JP4916513B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、メカシャッタ又は／及び電子シャッタのシャッタスピードを変更可能な撮像装置に関し、特に、手振れ補正機能を有する撮像装置に関する。

近年、手振れ補正機能付きのデジタルスチルカメラが開発され販売されている。手振れ補正の方法としては、光学的に被写体像のぶれを防止するものや撮像素子を高感度にしてシャッタスピードを速くするものなどがある。

そのような撮像装置の一つとして、撮像画像の動きベクトルを検出し、その動きベクトルに基づいてシャッタスピードを決定する撮像装置が特許文献１に開示されている。これにより、被写体の動きにより生じる被写体ブレを抑制しつつ、静止体の撮影時に画像情報のＳ／Ｎを高めることができる。
特開平８−３２７９１７号公報

しかしながら、光学的な手振れ補正機能を有し、その手振れ補正機能の制御モードとして複数の制御モードのうちいずれかを選択可能である撮像装置において、動きベクトルに応じてシャッタスピードを調整可能にすると不具合が生じることが分かった。

この点を具体的に説明すると、手振れ補正の制御モードによっては、撮像装置の手振れ量が同じであっても、検出される動きベクトル量が異なる場合がある。このような場合に、動きベクトル量のみによって露光量を調整したのでは、実際の手振れ量に対して適切でない露光量が設定される場合があることが分かった。すなわち、実際にはあまり撮像画像がぶれていない場合であっても、露光量が必要以上に小さくなる場合がある。

そこで、本発明は、上記の問題点を解決し、画像ぶれを適正に補正しつつ、より適正な露光量での撮像を可能にする撮像装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、画像を撮像する際の露光量を調整可能な撮像装置であって、撮像画像の動きを検出する動き検出部と、撮像画像のぶれを光学的に補正するぶれ補正部と、ぶれ補正部の制御モードとして、複数の制御モードのうちからいずれかを指示するモード指示部と、モード指示部で指示された制御モードと検出した撮像画像の動きとに基づいて、画像を撮像する際の露光量に関する設定値を決定する設定値決定部と、を備える。

これにより、手振れ補正機能の制御モードに応じて、露光量を調整することができる。そのため、手振れ補正機能の制御モードによっては露光量が不適切になるという不具合を防止できる。

また、本発明の撮像装置は、メカシャッタ又は／及び電子シャッタのシャッタスピードを調整することによって、画像を撮像する際の露光量を調整可能な撮像装置であってもよい。この場合、設定値決定部は、決定した制御モードと検出した撮像画像の動きとに基づいてシャッタスピードを決定する。

これにより、手振れ補正機能の制御モードに応じて、シャッタスピードを調整することができる。そのため、手振れ補正機能の制御モードによっては露光量が不適切になるという不具合を防止できる。

ぶれ補正部の複数の制御モードとして、第１の制御モード及び第２の制御モードを含むようにしてもよい。ここで、第１の制御モードは、静止画像の撮像動作から次の静止画像の撮像動作までの期間内において、ぶれ補正部が撮像画像のぶれを補正するための動作を続行する制御モードであり、第２の制御モードは、期間内において、ぶれ補正部が撮像画像のぶれを補正するための動作を中断する期間が存在する制御モードである。

設定値決定部は、動き検出部で検出された撮像画像の動きが所定の値である場合において、決定された制御モードが第１の制御モードである場合、露光量に関する設定値として第１の設定値に決定する一方、決定された制御モードが第２の制御モードである場合、露光量に関する設定値として第２の設定値に決定するようにしてもよい。この場合、第２の設定値に設定したときの画像を撮像する際の露光量は、第１の設定値に設定したときの画像を撮像する際の露光量より大きい。

以上により、本発明は、画像ぶれを適正に補正しつつ、より適正な露光量での撮像を可能にする撮像装置を提供できる。

（実施の形態１）
１ 構成
１−１ 全体構成
図１は、本発明のデジタルカメラの構成を示すブロック図である。図１において、１４はレンズ鏡筒、２は撮像素子、３は画像処理部、８はデジタルカメラを制御するマイクロプロセッサである。撮像素子２としては、ＣＣＤイメージセンサ、ＣＭＯＳイメージセンサ、ＮＭＯＳイメージセンサなどを用いることができる。画像処理部３やマイクロプロセッサ８は、ハードウェアで構成することもできるし、マイクロコンピュータなどのソフトウェアを組み込んだハードウェアでも構成できる。

レンズ鏡筒１４は、手ぶれ補正レンズ１１、フォーカスレンズ１２、アイリス１３、などを備える。手ぶれ補正レンズ１１は、レンズ鏡筒１４の光軸に垂直な面内で移動可能であり、その面内で手ぶれの大きさに応じて移動することにより、撮像素子２上に結像される被写体像のぶれを相殺することができる。

撮像素子２は、レンズ鏡筒を介して入力した映像を電気信号（アナログデータ）に変換する。Ａ／Ｄ変換器１０５は、撮像素子２で生成された電気信号をデジタル画像データに変換する。

画像処理部３は、前処理部３１、ＹＣ変換部３２、圧縮部３３及び動き検出部３４を含む。前処理部３４は、Ａ／Ｄ変換器１０５から入力したデジタル画像データに対して、ゲイン補正、ガンマ補正、ホワイトバランス補正、傷補正などの各種の処理を行う。ＹＣ変換部３２は、前処理後の画像データを色差と輝度信号に分ける。圧縮部３３は、ＹＣ変換後の画像データを圧縮処理する。また、圧縮部３３は、メモリーカード７から読み出した圧縮画像データを伸長する機能を有するようにしてもよい。これらの処理を施すための一時的作業領域としてバッファメモリ４が使用される。圧縮された画像データは、メモリーカードＩ／Ｆ６を介してメモリーカード７に記録される。また、バッファメモリ４やメモリーカード７に存在する画像は液晶モニタ５で再生可能である。

マイクロプロセッサ８は、操作部９の入力に従って、画像処理部３、シャッタ制御部１０１、アイリス駆動部１０２、フォーカス駆動部１０３などデジタルカメラのシステム全体をコントロールする。また、ジャイロセンサ１０で検出されたカメラのぶれに基づいて、撮像素子２に結像される被写体像のぶれを抑制するように、補正レンズ駆動部１０４を制御する。

１−２ 動き検出部の構成
図２は動き検出部３４の構成を示すブロック図である。動き検出部３４は、撮像素子２で生成された画像データに基づいて、その画像の動きを検出する。動き検出部３４は、代表点記憶部３４１、相関演算部３４２、動きベクトル検出部３４３を含む。

代表点記憶部３４１は、前処理部３１から入力される現フレームの画像信号を複数の領域に分割し、各領域に含まれる特定の代表点に対応する画像信号を代表点信号として記憶する。また、代表点記憶部３４１は、既に記憶されている現フレームより１フレーム前の代表点を読み出して相関演算部３４２に与える。

相関演算部３４２は、前フレームの代表点信号を代表点記憶部３４１から取得し、現フレームの画像データを前処理部３１から取得する。そして、相関演算部３４２は、前フレーム代表点信号と現フレームの画像データとの間の相関演算を行う。この相関演算とは、前フレーム代表点信号と現フレームの画像信号の差を比較するものである。その後、相関演算部３４２の出力は動きベクトル検出部３４３に与えられる。

動きベクトル検出部３４３は、相関演算部３４２における演算結果から、前フレームと現フレーム間の画像の動きベクトルを検出する。動きベクトルは、たとえば前フレーム内に現れているある画像要素が現フレームにおいて位置が移動したときの動き量および動く方向を示している。

１−３ 光学式手ぶれ補正のモード
本実施の形態のデジタルカメラは、手ぶれ補正動作の制御モードとして、少なくとも２つの制御モードを有する。すなわち、マイクロプロセッサ８が補正レンズ駆動部１０４を制御する際の制御モードは、少なくとも２つある。以下、これらの制御モードを図３及び図４を用いて説明する。図３、図４は、デジタルカメラの像ぶれ補正のモードを説明するための模式図である。

図３は、マイクロプロセッサ８が補正レンズ駆動部１０４をＭＯＤＥ１という制御モードで制御するときの、マイクロプロセッサ８が補正レンズ駆動部１０４に対して指示するレンズ位置指令値と撮像素子２の露光状態との関係を示す図である。図３（ａ）は、マイクロプロセッサ８が出力するレンズ位置指令値の経時変化を示す図である。図３（ｂ）は、撮像素子２の露光状態の変化を示す図である。図３（ｃ）は各イベントの発生時刻を示す。ここでは、各イベントと時刻との対応関係の一例として、次のような対応関係があるとする。すなわち、時刻ｔ１１にシャッタ釦が半押しされ、時刻ｔ１３にシャッタ釦が全押しされ、時刻ｔ１３から時刻ｔ１５の間に撮像素子２が露光される。図３に示す通り、マイクロプロセッサ８は、静止画像の撮像動作から次の静止画像の撮像動作までの期間内において、補正レンズ駆動部１０４が撮像画像のぶれを補正するための動作を続行する。以降、この制御モードをＭＯＤＥ１と表記する。なお、シャッタ釦は、図１において図示していないが、操作部９の一部である。

マイクロプロセッサ８がＭＯＤＥ１で補正レンズ駆動部１０４を制御することにより、静止画の撮像時以外においても手振れ補正を行うことができる。例えば、静止画像の構図を決めるためのスルー画像に対しても手振れ補正制御を行うことができる。また、ＭＯＤＥ１では、マイクロプロセッサ８は、撮像素子２の露光状態とは関係なく補正レンズ駆動部１０４を駆動できるので、手振れ補正の制御を比較的容易に行うことができる。

図４は、マイクロプロセッサ８が補正レンズ駆動部１０４をＭＯＤＥ２という制御モードで制御するときの、マイクロプロセッサ８が補正レンズ駆動部１０４に対して指示するレンズ位置指令値と撮像素子２の露光状態との関係を示す図である。図４（ａ）は、マイクロプロセッサ８が出力するレンズ位置指令値の経時変化を示す図である。図４（ｂ）は、撮像素子２の露光状態の変化を示す図である。図４（ｃ）は各イベントの発生時刻を示す。ここでは、各イベントと時刻との対応関係の一例として、次のような対応関係があるとする。すなわち、時刻ｔ２１にシャッタ釦が半押しされ、時刻ｔ２３にシャッタ釦が全押しされ、時刻ｔ２４から時刻ｔ２５の間に撮像素子２が露光される。図４に示す通り、マイクロプロセッサ８は、静止画像の撮像動作から次の静止画像の撮像動作までの期間内において、補正レンズ駆動部１０４が撮像画像のぶれを補正するための動作を中断する期間が存在する。以降、この制御モードをＭＯＤＥ２と表記する。

マイクロプロセッサ８がＭＯＤＥ２で補正レンズ駆動部１０４を制御することにより、静止画の撮像に必要なときだけ手振れ補正レンズ１１を駆動することとなる。そのため、それ以外のときには手振れ補正レンズ１１を駆動しないので、補正レンズ駆動部１０４で消費する電力を削減できる。なお、図４に示す通り、時刻ｔ２３からｔ２４までの期間においても、手振れ補正機能は作動している。これは、予め手振れ補正機能を作動させた後に露光を行うことにより、露光期間中の手振れ補正動作を安定的に行うためである。また、露光期間終了後直ぐに手振れ補正機能を非作動としないのも、同様に、露光期間中の手振れ補正動作を安定的に行うためである。従って、本明細書において、「静止画の撮像に必要なときだけ手振れ補正レンズ１１を駆動する」とは、露光期間（時刻ｔ２４から時刻ｔ２５）での手振れ補正機能の作動のみを示すのではなく、露光前の期間（時刻ｔ２３から時刻ｔ２４）や露光後の期間（時刻ｔ２５以降）も含む概念である。

なお、ＭＯＤＥ２では、静止画の撮像に必要な制御期間（ｔ２３〜ｔ２５）以外の期間は、レンズ位置指令値を一定値にするとしたが、他の実施例であってもよい。例えば、静止画の撮像に必要な制御期間（ｔ２３〜ｔ２５）以外の期間のレンズ位置指令値を静止画の撮像に必要な制御期間（ｔ２３〜ｔ２５）のレンズ位置指令値より小さい値とするようにし、このような制御モードを新たな制御モードとしてもよい。要するに、マイクロプロセッサ８が補正レンズ駆動部１０４を制御する制御モードとして、複数の制御モードがあれば、本発明は適用可能である。

１−４ 本発明の構成との対応
本実施の形態のデジタルカメラは、本発明の撮像装置である。本発明の撮像装置としては、他に、カメラ機能付き携帯電話端末などが考えられる。

動き検出部３４は動きベクトルを検出する手段の一例である。たとえば動きベクトルを検出する専用のＤＳＰ回路で実現してもよいし、汎用のコンピュータに動き検出処理を行うためのソフトウェアを実行させることによって実現してもよい。

ジャイロセンサ１０、マイクロプロセッサ８、補正レンズ駆動部１０４及び手振れ補正レンズ１１からなる構成は、ぶれを補正する手段の一例である。ぶれを補正する他の手段として、ジャイロセンサ１０の代わりに、角速度センサを用いたものでもよい。また、本実施の形態のようにインナーレンズの駆動により手振れ補正を行うものに限らず、例えば、撮像素子２を駆動するものであってもよいし、レンズ鏡筒１４全体を駆動するものであってもよい。要するに、被写体像のぶれを光学的に補正するものであればよい。

操作部９はモードを指示する手段の一例である。操作部９は釦やダイヤルなどのハードウェアによって実現されてもよい。または、タッチパネルを供えた画面にソフトウェアの処理によって文字や画像を表示して、画面に触れさせることによって実現されてもよい。このときは、ハードウェアおよびソフトウェアによって操作部９が実現される。マイクロプロセッサ８は設定値を決定する手段の一例である。

２ 動作
以下、本実施の形態のデジタルカメラの動作について図面を参照して説明する。

２−１ 手ぶれモードの設定
図５は、デジタルカメラの手ぶれ補正の制御モードを選択する際の液晶モニタ５のメニュー画面を示す模式図である。このメニュー画面５１は、ユーザが操作部９を操作することにより表示される。ユーザは、このメニュー画面５１において、「ＭＯＤＥ１」を示す領域５２か「ＭＯＤＥ２」を示す領域５３かを選択することによって、手振れ補正の制御モードを設定することができる。なお、上記選択は、操作部９の一部の十字キーや決定釦等を用いて実現できる。また、現在設定されている制御モードは、例えば、マイクロプロセッサ８内のフラッシュメモリ等に記憶される。これにより、マイクロプロセッサ８は、現在設定されている制御モードがＭＯＤＥ１であるかＭＯＤＥ２であるかを把握することができる。

２−２ 撮像動作
図６は、デジタルカメラの撮像動作を示すフローチャートである。

マイクロプロセッサ８は、シャッタ釦が半押しされるかどうかを監視する（Ｓ１）。この際、静止画像の撮像前においては、液晶モニタ５はスルー画像を表示する。液晶モニタ５がスルー画像を表示することによって、ユーザは、スルー画像を見ながら撮像画像の構図を決めることができるので、撮像を容易にすることができる。スルー画像は、次のような処理により液晶モニタ５に表示される。すなわち、撮像素子２は、レンズ鏡筒１４から入力された光学的信号を電気的信号に変換する。Ａ／Ｄ変換器１０５は、その電気的信号をデジタル信号に変換する。画像処理部３は、デジタル化された画像データに前処理を施し、ＹＣ変換し、電子ズーム処理等を施して、表示用画像データを生成する。この表示用画像データを液晶モニタ５に入力することにより、液晶モニタ５は、スルー画像を表示する。なお、スルー画像とは最終的にメモリーカード７に記録しない画像を意味する。

ユーザにより操作部９の一部であるシャッタ釦が半押し操作されると（Ｓ１におけるＹＥＳの場合）、マイクロプロセッサ８は、ＡＥ処理とＡＦ処理とを並行して行う（Ｓ２）。なお、本実施の形態では、マイクロプロセッサ８はＡＥ処理とＡＦ処理とを並行して行うとするが、本発明はこれに限らない。例えば、マイクロプロセッサ８は、ＡＥ処理の後にＡＦ処理を行ってもよいし、ＡＦ処理の後にＡＥ処理を行ってもよい。

マイクロプロセッサ８は、ＡＥ処理工程において、画像処理部３で処理された画像データに基づいて露光値を決定する。そして、マイクロプロセッサ８は、その露光値に基づいて、適切なシャッタスピードを設定する。すなわち、マイクロプロセッサ８は、露光値に基づいて、撮像素子２の露光時間を設定するのである。これにより、デジタルカメラのＡＥ処理工程は終了する。但し、ＡＥ処理工程で設定されたシャッタスピードは仮設定された値であり、マイクロプロセッサ８は、その後の工程において、ＡＥ処理工程で設定されたシャッタスピードを補正して、最終のシャッタスピードを決定する。

さらに、マイクロプロセッサ８は、ＡＥ処理工程と並行して、画像処理部３で処理された画像データのコントラスト値に基づいて、そのコントラスト値がピークとなるようにフォーカスレンズ１２の位置を調整する。フォーカスレンズ１２の移動は、マイクロプロセッサ８の制御に基づいてフォーカスレンズ駆動部１０３が行う。以上により、マイクロプロセッサ８は、自動合焦処理を行うことができる。これにより、デジタルカメラのＡＦ処理も終了する（Ｓ２）。

次に、マイクロプロセッサ８は、画像処理部３４から画像データの動きベクトルを取得する（Ｓ３）。マイクロプロセッサ８は、全押し操作がなされるまで一定期間以上に渡って動きベクトルを取得し続ける。また、マイクロプロセッサ８は、常時、動きベクトルを取得し続けるようにしてもよい。

次に、ユーザによりシャッタ釦が全押し操作されると（Ｓ３におけるＹＥＳの場合）、マイクロプロセッサ８は、現在の手振れ補正の制御モードがＭＯＤＥ１又はＭＯＤＥ２のいずれであるかを判断する（Ｓ５）。また、マイクロプロセッサ８は、全押し操作がされるまでの一定期間内に取得した動きベクトルの平均値を求める。この平均値を、シャッタスピードの補正値を求める際の動きベクトル量として用いる。なお、本実施の形態では、シャッタスピードの補正値を求める際の動きベクトル量として、一定期間内に取得した動きベクトルの平均値を用いることにしたが、本発明はこれに限らない。例えば、一定期間内に取得した動きベクトルの絶対値の平均値を用いてもよいし、一定期間内に取得した動きベクトルの最大値を用いてもよい。

マイクロプロセッサ８は、現在設定されている制御モードがＭＯＤＥ１であると判断した場合（Ｓ５におけるｍｏｄｅ１の場合）、シャッタスピードの補正値を求める方法として補正値マップ１を用いる方法を選択する（Ｓ９）。補正値マップ１については後述する。

一方、マイクロプロセッサ８は、現在設定されている制御モードがＭＯＤＥ２であると判断した場合（Ｓ５におけるｍｏｄｅ２の場合）、補正レンズ駆動部１０４を制御して、手振れ補正動作を開始する（Ｓ６）。すなわち、マイクロプロセッサ８は、ジャイロセンサ１０の出力に基づいて、デジタルカメラのブレ角度を算出する。そして、補正レンズ駆動部１０４は、マイクロプロセッサ８の制御に基づいて、そのブレ角度を相殺する方向に手ぶれ補正レンズ１１を移動する。

次に、マイクロプロセッサ８は、ジャイロセンサ１０の出力の大きさが所定値Ａより大きいかどうかを判断する（Ｓ７）。ジャイロセンサ１０の出力の大きさが所定値Ａより小さい場合、マイクロプロセッサ８は、その制御をステップＳ９に移行する。ジャイロセンサ１０の出力の大きさが所定値Ａより大きい場合、マイクロプロセッサ８は、シャッタスピードの補正値を求める方法として補正値マップ２を用いる方法を選択する（Ｓ８）。補正値マップ２については、補正値マップ１と同様に後述する。

次に、マイクロプロセッサ８は、ステップＳ８又はステップＳ９で設定した補正値マップ１または補正値マップ２に基づいて、仮設定のシャッタスピードを補正し、最終のシャッタスピードを決定する（Ｓ１０）。

次に、マイクロプロセッサ８は、撮像素子２を制御して、露光動作を開始する。その後、マイクロプロセッサ８は、撮像素子２を制御して、最終のシャッタスピードに応じた露光時間が経過すると、露光動作を終了する（Ｓ１１）。そして、画像処理部３は、マイクロプロセッサ８の制御により、撮像画像データに対して所定の処理を施して、メモリーカード７内に処理後の画像データを記録して、一連の撮像動作を終了する（Ｓ１２）。

２−３ ベクトルとシャッタスピード補正値との関係
上述の通り、マイクロプロセッサ８は、画像処理部３で処理された画像データに基づいて露光値を決定し、その露光値に基づいて、シャッタスピードを仮設定する。本実施の形態のデジタルカメラにおいては、マイクロプロセッサ８は、画像処理部３で処理された画像データの動きベクトル及び手振れ補正の制御モードに基づいて、仮設定されたシャッタスピードを補正する。その際のシャッタスピードの補正値をステップＳ８又はステップＳ９で決定する。以下、図７を参照して、シャッタスピードの補正値の決定方法について説明する。

図７は、動きベクトルと手振れ補正の制御モードとシャッタスピードの補正値との対応関係を示す。

マイクロプロセッサ８は、現在設定されている手振れ補正の制御モードがＭＯＤＥ１の場合、図７に示す補正値マップ１に従って、シャッタスピードの補正を行う。すなわち、マイクロプロセッサ８は、画像処理部３で処理された画像データの動きベクトル量がＡ１以下の場合、シャッタスピードの補正値としてＳＳ１を選択する。また、マイクロプロセッサ８は、動きベクトル量がＡ１より大きくＡ２以下の場合、シャッタスピードの補正値としてＳＳ２を選択する。同様に、マイクロプロセッサ８は、動きベクトル量がＡ２より大きくＡ３以下の場合、シャッタスピードの補正値としてＳＳ３を選択し、動きベクトル量がＡ３より大きい場合、シャッタスピードの補正値としてＳＳ４を選択する。

一方、マイクロプロセッサ８は、現在設定されている手振れ補正の制御モードがＭＯＤＥ２の場合、図７に示す補正値マップ２に従って、シャッタスピードの補正を行う。すなわち、マイクロプロセッサ８は、画像処理部３で処理された画像データの動きベクトル量がＢ１以下の場合、シャッタスピードの補正値としてＳＳ１を選択する。また、マイクロプロセッサ８は、動きベクトル量がＢ１より大きくＢ２以下の場合、シャッタスピードの補正値としてＳＳ２を選択する。同様に、マイクロプロセッサ８は、動きベクトル量がＢ２より大きくＢ３以下の場合、シャッタスピードの補正値としてＳＳ３を選択し、動きベクトル量がＢ３より大きい場合、シャッタスピードの補正値としてＳＳ４を選択する。

図７に示すように、動きベクトル量がＡ１以下の場合、Ｂ１より大きくＡ２以下の場合、Ｂ２より大きくＡ３以下の場合、Ｂ３より大きい場合には、ＭＯＤＥ１であってもＭＯＤＥ２であっても同一のシャッタスピードの補正値として、それぞれＳＳ１、ＳＳ２、ＳＳ３、ＳＳ４を選択する。しかし、動きベクトル量がＡ１より大きくＢ１以下の場合、Ａ２より大きくＢ２以下の場合、Ａ３より大きくＢ３以下の場合には、ＭＯＤＥ１とＭＯＤＥ２とではシャッタスピードの補正値は異なる。例えば、動きベクトル量がＡ１より大きくＢ１以下の場合、マイクロプロセッサ８は、ＭＯＤＥ１の場合ＳＳ２をシャッタスピードの補正値として決定し、ＭＯＤＥ２の場合ＳＳ１をシャッタスピードの補正値として決定する。すなわち、ＭＯＤＥ２のときの最終のシャッタスピードは、ＭＯＤＥ１のときの最終のシャッタスピードに比べて遅くなるのである。

このように、マイクロプロセッサ８は、動きベクトル量がある値（本実施の形態では、Ａ１より大きくＢ１以下、Ａ２より大きくＢ２以下、Ａ３より大きくＢ３以下の範囲内のいずれかの動きベクトル量）である場合、ＭＯＤＥ２におけるシャッタスピードは、ＭＯＤＥ１におけるシャッタスピードより遅くなるように、シャッタ制御部１０１を制御する。

なお、複数の手振れ補正の制御モードを有し、それらの制御モード間でシャッタスピードの補正値が異なることになる動きベクトル量が存在すれば本発明は適用できる。例えば、本実施の形態に示すように、動きベクトル量の全範囲のうちの一部に、そのような制御モード間でシャッタスピードの補正値が異なる領域が存在する場合にも本発明は適用できるし、動きベクトル量の全範囲に渡って制御モード間でシャッタスピードの補正値が異なる場合にも本発明は適用できる。

２−４ 具体的動作
２−４−１ ＭＯＤＥ１のとき
図３及び図６を用いて、手ぶれ補正モード「ＭＯＤＥ１」における本実施形態のデジタルカメラの動作を説明する。

撮影前状態において、ユーザが時刻ｔ１１にシャッタ釦を半押し操作したとする（Ｓ１）。すると、マイクロプロセッサ８は、ＡＥ処理及びＡＦ処理を行う（Ｓ２）。

次に、マイクロプロセッサ８は動きベクトルを画像処理部３から取得し（Ｓ３）、ユーザが全押し操作するまで（Ｓ４）、動きベクトルの取得を続行する。ユーザが時刻ｔ１３にシャッタ釦を全押し操作すると（Ｓ５）、ステップＳ９に移行してシャッタスピードの補正を行う。このとき、マイクロプロセッサ８は、時刻ｔ１２から時刻ｔ１３までに動き検出部３４で検出された動きベクトルを内部のメモリに保持している。マイクロプロセッサ８は、内部に保持した動きベクトルの平均値を算出する。そして、マイクロプロセッサ８は、この平均値をシャッタスピードの補正値の決定のために用いる動きベクトル量として設定する。また、マイクロプロセッサ８は、現在設定されている手振れ補正の制御モードがＭＯＤＥ１であるため、図７に示す補正値マップ１の関係を用いて、シャッタスピードの補正値を求める（Ｓ９）。動きベクトル量は上述のように求められるので、マイクロプロセッサ８は、この値と図７に示す関係とに基づいて、シャッタスピードの補正値を決定する。その後、マイクロプロセッサ８は、ステップＳ２で仮設定したシャッタスピードにシャッタスピードの補正値を加算して、最終のシャッタスピードを決定する。例えば、シャッタスピードが１／８秒、１／１５秒、１／３０秒、１／６０秒のいずれかを選択可能の場合に、仮設定のシャッタスピードが１／１５秒で、補正値が１レベル上げるというものであった場合、最終のシャッタスピードは１／３０秒となる。

その後、撮像素子２は露光動作を開始し、最終のシャッタスピードに対応する露光時間だけ露光し、撮像画像データを得る（Ｓ１１）。そして、画像処理部３は、その撮像画像データに対して所定の処理を施して、メモリーカード７に格納する。以上により、ＭＯＤＥ１のときの一連の撮像動作を終了する。

なお、上記説明では、時刻ｔ１３に全押し操作があり、その直後に露光動作が開始するとしたが、全押し操作と露光操作との間に多少のタイムラグがあってもよい。

２−４−２ ＭＯＤＥ２のとき
図４及び図６を用いて、手ぶれ補正モード「ＭＯＤＥ２」における本実施形態のデジタルカメラの動作を説明する。

撮影前状態において、ユーザが時刻ｔ２１にシャッタ釦を半押し操作したとする（Ｓ１）。すると、マイクロプロセッサ８は、ＡＥ処理及びＡＦ処理を行う（Ｓ２）。

次に、マイクロプロセッサ８は動きベクトルを画像処理部３から取得し（Ｓ３）、ユーザが全押し操作するまで（Ｓ４）、動きベクトルの取得を続行する。ユーザが時刻ｔ２３にシャッタ釦を全押し操作すると（Ｓ５）、マイクロプロセッサ８は、時刻ｔ２３に手振れ補正制御を開始する（Ｓ６）。このとき、マイクロプロセッサ８は、時刻ｔ２２から時刻ｔ２３までに動き検出部３４で検出された動きベクトルを内部のメモリに保持している。マイクロプロセッサ８は、内部に保持した動きベクトルの平均値を算出する。そして、マイクロプロセッサ８は、この平均値をシャッタスピードの補正値の決定のために用いる動きベクトル量として設定する。

次に、マイクロプロセッサ８は、ジャイロセンサ１０の出力が所定値Ａより大きいかどうかを判断する。デジタルカメラを手持ちにしている場合などにおいては、デジタルカメラの手振れは大きくなる。このような場合にはジャイロセンサ１０の出力が所定値Ａより大きくなる。一方、デジタルカメラを三脚に固定している場合などにおいては、デジタルカメラの手振れは小さくなる。このような場合にはジャイロセンサ１０の出力が所定値Ａより小さくなる。

今、ジャイロセンサ１０の出力が所定値Ａより大きかったとすると、マイクロプロセッサ８は、図１に示す補正値マップ２の関係を用いて、シャッタスピードの補正値を求める（Ｓ９）。動きベクトル量は上述のように求められるので、マイクロプロセッサ８は、この値と図７に示す関係とに基づいて、シャッタスピードの補正値を決定する。その後、マイクロプロセッサ８は、ステップＳ２で仮設定したシャッタスピードに対してシャッタスピードの補正値に従って補正して、最終のシャッタスピードを決定する（Ｓ１０）。

一方、ジャイロセンサ１０の出力が所定値Ａより小さかったとすると、マイクロプロセッサ８は、図７に示す補正値マップ１の関係を用いて、シャッタスピードの補正値を求める（Ｓ９）。動きベクトル量は上述のように求められるので、マイクロプロセッサ８は、この値と図７に示す関係とに基づいて、シャッタスピードの補正値を決定する。その後、マイクロプロセッサ８は、ステップＳ２で仮設定したシャッタスピードに対してシャッタスピードの補正値に従って補正して、最終のシャッタスピードを決定する（Ｓ１０）。

その後のＭＯＤＥ２における撮像動作は、ＭＯＤＥ１の場合と同様である。

２−５ ＭＯＤＥ２で手振れが大きいときシャッタスピードを遅くする理由
上述のように、手振れ補正の制御モードがＭＯＤＥ２のときは、静止画像の撮像開始直前（ｔ２３）まで手振れ補正レンズ１１の位置は変わらず、撮像開始の直前以降に手振れ補正制御は開始する。そのため、デジタルカメラの手振れ量が時刻ｔ２３前後で同様であっても、撮像素子２上に結像される被写体像のぶれの大きさは時刻ｔ２３前後で異なる。

ところで、本発明は、動きベクトル量に応じてシャッタスピードの補正値を求めているが、この動きベクトル量は静止画像の撮像開始直前までに検出した動きベクトルを平均した値である。そのため、露光動作中の画像ぶれの大きさと動きベクトルの検出中の画像ぶれの大きさとが同程度の場合は問題ないが、ＭＯＤＥ２で手振れが大きいときは問題となる。すなわち、動きベクトルの検出時は、手振れ補正制御がされていないため、画像ぶれは大きい。そのため、このような状態で検出した動きベクトルを用いてシャッタスピードを補正したのでは、シャッタスピードをより速い方向に補正することになる。ところが、露光動作中は、手振れ補正制御がなされるため、画像ぶれは小さい。そのため、シャッタスピードを速くしなくても、画像ぶれの小さい画像を撮像できる。したがって、ＭＯＤＥ２で手振れ量が大きい場合には、動きベクトル量の検出時と露光動作時とで画像ぶれの大きさが異なるため、検出した動きベクトル量に応じてそのままシャッタスピードを補正したのでは、必要以上にシャッタスピードを速くしてしまうことになる。

そこで、ＭＯＤＥ２で手振れ量が大きいときは、ＭＯＤＥ１とは異なる補正値マップ２に基づいて、シャッタスピードを設定するのである。すなわち、マイクロプロセッサ８は、動きベクトル量がある値（本実施の形態では、Ａ１より大きくＢ１以下、Ａ２より大きくＢ２以下、Ａ３より大きくＢ３以下の範囲内のいずれかの動きベクトル量）である場合、ＭＯＤＥ２におけるシャッタスピードは、ＭＯＤＥ１におけるシャッタスピードより遅くなるように、シャッタ制御部１０１を制御する。

なお、手振れ量が小さい場合には、ＭＯＤＥ２であっても、露光動作直前（ｔ２３）前後で画像ぶれの大きさは変わらないので、ＭＯＤＥ１と同じく補正値マップに基づいて、シャッタスピードを設定するのである。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態１は、本発明の適用範囲内において、様々な形態に変形できる。本実施の形態２では、それらの変形例をまとめて説明する。

本発明の実施の形態１では、電子シャッタを用いて撮像素子２の露光時間を設定する場合を説明したが、本発明はこれには限らない。例えば、撮像素子２の被写体側にメカシャッタを設け、そのメカシャッタのシャッタスピードを調整することにより露光時間を調整するようにしてもよい。

本発明の実施の形態１では、手振れ補正の制御モードとして、ＭＯＤＥ１とＭＯＤＥ２との２つの制御モードを有するとしたが、本発明はこれには限らない。例えば、第３の制御モードを設けてもよい。要するに、手振れ補正機能の制御方法が互いに異なる複数の制御モードがあればよい。

本発明の実施の形態１では、シャッタスピードを仮設定後、その仮設定されたシャッタスピードを補正するとしたが、手振れ補正モードと動きベクトル、露出値に基づいて直接シャッタスピードを決定するようにしてもよい。

本発明の実施の形態１では、図６のステップＳ２において、ＡＦ処理を行うとしたが、ＡＦ処理を行わずに、マニュアルフォーカス操作に対応するようにしてもよい。

本発明の実施の形態１では、動きベクトルを求めることにより、撮像画像の動きを検出するようにしたが、本発明はこれには限定されない。例えば、前後フレーム間の画素値の差分を算出し、それを積算することにより、撮像画像の動きを算定するようにしてもよい。要するに、撮像画像の動きを算出できれば、本発明は適用可能である。

本発明の実施の形態１において、シャッタスピードの値に応じて、画像データに対するゲインを調整するようにしてもよい。例えば、シャッタスピードが速いと、ゲインを大きくして暗い画像を明るくする一方、シャッタスピードが遅いと、ゲインを小さくして撮像画像のノイズを低減する。本発明の実施の形態１では、前処理部３１でデジタル化された画像データに対してゲイン調整を行うことができる。但し、本発明は、この実施の形態には限定されず、例えば、Ａ／Ｄ変換器１０５の前に、アナログ信号である画像データに対してゲイン調整を行ってもよい。

本発明は、手振れ補正機能の制御モードを複数有する撮像装置に適用可能である。例えば、デジタルスチルカメラやカメラ機能付き携帯電話端末に適用できる。

本発明の実施の形態１にかかるデジタルカメラの構成を示すブロック図 動き検出部の構成を示すブロック図 ＭＯＤＥ１における手振れ補正動作を説明するための模式図 ＭＯＤＥ２における手振れ補正動作を説明するための模式図 手振れ補正機能の制御モードを選択するための画面の一例を示す模式図 本発明の実施の形態１にかかるデジタルカメラの撮像動作を説明するためのフローチャート 動きベクトル量とシャッタスピードの補正値との関係を示す図

符号の説明

２ 撮像素子
８ マイクロプロセッサ
９ 操作部
１０ ジャイロセンサ
１１ 手ぶれ補正レンズ
３４ 動き検出部
１０１ シャッタ制御部
１０４ 補正レンズ駆動部

Claims (3)

1. 画像を撮像する際の露光量を調整可能な撮像装置であって、
   画像のぶれを光学的に補正するぶれ補正部と、
   前記ぶれ補正部の動作に応じてぶれが光学的に補正された後の撮像画像の動きを検出する動き検出部と、
   前記ぶれ補正部の制御モードとして、複数の制御モードのうちからいずれかを指示するモード指示部と、
   前記モード指示部で指示された制御モードと前記検出した撮像画像の動きとに基づいて、画像を撮像する際の露光量に関する設定値を決定する設定値決定部と、
   を備え、
   前記ぶれ補正部の複数の制御モードとして、第１の制御モード及び第２の制御モードを含み、
   第１の制御モードは、ユーザによる撮像指示がされる前から、前記ぶれ補正部が撮像画像のぶれを補正するための動作を行う制御モードであり、
   第２の制御モードは、前記ユーザによる撮像指示がされた後、前記ぶれ補正部が撮像画像のぶれを補正するための動作を開始する、または強める制御モードであり、
   前記設定値決定部は、前記動き検出部で検出された撮像画像の動きが所定の範囲内である場合において、
   前記モード指示部から指示された制御モードが第１の制御モードである場合、露光量に関する設定値として第１の設定値に決定する一方、
   前記モード指示部から指示された制御モードが第２の制御モードである場合、露光量に関する設定値として第２の設定値に決定し、
   前記第２の設定値に設定したときの画像を撮像する際の露光量は、前記第１の設定値に設定したときの画像を撮像する際の露光量より大きい、撮像装置。
2. シャッタをさらに備え、前記シャッタのシャッタスピードを調整することによって、画像を撮像する際の露光量を調節可能な撮像装置であって、
   前記設定値決定部は、前記モード指示部から指示された制御モードと前記検出した撮像画像の動きとに基づいて、シャッタスピードを決定する、
   請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記シャッタは、メカシャッタ又は／及び電子シャッタである、請求項２に記載の撮像装置。

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