と、
算出されたぶれ量を所定の閾値と比較して、ぶれ量が所定の閾値よりも大きいとき、その旨を報知する報知手段と、
前記報知に応じて手ぶれ補正を施すべき旨のユーザ指示が発せられたとき、メモリに記憶された画像に手ぶれ補正を施す補正手段と、
補正手段で補正された補正画像を記録媒体に記録する記録手段
とを具えている。

上記本発明の画像記録装置によれば、画像記録時の操作によって大きな手ぶれが発生したとき、その旨が報知されるので、ユーザは、手ぶれの発生を認識することが出来、その時点で画像に手ぶれ補正を施すべきか否かを選択して、必要に応じて手ぶれ補正処理の指示を与えることが出来る。
尚、ユーザは、手ぶれ補正処理の指示を与えなかった画像についても、記録媒体に記録した後、該画像に対して手ぶれ補正を施すことが可能である。

具体的には、ユーザ操作時の手ぶれを検出すべき角速度センサーを具え、前記演算処理手段は、前記角速度センサーから得られるピッチ方向(前後への傾き)及びヨー方向(左右へのひねり)の角速度データに基づいて、画面上のぶれベクトルを画素単位で導出し、そのぶれベクトルの大きさを前記ぶれ量として算出する。
この場合、前記閾値は、画面のサイズ(画素数)に応じて変化させることが有効である。

又、具体的構成において、前記報知手段は、ぶれ量が所定の閾値よりも大きいとき、手ぶれ補正を施すか否かをユーザに問うメッセージをディスプレイに表示するものである。
該具体的構成によれば、ユーザは、ディスプレイの表示によって容易に手ぶれの発生を認識することが出来る。

更に具体的には、前記報知手段は、ディスプレイに表示されている撮影画像に重ねて前記メッセージを表示するものである。
該具体的構成によれば、記録せんとする画像を確認して手ぶれ補正を施すべきか否かを判断することが出来る。

本発明に係る画像記録装置によれば、ユーザが意図的に手ぶれを発生させて画像に特殊効果を付与したい場合等に、撮影画像毎に手ぶれ補正を施すか否かの選択を行なうことが可能である。

以下、本発明をデジタルカメラに実施した形態につき、図面に沿って具体的に説明する。
本発明に係るデジタルカメラは、図１に示す如く、対物レンズ等の光学系(７)とＣＣＤ等の撮像素子(８)から撮像装置を構成しており、該撮像装置によって取り込まれた画像は、ＡＤ変換回路(９)によってデジタルデータに変換された後、ＣＰＵ(14)及びＳＤＲＡＭ(15)を具えたＡＳＩＣ(１)へ供給される。

ＡＳＩＣ(１)には、サブマイコン(３)を介して操作釦(４)が接続されると共に、画像を記録するための記録媒体(５)と、撮影画像を表示するためのディスプレイ(６)とが接続されている。
又、ＡＳＩＣ(１)には、ＡＤ変換回路(16)を具えた手ぶれマイコン(２)が接続されており、ピッチ方向(前後への傾き)及びヨー方向(左右へのひねり)のぶれを検出するための角速度センサーを構成する一対のジャイロスコープ(10)(11)からの検出信号が、それぞれオペアンプ(12)(13)を経て、手ぶれマイコン(２)に供給される。

図２は、画像撮影時の制御手続きを表わしており、ステップＳ１では、ジャイロスコープによって構成される角速度センサーからの検出信号に基づいて、シャッター釦操作時のぶれ量を算出する。次にステップＳ２では、算出されたぶれ量を所定の閾値と比較して、手ぶれ発生の有無を判断する。ここでノーと判断されたときは、ステップＳ６に移行して、画像を記録媒体に記録して保存し、手続きを終了する。

一方、手ぶれの発生によってステップＳ２にてイエスと判断されたときは、ステップＳ３に移行し、前記算出されたぶれ量が手ぶれ補正の可能な範囲内であるか否かを判断する。ここでノーと判断されたときは、ステップＳ６に移行して、画像を記録媒体に記録して保存し、手続きを終了する。

ぶれ量が補正可能な範囲内であって、ステップＳ３にてイエスと判断されたときは、ステップＳ４に移行して、手ぶれの発生を報知すると共に手ぶれ補正を施すか否かを問うメッセージをディスプレイに表示する。
これに対して、ユーザが手ぶれ補正を施すべき指示を与えず、ステップＳ４にてノーと判断されたときは、ステップＳ６に移行して、画像を記録媒体に記録して保存し、手続きを終了する。

一方、ユーザが手ぶれ補正を施すべき指示を与え、ステップＳ４にてイエスと判断されたときは、ステップＳ５に移行して、撮影画像に手ぶれ補正を施し、更にステップＳ６にて手ぶれ補正の施された画像を記録媒体に記録して保存し、手続きを終了する。
尚、手ぶれ補正の具体的な処理については、周知のところであるので、説明を省略する。

前記ステップＳ１におけるぶれ量の算出は、次の様にして行なう。
手ぶれの元データは、撮影開始から撮影終了までの間（露光期間）のジャイロスコープ(10)の出力信号（ピッチ方向の角速度データ）と、撮影開始から撮影終了までの間（露光期間）のジャイロスコープ(11)の出力信号（ヨー方向の角速度データ）である。ここで、両ジャイロスコープ(10)(11)のサンプリング間隔をｄｔ[sec]とする。

カメラのピッチ方向の角速度θ′[deg/sec]は、ジャイロスコープ(10)(11)によって電圧Ｖｇ[mV]に変換された後、オペアンプ(12)(13)によって増幅される。オペアンプから出力される電圧Ｖａ[mV]はＡＤ変換回路(16)によってデジタル値Ｄ_Ｌ[step]に変換される。デジタル値として得られたデータを角速度に変換するには、センサー感度Ｓ[mV/deg/sec]、オペアンプのアンプ倍率Ｋ［倍］、Ａ／Ｄ変換係数Ｌ[mV/step]を用いて計算する。

ジャイロスコープによって得られる電圧値Ｖｇ[mV]は、角速度θ′[deg/sec]の値と比例する。このときの比例定数はセンサー感度であるので、電圧値Ｖｇ[mV]は、次式１で表わされる。
Ｖｇ＝Ｓθ′ （式１）

また、オペアンプは電圧値Ｖｇを増幅するだけなので、増幅された電圧Ｖａ[mV]は、次式２で表わされる。
Ｖａ＝ＫＶｇ (式２)

オペアンプで増幅された電圧値Ｖａ[mV]はＡ／Ｄ変換され、ｎ[step]（例えば、−５１２〜５１２）のデジタル値Ｄ_Ｌ[step]を使って表現される。Ａ／Ｄ変換係数をＬ[mV/step]とすると、デジタル値Ｄ_Ｌ[step]は、次式３で表わされる。
Ｄ_Ｌ＝Ｖａ／Ｌ (式３)

上記式１〜式３を用いることで、次式４に示すように、デジタル値Ｄ_Ｌ[step]から角速度θ′を求めることが出来る。
θ′＝（Ｌ／ＫＳ）Ｄ_Ｌ (式４)

撮影中の角速度データから、撮影された画像上でどれだけのぶれが生じたかを計算することが出来る。
角速度データの１つのサンプル値から次のサンプル値までにカメラに生じた回転量をθ[deg]とする。この間、角速度一定でカメラが回転すると仮定し、サンプリング周波数をｆ＝１／ｄｔ[Hz]とすると、回転量θ[deg]は次式５で表わされる。
θ＝θ′／ｆ＝（Ｌ／ＫＳｆ）Ｄ_Ｌ （式５）

図３に示すように、ｒ[mm]を焦点距離(３５[mm]フィルム換算)とすると、カメラの回転量θ[deg]から画面上の移動量ｄ[mm]が次式６により求められる。
ｄ＝ｒ・ｔａｎθ （式６）

ここで求められた移動量ｄ[mm]は、３５[mm]フィルム換算時の手ぶれの大きさで、単位は[mm]である。実際に計算処理するときには、画像の大きさをデジタルカメラの画像の大きさの単位[pixel]で考えなければならない。

３５[mm]フィルム換算の画像と、デジタルカメラで撮影した[pixe1]単位の画像は縦横比も異なるので、次のように計算を行なう。
図４(ａ)(ｂ)に示すように、３５[mm]フィルム換算時は画像サイズの横×縦が３６[mm]×２４[mm]と決まっている。デジタルカメラで撮影した画像の大きさをＸ[pixe1]×Ｙ[pixe1]とし、水平方向（ピッチ方向）のぶれ量をｘ[pixe1]、垂直方向（ヨー方向）のぶれ量をｙ[Pixe1]とすると、変換式は次式７、８となる。
ｘ＝ｄ_ｘ（Ｘ／３６）＝ｒ・ｔａｎθ_ｘ（Ｘ／３６） （式７）
ｙ＝ｄ_ｙ（Ｙ／２４）＝ｒ・ｔａｎθ_ｙ（Ｙ／２４） （式８）

尚、上記式７、８には、ｄとθに添字のｘとｙが使用されているが、添字ｘは水平方向の値であることを、添字ｙは垂直方向の値であることを示している。

上記式１〜８をまとめると、水平方向（ピッチ方向）のぶれ量ｘ[Pixe1]、垂直方向（ヨー方向）のぶれ量ｙ[pixe1]は、次式９、１０で表わされる。
ｘ＝ｒ・ｔａｎ｛（Ｌ／ＫＳｆ）Ｄ_Ｌｘ｝Ｘ／３６ （式９）
ｙ＝ｒ・ｔａｎ｛（Ｌ／ＫＳｆ）Ｄ_Ｌｙ｝Ｙ／２４ （式１０）

この変換式９、１０を用いることで、デジタル値として得られたカメラの各軸の角速度データから、画像のピッチ方向及びヨー方向のぶれ量ｘ、ｙを求めることが出来る。
そして、これらのぶれ量ｘ、ｙから次式１１により判定対象となる判定ぶれ量ｚを求める。
ｚ＝（ｘ×ｘ）＋（ｙ×ｙ） (式１１)

従って、判定ぶれ量ｚが所定の閾値ｔｈよりも小さい場合は、手ぶれ無しと判定することが出来、判定ぶれ量ｚが所定の閾値ｔｈ以上の場合は、手ぶれ有りと判定することが出来る。ここで、閾値ｔｈは、ディスプレイの画面のサイズ(画素数)の大きさに応じて変えることが有効である。

図５(ａ)〜(ｄ)は、画像記録時のディスプレイ(６)の表示例を表わしており、同図(ａ)の如くスルー画像が表示されている状態でシャッター釦が操作されると、同図(ｂ)の如く記録の対象となる画像(フリーズ画像)が表示されると共に、前述の如くぶれ量の算出が実行され、手ぶれが発生している場合は、同図(ｃ)の如く、ディスプレイ(６)には、手ぶれ補正を施すべきか否かの選択を案内するメッセージが、撮影画像(フリーズ画像)に重ねて表示される。そして、ユーザが手ぶれ補正を指示した場合は、撮影画像に手ぶれ補正を施すと共に、同図(ｄ)の如く手ぶれ補正終了のメッセージを表示する。

上述のデジタルカメラによれば、ユーザが意図的に手ぶれを発生させて画像に特殊効果を付与したい場合等において、撮影画面毎に手ぶれ補正を施すか否かの選択を行なうことが可能である。
又、ユーザは撮影時に手ぶれの発生を認識することが出来るので、撮影姿勢、光源の状態、環境条件などを踏まえた撮影技術の向上に資することが出来る。

又、手ぶれの発生を確認した上で、手ぶれ補正後の画像を手ぶれ補正前の画像と比較するによって、手ぶれ補正の効果を確認することが出来る。
更に又、手ぶれ補正前の画像と手ぶれ補正後の画像の両方を、記録媒体に記録することも可能である。

本発明に係るデジタルカメラの構成を示すブロック図である。 画像撮影時の制御手続きを示すフローチャートである。 カメラの回転と画面上の移動量の関係を説明する図である。 ３５mmフィルム換算のぶれ量とデジタルカメラにおける画素単位のぶれ量の関係を説明する図である。 ディスプレイの表示例を示す図である。

符号の説明

(１) ＡＳＩＣ
(２) 手ぶれマイコン
(４) 操作釦
(５) 記録媒体
(６) ディスプレイ
(７) 光学系
(８) 撮像素子
(10) ジャイロスコープ
(11) ジャイロスコープ

Claims (4)

1. ユーザ操作に応じて画像を撮影し、該画像を記録媒体に記録することが可能であると共に、ユーザ操作時の手ぶれを検出してぶれ量に応じて画像に手ぶれ補正を施すことが可能な画像記録装置において、
   前記ユーザ操作に応じて撮影された前記画像を一時的に記憶するメモリと、
   前記ユーザ操作時のぶれ量を算出する演算手段と、
   算出されたぶれ量を所定の閾値と比較して、ぶれ量が所定の閾値よりも大きいとき、その旨を報知する報知手段と、
   前記報知に応じて手ぶれ補正を施すべき旨のユーザ指示が発せられたとき、前記メモリに記憶された前記画像に手ぶれ補正を施す補正手段と、
   前記補正手段で補正された補正画像を前記記録媒体に記録する記録手段とを具えていることを特徴とする画像記録装置。
2. ユーザ操作時の手ぶれを検出すべき角速度センサーを具え、前記演算処理手段は、前記角速度センサーから得られるピッチ方向及びヨー方向の角速度データに基づいて、画面上のぶれベクトルを画素単位で導出し、そのぶれベクトルの大きさを前記ぶれ量として算出する請求項１に記載の画像記録装置。
3. 前記報知手段は、ぶれ量が所定の閾値よりも大きいとき、手ぶれ補正を施すか否かをユーザに問うメッセージをディスプレイに表示するものである請求項１又は請求項２に記載の画像記録装置。
4. 前記報知手段は、ディスプレイに表示されている撮影画像に重ねて前記メッセージを表示するものである請求項３に記載の画像記録装置。

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