JP5006665B2 - 撮像装置及びその制御方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、デジタルカメラ等の撮像装置における手ブレを軽減する技術に関するものである。

従来、銀塩フィルムカメラでは、装填したフィルムによって撮影感度が決定してしまっていたが、デジタルカメラでは撮像素子から読み出された画像信号をゲインアンプで減衰／増幅することで、感度を変更することを可能としている。

スチルカメラでは、銀塩フィルムカメラ、デジタルカメラを問わず、撮影時のシャッタ速度が撮影画像のブレに及ぼす影響が大きい。ブレには大きく分けて、撮影者の手の動きによる手ブレと、被写体の動きによる被写体ブレがあるが、両者ともシャッタ速度を速くすることでブレを軽減できることが知られている。

この場合、ブレを防ぐことを目的に、シャッタ速度を速くしただけでは主被写体の露光量が不足し、暗い画像となってしまう。そのため、ゲインアンプで画像信号を増幅して感度を上げることにより、ブレが目立たず、且つ適正露出の画像を得ることができる。

しかし、ゲインアンプで画像信号を増幅すると、信号のＳ／Ｎが悪化し、画像のノイズが増えてしまう弊害がある。
特公平０８−０２２０３１号公報

そこで、特許文献１では、ブレの少ない画像を撮影するためにシャッタ速度を速くして感度を上げるモードと、ノイズの少ない画像を撮影するために感度を上げないモードを用意することが提案されている。ユーザーは、これらのモードから一方を選択することにより、自分の希望に合った画像を得ることが出来る。

しかしながら、上記の特許文献１に開示されている技術では、手ブレを軽減するモードと、画質を優先するモードのどちらを選択するかを撮影前に予め選択しておく必要があった。即ち、上記の２つのモードから一方を選択した後、撮影用の露出合わせやピント合わせといった撮影準備が行われ、本撮影動作が行われていた。

そのため、撮影準備後に撮影モードを切り替える必要が出てきた場合には、一旦撮影準備を解除してあらためてモードを切り替える必要があり、モード切替に時間がかかってシャッタチャンスを逃してしまうことがあるという問題があった。

従って、本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、デジタルカメラ等の撮像装置において、手ブレを軽減する動作を行わせる場合の操作性を向上させることである。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係わる撮像装置は、撮影レンズにより結像された被写体の光学像を光電変換して画像信号を生成する撮像手段と、前記被写体の輝度に基づいて前記撮像手段の露光時間を算出する演算手段と、手ブレ軽減指示を撮影者が入力するための入力手段と、前記入力手段による手ブレ軽減指示の入力が有効であるか否かを撮影者に報知する報知手段と、前記演算手段により算出された前記撮像手段の露光時間が撮影者の手ブレが前記画像信号の画質に影響を与えると予想される露光時間である場合に、前記入力手段による手ブレ軽減指示の入力を有効にするとともに前記報知手段により撮影者に報知し、前記入力手段により撮影者からの手ブレ軽減指示が入力された場合に、手ブレ軽減動作を実行するように制御する制御手段と、を具備し、前記報知手段は発光手段を具備し、前記制御手段は、前記入力手段による手ブレ軽減指示の入力が有効である場合に前記発光手段を点滅させ、前記入力手段による手ブレ軽減指示の入力が無効である場合に前記発光手段を消灯させるとともに、前記手ブレ軽減動作が実行されている場合に前記発光手段を点灯させることを特徴とする。

また、本発明に係わる撮像装置の制御方法は、撮影レンズにより結像された被写体の光学像を光電変換して画像信号を生成する撮像手段と、手ブレ軽減指示を撮影者が入力するための入力手段と、前記入力手段による手ブレ軽減指示の入力が有効であるか否かを撮影者に報知する、発光手段を有する報知手段と、を備える撮像装置を制御する方法であって、前記被写体の輝度に基づいて前記撮像手段の露光時間を算出する演算工程と、前記演算工程において算出された前記撮像手段の露光時間が撮影者の手ブレが前記画像信号の画質に影響を与えると予想される露光時間である場合に、前記入力手段による手ブレ軽減指示の入力を有効にするとともに前記報知手段により撮影者に報知し、前記入力手段により撮影者からの手ブレ軽減指示が入力された場合に、手ブレ軽減動作を実行するように制御する制御工程と、を具備し、前記制御工程では、前記入力手段による手ブレ軽減指示の入力が有効である場合に前記発光手段を点滅させ、前記入力手段による手ブレ軽減指示の入力が無効である場合に前記発光手段を消灯させるとともに、前記手ブレ軽減動作が実行されている場合に前記発光手段を点灯させることを特徴とする。

また、本発明に係わるプログラムは、上記の制御方法をコンピュータに実行させることを特徴とする。

本発明によれば、デジタルカメラ等の撮像装置において、手ブレを軽減する動作を行わせる場合の操作性を向上させることが可能となる。

以下、本発明の好適な一実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係わる撮像装置として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、１０は外光を集光して被写体像を結像させるためのレンズである。図１ではレンズは１枚として表現しているが、通常は複数枚のレンズから構成されている。また、レンズ駆動回路４２によりレンズ位置を光軸に沿って前後に動かすことで焦点を調節したり、画角を調節する。さらに、手ブレ補正回路４０にてレンズを駆動し、手ブレをキャンセルする方向にレンズの中心位置を移動させることで光学的な手ブレ補正を行う。なお、図１ではレンズを駆動することで手ブレ補正を実現しているが、ＣＣＤ、ＣＭＯＳセンサ等からなり被写体像を光電変換する撮像素子１６を駆動することで同様に手ブレを補正することも可能である。また、レンズ１０を含む鏡筒部を繰り出し及び繰り込みさせる方式とすることにより、カメラ未使用時の本体体積を小さくして携帯性を向上させることが可能である。

レンズ１０を通過した光は絞り１４により、その光量が調節される。システム制御回路６０は、絞り制御情報を絞り駆動回路２６に伝達することで、絞り１４を制御する。システム制御回路６０から絞り駆動回路２６への制御情報伝達は、シリアル通信やパルス信号による通信などにより行われ、絞り駆動回路２６の仕様に合わせて適した通信方法をとることができる。絞り１４には、複数枚の羽根から構成された虹彩絞りや、あらかじめ、板に様々な径の穴を打ち抜いた丸絞りがある。システム制御回路６０は、このような絞り１４と絞り駆動回路２６を用いて、被写体輝度が高い場合は絞りを絞って光量を落とすように制御し、被写体輝度が低い場合は絞りを開いて光を多く取り込むように制御する。

システム制御回路６０は、メカニカルシャッタの制御情報をメカニカルシャッタ駆動回路２８に伝達することで、メカニカルシャッタ１２を制御する。静止画撮影時の露光時間は、メカニカルシャッタ１２の開閉時間により決定され、この開閉時間はシステム制御回路６０が時間を判断し、メカニカルシャッタ駆動回路２８に指示を出すことにより制御される。

レンズ１０、メカニカルシャッタ１２、絞り１４を通過した光は撮像素子１６により受光される。本実施形態では、撮像素子１６をＣＣＤ（Charge Coupled Devices）センサーとしているが、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサーを用いてもよい。

システム制御回路６０は、撮像素子制御信号をＴＧ（Timing Generator）２４に伝達することで、撮像素子１６を制御する。システム制御回路６０からＴＧ２４への制御情報伝達方法としては、シリアル通信やパラレルバス通信などがあり、ＴＧ２４の仕様に合わせて適した方法をとることができる。ＴＧ２４は、システム制御回路６０から受信した制御情報をもとに撮像素子１６を駆動する。

撮像素子１６は露光と、露光したデータの読み出し作業を周期的に行っており、この作業はＴＧ２４からの駆動信号を基準にして行われる。撮像素子１６で露光して生成した画像信号のうち、特定のラインや特定の領域のみを読み出すことが可能である。これは、ＴＧ２４から出力される読み出し制御パルスにより読み出し方式を変更することで実現できる。システム制御回路６０は状況に応じて最適な読み出し方式を決定し、ＴＧ２４に指示する。例えば、静止画撮影時は高解像度が要求されるため、撮像素子１６の全データを読み出し、動画撮影時は、毎秒３０フィールド、毎秒６０フィールドなどの高いフレームレートが要求されるため、特定のラインだけ間引いて読み出す、といった使い分けを行う。

またＴＧ２４は、撮像素子１６の露光時間を制御することもできる。任意のタイミングで、素子がチャージした電荷を掃き出すように、ＴＧ２４から撮像素子１６へ駆動信号を出力することでこれを可能としている。

撮像素子１６から読み出された画像信号は、ＣＤＳ（Correlated Double Sampler）回路１８を通過する。ＣＤＳ回路１８は、相関二重サンプリング方式により画像信号のノイズ成分を除去することを主な役割とする。

その後、画像信号はＰＧＡ（Programmable Gain Amplifier）回路２０により、信号レベルを減衰／増幅される。システム制御回路６０は、増幅レベルをＰＧＡ２０に伝達することで、増幅量を制御する。システム制御回路６０からＰＧＡ２０への制御情報伝達方法には、シリアル通信やパラレルバス通信などがあり、ＰＧＡ２０の仕様に合わせて適した方法をとることができる。

通常、撮像素子１６の露出を適正にするには、絞り１４で撮像素子１６への入射光量を適切に設定すると共に、メカニカルシャッタ１２により露光時間を適切に設定することで実現される。しかし、ＰＧＡ２０で画像信号を減衰／増幅することでも、擬似的に画像信号の露出を変えることができる。これは、絞りやシャッタ速度と並んで、撮影時の露出条件の一つである撮像素子の撮像感度としてユーザーに提供することができる。そして、この撮像感度を数値化したものがＩＳＯ感度であり、高い数値ほど増幅率が大きくなる。

画像信号は、Ａ／Ｄ変換器（Analog/Digital Converter）２２にてアナログ信号からデジタル信号へ変換される。デバイスにより、デジタル信号のビット幅は１０ビット、１２ビット、１４ビットなどがあり、後段の画像処理回路５０は、複数種類のビット幅に対応可能に構成されている。なお、図１では、ＣＤＳ回路１８、ＰＧＡ回路２０、Ａ／Ｄ変換器２２をそれぞれ別のブロックとして表現しているが、これらの機能を一つのＩＣパッケージに搭載したものを採用してもよい。

Ａ／Ｄ変換器２２によりデジタル化された画像データは画像処理回路５０へ入力される。画像処理回路５０は複数のブロックから構成され、さまざまな機能を実現している。

撮像素子１６はカラーフィルターを通して各画素ごとに特定の色成分を抽出するのが一般的である。Ａ／Ｄ変換器２２から出力される画像信号は撮像素子１６の画素及びカラーフィルター配置に対応したデータ形式になっている。そのため、輝度成分のみを評価して露出制御を行う自動露出制御（ＡＥ:Auto Exposure Control）に使用するには適さない形式である。

画像処理回路５０は、画像信号から色情報を排除し、輝度情報のみを抜き出す機能を備えている。輝度情報を抜き出す際、図２に示した輝度グラフのように画像信号をいくつかの領域に分割し、個々の領域ごとに輝度情報を抜き出す。図２の輝度グラフは、人物が明るく背景が暗いシーンの輝度分布を表している。システム制御回路６０は、画像処理回路５０から取得したこのような輝度情報を用いて自動露出制御を行う。

自動露出制御を行う際、いくつかの測光方式をカメラとして備えることができる。図２に示した重みグラフは、画面中央に重みを置いたグラフであり、これを画像処理回路５０により抽出された輝度グラフとかけあわせることで、画面中央の被写体に重点を置いた測光方式を実現できる。図２に示した重みグラフ以外にも、画面全体に均等な重みをかけるようにしたものや、画面下部のみ、あるいは画面上部のみといったような特定の領域に重みをおくことも可能である。

また、画像処理回路５０は、Ａ／Ｄ変換器２２によりデジタル化された画像信号のレベルの増減、画像の色効果などを操作する機能を備え、撮影画像の画質を調節するという重要な役割を担っている。

Ａ／Ｄ変換器２２によりデジタル化された画像データは画像処理回路５０へ入力されると同時に、一時記憶メモリ３０に記憶される。一旦、一時記憶メモリ３０に記憶された画像データは再度読み出すことができ、システム制御回路６０から画像データを参照したり、読み出した画像データを画像処理回路５０に入力することが可能である。さらに、画像処理回路５０で画像処理した画像データを一時記憶メモリ３０に書き戻したり、システム制御回路６０から任意のデータを書き込むことも可能である。

画像データをＬＣＤなどの画像表示装置１０８に出力する場合、画像処理回路５０で画像処理を行った画像データをＶＲＡＭ３４上に展開しておき、それをＤ／Ａ変換器３６でアナログ信号に変換して画像表示装置１０８に表示する。ＶＲＡＭ３４上に画像データを展開する際、１つの画像データを画像表示装置１０８に最も大きくなるように、または複数の画像をマルチ画面表示するように、など、様々な表示形態に対応するようにＶＲＡＭ３４上に展開することができる。

画像表示装置１０８には、画像だけでなく任意の情報を単独、もしくは画像と共に表示することができる。カメラの状態表示や、ユーザーが選択あるいはカメラが決定したシャッタ速度や絞り値、感度情報などの文字情報や、画像処理回路５０で測定した輝度分布のようなグラフも表示可能である。情報の表示位置、表示色も任意に選択可能である。これら様々な情報を表示することで、ユーザーインターフェースが構成される。また、画像表示装置１０８には、画像記憶媒体８２に記憶されている画像データを表示することも可能である。画像データが圧縮されている場合、圧縮伸張ブロック３２にて伸張し、ＶＲＡＭ３４にデータを展開する。このデータをＤ／Ａ変換器３６にてアナログ信号に変換して画像表示装置１０８に出力する。

図３は、本実施形態のデジタルカメラ１００の外観を示す図である。

図３において、カメラの前面にはレンズ１０が配置され、被写体像をとらえることができる。レンズ１０の同一面にストロボユニット９０が配置されている。主被写体が暗い場合にストロボ９０を発光させることで十分な光量を得ることができ、暗い中でも速いシャッタ速度を保ち、適正露出の画像を得ることができる。図３では、レンズ１０とストロボユニット９０が同一面に配置されているが、この配置に限定されるものではなく、ストロボ光が直接主被写体に当たることを避けるために、ストロボがカメラ上方に向くように配置されていてもよい。

カメラ背面には、画像表示装置１０８が配置されている。前述したように、画像表示装置１０８には画像のみならず、文字情報やグラフなどを表示することができ、ユーザーとのインターフェースの役割を果たす。

モード切替スイッチ１１０は、静止画撮影モード、動画撮影モード、再生モードなどのカメラ動作モードを切り替えることができる。図３では、幾つかのモードを切り替え可能な部材として表現しているが、撮影する特定のシーンに最適化した、風景撮影モードや人物撮影モードなどの多くの静止画撮影モードを備えることも可能である。

パラメータ選択スイッチ１５１，１５３，１５７，１５９により、撮影時の撮影条件の選択や、撮影画像再生時のページ送り、カメラの動作設定全般などをユーザーが選択することができる。

また、画像表示装置１０８は画像を表示すると共に、タッチパネルを備えることにより入力装置とすることもできる。

手ブレ軽減スイッチ１５５は、システム制御回路６０に手ブレ軽減の指示を伝達すると共に、スイッチ自体に発光機能を備え、消灯／点灯／点滅といったパターンにより手ブレ軽減状態を光で表現する。図３では、発光機能を備えたスイッチとしているが、発光装置をスイッチとは別の位置に配置してもよい。手ブレ軽減スイッチ１５５は、レリーズボタン１０４ と併用することを考慮し、同時に押しやすい位置に配置する。さらに、手ブレ軽減スイッチにはＬＥＤなどの発光機能も備えているため、ユーザーが目視し易い位置に配置する。図３では、手ブレ軽減スイッチ１５５は、レリーズボタン１０４を右手人差し指で押した場合に、右手親指で押しやすい位置（右手親指が自然にくる位置の近傍の位置）に配置されている。且つ、カメラ背面の画像表示装置１０８に隣接する位置に配置することにより、ユーザーが目視しやすくなる。他にも、撮影時に両手でカメラをホールドすることを想定し、左手で手ブレ軽減スイッチを押しやすい位置に配置することも可能である。

カメラ上部には、レリーズボタン１０４が配置されている。レリーズボタン１０４は一つの操作部材であるが、ボタンを浅く押下する場合（スイッチＳＷ１がＯＮ）と深く押下する場合（スイッチＳＷ２がＯＮ）の２段階の押下操作位置を備えている。自動露出制御や自動ピント制御を行うカメラの場合、レリーズボタン１０４を浅く押す（半押しする）ことにより、撮影準備動作としての自動露出制御とピント制御が行われ、深く押す（全押しする）ことで静止画撮影が行われる。

自動露出制御は、モード切替スイッチ１１０で選択されている撮影モードで適正露出が得られるように行われる。撮影モードには、ポートレートモードや風景モード、夜景モード、といった特定の被写体に特化したものや、オートモードといった汎用的なモードがある。また、シャッタ速度優先モードや絞り優先モードなど、撮影時のシャッタ速度や絞り値をあらかじめユーザーが指定しておくモードもある。これらのモードでは、ＰＧＡ２０で撮影感度を自動的に設定することや、あらかじめユーザーが感度を指定することが可能である。ユーザーがあらかじめ感度を指定する際、撮影感度を上げるほど画像信号のＳ／Ｎが低下するため、画質を優先したいユーザーは低感度を選択することが想定される。

図４は、自動露出制御時の絞り値とシャッタ速度の組み合わせを表わすプログラム線図の例を示す図である。

横軸にシャッタ速度３０２、縦軸に絞り値３０４をとり、カメラが自動で決定するシャッタ速度と絞り値の組み合わせを太線３０６で表わしている。この組合せの中からどれを選択するかは、画像処理回路５０にて抽出された被写体輝度と、現在設定されているＩＳＯ感度設定に基づいて決定される。また、シャッタ優先モード時はユーザーがあらかじめシャッタ速度３０２を選択するため、プログラム線図としては縦方向に絞り値が変化するだけの線図となる。同様に絞り優先モードでは横方向にシャッタ速度が変化するだけの線図となる。

また、プログラム線図にハッチングで示した領域３１０は、シャッタ速度が遅いことで手ブレの影響が大きいと判断される領域を示している。図４ではシャッタ速度１／５０秒を境界としているが、これに限定されるものではなく、光学ズームによって変化する焦点距離や、手ブレ補正機能のＯＮ／ＯＦＦに応じて、手ブレの影響が大きいと判断されるシャッタ速度の範囲は変化する。

自動露出制御では、現在設定されているモードやＩＳＯ感度に応じて絞り値とシャッタ速度の組み合わせを決定するが、図４の領域３１０の、手ブレの影響が大きいと思われるシャッタ速度の範囲になる場合がある。例えば感度ＩＳＯ１００を選択している状態で、カメラを被写体に向けレリーズボタン１０４を半押ししてＳＷ１をＯＮさせた結果、Ｆ２．８、１／１３秒という絞り値とシャッタ速度が選択される場合がある。Ｆ２．８はこのカメラの開放絞り値でこれ以上絞りを開くことができないとした場合、シャッタ速度１／１３秒で手ブレの影響が大きいとすれば、シャッタ速度を速くし、その分、感度を上げることで手ブレを軽減することが可能である。シャッタ速度は領域３１０を脱するように１／５０秒まで速くすることが求められる。

本実施形態では、このように撮影準備時に決定したシャッタ速度では手ブレの影響が大きいと判断される場合、手ブレの影響が少ないと思われるシャッタ速度に瞬時にユーザーが切り替えることを可能とする。

以下、手ブレを軽減する露出制御に関し、詳細に説明する。

前述したように、レリーズボタン１０４ は浅く押下すること（半押し）で撮影準備を行い、深く押下すること（全押し）で撮影を開始するという２段階の押下が可能となっている。浅く押下して撮影準備を指示すると、撮影時の露出条件を決定する自動露出制御や、撮影時のピント合わせが行われる。

撮影準備後に決定された露出条件が、画像表示装置１０８に、図５のようにＩＳＯ感度２０２、シャッタ速度２０４、絞り値２０６として表示されたとする。図５では、ＩＳＯ感度２０２は、ＩＳＯ１００となっている。これは、ユーザーがあらかじめ画質を優先するためにＩＳＯ１００を選択する場合と、ユーザーがあらかじめ画質を優先する撮影モードを選択し、プログラム線図に従いカメラがＩＳＯ１００に決定する場合とがある。またシャッタ速度と絞り値は、１／１３秒、Ｆ２．８となっている。これは、プログラム線図に従いシャッタ速度と絞り値の両方をカメラが決定する場合と、シャッタ速度優先モードや絞り優先モード、マニュアルモードにて、シャッタ速度と絞り値の一方、あるいは両方をユーザーが指定したことにより決定される場合とがある。

図５では、カメラがシャッタ速度１／１３秒では手ブレの影響を受ける可能性が大きいと判断し、ユーザーに注意を促す意味でその旨を示すアイコン２０８を表示している。この手ブレの影響を受ける可能性が大きいと判断される場合に、手ブレ軽減スイッチ１５５の発光装置を点滅させ、手ブレ軽減スイッチ１５５が操作可能であることをユーザーに伝える。

撮影準備完了状態、かつ手ブレ軽減スイッチが点滅中にユーザーが手ブレ軽減スイッチ１５５を押下すると、手ブレ軽減機能が動作する。図５では、シャッタ速度２０４が１／５０秒まで速くなり、シャッタ速度を速くした段数に相当する分、感度２０２をＩＳＯ４００まで高くすることで、手ブレを軽減する露出としている。手ブレを軽減する露出に設定することができた場合、アイコン２０８は非表示とし、かつ、手ブレ軽減スイッチ１５５は機能済の状態として点滅から点灯状態に変化する。プログラム線図上では図５のように、絞り値はＦ２．８のまま、シャッタ速度及びＩＳＯ感度が変化する。

さらに手ブレ軽減後、手ブレ軽減スイッチ１５５が点灯状態で再度手ブレ軽減スイッチ１５５を押下した場合、図６のように、当初の撮影準備で決定したＩＳＯ１００、１／１３秒、Ｆ２．８の露出に戻すことができる。

本実施形態では、カメラは画像表示装置１０８を備え、シャッタ速度、絞り値、ＩＳＯ感度情報、手ブレを示すアイコンなどの情報を表示している。しかし、必ずしも画像表示装置１０８をカメラに搭載する必要は無く、また、搭載していても、省電力を目的として画像表示装置を機能させないこともできる。このように、絞り値、シャッタ速度、ＩＳＯ感度を表示していなくとも、手ブレ軽減スイッチ１５５の発光装置による消灯／点灯／点滅といった発光パターンにより、手ブレ軽減実施状態をユーザーに知らせることができる。

手ブレ軽減時の最大感度アップ量は、カメラがあらかじめ所定値に決めておくことも可能であるが、ユーザーが任意に選択することも可能である。なお、ユーザーは、操作部７０に配置された不図示の最大感度選択スイッチにより最大感度アップ量を指定することができる。感度アップによる弊害としてＳ／Ｎ悪化による画質の低下がある。どこまで画質が低下することを許すか、また許されるかによって、最大感度アップ量は決定される。

最大感度アップ値がＩＳＯ８００のときに、手ブレ軽減露出にすることが出来た場合、出来なかった場合、手ブレ軽減自体が当初から機能しない場合、の例を図７、図８、図９にそれぞれ示す。

図７では、ＩＳＯ１００、１／６秒、Ｆ２．８に決定された露出をＩＳＯ８００、１／５０秒、Ｆ２．８にすることで手ブレ軽減が可能となった場合を示している。しかし、図８では、ＩＳＯ１００、０”５（１／２秒）、Ｆ２．８に決定された露出をＩＳＯ８００、１／１５秒、Ｆ２．８にしかすることができず、手ブレ軽減の目標であるシャッタ速度１／５０秒に達していない。適正露出を保つことを無視すれば、ＩＳＯ８００のままシャッタ速度を１／５０秒にすることができるが、撮影画像がアンダー露出となってしまう。そのため、図８では適正露出を保つように最大感度アップ値のＩＳＯ８００を上限とし、シャッタ速度を１／１５秒として適正露出を保つようにしている。この時、手ブレ軽減は実施したので、手ブレ軽減スイッチ１５５は点滅から点灯に変化するが、手ブレを示すアイコン２０８は表示されたままとなる。図９では、当初の撮影準備にて決定された露出が ＩＳＯ８００、１／１５秒、Ｆ２．８であり、手ブレの影響が大きいと判断されるが、すでに最大感度アップ値のＩＳＯ８００となっており、この場合、手ブレ軽減スイッチ１５５は機能せず消灯状態となる。

続いて図１０に、光学ズームを望遠方向にして焦点距離が変化した例を示す。図１０では、焦点距離の変化に伴い手ブレ軽減シャッタ速度が１／１２５秒と速くなっている。撮影準備において、ＩＳＯ１００、１／３０秒、Ｆ５．０に決定された露出は、ＩＳＯ４００、１／１２５秒、Ｆ５．０にすることで手ブレ軽減が可能となっている。

さらに図１１に、手ブレ補正を機能させた場合の例を示す。図１１では、手ブレ補正の効果に伴い手ブレ軽減シャッタ速度が１／１５秒と遅くなっている。撮影準備において、ＩＳＯ１００、１／４秒、Ｆ２．８に決定された露出は、ＩＳＯ４００、１／１５秒、Ｆ２．８ にすることで手ブレ軽減が可能となっている。ただし、これは手ブレのみを考慮した場合の動作であって、手ブレ補正ＯＮに応じて手ブレ軽減シャッタ速度を遅くした場合、撮影画像に被写体ブレが発生しやすくなることもある。

最後に図１２に、手ブレ軽減時に絞り値を変更する場合の例を示す。カメラにはユーザーがあらかじめ絞り値を選択しておく絞り優先モードを備えているものがある。ユーザーがＦ８．０といった小絞り値を選択して撮影準備した場合、ＩＳＯ１００、０”６、Ｆ８．０に露出が決定されるとする。この状態で手ブレ軽減スイッチ１５５を押下すると、まずは絞り値を開放絞り値であるＦ２．８まで開くと共に、開いた段数分シャッタ速度を１／１３秒に速くする。しかし、手ブレ軽減シャッタ速度の１／５０秒にはまだ達していないため、次に感度をＩＳＯ１００からＩＳＯ４００に上げることにより手ブレ軽減シャッタ速度を達成することができる。図１２では始めに絞り値を変更してその後感度を変更しているが、これに限定されるものではなく、始めに感度を上げた後に絞りを開くようにすることも可能である。

以上、手ブレ軽減時の動作を図示した。続いて、カメラ内の制御フローチャートを示す。

図１３は、デジタルカメラ１００が起動してからの動作を示すフローチャートである。

カメラの電源スイッチ１０２が押下された後、モード切替スイッチ１１０の設定状態が撮影モードか再生モードかを判別する（ステップＳ１０２）。フローでは撮影モードと再生モードの２種類のモードを切替可能としているが、静止画撮影モードや動画モード、静止画モードの中でもポートレートモードや風景モードなど、様々なモードを切り替え可能とすることもできる。

撮影モードが選択されていた場合、ステップＳ１０４に進み、撮影に必要な各種デバイスの初期化を行う。レンズ１０を含む鏡筒ユニットが繰り出し方式の場合は鏡筒繰り出し処理を行い、画像処理回路５０などカメラ内部のＬＳＩやＣＰＵの初期化、起動も行われる。

画像表示装置１０８をカメラファインダーとして使用するために、被写体のライブ画像を出力する場合（ステップＳ１０６、Ｙｅｓ）、ライブ画像の露出、色味、ピントを制御する（ステップＳ１０８）。ピント制御は、常に主被写体にピントを合わせつづけるモードや、撮影準備時にのみピントを合わせるモードを備える場合がある。そのため、ライブ画像を出力する際に常にピントを合わせるわけではなく、所定位置にフォーカスレンズを駆動するのみとする場合もある。

ライブ画像を出力する準備が整った後、画像表示装置１０８にライブ画像出力を開始させる（ステップＳ１１０）。ユーザーは画像表示装置１０８に表示されたライブ画像を見て被写体のフレーミングを行い、ファインダーとして使用することができる。画像表示装置にライブ画像を出力しない場合、出来ない場合、あるいは画像表示装置自体を備えていない場合、光学ファインダー１０６をファインダーとして使用する。

カメラ起動直後のモード判定（ステップＳ１０２）で再生モードと判定された場合、ステップＳ１１２に進み、再生に必要な各種デバイスを初期化する。例えばレンズ１０や撮像素子１６は初期化及び起動する必要が無く、再生表示する画像を読み出すために画像記憶媒体８０や画像処理回路５０を初期化及び起動する。

次に、画像読み込み（ステップＳ１１４）を行い、画像表示装置１０８に再生画像を表示する（ステップＳ１１６）。

図１４に、カメラ起動後の撮影条件選択のフローチャートを示す。

カメラ起動後、ユーザーはパラメータ選択スイッチ１５１，１５３，１５７，１５９やモード切替スイッチ１１０を操作して撮影条件を選択することができる。起動直後にモード切替スイッチ１１０の状態に応じてカメラを起動したが、起動後にもモード変更することが可能である（ステップＳ２２２）。再生モードから撮影モード、撮影モードから再生モードといったモード変更や、ポートレートモード、風景モードといった、撮影モードの中でのモード変更も可能である。その中で、ユーザーが撮影用の絞り値を指定できるＡｖ優先モード、シャッタ速度を指定できるＴｖ優先モード、絞り値及びシャッタ速度の両方を指定できるマニュアルモードがある。これらのモードが選択された後、ユーザーは絞り値やシャッタ速度を選択することができる（ステップＳ２４２, ステップＳ２４４, ステップＳ２６２, ステップＳ２６４）。さらに各モードにおいて、撮影感度を選択することができる（ステップＳ２８２）。カメラが自動で感度を選択させるように自動感度モードを選択したり、高感度によるＳ／Ｎ悪化を避けたいユーザーは低感度を選択したりすることができる。

図１５は、レリーズボタン１０４を押下した場合の動作を示すフローチャートである。

レリーズボタン１０４は押下の深さによって撮影準備と撮影開始の指示を行うことができるが、フローでは、撮影準備をスイッチＳＷ１、撮影開始をスイッチＳＷ２として記載する。

スイッチＳＷ１のＯＮ後、被写体輝度の測定が行われる（ステップＳ３０２）。前述の図２のように、被写体輝度測定時には画面内を領域ごとに分割し、重みをかけることで画面のどこに重点を置いて測定するかを切り替えることができる。ピント合わせ（ステップＳ３０４）では、レンズ駆動回路４２でレンズ１０のフォーカスレンズを駆動することで、被写体にピントを合わせる。ピント合わせ時、被写体輝度測定（ステップＳ３０２）の場合と同様に、画面内のどこにピントを合わせるかを指定することができる。

ピント合わせ後、撮影用の露出条件として絞り値、シャッタ速度、ＩＳＯ感度を決定する。撮影モードによっては、絞り値、シャッタ速度、ＩＳＯ感度それぞれをユーザーが既に指定している場合と、被写体輝度測定（ステップＳ３０２）の結果に応じて、カメラがプログラム線図に従い自動で値を選択する場合がある。

決定した各値を表示装置１０８に表示する（ステップＳ３０８）。この時、図５のように、決定したシャッタ速度では手ブレの影響が大きいと判断される場合、手ブレを示すアイコン２０８を表示することでユーザーに手ブレの警告を行う。続いて、手ブレ軽減動作を許可するか禁止するかの判断を行う（ステップＳ３１０, ステップＳ３１２, ステップＳ３１４）。

ストロボ非発光（ステップＳ３１０）、手ブレの影響度判定（ステップＳ３１２）、感度を上げることが可能か否か（ステップＳ３１４）を判定することで、手ブレ軽減の可否を決める。そして、手ブレ軽減動作を許可する場合は手ブレ軽減スイッチ１５５の発光装置を点滅させ（ステップＳ３１６）、手ブレ軽減動作を禁止する場合は手ブレ軽減スイッチ１５５の発光装置を消灯させる（ステップＳ３２０）。手ブレの影響度判定（ステップＳ３１２）では、現在の焦点距離、手ブレ補正の入り切り情報を元に手ブレの影響度を判定する。

図１６に、焦点距離と手ブレの影響が大きいと判断されるシャッタ速度の関係を、手ブレ補正入り時と切り時で示す。

通説として、１／焦点距離（ｍｍ）＝手ブレシャッタ速度（秒）が知られているが、実際には撮影者の技量や撮影状況、カメラの形状によるグリップのしやすさなど、様々な要因がからみ、一概にどのシャッタ速度でブレの恐れがあるかを定義することは難しい。また、カメラによる手ブレ補正機能の有無によって、手ブレ度合いが全く違ってくる。これら諸要因を考慮し、図１６に示したようなグラフをカメラ内部に持ち、手ブレ判定（ステップＳ３１２）を行う。

ここまでで、ＳＷ１のＯＮによる撮影準備動作が完了する。このあと、キー操作を受け付ける（ステップＳ３３０）。そして、ＳＷ１のＯＦＦにて撮影準備を解除するか、ＳＷ２のＯＮにて決定した露出条件でそのまま撮影を行うか（ステップＳ３３４）、手ブレ軽減スイッチ１５５の押下を受けて手ブレ軽減動作を行うか（ステップＳ３３２）を判断する。

手ブレ軽減スイッチ１５５の押下後の動作のフローチャートを図１７に示す。

手ブレ軽減スイッチ１５５ はトグル動作し、手ブレ軽減前後の露出を切り替えることができるため、まず手ブレ軽減済かどうかを判断する（ステップＳ４０２）。手ブレ軽減前の場合、感度アップ可能かどうかを判断し（ステップＳ４０４）、感度アップ可能な場合、感度アップ及びシャッタ速度高速化を同量だけ行う（ステップＳ４０６、ステップＳ４０８）。図１７では、感度をＳｖ++、シャッタ速度をＴｖ++とし、感度、シャッタ速度の分解能に応じて最小増加量ずつ増加させていくものとしているが、１／３段単位や１／２段単位というように、所定の増加量ずつ増加させることも可能である。

感度アップ（ステップＳ４０６）、シャッタ速度高速化（ステップＳ４０８）を行った後、手ブレの影響度を判定する（ステップＳ４１０）。判定により、まだ手ブレの影響が大きい場合、再度、感度アップ、シャッタ速度高速化を行うループを形成し、手ブレの影響が軽減できると判断できるまでループを続ける。途中、最大感度アップ値に達した場合（ステップＳ４０４、Ｎｏ）、これ以上行っても手ブレを軽減できないとしてループを抜ける。この後、手ブレ軽減処理を行ったとして、手ブレ軽減スイッチ１５５の発光装置を点滅状態から点灯状態に変化させる（ステップＳ４１２）。

一方、既に手ブレ軽減済みの状態で手ブレ軽減スイッチ１５５が押下された場合（ステップＳ４０２、Ｙｅｓ）、ステップＳ４２２に進む。ステップＳ４２２では、当初のＳＷ１のＯＮによる撮影準備で決定された絞り値、シャッタ速度、感度に戻り、発光装置を点灯から点滅に変化させる（ステップＳ４２４）。

図１８は、絞りを併用することで手ブレ軽減を実現する動作を示すフローチャートである。

図１７との違いは、手ブレ軽減実施時に、まず絞りを開放方向に開くことが可能かどうかを判断している（ステップＳ４３４）点である。ステップＳ４３４で、絞りを開くことが出来る場合は開く（ステップＳ４３６）と共にシャッタ速度を高速化する（ステップＳ４３８）。その後手ブレの影響度を判定し（ステップＳ４３０）、手ブレの影響が大きい場合（ステップＳ４３０、Ｙｅｓ）、ステップＳ４３４に戻り、絞りを少しずつ開いていくループを形成する。絞りを開いたことで手ブレの影響を軽減できると判断された場合（ステップＳ４３０、Ｎｏ）、手ブレ軽減スイッチ１５５の発光装置を点滅状態から点灯状態に変化させ（ステップＳ４１２）、手ブレ軽減処理を終了する。手ブレを軽減できず、かつこれ以上絞りを開くことができないと判断された場合（ステップＳ４３４、Ｎｏ）、図１７と同様に感度アップによる手ブレ軽減処理を行う。

このように、絞りを開くことで手ブレを軽減できるのは、Ａｖ優先モードやマニュアルモードでユーザーが開放絞り値以外を選択している場合が想定される。カメラがプログラム線図に従って自動で絞り値とシャッタ速度を決定するモードでは、通常は手ブレの影響が少ないようにシャッタ速度を遅くして低輝度被写体に追従する前に、先に絞り値を開放まで開くようなプログラム線図を設計するからである。

このように手ブレ軽減処理を行った後、図１５のステップＳ３３４でＳＷ２がＯＮされ、決定した露出制御値にて撮影が行われる。

以上が手ブレ軽減に関するフローである。

このような実施形態により、ＳＷ１のＯＮによる撮影準備後に、少ない操作で手ブレ軽減可能なシャッタ速度に瞬時に切り替えることが可能となり、ユーザーの露出選択の幅が広がると共に、カメラの使い勝手が向上する。

なお、上記の実施形態では、ストロボ９０を使用しない場合の手ブレ軽減動作について説明した。一方、ストロボ９０を使用して撮影を行う場合には、ユーザーの手ブレの影響はほとんどないと考えられるので、手ブレ軽減スイッチ１５５が押下された場合でも、手ブレ軽減処理を行わないようにすることが望ましい。

また、上記の実施形態では、撮像素子１６により生成された画像信号から被写体の輝度の情報を得て露出制御を行うように説明した。しかし、撮像素子１６とは別に、測光用のセンサを設けるようにしても良い。

（他の実施形態）
また、各実施形態の目的は、次のような方法によっても達成される。すなわち、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体（または記録媒体）を、システムあるいは装置に供給する。そして、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行する。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、本発明には次のような場合も含まれる。すなわち、プログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム（ＯＳ）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される。

さらに、次のような場合も本発明に含まれる。すなわち、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれる。その後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される。

本発明を上記記憶媒体に適用する場合、その記憶媒体には、先に説明した手順に対応するプログラムコードが格納されることになる。

本発明の一実施形態に係わる撮像装置としてのデジタルカメラの構成を示すブロック図である。 被写体の輝度分布を示す図である。 一実施形態のデジタルカメラの外観を示す図である。 自動露出制御時の絞り値とシャッタ速度の組み合わせを表わすプログラム線図の例を示す図である。 手ブレ軽減動作における露出変更の様子を示す図である。 手ブレ軽減動作における露出変更の様子を示す図である。 手ブレ軽減動作における露出変更の様子を示す図である。 手ブレ軽減動作における露出変更の様子を示す図である。 手ブレ軽減動作における露出変更の様子を示す図である。 手ブレ軽減動作における露出変更の様子を示す図である。 手ブレ軽減動作における露出変更の様子を示す図である。 手ブレ軽減動作における露出変更の様子を示す図である。 デジタルカメラが起動してからの動作を示すフローチャートである。 カメラ起動後の撮影条件選択のフローチャートである。 レリーズボタンを押下した場合の動作を示すフローチャートである。 焦点距離と手ブレの影響が大きいと判断されるシャッタ速度の関係を、手ブレ補正入り時と切り時で示した図である。 手ブレ軽減スイッチの押下後の動作を示すフローチャートである。 絞りを併用することで手ブレ軽減を実現する動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ レンズ
１２ メカニカルシャッタ
１４ 絞り
１６ 撮像素子
１８ ＣＤＳ回路
２０ ＰＧＡ回路
２２ Ａ／Ｄ変換器
２４ ＴＧ
２６ 絞り駆動回路
２８ メカニカルシャッタ駆動回路
５０ 画像処理回路
３４ ＶＲＡＭ
３２ 圧縮伸張回路
３６ Ｄ／Ａ変換器
１０８ 画像表示装置
６０ システム制御回路
７０ カメラ操作部
１５ 手ブレ軽減ボタン

Claims (14)

1. 撮影レンズにより結像された被写体の光学像を光電変換して画像信号を生成する撮像手段と、
   前記被写体の輝度に基づいて前記撮像手段の露光時間を算出する演算手段と、
   手ブレ軽減指示を撮影者が入力するための入力手段と、
   前記入力手段による手ブレ軽減指示の入力が有効であるか否かを撮影者に報知する報知手段と、
   前記演算手段により算出された前記撮像手段の露光時間が撮影者の手ブレが前記画像信号の画質に影響を与えると予想される露光時間である場合に、前記入力手段による手ブレ軽減指示の入力を有効にするとともに前記報知手段により撮影者に報知し、前記入力手段により撮影者からの手ブレ軽減指示が入力された場合に、手ブレ軽減動作を実行するように制御する制御手段と、を具備し、
   前記報知手段は発光手段を具備し、前記制御手段は、前記入力手段による手ブレ軽減指示の入力が有効である場合に前記発光手段を点滅させ、前記入力手段による手ブレ軽減指示の入力が無効である場合に前記発光手段を消灯させるとともに、前記手ブレ軽減動作が実行されている場合に前記発光手段を点灯させることを特徴とする撮像装置。
2. 前記手ブレ軽減動作では、前記撮像手段の露光時間を短くすることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記入力手段の操作により前記手ブレ軽減動作を取り消すことが可能であることを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
4. 前記報知手段は前記入力手段と一体化されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
5. 前記撮像手段により逐次生成された画像信号を逐次表示する表示手段をさらに具備し、前記制御手段は、前記演算手段により算出された前記撮像手段の露光時間が撮影者の手ブレが前記画像信号の画質に影響を与えると予想される露光時間である場合に、その旨を示すアイコンを前記表示手段に表示することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮像装置。
6. 前記画像信号を増幅する増幅手段をさらに具備し、前記制御手段は、前記増幅手段の増幅率を変更することにより前記撮像手段の撮像感度を調節し、前記撮像手段の露光時間が短くされる量に対応する量だけ前記撮像感度を増加させることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
7. 前記撮像感度を増加させる場合の該撮像感度の最大値を指定する最大感度指定手段をさらに具備することを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
8. 前記撮影レンズ内に設けられた絞りを駆動する絞り駆動手段をさらに具備し、該絞り駆動手段は、前記制御手段により前記撮像手段の露光時間が短くされる量に対応する量だけ前記絞りを開く方向に駆動することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
9. 前記撮影レンズ内に設けられた絞りを駆動する絞り駆動手段と、前記画像信号を増幅する増幅手段とをさらに具備し、前記制御手段は、前記増幅手段の増幅率を変更することにより前記撮像手段の撮像感度を調節し、前記撮像手段の露光時間が短くされる量に対応して前記撮像感度を増加させると共に前記絞りを開く方向に駆動させるように前記絞り駆動手段を制御することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
10. 前記制御手段は、前記撮影レンズの焦点距離に応じて、前記撮像手段の露光時間を短くする量を変更することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
11. 前記演算手段により算出された前記撮像手段の露光時間を短くすることができない場合に、前記制御手段は、前記入力手段による手ブレ軽減指示を無効にすることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
12. 前記被写体を照明するための照明手段を使用して撮像を行う場合には、前記制御手段は、前記入力手段による手ブレ軽減指示を無効にすることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
13. 撮影レンズにより結像された被写体の光学像を光電変換して画像信号を生成する撮像手段と、手ブレ軽減指示を撮影者が入力するための入力手段と、前記入力手段による手ブレ軽減指示の入力が有効であるか否かを撮影者に報知する、発光手段を有する報知手段と、を備える撮像装置を制御する方法であって、
    前記被写体の輝度に基づいて前記撮像手段の露光時間を算出する演算工程と、
    前記演算工程において算出された前記撮像手段の露光時間が撮影者の手ブレが前記画像信号の画質に影響を与えると予想される露光時間である場合に、前記入力手段による手ブレ軽減指示の入力を有効にするとともに前記報知手段により撮影者に報知し、前記入力手段により撮影者からの手ブレ軽減指示が入力された場合に、手ブレ軽減動作を実行するように制御する制御工程と、を具備し、
    前記制御工程では、前記入力手段による手ブレ軽減指示の入力が有効である場合に前記発光手段を点滅させ、前記入力手段による手ブレ軽減指示の入力が無効である場合に前記発光手段を消灯させるとともに、前記手ブレ軽減動作が実行されている場合に前記発光手段を点灯させることを特徴とする撮像装置の制御方法。
14. 請求項１３に記載の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。