JP4893330B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、自装置のぶれ量を検出できる撮像装置に関する。

手振れ補正機能を有するカメラが販売されている。この機能によれば、使用者による撮像時の手振れによる画像ぶれを軽減できる。そのため、カメラの購入者にとっては魅力のある機能である。

ところが、手振れ補正機能によりどの程度画質劣化を防ぐことができるのかは、カメラを操作しているだけでは判別し難い。撮像画像を表示する画面の大きさが小さいことなどのためである。特に、カメラ店等における購入検討時やスルー画像の表示時には、画像を見ただけではぶれの状態を判別するのが難しい。

そこで、ぶれ量を表示することが考えられる。特許文献１には、ビューファインダに手振れの方向及び量を表示するビデオカメラが開示されている。これによれば、ビデオカメラの撮影者は、手振れ或いは手振れ補正の方向及び量をリアルタイムで知ることができる。
特開平４−２５５１８０号公報

しかしながら、従来のビデオカメラでは、使用者は、表示により手振れ量は把握できるが、被写体が動いたことに起因する画像ぶれを把握することはできない。ところが、静止画像を良好に撮像しようとすると、手振れとともに被写体の動きを明確に区別して把握しておくことが重要である。

そこで、本発明は、手振れの大きさを把握するとともに、被写体の動き又は被写体の動きに起因する画像ぶれの大きさを容易に把握できる撮像装置を提供することを目的とする。

上記の問題点を解決するために、本発明の撮像装置は、被写体を撮像して画像データを生成する撮像手段と、前記撮像手段で撮像された画像データの動きを検出する画像動き検出手段と、自装置のぶれを検出するぶれ検出手段と、前記画像動き検出手段の検出結果に応じて画像の動き量を示す情報を表示すると共に、前記ぶれ検出手段の検出結果に応じて自装置のぶれの大きさを示す情報を表示する表示手段と、を備える。

これにより、使用者は、手振れにより自装置がぶれているのか、それとも被写体の動き等により撮像画像そのものがぶれているのかを容易に把握できる。

ここで、前記画像動き検出手段で検出された画像データの動きと前記ぶれ検出手段で検出された自装置のぶれとに基づいて、被写体の動きを検出する被写体動き検出手段をさらに備え、画像の動き量を示す情報を表示する代わりに、被写体の動き量を示す情報を表示するようにしてもよい。

これにより、使用者は、画面を見るだけで、手振れにより画像がぶれているのか、被写体が動いていることにより画像がぶれているのかを容易に判別できる。

本発明によれば、手振れの大きさを把握するとともに、被写体の動き又は被写体の動きに起因する画像ぶれの大きさを容易に把握できる。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係るデジタルカメラ１について、図１〜図５を用いて詳細に説明する。

１ 概要
本発明の実施の形態１に係るデジタルカメラ１は、光学式手振れ補正機能及び撮像画像の動き量を検出する機能を有する。これらの機能を用いて、撮像画像の像ぶれ補正をすることが可能である。

ところで、店頭販売時に、これらの機能による効果を分かりやすく購入検討者に伝えたいという要望がある。

そこで、本発明の実施の形態１に係るデジタルカメラ１は、店頭販売時の制御モードであるデモンストレーションモード（以下、デモモードという）を有する。このデモモードでは、デジタルカメラ１のぶれ量や撮像画像のぶれ量を表示することが可能である。これにより、購入検討者は、販売店頭において、撮像時に、どの程度デジタルカメラ１や撮像画像がぶれるのかを把握し易くなる。

図１は、デモモード時における、デジタルカメラ１の表示部１００の表示画面を示す模式図である。手振れインジケータＤ１及び画像ぶれインジケータＤ２が、撮像画像Ｄ３の上にスーパーインポーズされた状態で、表示されている。手振れインジケータＤ１及び画像ぶれインジケータＤ２は、数ブロックの表示ブロックからなり、デジタルカメラ１のぶれ量や撮像画像のぶれ量に応じて、各ブロックの色が変わる。これにより、使用者は、デジタルカメラ１のぶれ量や撮像画像のぶれ量を把握できる。

２−１ デジタルカメラの構成
図２は、デジタルカメラ１の構成を示すブロック図である。デジタルカメラ１は、光学系１０とＣＣＤイメージセンサ２０とＡＤコンバータ３０と画像処理部４０とコントローラ５０とバッファメモリ６０とジャイロセンサー７０とモータ８０と操作部９０と表示部１００とを備える。

光学系１０は、ズームレンズ１１、補正レンズ１２、フォーカスレンズ１３を備える。補正レンズ１２は、光学系１０の光軸に垂直な面内で移動可能である。補正レンズ１２が光学系１０の光軸に垂直な面内で移動することにより、光学系１０の光軸を曲げることができる。後述するジャイロセンサー７０で検出したデジタルカメラ１のぶれを相殺する方向に補正レンズ１２を移動することにより、デジタルカメラ１のぶれに起因する像ぶれを防止できる。

ＣＣＤイメージセンサ２０は、光学系１０で形成した被写体像を撮像して、画像データを生成する。ＡＤコンバータ３０は、ＣＣＤイメージセンサ２０で生成された画像データをアナログデータからデジタルデータに変換する。

画像処理部４０は、ＡＤコンバータ３０からの出力に対して、各種の画像処理を施す。画像処理部４０は、前処理部４１、ＹＣ処理部４２、電子ズーム処理部４３、ベクトル算出部４４、圧縮部４５、伸張部４６を備える。前処理部４１は、ガンマ補正、キズ補正、ホワイトバランス補正等の各種の処理を行う。ＹＣ処理部４２は、ＲＧＢデータ形式の画像データに基づいて、ＹＣデータ（輝度・色差データ）を生成する。電子ズーム処理部４３は、間引きや補間処理を用いて、画像データを電子的に縮小又は拡大する。圧縮部４５は、画像データを圧縮する。典型的には、圧縮部４５は、画像データを圧縮して、ＪＰＥＧ形式のデータを生成する。伸張部４６は、圧縮された画像データを解凍して、表示等が可能なデータを生成する。

ベクトル算出部４４は、ＹＣ処理部４２又は電子ズーム処理部４３で生成された動画像データに基づいて動きベクトルを算出する。動きベクトルは、動画像データの各フレーム間での特徴点の動きに基づいて算出される。デジタルカメラ１のぶれ又は／及び被写体の動きが大きいと、動きベクトルは大きくなる。

コントローラ５０は、デジタルカメラ１全体を制御する。コントローラ５０は、ＯＩＳ処理部５１及び動き検出部５２を備える。

動き検出部５２は、ベクトル算出部４４で算出された動きベクトルに基づいて、撮像画像の動き量を検出する。動き検出部５２で検出された撮像画像の動き量が大きいということは、デジタルカメラ１のぶれ又は／及び被写体の動きが大きい状態であることを意味する。

バッファメモリ６０は、画像処理部４０やコントローラ５０のワークメモリとして機能する。バッファメモリ６０は、典型的にはＤＲＡＭで実現可能であるが、フラッシュメモリ等で実現するようにしてもよい。

ジャイロセンサー７０、ＯＩＳ処理部５１、モータ８０及び補正レンズ１２によって、光学式像ぶれ補正機能を実現できる。ジャイロセンサー７０は、デジタルカメラ１の動きの角速度を検出する。ＯＩＳ処理部５１は、ジャイロセンサー７０で検出された角速度を積分して、デジタルカメラ１の角度を算出する。これが、デジタルカメラ１のぶれ量である。そして、ＯＩＳ処理部５１は、デジタルカメラ１の動きを相殺して、被写体像がＣＣＤイメージセンサ２０上で極力動かないように、補正レンズ１２を駆動するよう、モータ８０に指示する。モータ８０は、この指示に従って、補正レンズ１２を駆動する。補正レンズ１２は、上述のように、光学系１０の光軸の垂直面内で移動することにより、光学系１０の光軸を曲げることができる。これにより、被写体像がＣＣＤイメージセンサ２０上で極力動かないようにすることができる。

コントローラ５０は、光学式像ぶれ補正機能の制御モードとして、複数の制御モードを有するようにしてもよい。例えば、第１モードとして、光学式像ぶれ補正機能を常に作動しているモードを備え、第２モードとして、光学式像ぶれ補正機能を静止画像の撮像時のみ作動させるモードを備え、第３モードとして、光学式像ぶれ補正機能を作動させないモードを備えるようにしてもよい。本明細書では、この３つのモードを有するコントローラを例として説明する。

表示部１００は、液晶モニタ等の表示装置である。表示部１００は、撮像画像データや各種の設定等を表示可能である。また、表示部１００は、動き検出部５２で検出された撮像画像の動き量を示す情報及びＯＩＳ処理部５１で算出されたデジタルカメラ１のぶれ量を示す情報を表示可能である。

２−２ 本発明の構成との対応
ＣＣＤイメージセンサ２０は本発明の撮像手段の一例である。ベクトル算出部４４及び動き検出部５２からなる構成は、本発明の画像動き検出手段の一例である。ジャイロセンサー７０及びＯＩＳ処理部５１からなる構成は、本発明のぶれ検出手段の一例である。表示部１００は本発明の表示手段の一例である。ジャイロセンサー７０、ＯＩＳ処理部５１、モータ８０及び補正レンズ１２からなる構成は、本発明の像ぶれ補正手段の一例である。コントローラ５０は本発明のモード設定手段の一例である。コントローラ５０は本発明のぶれ量変更手段の一例である。コントローラ５０は本発明のシャッタースピード決定手段の一例である。ベクトル算出部４４及びコントローラ５０からなる構成は本発明の被写体動き検出手段の一例である。手振れインジケータＤ１は本発明の自装置のぶれの大きさを示す情報の一例である。画像ぶれインジケータＤ２は本発明の画像の動き量を示す情報の一例である。

３ 動作
３−１ 動作の概要
以上のように構成されたデジタルカメラ１の動作を説明する。図３は、デジタルカメラ１のデモモードにおける動作を説明するためのフローチャートである。

店頭販売員等が操作部９０を用いて、デジタルカメラ１の動作モードをデモモードに設定する（Ｓ１におけるＹｅｓの場合）と、コントローラ５０はデモモードでの制御を開始する。以下、デモモードでの制御を詳細に説明する。

まず、ＣＣＤイメージセンサ２０、ＡＤコンバータ３０及び画像処理部４０は、被写体を撮像して動画像データを生成する（Ｓ２）。

次に、ＯＩＳ処理部５１は、ジャイロセンサー７０からの出力に基づいて、デジタルカメラ１のぶれ量を算出する。そして、コントローラ５０は、算出されたデジタルカメラ１のぶれ量に基づいて、これを示す情報である手振れインジケータＤ１を算出する（Ｓ３）。

次に、ベクトル算出部４４及び動き検出部５２からなる構成は、ＹＣ処理部４２又は電子ズーム処理部４３で生成された画像データに基づいて、撮像画像のぶれ量を算出する。コントローラ５０は、算出された撮像画像のぶれ量に基づいて、これを示す情報である画像ぶれインジケータＤ２を算出する（Ｓ４）。

次に、表示部１００は、画像処理部４０で生成された動画像を表示部１００に表示し、その上に、手振れインジケータＤ１及び画像ぶれインジケータＤ２をスーパーインポーズにて表示する（Ｓ５）。

コントローラ５０は、デモモード動作期間中、操作部９０を介して使用者からデモモードの終了指示があるかどうかを監視する（Ｓ６）。終了の指示があれば、コントローラ５０はデモモードの動作を終了する。終了の指示がない間は、コントローラ５０はデモモードの動作を続ける。

３−２ 手振れ表示用データ算出動作
次に、ステップＳ３の手振れ表示用データ算出動作を詳細に説明する。

ジャイロセンサー７０は、デジタルカメラ１の角速度を検出する。ＯＩＳ処理部５１は、この検出結果を受けて、デジタルカメラ１のぶれ量を算出する（Ｓ３１）。

次に、コントローラ５０は、光学式手振れ補正機能に関する動作条件を確認する（Ｓ３２）。例えば、コントローラ５０は、光学式像ぶれ補正機能の動作モードが上記の第１モード〜第３モードのいずれであるかを確認する。

次に、コントローラ５０は、ステップＳ３１で算出した自装置のぶれ量に対して、確認した動作条件に応じた係数をかける。

例えば、第３モードに設定されている場合に比べて、第１モードや第２モードに設定されている場合には、係数を小さくする。これにより、第１モードや第２モードに設定されている場合、係数乗算後のデジタルカメラ１のぶれ量は小さくなる。その結果、手振れインジケータＤ１は実際のデジタルカメラ１のぶれ量よりも小さい値を表示することになる。ところで、第１モード及び第２モードは、光学式手振れ補正機能が動作しているモードであり、このモードで撮像すると、像ぶれが小さくなる。このようなモードの場合に、上記のように係数を小さくすると手振れインジケータＤ１も小さくなる。これにより、手振れインジケータＤ１の表示に、手振れ補正モードを反映させることができる。

仮に、自装置のぶれ量に対して、確認した動作条件に応じた係数をかけることをしない場合、光学式手振れ補正機能により、像ぶれを補正しているにも関わらず、手振れインジケータＤ１の大きさはデジタルカメラ１のぶれ量に比例したものとなり、像ぶれ量と手振れインジケータＤ１の大きさとが乖離してしまうことになる。像ぶれ量と手振れインジケータＤ１の大きさとを一致させるには、手振れによる像ぶれ量そのものを検出して、その量をインジケータとして表示する方法が考えられるが、像ぶれ量のうちどの程度が手振れによるものなのかを検出するのは困難である。そこで、上記のように、自装置のぶれ量に対して、確認した動作条件に応じた係数をかけることにより、容易に、像ぶれ量と手振れインジケータＤ１の大きさとをほぼ一致させているのである。

３−３ 画像ぶれ表示用データ算出動作
次に、ステップＳ４の画像ぶれ表示用データ算出動作を詳細に説明する。

ＹＣ処理部４２又は電子ズーム処理部４３は、撮像画像を動画像として生成する。ベクトル算出部４４は、生成された動画像の動きベクトルを算出する。動き検出部５２は、ベクトル算出部４４で算出された動きベクトルに基づいて、動画像の動き量を検出する（Ｓ４１）。

次に、コントローラ５０は、自装置に設定されている動作条件を確認する（Ｓ４２）。例えば、コントローラ５０は、シャッタースピードがどの程度に設定されているかを確認する。

次に、コントローラ５０は、ステップＳ４１で算出した動画像のぶれ量に対して、確認した動作条件に応じた係数をかける。

例えば、相対的に短いシャッタースピードが設定されている場合には、係数を小さくする。これにより、シャッタースピードが短い場合、係数乗算後のデジタルカメラ１のぶれ量は小さくなる。その結果、画像ぶれインジケータＤ２は実際の動画像のぶれ量よりも小さい値を表示することになる。ところで、相対的に短いシャッタースピードが設定されている場合に静止画像を撮像すると、撮像した静止画像のぶれ量は小さくなる。このような場合に、上記のように係数を小さくすると、画像ぶれインジケータＤ２を小さくすることができる。これにより、画像ぶれインジケータＤ２の表示に、シャッタースピードの設定を反映させることができる。

仮に、動画像のぶれ量に対して、確認した動作条件に応じた係数をかけることをしない場合、静止画像を撮像した場合にはぶれが小さくなるにも関わらず、画像ぶれインジケータＤ２の大きさは動画像のぶれ量に比例したものとなり、静止画像の像ぶれ量と画像ぶれインジケータＤ２の大きさとが乖離してしまうことになる。静止画像の像ぶれ量と画像ぶれインジケータＤ２の大きさとを一致させるには、静止画像を実際に撮像し、そのぶれ量そのものを検出して、その量をインジケータとして表示する方法が考えられるが、動画撮像中に静止画像のぶれ量を検出するのは困難である。そこで、上記のように、動画像のぶれ量に対して、確認した動作条件に応じた係数をかけることにより、容易に、静止画像の像ぶれ量と画像ぶれインジケータＤ２の大きさとをほぼ一致させているのである。

４ まとめ
本発明の実施の形態１に係るデジタルカメラ１は、ＣＣＤイメージセンサ２０と、ベクトル算出部４４と、動き検出部５２と、ジャイロセンサー７０と、ＯＩＳ処理部５１と、表示部１００とを備える。ＣＣＤイメージセンサ２０は、被写体を撮像して画像データを生成する。ベクトル算出部４４及び動き検出部５２からなる画像動き検出手段は、ＣＣＤイメージセンサ２０で撮像された画像データの動きを検出する。ジャイロセンサー７０及びＯＩＳ処理部５１からなるぶれ検出手段は、自装置のぶれを検出する。表示部１００は、画像動き検出手段の検出結果に応じて画像の動き量を示す情報（画像ぶれインジケータＤ２）を表示すると共に、ぶれ検出手段の検出結果に応じて自装置のぶれの大きさを示す情報（手振れインジケータＤ１）を表示する。

これにより、手振れにより自装置がぶれているのか、それとも被写体の動き等により撮像画像そのものがぶれているのかを容易に把握できる。

また、本発明の実施の形態１に係るデジタルカメラ１は、さらに、ジャイロセンサー７０、ＯＩＳ処理部５１補正レンズ１２及びモータ８０からなる像ぶれ補正手段を備える。さらに、デジタルカメラ１は、コントローラ５０を備える。像ぶれ補正手段は、ぶれ検出手段で検出したぶれに基づいて、ＣＣＤイメージセンサ２０で生成される画像データの像ぶれを補正する。コントローラ５０は、像ぶれ補正手段の動作モードを設定するモード設定手段として機能する。また、コントローラ５０は、設定された動作モードに応じて、手振れインジケータＤ１の大きさを変更するぶれ量変更手段として機能する。

これにより、容易な方法で、像ぶれ量と手振れインジケータＤ１の大きさとをほぼ一致させることができる。

また、本発明の実施の形態１に係るデジタルカメラ１において、コントローラ５０は、シャッタースピードを決定するシャッタースピード決定手段としても機能する。さらに、コントローラ５０は、決定されたシャッタースピードに応じて、画像ぶれインジケータＤ２の大きさを変更するぶれ量変更手段としても機能する。

これにより、容易な方法で、静止画像の像ぶれ量と画像ぶれインジケータＤ２の大きさとをほぼ一致させることができる。

（実施の形態２）
本発明は、実施の形態１に係るデジタルカメラ１の他にも適用可能である。以下、本発明の他の実施の形態を実施の形態２としてまとめて説明する。

実施の形態１では、手振れインジケータＤ１とともに画像ぶれインジケータＤ２を表示するようにした。画像ぶれインジケータＤ２は、画像の動き量を示す情報である。しかし、本発明は、これには限らない。例えば、画像の動き量から手振れ量を差し引いた量を表示するようにしてもよい。画像の動き量は、手振れ量（自装置のぶれ量）と被写体の動き量とが合算した量である。従って、画像の動き量から手振れ量を差し引いた量は、被写体の動き量ということになる。このように、手振れインジケータＤ１とともに被写体の動き量を示す情報を表示することにより、使用者は、画面を見るだけで、手振れにより画像がぶれているのか、被写体が動いていることにより画像がぶれているのかを容易に判別できる。

また、実施の形態１では、デモモードにおいて、手振れインジケータＤ１及び画像ぶれインジケータＤ２を表示するようにした。しかし、本発明はこれには限らない。例えば、通常の静止画像の撮像のためのスルー画像表示時に両インジケータを表示するようにしてもよい。また、動画像の記録時に両インジケータを表示するようにしてもよい。要するに、自装置のぶれの大きさを示す情報及び画像の動き量を示す情報、又は自装置のぶれの大きさを示す情報及び被写体の動き量を示す情報を表示する動作があれば、本発明は適用可能である。

また、実施の形態１では、ジャイロセンサー７０を用いて自装置のぶれ量を検出したが、本発明はこれには限らない。例えば、角加速度センサーを用いてもよい。要するに、自装置のぶれ量を検出できるものであればよい。

また、実施の形態１では、光学式手振れ補正機能を実現する機構として、インナーレンズシフト方式の光学式手振れ補正機構を例示した。しかし、本発明は、これには限定されない。例えば、撮像素子がシフトする方式のものでも良いし、レンズ鏡筒全体が振れるものであってもよい。

また、実施の形態１では、光学式手振れ補正機能を有する撮像装置を例示した。しかし、光学式手振れ補正機能を有することは必須ではない。本発明を実現するためには、要するに、自装置のぶれ量を検出できる機能があればよい。

また、実施の形態１では、動きベクトルを算出することにより、画像のぶれ量を検出するようにしたが、これに限らず、他の方法を用いて画像のぶれ量を検出してもよい。

また、実施の形態１では、ＹＣ処理部４２又は電子ズーム処理部４３の出力に基づいて、動きベクトルを算出するとしたが、これに限らない。例えば、ＹＣ処理の前のＲＡＷデータ（この実施例では、ＲＧＢ形式のデータ）に基づいて、動きベクトルを算出するようにしてもよい。

本発明は、自装置のぶれ量を検出できる撮像装置に適用できる。より具体的には、デジタルスチルカメラやムービー、カメラ機能付き携帯電話端末などに適用可能である。

本発明の実施の形態１に係るデジタルカメラの表示画面を示す模式図 本発明の実施の形態１に係るデジタルカメラの構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１に係るデジタルカメラのインジケータ表示時の動作を説明するためのフローチャート 本発明の実施の形態１に係るデジタルカメラの手振れ表示用データの算出時の動作を説明するためのフローチャート 本発明の実施の形態１に係るデジタルカメラの画像ぶれ表示用データの算出時の動作を説明するためのフローチャート

符号の説明

１２ 補正レンズ
２０ ＣＣＤイメージセンサ
４０ 画像処理部
４４ ベクトル算出部
５０ コントローラ
５１ ＯＩＳ処理部
５２ 動き検出部
７０ ジャイロセンサー
８０ モータ
１００ 表示部

Claims (3)

1. 被写体を撮像して画像データを生成する撮像手段と、
   前記撮像手段で撮像された画像データの動きを検出する画像動き検出手段と、
   自装置のぶれを検出するぶれ検出手段と、
   前記ぶれ検出手段で検出したぶれに基づいて、前記撮像手段で生成される画像データの像ぶれを補正する像ぶれ補正手段と、
   前記像ぶれ補正手段が動作するか否かの動作モードを設定するモード設定手段と、
   前記設定された動作モードが前記像ぶれ補正手段が動作するモードのとき、前記ぶれ検出手段が検出した自装置のぶれ量を示す情報をより小さい値に変更するぶれ量変更手段と、
   前記画像動き検出手段の検出結果に応じて画像の動き量を示す情報を表示すると共に、前記ぶれ量変更手段の変更結果に応じて自装置のぶれ量を示す情報を表示する表示手段と、
   を備える撮像装置。
2. 前記画像動き検出手段の検出した画像の動き量から、前記ぶれ検出手段の検出した自装置のぶれ量を差し引いて、被写体の動きを検出する被写体動き検出手段を更に備え、
   前記表示手段は、前記被写体動き検出手段の検出結果に応じて画像の動き量を示す情報を表示する、
   請求項１に記載の撮像装置。
3. 被写体を撮像して画像データを生成する撮像手段と、
   前記撮像手段で撮像された画像データの動きを検出する画像動き検出手段と、
   自装置のぶれを検出するぶれ検出手段と、
   前記画像動き検出手段の検出した画像の動き量から、前記ぶれ検出手段の検出した自装置のぶれ量を差し引いて、被写体の動きを検出する被写体動き検出手段と、
   前記被写体動き検出手段の検出結果に応じて被写体の動き量を示す情報を表示すると共に、前記ぶれ検出手段の検出結果に応じて自装置のぶれの大きさを示す情報を表示する表示手段と、
   を備える撮像装置。

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