JP2004159051A - 手ぶれ補正装置及び撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】撮影者の構え方に応じて高精度の手ぶれ補正を行うことができる手ぶれ補正装置及び撮像装置を提供する。
【解決手段】接眼センサ29は、撮影者がビューファインダを使用しているか否かを検出し、手ぶれ補正制御部102は、接眼センサ29によって出力される検出信号に基づいて手ぶれ補正の補正特性を変更し、手ぶれ駆動部103は、手ぶれ補正制御部102によって変更された補正特性に応じてCCD17を駆動することによって手ぶれを補正する。
【選択図】 図4
【解決手段】接眼センサ29は、撮影者がビューファインダを使用しているか否かを検出し、手ぶれ補正制御部102は、接眼センサ29によって出力される検出信号に基づいて手ぶれ補正の補正特性を変更し、手ぶれ駆動部103は、手ぶれ補正制御部102によって変更された補正特性に応じてCCD17を駆動することによって手ぶれを補正する。
【選択図】 図4
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタルカメラやデジタルビデオカメラにおける手ぶれを補正する手ぶれ補正装置及び撮像装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、デジタルカメラにおいて、撮影者が撮影対象を見るための装置として液晶表示部及びビューファインダの2つを備えるものがある。液晶表示部では、撮影する画像をデジタルカメラの背面に設けられた液晶表示部に表示することによって撮影者は撮影対象を見ることができる。ビューファインダでは、デジタルカメラの背面に設けられたファインダ窓を覗くことによって撮影者は撮影対象を見ることができる。
【0003】
また、従来のデジタルカメラの手ぶれを補正する方法として、デジタルカメラ本体が撮影者の体に近いか否かで補正動作を開始するか否かを判断するものがある(例えば、特許文献1参照。)。
【0004】
【特許文献1】
特開平5−107621号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、手ぶれは、撮影者の構え方などによりその特徴が異なる。そのため、撮影者が液晶表示部を用いて撮影する場合と、ビューファインダを用いて撮影する場合とでは構え方が異なり、手ぶれの特徴が異なる。上述の特許文献1に記載の手ぶれ補正方法は、撮影者の視線方向の判別結果により補正特性を切り換えているが、どのファインダを用いるかは開示されていない。また、使用するファインダによって補正特性を切り換える技術についても開示されていない。
【0006】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、撮影者の構え方に応じて高精度の手ぶれ補正を行うことができる手ぶれ補正装置及び撮像装置を提供することを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る手ぶれ補正装置は、撮影者がビューファインダを使用しているか否かを検出する接眼検出手段と、前記接眼検出手段によって出力される検出信号に基づいて手ぶれ補正の補正特性を変更する補正特性変更手段と、前記補正特性変更手段によって変更された補正特性に応じて手ぶれを補正する手ぶれ補正手段とを備える。
【0008】
この構成によれば、撮影者がビューファインダを使用しているか否かが判断されるので、撮影者がビューファインダを覗いて撮影しようとしているのか、ビューファインダを覗かずに撮影しようとしているのかを判断することができる。接眼検出手段によって出力される検出信号に基づいて手ぶれ補正の補正特性が変更されるので、撮影者が接眼している状態での手ぶれの補正特性と、撮影者が接眼していない状態での手ぶれの補正特性とを切り換えることができる。また、補正特性変更手段によって変更された補正特性に応じて手ぶれが補正されるので、手ぶれによる影響のない写真を撮影することができる。したがって、撮影者の構え方に応じて高精度の手ぶれ補正を行うことができる。
【0009】
また、上記の手ぶれ補正装置において、前記補正特性変更手段は、前記ビューファインダを使用していない場合に、前記ビューファインダを使用している場合よりも高い周波数帯域での感度を高くすることが好ましい。
【0010】
この構成によれば、撮影者がビューファインダを使用していない場合、つまり非接眼状態である場合の方が、撮影者がビューファインダを使用している場合、つまり接眼状態である場合よりも高周波の手ぶれが顕著になるため、非接眼状態である場合に接眼状態である場合よりも高い周波数帯域での感度を高くすることで、より高精度に手ぶれ補正を行うことができる。
【0011】
また、上記の手ぶれ補正装置において、静止画撮影及び動画撮影のいずれの撮影状態であるかを判断する撮影状態判断手段をさらに備え、前記補正特性変更手段は、前記撮影状態判断手段によって判断される撮影状態及び前記接眼検出手段によって出力される検出信号に基づいて手ぶれ補正の補正特性を変更することが好ましい。
【0012】
この構成によれば、静止画撮影及び動画撮影のいずれの撮影状態であるかが判断され、判断された撮影状態及び接眼検出手段によって検出される検出信号に基づいて手ぶれ補正の補正特性が変更されるので、静止画撮影時、動画撮影時のいずれの場合でも手ぶれの補正を行うことができるとともに、撮影者の構え方に応じて高精度の手ぶれ補正を行うことができる。
【0013】
また、上記の手ぶれ補正装置において、前記手ぶれ補正手段は、撮像素子を駆動することによって手ぶれを補正することが好ましい。この構成によれば、撮像素子による手ぶれ補正を行うことができる。
【0014】
本発明に係る撮像装置は、ビューファインダと、被写体を表示する外部表示部とを備えるとともに手ぶれを補正可能な撮像装置であって、撮影者がビューファインダを使用しているか否かを検出する接眼検出手段と、前記接眼検出手段によって出力される検出信号に基づいて手ぶれ補正の補正特性を変更する補正特性変更手段と、前記補正特性変更手段によって変更された補正特性に応じて手ぶれを補正する手ぶれ補正手段とを備える。
【0015】
この構成によれば、撮影者がビューファインダを使用しているか否かが判断されるので、撮影者がビューファインダを覗いて撮影しようとしているのか、ビューファインダを覗かずに被写体を表示する外部表示部を使用して撮影しようとしているのかを判断することができる。接眼検出手段によって出力される検出信号に基づいて手ぶれ補正の補正特性が変更されるので、撮影者が接眼している状態での手ぶれの補正特性と、撮影者が接眼していない状態での手ぶれの補正特性とを切り換えることができる。また、補正特性変更手段によって変更された補正特性に応じて手ぶれが補正されるので、手ぶれによる影響のない写真を撮影することができる。したがって、撮影者の構え方に応じて高精度の手ぶれ補正を行うことができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【0017】
図1は本発明に係るデジタルカメラの一実施形態を構成するカメラ本体に内蔵された主要部材の配置を示す上面図、図2は同実施形態の右側面図、図3は同実施形態の背面図である。
【0018】
図1に示すように、本実施形態に係るデジタルカメラ(撮像装置)1は、カメラ本体2とこのカメラ本体2の正面略中央に着脱可能に装着される交換レンズ3とを備えた一眼レフレックスカメラで構成されており、図2に示すように、カメラ本体2の上面に、電子ビューファインダ4(EVF;Electronic View Finder)とポップアップタイプのフラッシュ5とを備えている。
【0019】
図1において、カメラ本体2は、正面略中央に交換レンズ3が装着されるマウント部(図示省略)を備えるとともに、正面左端部に使用者が把持するためのグリップ部11を備えている。マウント部の下部には、装着された交換レンズ3との電気的接続を行うための複数個の接点(図示省略)と機械的接続を行うための複数個のカプラ(図示省略)とが設けられている。
【0020】
電気的接点は、交換レンズ3に内蔵されたレンズROMから当該レンズに関する固有の情報(開放F値や焦点距離等の情報)をカメラ本体2内の全体制御部90(図4)に送出したり、交換レンズ3内のフォーカスレンズの位置やズームレンズの位置の情報を全体制御部90(図4)に送出したりするためのものである。
【0021】
カプラは、図2に示すように、カメラ本体2内に設けられたフォーカスレンズ駆動用モータ(FM)12の駆動力とズームレンズ駆動用モータ(ZM)13の駆動力とを交換レンズ3内の各レンズに伝達するためのものである。
【0022】
図1において、グリップ部11の内部には電池収納室14とカード収納室15とが設けられている。電池収納室14にはカメラの電源として、例えば、4本の単3形乾電池16が収納されており、カード収納室15には撮影画像の画像データを記録するためのメモリカードMCが着脱可能に収納されるようになっている。
【0023】
また、マウント部に交換レンズ3が装着されたときの当該レンズ3の光軸L上であってカメラ本体2内の適所には、カラー撮像素子17が配設されている。
【0024】
カラー撮像素子(以下「CCD」という。)17は、CCD(Charge CoupledDevice)が2次元状に配置されたエリアセンサの各CCDの表面に、R(赤),G(緑),B(青)のカラーフィルタが市松模様状に貼り付けられた、いわゆるベイヤー方式と呼ばれる単板式カラーエリアセンサで構成されており、本実施形態では例えば1600(X方向)×1200(Y方向)=1920000個のCCD(以下「画素」ともいう。)を有している。
【0025】
図2及び図3に示すように、カメラ本体2のグリップ部11の上面には、シャッタボタン18が設けられている。このシャッタボタン18は、途中まで押し込んだ「半押し状態S1」の操作と、さらに押し込んだ「全押し状態S2」の操作とが可能に構成されており、シャッタボタン18が半押しされると、被写体の静止画を撮影するための準備動作(露出制御値の設定や焦点調節等の準備動作)が実行され、シャッタボタン18が全押しされると、撮影動作(CCD17を露光し、その露光によって得られた画像信号に所定の画像処理を施してメモリカードMCに記録する一連の動作)が実行される。
【0026】
図2及び図3において、電子ビューファインダ4は、ファインダ表示部19、接眼レンズ20、ファインダ窓21を備えている。ファインダ表示部19は、本実施形態では例えば画素数が640(X方向)×480(Y方向)=307200のカラー液晶表示素子からなり、CCD17で撮影された被写体のモニタ画像、すなわちシャッタボタン18が操作されていない撮影待機状態においてCCD17により動画撮影された被写体の画像を表示するものである。接眼レンズ20は、このファインダ表示部19に表示されたモニタ画像をファインダ窓21の外側に導くものである。このような構成により、撮影者はファインダ窓21を覗くことによって、ファインダ表示部19に表示されるモニタ画像により被写体を視認することができる。
【0027】
なお、モニタ画像はファインダ表示部19に表示するためのものであるから、撮影待機状態では、CCD17を通常の静止画撮影と異なる動作モード(以下「静止画モード」という。)で動作させてファインダ表示部19の表示サイズと同一サイズのモニタ画像を撮影するようにしている。すなわち、本実施形態では、ファインダ表示部19は画素数が640×480で構成されているので、撮影待機状態においては、CCD17の全画素で受光は行うが、画像データの読出しは、X,Yの両方向について8画素ピッチ、すなわち1/8の間引き読出しにより行われ、これによって画素数が640×480のモニタ画像を高速で得るようにしている。
【0028】
図3において、カメラ本体2の背面の略中央には、外部表示部(液晶表示部)22が設けられている。外部表示部22は、本実施形態では例えば画素数が400(X方向)×300(Y方向)=120000のカラー液晶表示素子からなり、記録モードにおいて露出制御に関するモード、撮影シーンに関するモードや撮影条件等を設定するためのメニュー画面を表示したり、再生モードにおいてメモリカードMCに記録された撮影画像を再生表示するものである。
【0029】
外部表示部22の左側には電源スイッチ23が設けられている。この電源スイッチ23は記録モード(写真撮影の機能を果たすモード)及び再生モード(記録画像を外部表示部22に再生するモード)を切換設定するモード設定スイッチを兼ねている。すなわち、電源スイッチ23は3点スライドスイッチからなり、接点を中央の「OFF」位置に設定すると、電源がオフになり、接点を上方の「REC」位置に設定すると、電源がオンになるとともに記録モードが設定され、接点を下方の「PLAY」位置に設定すると、電源がオンになるとともに再生モードが設定される。
【0030】
外部表示部22の右側上方位置には4連スイッチ24が設けられている。4連スイッチ24は円形の操作ボタンを有し、この操作ボタンにおける上下左右の4方向の押圧操作が、上スイッチ24U、下スイッチ24D、左スイッチ24L、右スイッチ24Rの操作として、それぞれ検出されるようになっている。
【0031】
4連スイッチ24は多機能化されており、例えば外部表示部22に表示される撮影シーン設定のためのメニュー画面において選択された項目を変更するための操作スイッチとして機能し、複数のサムネイル画像が配列表示されるインデックス画面において選択された再生対象のコマを変更するための操作スイッチとして機能し、左スイッチ24Lおよび右スイッチ24Rは、交換レンズ3のズームレンズの焦点距離を変更するためのズームスイッチとして機能する。
【0032】
外部表示部22の右側下方位置には、外部表示部22の表示や表示内容に関する操作を行うためのスイッチとして、取消スイッチ25、確定スイッチ26、メニュー表示スイッチ27および表示切換スイッチ28が設けられている。
【0033】
取消スイッチ25はメニュー画面で選択された内容を取り消すためのスイッチである。確定スイッチ26はメニュー画面で選択された内容を確定するためのスイッチである。メニュー表示スイッチ27は外部表示部22にメニュー画面を表示させたり、メニュー画面の内容(例えば撮影シーン設定画面や露出制御に関するモード設定画面など)を切り換えるためのスイッチで、メニュー表示スイッチ27の押圧ごとにメニュー画面が切り換わる。
【0034】
表示切換スイッチ28は外部表示部22への表示を行わせたり、その表示をオフにするスイッチで、表示切換スイッチ28の押圧ごとに外部表示部22の表示と非表示とが交互に行われる。なお、電池16の節電を図るため、カメラ起動時には外部表示部22の表示は行われないようになっている。
【0035】
外部表示部22の上側位置には、撮影者による接眼、非接眼を検出するための接眼センサ29が設けられている。接眼センサ29は、赤外LEDを発光する赤外LED発光部(発光ダイオード)と、LED反射光を受光する受光部(フォトリフレクタ)で構成される。受光部は、撮影者の顔が近づくことによるLED反射光を受光する。接眼センサ29は、光電変換された出力値に基づいて接眼状態を認識し、接眼検出信号を全体制御部90(図4)に出力する。接眼センサ29は、撮影者がファインダ窓21に接眼している接眼状態であれば接眼検出信号をオンとして出力し、撮影者がファインダ窓21に接眼していない非接眼状態であれば接眼検出信号をオフとして出力する。なお、接眼センサ29が設けられる位置としては、上記の外部表示部22の上側位置に限らず、撮影者の接眼状態を検出することができる位置であれば、外部表示部22の左側位置及び右側位置など適宜変更してもよい。
【0036】
図4はデジタルカメラ1の電気的構成を示すブロック図である。なお、図1〜図3と同一物には同一符号を付している。
【0037】
デジタルカメラ1は、交換レンズ3、撮像部30、信号処理部40、発光制御部50、レンズ制御部60、表示部70、操作部80、全体制御部90及び手ぶれ補正装置100などを備えている。
【0038】
交換レンズ3は、フォーカスレンズ、ズームレンズおよび透過光量を調節するための絞りを備えるとともに、当該レンズに関する固有の情報(開放F値や焦点距離等の情報)が格納されたレンズROMを備えている。レンズROMは、電気的接点を介して全体制御部90に接続されている。
【0039】
撮像部30は、交換レンズ3を通して入射する被写体光像を光電変換して画像信号(電気画像)として出力するもので、CCD17、タイミングジェネレータ31、タイミング制御回路32を備えている。
【0040】
CCD17は、タイミングジェネレータ31から入力される駆動制御信号(蓄積開始信号・蓄積終了信号)に基づき被写体光像を所定の露光時間だけ受光して画像信号(電荷蓄積信号)に変換し、その画像信号をタイミングジェネレータ31から入力される読出制御信号(水平同期信号、垂直同期信号、転送信号等)に従って信号処理部40に送出する。このとき、画像信号は各色成分R,G,Bに分離されて信号処理部40に送出される。
【0041】
なお、以下において、説明の便宜上、各画素の受光信号とこれらの集合により撮影画像を構成する画像信号とを区別するため、必要に応じて各画素の受光信号を画素信号(アナログ値)または画素データ(デジタル値)という。
【0042】
タイミングシェネレータ31は、タイミング制御回路32から入力される制御信号に基づき駆動制御信号を生成するとともに、基準クロック信号に基づき読出制御信号を生成し、それぞれCCD17に送出する。
【0043】
タイミング制御回路32は、CCD17の撮影動作を制御するもので、全体制御部90から入力される制御信号に基づき撮影制御信号を生成する。この撮影制御信号は、記録モードにおいて撮影待機中に被写体の動画像(以下「ライブビュー画像」という。)を電子ビューファインダ4のファインダ表示部19にモニタ表示するための制御信号、シャッタボタン18が操作されて被写体の静止画(以下「記録画像」という。)を撮影するための制御信号、基準クロック信号、CCD17から送出される画像信号を信号処理部40で信号処理するためのタイミング信号(同期クロック信号)などを含む。このタイミング信号は、信号処理部40内のアナログ信号処理回路41およびA/D変換回路42に入力される。
【0044】
信号処理部40は、CCD17から送出される画像信号に所定のアナログ信号処理およびデジタル信号処理を施すもので、画像信号の信号処理は当該画像信号を構成する各画素信号ごとに行われる。この信号処理部40は、アナログ信号処理回路41、A/D変換回路42、黒レベル補正回路43、ホワイトバランス(WB)回路44、γ補正回路45および画像メモリ46を備えており、黒レベル補正回路43、WB回路44およびγ補正回路45はデジタル信号処理を施す回路を構成する。
【0045】
アナログ信号処理回路41は、CCD17から出力されるアナログ値の画像信号に所定のアナログ信号処理を施すもので、画像信号のサンプリングノイズの低減を行うCDS(相関二重サンプリング)回路と、画像信号のレベル調整を行うAGC(オートゲインコントロール)回路とを備えている。AGC回路は、交換レンズ3に内蔵される絞りの絞り値とCCD17の露光時間とで適正露出が得られなかった場合(例えば非常に低輝度の被写体を撮影する場合等)の撮影画像のレベル不足を補償する機能も有する。なお、AGC回路のゲインは全体制御部90により設定される。
【0046】
A/D変換回路42は、アナログ信号処理回路41から出力される画像信号をデジタル値の画像信号(以下「画像データ」という。)に変換するもので、各画素で受光して得られる画素信号を例えば12ビットの画素データに変換する。黒レベル補正回路43は、A/D変換された各画素データの黒レベルを基準の黒レベルに補正するものである。
【0047】
WB回路44は、撮影画像のホワイトバランスを調整するもので、全体制御部90から入力されるレベル変換テーブルを用いて各色成分R,G,Bの画素データのレベルを変換することで撮影画像のホワイトバランスを調整する。なお、レベル変換テーブルの各色成分の変換係数は全体制御部90により撮影画像ごとに設定される。
【0048】
γ補正回路45は、画素データのγ特性を補正することにより階調補正を行うもので、γ特性の異なる例えば5種類のγ補正テーブルをルックアップテーブル(LUT)として有し、設定された撮影シーンに応じて所定のγ補正テーブルにより画素データのγ補正を行う。なお、このγ補正処理において、10ビットの画素データは、8ビット(256階調)の画素データに変換される。γ補正処理前の画素データを10ビットデータとしているのは、非線形性の強いγ特性でγ補正を行った場合の画質劣化を防止するためである。また、各色成分R,G,Bの画素データはWB回路44で所定のレベル変換が行われており、これらの画素データをそれぞれγ補正テーブルでγ補正する。
【0049】
画像メモリ46は、信号処理の終了した画像データを一時的に保存するメモリで、本実施形態では例えば1フレーム分の画像データを記憶し得る容量を有している。なお、1フレーム分の画像データを記憶し得る記憶容量は、本実施形態では例えばCCD17の画素数が1600×1200=1920000であるので、1920000個のカラー画素データを記憶し得る容量になる。
【0050】
発光制御部50は、全体制御部90から入力される発光制御信号に基づきフラッシュ5の発光を制御するもので、調光回路51及び調光センサ52を含む。なお、発光制御信号には、発光準備の指示、発光タイミングおよび発光量が含まれる。
【0051】
調光回路51は、全体制御部90から発光準備の指示信号が送出されるとメインコンデンサを充電して発光可能状態にし、さらに発光タイミング信号が送出されると当該タイミング信号に同期してメインコンデンサの蓄積電荷を放電し、これによってフラッシュ5を発光させる。
【0052】
調光センサ52は、フラッシュ撮影時において、露出開始と同時に被写体からのフラッシュ光の反射光を受光する。全体制御部90は、調光センサ52において受光された反射光の受光量が所定の発光量に達すると、発光停止信号を調光回路51に送出する。調光回路51は、発光停止信号に応答してメインコンデンサの放電を停止させ、これによってフラッシュ5は所要の発光量で発光することとなる。
【0053】
レンズ制御部60は、フォーカスレンズ駆動用モータ(FM)12、ズームレンズ駆動用モータ(ZM)13及び絞り制御ドライバ61を備えている。
【0054】
絞り制御ドライバ61は、交換レンズ3に内蔵される絞りの絞り値を制御するもので、全体制御部90から入力される絞り値に基づき絞りを駆動し、その開口量を当該絞り値に設定している。
【0055】
FM12は、全体制御部90から入力されるAF制御信号(例えば駆動パルス数等の制御値)に基づいて駆動し、交換レンズ3に内蔵されるフォーカスレンズを焦点位置に移動させる。
【0056】
ZM13は、全体制御部90から入力されるズーム制御信号(4連スイッチ24の操作情報)に基づいて駆動し、交換レンズ3に内蔵されるズームレンズを移動させる。ZM13は、全体制御部90から4連スイッチ24の右スイッチ24Rの操作情報が入力されると正方向に駆動してズームレンズを広角(ワイド)側に移動させ、4連スイッチ24の左スイッチ24Lの操作情報が入力されると逆方向に駆動してズームレンズを望遠(テレ)側に移動させる。
【0057】
交換レンズ3のズーム操作では、4連スイッチ24の右スイッチ24Rを押圧している間だけ交換レンズ3がワイド側に連続的に移動し、4連スイッチ24の左スイッチ24Lを押圧している間だけ交換レンズ3がテレ側に連続的に移動する。
【0058】
表示部70は、上記ファインダ表示部(図ではEVFとする。)19および外部表示部(図ではLCDとする。)22を備えるとともに、VRAM71,72を備えている。
【0059】
VRAM71は、外部表示部22への表示画像を格納するためのバッファメモリで、外部表示部22の画素数に対応して400×300個のカラー画素データが記憶可能なメモリ容量を有し、VRAM72は、ファインダ表示部19への表示画像を格納するためのバッファメモリで、ファインダ表示部19の画素数に対応して640×480個のカラー画素データが記憶可能なメモリ容量を有している。
【0060】
操作部80は、シャッタボタン18(図3)が半押しされるとオンになるロックスイッチ81と、シャッタボタン18(図3)が全押しされるとオンになるレリーズスイッチ82とを備えるとともに、上記図3に示すスイッチ群23〜28が含まれ、これらの操作情報が全体制御部90に入力される。
【0061】
全体制御部90は、CPU(Central Processing Unit)などからなり、ROM91及びRAM92を含む。ROM91は、全体制御部90のCPUの動作を制御する制御プログラムを記憶するものである。RAM92は、演算処理や制御処理などにおける種々のデータを一時的に格納するものである。
【0062】
全体制御部90は、ROM91に格納された制御プログラムに従って本デジタルカメラ1の各部の動作を制御するもので、シャッタボタン18が半押しされ、ロックスイッチ81のオン信号が検出されると、被写体の静止画を撮影するための準備動作(露出制御値の設定や焦点調節等の準備動作)を実行し、シャッタボタン18が全押しされ、レリーズスイッチ82のオン信号が検出されると、撮影動作(CCD17を露光し、その露光によって得られた画像信号に所定の画像処理を施してメモリカードMCに記録する一連の動作)を実行する機能を有する。
【0063】
この全体制御部90は、カードI/F93を介してメモリカードMCに接続されている。カードI/F93は、メモリカードMCへの画像データの書込み及び画像データの読出しを行うためのインターフェースである。
【0064】
手ぶれ補正装置100は、撮影者の手ぶれを補正するものであり、接眼センサ29、ジャイロ101、手ぶれ補正制御部102及び手ぶれ駆動部103を備えて構成される。
【0065】
ジャイロ101は、デジタルカメラ1のぶれを検知する角速度計であり、上下方向(ピッチ)及び左右方向(ヨー)の2軸について角速度を検出する。ジャイロ101から出力される各方向の角速度信号(ぶれ信号)は、手ぶれ補正制御部102に出力される。
【0066】
手ぶれ補正制御部102は、ジャイロ101から出力されたぶれ信号及び接眼センサ29より出力された接眼検出信号(検出信号)に基づいて補正特性を変更する。
【0067】
手ぶれ駆動部103は、手ぶれ補正制御部102によって変更された補正特性に応じてCCD17を駆動することによって手ぶれを補正する。
【0068】
図5は、手ぶれ補正装置100の構成の一例を示す図である。図5に示すように、手ぶれ補正装置100は、接眼センサ29、操作部80、全体制御部90、ジャイロ101、手ぶれ補正制御部102、手ぶれ駆動部103及びジャイロ信号処理回路104を備えて構成される。なお、カメラのぶれは、上下方向(ピッチ)と左右方向(ヨー)との2方向のぶれにより引き起こされるため、両方向について検知する必要があるので、ジャイロ101、ジャイロ信号処理回路104、駆動制御部107及び駆動回路110はそれぞれ2組必要となるが、図5では説明の便宜上、上下方向の1組についてのみ図示している。
ジャイロ信号処理回路104は、例えばバンドパス・フィルタであり、所定の周波数帯域の信号を通過させる。
【0069】
手ぶれ補正制御部102は、A/D変換部105a,105b、補正特性変更部106及び駆動制御部107を備えて構成される。A/D変換部105a,105bは、アナログ信号をデジタル信号に変換するものである。補正特性変更部106は、ジャイロ101から出力されたぶれ信号、接眼センサ29から全体制御部90を介して出力される接眼検出信号及び操作部80から全体制御部90を介して出力されるシャッタボタン情報に基づいて、所定の補正特性に切り換える。駆動制御部107は、各方向について必要な駆動量を算出し、駆動制御信号を駆動回路(ドライバIC)110に出力する。
【0070】
手ぶれ駆動部103は、CCD位置検出部108、位置検出処理回路109、駆動回路110及びCCD駆動部111を備えて構成される。
【0071】
CCD位置検出部108は、上下方向についてCCD17の位置を検出する。位置検出処理回路109は、CCD位置検出部108により検出されたCCD17の位置情報をA/D変換部105bに出力する。駆動回路110は、駆動制御部107から出力される駆動制御信号に基づいてCCD駆動部111を駆動させる。CCD駆動部111は、CCD17を上下方向に駆動させる。
【0072】
図6は、手ぶれ補正装置における信号処理を説明するための図である。左右方向の角速度を検出するジャイロ(YcHGYRO)101aによって検出されたぶれ信号は、BPF(バンドパス・フィルタ)104によって所定の周波数範囲のぶれ信号のみが通過する。BPF104を通過したぶれ信号は、A/D変換回路105aによってアナログ信号から10bit(ビット)のデジタル信号にA/D変換される。A/D変換された検出信号はHPF(ハイパス・フィルタ)によって遮断周波数以上の周波数の信号だけが通過し、遮断周波数以下の周波数の信号が減衰されるが、その際に補正特性に相当するフィルタの切り換えを行う。つまり、スイッチング回路120は、ロックスイッチ81がオンである(半押し状態S1)場合のHPF121a、レリーズスイッチ82がオンであり(全押し状態S2)接眼検出信号がオンである場合のHPF121b及びレリーズスイッチ82がオンであり(全押し状態S2)接眼検出信号がオフである場合のHPF121cのいずれかに切り換える。HPF121a,121b,121cのいずれかを通過した補正信号は、位相補償122、ゲイン調整123及び積分器124による積分演算処理が行われた後、駆動制御部107に出力される。
【0073】
一方、CCD位置検出部108によって検出されたCCD17の位置信号は、位置検出処理回路109において所定の信号処理が行われた後、A/D変換回路105bにおいてデジタル信号に変換され、駆動制御部107に入力される。駆動制御部107は、積分器124から出力される補正信号及びA/D変換回路105bから出力される位置信号に基づいてCCD17の駆動量を決定し、駆動制御信号を駆動回路110に出力する。駆動回路110は、駆動制御部107から出力される駆動制御信号に基づいてCCD駆動部111を駆動させ、CCD17を駆動させることによって手ぶれ補正を行う。なお、上下方向の角速度を検出するジャイロ(PcHGYRO)101bによって検出された検出信号は上記と同様に処理される。
【0074】
次に、図4に示すデジタルカメラ1による手ぶれ補正処理について説明する。図7は、図4に示すデジタルカメラ1による手ぶれ補正処理のフローチャートの一例を示す図である。
【0075】
まず、ロックスイッチ81がオンか否かが判断され(ステップS1)、オフのままであれば(ステップS1でNO)、待機状態となる。一方、撮影者によってシャッタボタン18が半押し状態にされてロックスイッチ81がオンとなると(ステップS1でYES)、ロックスイッチ81がオンの場合の補正特性が選択される。すなわち、手ぶれ駆動部103は、手ぶれ補正制御部102において選択された補正特性に基づいてCCD17を駆動させ、手ぶれ補正を行う。
【0076】
次いで、レリーズスイッチ82がオンか否かが判断され(ステップS3)、オフのままであれば(ステップS3でNO)、待機状態となる。一方、撮影者によってシャッタボタン18が全押し状態にされてレリーズスイッチ82がオンとなると(ステップS3でYES)、接眼検出信号がオン状態であるか否かが判断される(ステップS4)。接眼検出信号がオン状態であれば(ステップS4でYES)、接眼時の補正特性が選択され(ステップS5)、露光時の手ぶれ補正が開始される(ステップS7)。一方、接眼検出信号がオフ状態であれば(ステップS4でNO)、非接眼時の補正特性が選択され(ステップS6)、露光時の手ぶれ補正が開始される(ステップS7)。
【0077】
図8は、手ぶれ補正処理のタイミングを示す図である。図8に示すようにロックスイッチ81がオンされると、接眼検出信号が検出されるとともに、ロックスイッチ81がオンの場合の補正特性が選択され、ロックスイッチがオンの場合の手ぶれ補正が行われる。そして、レリーズスイッチ82がオンされると、接眼検出信号に基づく補正特性が選択されるとともに、CCD17を所定の位置(例えば、初期位置)に復帰させるセンタリング動作が行われ、露光時の手ぶれ補正が行われる。なお、本実施の形態では、露光前にCCD17のセンタリング動作が行われるとしたが、本発明は特にこれに限定されず、センタリング動作を行うことなく手ぶれ補正及び露光を行ってもよい。この場合、センタリング動作に要する時間を短縮することができる。
【0078】
図9は、補正特性の一例を示す図であり、図9(a)は、手ぶれによる周波数と、その周波数に対する各補正による補正効果との関係を示す図であり、図9(b)は、図9(a)に示す関係を表す補正特性を示す図である。なお、図9(b)の縦軸は補正効果(補正率)を表し、横軸は周波数を表している。図9(a)に示すように、例えば、手ぶれの周波数が2Hz(ヘルツ)の場合、ロックスイッチ81がオンの場合(図中にはS1補正と示す。)の補正効果は45%となり、レリーズスイッチ82がオンされ、接眼検出信号がオンの場合(図中ではS2補正接眼オンと示す。)の補正効果は7%となり、レリーズスイッチ82がオンされ、接眼検出信号がオフの場合(図中ではS2補正接眼オフと示す。)の補正効果は17%となる。そして、図9(a)に示す結果を補正特性としてグラフに表すと、図9(b)に示すようなグラフとなる。なお、補正率は、下記の(1)式で表され、手ぶれ量から手ぶれ補正量を減算した値に対する手ぶれ量の割合を百分率で表すものである。つまり、手ぶれ補正が効いていない場合の補正効果(補正率)は100%となり、手ぶれが補正されて完全に手ぶれがなくなった場合の補正効果は0%となる。
補正効果(補正率)={(手ぶれ量−手ぶれ補正量)/手ぶれ量}×100・・・(1)
【0079】
図9(b)に示す補正特性Aは、ロックスイッチ81がオンの場合における補正特性を表し、補正特性Bは、レリーズスイッチ82がオンされ、接眼検出信号がオンの場合における補正特性を表し、補正特性Cは、レリーズスイッチ82がオンされ、接眼検出信号がオフの場合における補正特性を表す。図9(b)に示すように、電子ビューファインダ4を見ながら構えた場合(接眼時)は高周波側(10Hz付近)だけでなく低周波側(1Hz付近)のぶれに対しても補正効果が得られるような補正特性をもつのに対し、外部表示部22を見ながら構えた(非接眼時)は10Hzの高周波帯域のぶれにやや重点をおいて補正するような補正特性となる。つまり、手ぶれが高周波の場合には補正率が高くなる補正特性Cを選択し、低周波の場合には補正率が低くなる補正特性Bを選択し、露光時にそれぞれの傾向にあった補正特性を選択することによって手ぶれ補正を行う。つまり、レリーズスイッチ82がオンであり(全押し状態S2)、接眼検出信号がオフである場合のHPF121cは、レリーズスイッチ82がオンであり(全押し状態S2)、接眼検出信号がオンである場合のHPF121bよりも高い周波帯域での感度を高くすることで、より高精度に手ぶれ補正を行うことができる。
【0080】
このように、撮影者が電子ビューファインダ4を使用しているか否かが判断されるので、撮影者が電子ビューファインダ4を覗いて撮影しようとしているのか、電子ビューファインダ4を覗かずに外部表示部22を使用して撮影しようとしているのかを判断することができる。接眼センサ29によって出力される検出信号に基づいて手ぶれ補正の補正特性が変更されるので、撮影者が接眼している状態での手ぶれの補正特性と、撮影者が接眼していない状態、つまり、外部表示部22を使用している状態での手ぶれの補正特性とを切り換えることができる。また、補正特性変更部106によって変更された補正特性に応じて手ぶれが補正されるので、手ぶれによる影響のない写真を撮影することができる。したがって、撮影者の構え方に応じて高精度の手ぶれ補正を行うことができる。
【0081】
なお、本実施の形態では、図6に示すように、スイッチング回路120が補正特性に応じてHPF121a,121b,121cへの切り替えを行うことによって手ぶれを補正しているが、本発明は特にこれに限定されず、補正特性に応じて積分器への切り換えを行うことによって手ぶれを補正してもよい。図10は、補正特性に応じて積分器への切り換えを行うことによって手ぶれを補正する場合の信号処理を説明するための図である。図6に示す信号処理と同様に、A/D変換された検出信号はHPF121によって遮断周波数以上の周波数の信号だけが通過し、遮断周波数以下の周波数の信号が減衰される。そして、HPF121を通過した信号は、位相補償及びゲイン調整が行われた後、積分器による積分演算処理が行われるが、その際に補正特性に相当する積分器の切り換えを行う。つまり、スイッチング回路120’は、ロックスイッチ81がオンである場合の積分器124a、レリーズスイッチ82がオンであり接眼検出信号がオンである場合の積分器124b及びレリーズスイッチ82がオンであり接眼検出信号がオフである場合の積分器124cのいずれかに切り換えることで、それぞれの補正特性に応じた手ぶれ補正を行う。この場合、積分演算処理を行う際に補正特性を変更することができる。
【0082】
また、本実施の形態では、CCDを駆動することによって手ぶれ補正を行うが、本発明は特にこれに限定されず、例えば、光学系を駆動することによって行ってもよい。この場合、交換レンズ3内に補正用レンズを設け、この補正用レンズをx方向及びy方向に移動させることによって手ぶれを補正する。
【0083】
また、可変頂角プリズムの頂角を駆動することによって手ぶれ補正を行ってもよい。可変頂角プリズムは、2枚のガラス板をポリエチレン樹脂などの特殊フィルムで作られた蛇腹でつなぎ、その内部を高屈折率液体で満たしたものである。このような可変頂角プリズムを交換レンズ3内に設け、頂角を変化させることで、入射光を任意の方向に変えることができ、CCD17での結像部位を変えることができる。
【0084】
また、CCDの切り出しエリアを制御することによって手ぶれ補正を行ってもよい。この場合、CCDから一部分(所定の画素数)のエリアを切り出し、その切り出した切り出しエリアを上下左右に動かすことで手ぶれ補正を行う。
【0085】
また、本実施の形態では、シャッタボタン18が全押し状態S2、つまりレリーズスイッチ82がオンされる際に接眼検出信号のオン/オフが判断されるが、本発明は特にこれに限定されず、シャッタボタン18が半押し状態S1、つまりロックスイッチ81がオンされる際に接眼検出信号のオン/オフを判断し、ロックスイッチ81がオンであって接眼検出信号がオンである場合の補正特性及びロックスイッチ81がオンであって接眼検出信号がオフである場合の補正特性のうちのいずれかの補正特性を選択してもよい。この場合、被写体を撮影するための準備動作が実行される場合にも手ぶれ補正が行われるため、さらに細かい手ぶれの補正が可能となる。
【0086】
また、本実施の形態では、手ぶれ補正装置をデジタルカメラに適用するとして説明したが、本発明は特にこれに限定されず、デジタルビデオカメラに適用してもよい。
【0087】
また、本実施の形態では、電子ビューファインダを用いて説明したが、本発明は特にこれに限定されず、例えば、透視ファインダやレフレックスファインダ等の光学式ファインダを用いてもよい。
【0088】
また、本実施の形態では、デジタルカメラはカメラ本体と交換レンズ3とを備える一眼レフレックスカメラとして説明したが、本発明は特にこれに限定されず、デジタルカメラはカメラ本体2とレンズとが一体となったコンパクトカメラでもよい。
【0089】
また、本実施の形態では、静止画像を撮影する場合における手ぶれ補正として説明したが、本発明は特にこれに限定されず、動画像を撮影する場合において適用してもよい。例えば、撮影者はメニュー表示スイッチ27を押圧することによって撮影状態を動画撮影状態に切り換え、シャッタボタン18を押圧することによって動画の録画を開始する。録画の停止は、再びシャッタボタン18を押圧することによって行われる。全体制御部90は、記録する撮影状態が静止画撮影状態であるか、動画撮影状態であるかを判断し、静止画撮影状態である場合、上記のようにして手ぶれの補正を行い、動画撮影状態である場合、1フレーム毎に上記の手ぶれ補正を行う。なお、動画撮影状態では、シャッタボタン18の半押し、全押しの判断を行わなくてもよく、接眼センサ29による接眼、非接眼の判断を行うことで手ぶれを補正する。このようにして、静止画撮影及び動画撮影のいずれの撮影状態かを判断し、それぞれの撮影状態に応じた手ぶれの補正を行うことができる。
【0090】
なお、上述した具体的実施形態には以下の構成を有する発明が含まれている。
(1)撮影者がビューファインダを使用しているか否かを検出する接眼検出手段と、前記接眼検出手段によって出力される検出信号に基づいて手ぶれ補正の補正特性を変更する補正特性変更手段と、前記補正特性変更手段によって変更された補正特性に応じて手ぶれを補正する手ぶれ補正手段とを備えることを特徴とする手ぶれ補正装置。
(2)前記補正特性変更手段は、前記ビューファインダを使用していない場合に、前記ビューファインダを使用している場合よりも高い周波数帯域での感度を高くすることを特徴とする上記(1)記載の手ぶれ補正装置。
(3)静止画撮影及び動画撮影のいずれの撮影状態であるかを判断する撮影状態判断手段をさらに備え、前記補正特性変更手段は、前記撮影状態判断手段によって判断される撮影状態及び前記接眼検出手段によって出力される検出信号に基づいて手ぶれ補正の補正特性を変更することを特徴とする上記(1)記載の手ぶれ補正装置。
(4)前記手ぶれ補正手段は、撮像素子を駆動することによって手ぶれを補正することを特徴とする上記(1)記載の手ぶれ補正装置。
(5)ビューファインダと、被写体を表示する外部表示部とを備えるとともに手ぶれを補正可能な撮像装置において、撮影者がビューファインダを使用しているか否かを検出する接眼検出手段と、前記接眼検出手段によって出力される検出信号に基づいて手ぶれ補正の補正特性を変更する補正特性変更手段と、前記補正特性変更手段によって変更された補正特性に応じて手ぶれを補正する手ぶれ補正手段とを備えることを特徴とする撮像装置。
(6)前記手ぶれ補正手段は、光学系を駆動することによって手ぶれを補正することを特徴とする上記(1)記載の手ぶれ補正装置。この構成によれば、レンズなどの光学系による手ぶれ補正を行うことができる。
(7)前記ビューファインダは、電子ビューファインダであることを特徴とする上記(1)記載の手ぶれ補正装置。この構成によれば、ビューファインダとして電子ビューファインダを用いる場合に手ぶれ補正を行うことができる。
【0091】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る手ぶれ補正装置によれば、撮影者がビューファインダを使用しているか否かが判断されるので、撮影者がビューファインダを覗いて撮影しようとしているのか、ビューファインダを覗かずに撮影しようとしているのかを判断することができる。接眼検出手段によって出力される検出信号に基づいて手ぶれ補正の補正特性が変更されるので、撮影者が接眼している状態での手ぶれの補正特性と、撮影者が接眼していない状態での手ぶれの補正特性とを切り換えることができる。また、補正特性変更手段によって変更された補正特性に応じて手ぶれが補正されるので、手ぶれによる影響のない写真を撮影することができる。したがって、撮影者の構え方に応じて高精度の手ぶれ補正を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るデジタルカメラの一実施形態を構成するカメラ本体に内蔵された主要部材の配置を示す上面図である。
【図2】本発明に係るデジタルカメラの一実施形態を構成するカメラ本体に内蔵された主要部材の配置を示す右側面図である。
【図3】本発明に係るデジタルカメラの一実施形態を構成するカメラ本体に内蔵された主要部材の配置を示す背面図である。
【図4】デジタルカメラ1の電気的構成を示すブロック図である。
【図5】手ぶれ補正装置100の構成の一例を示す図である。
【図6】手ぶれ補正装置における信号処理を説明するための図である。
【図7】図4に示すデジタルカメラ1による手ぶれ補正処理のフローチャートの一例を示す図である。
【図8】手ぶれ補正処理のタイミングを示す図である。
【図9】補正特性の一例を示す図である。
【図10】補正特性に応じて積分器への切り換えを行うことによって手ぶれを補正する場合の信号処理を説明するための図である。
【符号の説明】
1 デジタルカメラ(撮像装置)
17 CCD
19 EVF(ビューファインダ)
22 LCD(液晶表示部)
29 接眼センサ(接眼検出手段)
70 表示部
80 操作部
81 ロックスイッチ
82 レリーズスイッチ
90 全体制御部(撮影状態判断手段)
100 手ぶれ補正装置
101 ジャイロ
102 手ぶれ補正制御部(補正特性変更手段)
103 手ぶれ駆動部(手ぶれ補正手段)
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタルカメラやデジタルビデオカメラにおける手ぶれを補正する手ぶれ補正装置及び撮像装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、デジタルカメラにおいて、撮影者が撮影対象を見るための装置として液晶表示部及びビューファインダの2つを備えるものがある。液晶表示部では、撮影する画像をデジタルカメラの背面に設けられた液晶表示部に表示することによって撮影者は撮影対象を見ることができる。ビューファインダでは、デジタルカメラの背面に設けられたファインダ窓を覗くことによって撮影者は撮影対象を見ることができる。
【0003】
また、従来のデジタルカメラの手ぶれを補正する方法として、デジタルカメラ本体が撮影者の体に近いか否かで補正動作を開始するか否かを判断するものがある(例えば、特許文献1参照。)。
【0004】
【特許文献1】
特開平5−107621号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、手ぶれは、撮影者の構え方などによりその特徴が異なる。そのため、撮影者が液晶表示部を用いて撮影する場合と、ビューファインダを用いて撮影する場合とでは構え方が異なり、手ぶれの特徴が異なる。上述の特許文献1に記載の手ぶれ補正方法は、撮影者の視線方向の判別結果により補正特性を切り換えているが、どのファインダを用いるかは開示されていない。また、使用するファインダによって補正特性を切り換える技術についても開示されていない。
【0006】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、撮影者の構え方に応じて高精度の手ぶれ補正を行うことができる手ぶれ補正装置及び撮像装置を提供することを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る手ぶれ補正装置は、撮影者がビューファインダを使用しているか否かを検出する接眼検出手段と、前記接眼検出手段によって出力される検出信号に基づいて手ぶれ補正の補正特性を変更する補正特性変更手段と、前記補正特性変更手段によって変更された補正特性に応じて手ぶれを補正する手ぶれ補正手段とを備える。
【0008】
この構成によれば、撮影者がビューファインダを使用しているか否かが判断されるので、撮影者がビューファインダを覗いて撮影しようとしているのか、ビューファインダを覗かずに撮影しようとしているのかを判断することができる。接眼検出手段によって出力される検出信号に基づいて手ぶれ補正の補正特性が変更されるので、撮影者が接眼している状態での手ぶれの補正特性と、撮影者が接眼していない状態での手ぶれの補正特性とを切り換えることができる。また、補正特性変更手段によって変更された補正特性に応じて手ぶれが補正されるので、手ぶれによる影響のない写真を撮影することができる。したがって、撮影者の構え方に応じて高精度の手ぶれ補正を行うことができる。
【0009】
また、上記の手ぶれ補正装置において、前記補正特性変更手段は、前記ビューファインダを使用していない場合に、前記ビューファインダを使用している場合よりも高い周波数帯域での感度を高くすることが好ましい。
【0010】
この構成によれば、撮影者がビューファインダを使用していない場合、つまり非接眼状態である場合の方が、撮影者がビューファインダを使用している場合、つまり接眼状態である場合よりも高周波の手ぶれが顕著になるため、非接眼状態である場合に接眼状態である場合よりも高い周波数帯域での感度を高くすることで、より高精度に手ぶれ補正を行うことができる。
【0011】
また、上記の手ぶれ補正装置において、静止画撮影及び動画撮影のいずれの撮影状態であるかを判断する撮影状態判断手段をさらに備え、前記補正特性変更手段は、前記撮影状態判断手段によって判断される撮影状態及び前記接眼検出手段によって出力される検出信号に基づいて手ぶれ補正の補正特性を変更することが好ましい。
【0012】
この構成によれば、静止画撮影及び動画撮影のいずれの撮影状態であるかが判断され、判断された撮影状態及び接眼検出手段によって検出される検出信号に基づいて手ぶれ補正の補正特性が変更されるので、静止画撮影時、動画撮影時のいずれの場合でも手ぶれの補正を行うことができるとともに、撮影者の構え方に応じて高精度の手ぶれ補正を行うことができる。
【0013】
また、上記の手ぶれ補正装置において、前記手ぶれ補正手段は、撮像素子を駆動することによって手ぶれを補正することが好ましい。この構成によれば、撮像素子による手ぶれ補正を行うことができる。
【0014】
本発明に係る撮像装置は、ビューファインダと、被写体を表示する外部表示部とを備えるとともに手ぶれを補正可能な撮像装置であって、撮影者がビューファインダを使用しているか否かを検出する接眼検出手段と、前記接眼検出手段によって出力される検出信号に基づいて手ぶれ補正の補正特性を変更する補正特性変更手段と、前記補正特性変更手段によって変更された補正特性に応じて手ぶれを補正する手ぶれ補正手段とを備える。
【0015】
この構成によれば、撮影者がビューファインダを使用しているか否かが判断されるので、撮影者がビューファインダを覗いて撮影しようとしているのか、ビューファインダを覗かずに被写体を表示する外部表示部を使用して撮影しようとしているのかを判断することができる。接眼検出手段によって出力される検出信号に基づいて手ぶれ補正の補正特性が変更されるので、撮影者が接眼している状態での手ぶれの補正特性と、撮影者が接眼していない状態での手ぶれの補正特性とを切り換えることができる。また、補正特性変更手段によって変更された補正特性に応じて手ぶれが補正されるので、手ぶれによる影響のない写真を撮影することができる。したがって、撮影者の構え方に応じて高精度の手ぶれ補正を行うことができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【0017】
図1は本発明に係るデジタルカメラの一実施形態を構成するカメラ本体に内蔵された主要部材の配置を示す上面図、図2は同実施形態の右側面図、図3は同実施形態の背面図である。
【0018】
図1に示すように、本実施形態に係るデジタルカメラ(撮像装置)1は、カメラ本体2とこのカメラ本体2の正面略中央に着脱可能に装着される交換レンズ3とを備えた一眼レフレックスカメラで構成されており、図2に示すように、カメラ本体2の上面に、電子ビューファインダ4(EVF;Electronic View Finder)とポップアップタイプのフラッシュ5とを備えている。
【0019】
図1において、カメラ本体2は、正面略中央に交換レンズ3が装着されるマウント部(図示省略)を備えるとともに、正面左端部に使用者が把持するためのグリップ部11を備えている。マウント部の下部には、装着された交換レンズ3との電気的接続を行うための複数個の接点(図示省略)と機械的接続を行うための複数個のカプラ(図示省略)とが設けられている。
【0020】
電気的接点は、交換レンズ3に内蔵されたレンズROMから当該レンズに関する固有の情報(開放F値や焦点距離等の情報)をカメラ本体2内の全体制御部90(図4)に送出したり、交換レンズ3内のフォーカスレンズの位置やズームレンズの位置の情報を全体制御部90(図4)に送出したりするためのものである。
【0021】
カプラは、図2に示すように、カメラ本体2内に設けられたフォーカスレンズ駆動用モータ(FM)12の駆動力とズームレンズ駆動用モータ(ZM)13の駆動力とを交換レンズ3内の各レンズに伝達するためのものである。
【0022】
図1において、グリップ部11の内部には電池収納室14とカード収納室15とが設けられている。電池収納室14にはカメラの電源として、例えば、4本の単3形乾電池16が収納されており、カード収納室15には撮影画像の画像データを記録するためのメモリカードMCが着脱可能に収納されるようになっている。
【0023】
また、マウント部に交換レンズ3が装着されたときの当該レンズ3の光軸L上であってカメラ本体2内の適所には、カラー撮像素子17が配設されている。
【0024】
カラー撮像素子(以下「CCD」という。)17は、CCD(Charge CoupledDevice)が2次元状に配置されたエリアセンサの各CCDの表面に、R(赤),G(緑),B(青)のカラーフィルタが市松模様状に貼り付けられた、いわゆるベイヤー方式と呼ばれる単板式カラーエリアセンサで構成されており、本実施形態では例えば1600(X方向)×1200(Y方向)=1920000個のCCD(以下「画素」ともいう。)を有している。
【0025】
図2及び図3に示すように、カメラ本体2のグリップ部11の上面には、シャッタボタン18が設けられている。このシャッタボタン18は、途中まで押し込んだ「半押し状態S1」の操作と、さらに押し込んだ「全押し状態S2」の操作とが可能に構成されており、シャッタボタン18が半押しされると、被写体の静止画を撮影するための準備動作(露出制御値の設定や焦点調節等の準備動作)が実行され、シャッタボタン18が全押しされると、撮影動作(CCD17を露光し、その露光によって得られた画像信号に所定の画像処理を施してメモリカードMCに記録する一連の動作)が実行される。
【0026】
図2及び図3において、電子ビューファインダ4は、ファインダ表示部19、接眼レンズ20、ファインダ窓21を備えている。ファインダ表示部19は、本実施形態では例えば画素数が640(X方向)×480(Y方向)=307200のカラー液晶表示素子からなり、CCD17で撮影された被写体のモニタ画像、すなわちシャッタボタン18が操作されていない撮影待機状態においてCCD17により動画撮影された被写体の画像を表示するものである。接眼レンズ20は、このファインダ表示部19に表示されたモニタ画像をファインダ窓21の外側に導くものである。このような構成により、撮影者はファインダ窓21を覗くことによって、ファインダ表示部19に表示されるモニタ画像により被写体を視認することができる。
【0027】
なお、モニタ画像はファインダ表示部19に表示するためのものであるから、撮影待機状態では、CCD17を通常の静止画撮影と異なる動作モード(以下「静止画モード」という。)で動作させてファインダ表示部19の表示サイズと同一サイズのモニタ画像を撮影するようにしている。すなわち、本実施形態では、ファインダ表示部19は画素数が640×480で構成されているので、撮影待機状態においては、CCD17の全画素で受光は行うが、画像データの読出しは、X,Yの両方向について8画素ピッチ、すなわち1/8の間引き読出しにより行われ、これによって画素数が640×480のモニタ画像を高速で得るようにしている。
【0028】
図3において、カメラ本体2の背面の略中央には、外部表示部(液晶表示部)22が設けられている。外部表示部22は、本実施形態では例えば画素数が400(X方向)×300(Y方向)=120000のカラー液晶表示素子からなり、記録モードにおいて露出制御に関するモード、撮影シーンに関するモードや撮影条件等を設定するためのメニュー画面を表示したり、再生モードにおいてメモリカードMCに記録された撮影画像を再生表示するものである。
【0029】
外部表示部22の左側には電源スイッチ23が設けられている。この電源スイッチ23は記録モード(写真撮影の機能を果たすモード)及び再生モード(記録画像を外部表示部22に再生するモード)を切換設定するモード設定スイッチを兼ねている。すなわち、電源スイッチ23は3点スライドスイッチからなり、接点を中央の「OFF」位置に設定すると、電源がオフになり、接点を上方の「REC」位置に設定すると、電源がオンになるとともに記録モードが設定され、接点を下方の「PLAY」位置に設定すると、電源がオンになるとともに再生モードが設定される。
【0030】
外部表示部22の右側上方位置には4連スイッチ24が設けられている。4連スイッチ24は円形の操作ボタンを有し、この操作ボタンにおける上下左右の4方向の押圧操作が、上スイッチ24U、下スイッチ24D、左スイッチ24L、右スイッチ24Rの操作として、それぞれ検出されるようになっている。
【0031】
4連スイッチ24は多機能化されており、例えば外部表示部22に表示される撮影シーン設定のためのメニュー画面において選択された項目を変更するための操作スイッチとして機能し、複数のサムネイル画像が配列表示されるインデックス画面において選択された再生対象のコマを変更するための操作スイッチとして機能し、左スイッチ24Lおよび右スイッチ24Rは、交換レンズ3のズームレンズの焦点距離を変更するためのズームスイッチとして機能する。
【0032】
外部表示部22の右側下方位置には、外部表示部22の表示や表示内容に関する操作を行うためのスイッチとして、取消スイッチ25、確定スイッチ26、メニュー表示スイッチ27および表示切換スイッチ28が設けられている。
【0033】
取消スイッチ25はメニュー画面で選択された内容を取り消すためのスイッチである。確定スイッチ26はメニュー画面で選択された内容を確定するためのスイッチである。メニュー表示スイッチ27は外部表示部22にメニュー画面を表示させたり、メニュー画面の内容(例えば撮影シーン設定画面や露出制御に関するモード設定画面など)を切り換えるためのスイッチで、メニュー表示スイッチ27の押圧ごとにメニュー画面が切り換わる。
【0034】
表示切換スイッチ28は外部表示部22への表示を行わせたり、その表示をオフにするスイッチで、表示切換スイッチ28の押圧ごとに外部表示部22の表示と非表示とが交互に行われる。なお、電池16の節電を図るため、カメラ起動時には外部表示部22の表示は行われないようになっている。
【0035】
外部表示部22の上側位置には、撮影者による接眼、非接眼を検出するための接眼センサ29が設けられている。接眼センサ29は、赤外LEDを発光する赤外LED発光部(発光ダイオード)と、LED反射光を受光する受光部(フォトリフレクタ)で構成される。受光部は、撮影者の顔が近づくことによるLED反射光を受光する。接眼センサ29は、光電変換された出力値に基づいて接眼状態を認識し、接眼検出信号を全体制御部90(図4)に出力する。接眼センサ29は、撮影者がファインダ窓21に接眼している接眼状態であれば接眼検出信号をオンとして出力し、撮影者がファインダ窓21に接眼していない非接眼状態であれば接眼検出信号をオフとして出力する。なお、接眼センサ29が設けられる位置としては、上記の外部表示部22の上側位置に限らず、撮影者の接眼状態を検出することができる位置であれば、外部表示部22の左側位置及び右側位置など適宜変更してもよい。
【0036】
図4はデジタルカメラ1の電気的構成を示すブロック図である。なお、図1〜図3と同一物には同一符号を付している。
【0037】
デジタルカメラ1は、交換レンズ3、撮像部30、信号処理部40、発光制御部50、レンズ制御部60、表示部70、操作部80、全体制御部90及び手ぶれ補正装置100などを備えている。
【0038】
交換レンズ3は、フォーカスレンズ、ズームレンズおよび透過光量を調節するための絞りを備えるとともに、当該レンズに関する固有の情報(開放F値や焦点距離等の情報)が格納されたレンズROMを備えている。レンズROMは、電気的接点を介して全体制御部90に接続されている。
【0039】
撮像部30は、交換レンズ3を通して入射する被写体光像を光電変換して画像信号(電気画像)として出力するもので、CCD17、タイミングジェネレータ31、タイミング制御回路32を備えている。
【0040】
CCD17は、タイミングジェネレータ31から入力される駆動制御信号(蓄積開始信号・蓄積終了信号)に基づき被写体光像を所定の露光時間だけ受光して画像信号(電荷蓄積信号)に変換し、その画像信号をタイミングジェネレータ31から入力される読出制御信号(水平同期信号、垂直同期信号、転送信号等)に従って信号処理部40に送出する。このとき、画像信号は各色成分R,G,Bに分離されて信号処理部40に送出される。
【0041】
なお、以下において、説明の便宜上、各画素の受光信号とこれらの集合により撮影画像を構成する画像信号とを区別するため、必要に応じて各画素の受光信号を画素信号(アナログ値)または画素データ(デジタル値)という。
【0042】
タイミングシェネレータ31は、タイミング制御回路32から入力される制御信号に基づき駆動制御信号を生成するとともに、基準クロック信号に基づき読出制御信号を生成し、それぞれCCD17に送出する。
【0043】
タイミング制御回路32は、CCD17の撮影動作を制御するもので、全体制御部90から入力される制御信号に基づき撮影制御信号を生成する。この撮影制御信号は、記録モードにおいて撮影待機中に被写体の動画像(以下「ライブビュー画像」という。)を電子ビューファインダ4のファインダ表示部19にモニタ表示するための制御信号、シャッタボタン18が操作されて被写体の静止画(以下「記録画像」という。)を撮影するための制御信号、基準クロック信号、CCD17から送出される画像信号を信号処理部40で信号処理するためのタイミング信号(同期クロック信号)などを含む。このタイミング信号は、信号処理部40内のアナログ信号処理回路41およびA/D変換回路42に入力される。
【0044】
信号処理部40は、CCD17から送出される画像信号に所定のアナログ信号処理およびデジタル信号処理を施すもので、画像信号の信号処理は当該画像信号を構成する各画素信号ごとに行われる。この信号処理部40は、アナログ信号処理回路41、A/D変換回路42、黒レベル補正回路43、ホワイトバランス(WB)回路44、γ補正回路45および画像メモリ46を備えており、黒レベル補正回路43、WB回路44およびγ補正回路45はデジタル信号処理を施す回路を構成する。
【0045】
アナログ信号処理回路41は、CCD17から出力されるアナログ値の画像信号に所定のアナログ信号処理を施すもので、画像信号のサンプリングノイズの低減を行うCDS(相関二重サンプリング)回路と、画像信号のレベル調整を行うAGC(オートゲインコントロール)回路とを備えている。AGC回路は、交換レンズ3に内蔵される絞りの絞り値とCCD17の露光時間とで適正露出が得られなかった場合(例えば非常に低輝度の被写体を撮影する場合等)の撮影画像のレベル不足を補償する機能も有する。なお、AGC回路のゲインは全体制御部90により設定される。
【0046】
A/D変換回路42は、アナログ信号処理回路41から出力される画像信号をデジタル値の画像信号(以下「画像データ」という。)に変換するもので、各画素で受光して得られる画素信号を例えば12ビットの画素データに変換する。黒レベル補正回路43は、A/D変換された各画素データの黒レベルを基準の黒レベルに補正するものである。
【0047】
WB回路44は、撮影画像のホワイトバランスを調整するもので、全体制御部90から入力されるレベル変換テーブルを用いて各色成分R,G,Bの画素データのレベルを変換することで撮影画像のホワイトバランスを調整する。なお、レベル変換テーブルの各色成分の変換係数は全体制御部90により撮影画像ごとに設定される。
【0048】
γ補正回路45は、画素データのγ特性を補正することにより階調補正を行うもので、γ特性の異なる例えば5種類のγ補正テーブルをルックアップテーブル(LUT)として有し、設定された撮影シーンに応じて所定のγ補正テーブルにより画素データのγ補正を行う。なお、このγ補正処理において、10ビットの画素データは、8ビット(256階調)の画素データに変換される。γ補正処理前の画素データを10ビットデータとしているのは、非線形性の強いγ特性でγ補正を行った場合の画質劣化を防止するためである。また、各色成分R,G,Bの画素データはWB回路44で所定のレベル変換が行われており、これらの画素データをそれぞれγ補正テーブルでγ補正する。
【0049】
画像メモリ46は、信号処理の終了した画像データを一時的に保存するメモリで、本実施形態では例えば1フレーム分の画像データを記憶し得る容量を有している。なお、1フレーム分の画像データを記憶し得る記憶容量は、本実施形態では例えばCCD17の画素数が1600×1200=1920000であるので、1920000個のカラー画素データを記憶し得る容量になる。
【0050】
発光制御部50は、全体制御部90から入力される発光制御信号に基づきフラッシュ5の発光を制御するもので、調光回路51及び調光センサ52を含む。なお、発光制御信号には、発光準備の指示、発光タイミングおよび発光量が含まれる。
【0051】
調光回路51は、全体制御部90から発光準備の指示信号が送出されるとメインコンデンサを充電して発光可能状態にし、さらに発光タイミング信号が送出されると当該タイミング信号に同期してメインコンデンサの蓄積電荷を放電し、これによってフラッシュ5を発光させる。
【0052】
調光センサ52は、フラッシュ撮影時において、露出開始と同時に被写体からのフラッシュ光の反射光を受光する。全体制御部90は、調光センサ52において受光された反射光の受光量が所定の発光量に達すると、発光停止信号を調光回路51に送出する。調光回路51は、発光停止信号に応答してメインコンデンサの放電を停止させ、これによってフラッシュ5は所要の発光量で発光することとなる。
【0053】
レンズ制御部60は、フォーカスレンズ駆動用モータ(FM)12、ズームレンズ駆動用モータ(ZM)13及び絞り制御ドライバ61を備えている。
【0054】
絞り制御ドライバ61は、交換レンズ3に内蔵される絞りの絞り値を制御するもので、全体制御部90から入力される絞り値に基づき絞りを駆動し、その開口量を当該絞り値に設定している。
【0055】
FM12は、全体制御部90から入力されるAF制御信号(例えば駆動パルス数等の制御値)に基づいて駆動し、交換レンズ3に内蔵されるフォーカスレンズを焦点位置に移動させる。
【0056】
ZM13は、全体制御部90から入力されるズーム制御信号(4連スイッチ24の操作情報)に基づいて駆動し、交換レンズ3に内蔵されるズームレンズを移動させる。ZM13は、全体制御部90から4連スイッチ24の右スイッチ24Rの操作情報が入力されると正方向に駆動してズームレンズを広角(ワイド)側に移動させ、4連スイッチ24の左スイッチ24Lの操作情報が入力されると逆方向に駆動してズームレンズを望遠(テレ)側に移動させる。
【0057】
交換レンズ3のズーム操作では、4連スイッチ24の右スイッチ24Rを押圧している間だけ交換レンズ3がワイド側に連続的に移動し、4連スイッチ24の左スイッチ24Lを押圧している間だけ交換レンズ3がテレ側に連続的に移動する。
【0058】
表示部70は、上記ファインダ表示部(図ではEVFとする。)19および外部表示部(図ではLCDとする。)22を備えるとともに、VRAM71,72を備えている。
【0059】
VRAM71は、外部表示部22への表示画像を格納するためのバッファメモリで、外部表示部22の画素数に対応して400×300個のカラー画素データが記憶可能なメモリ容量を有し、VRAM72は、ファインダ表示部19への表示画像を格納するためのバッファメモリで、ファインダ表示部19の画素数に対応して640×480個のカラー画素データが記憶可能なメモリ容量を有している。
【0060】
操作部80は、シャッタボタン18(図3)が半押しされるとオンになるロックスイッチ81と、シャッタボタン18(図3)が全押しされるとオンになるレリーズスイッチ82とを備えるとともに、上記図3に示すスイッチ群23〜28が含まれ、これらの操作情報が全体制御部90に入力される。
【0061】
全体制御部90は、CPU(Central Processing Unit)などからなり、ROM91及びRAM92を含む。ROM91は、全体制御部90のCPUの動作を制御する制御プログラムを記憶するものである。RAM92は、演算処理や制御処理などにおける種々のデータを一時的に格納するものである。
【0062】
全体制御部90は、ROM91に格納された制御プログラムに従って本デジタルカメラ1の各部の動作を制御するもので、シャッタボタン18が半押しされ、ロックスイッチ81のオン信号が検出されると、被写体の静止画を撮影するための準備動作(露出制御値の設定や焦点調節等の準備動作)を実行し、シャッタボタン18が全押しされ、レリーズスイッチ82のオン信号が検出されると、撮影動作(CCD17を露光し、その露光によって得られた画像信号に所定の画像処理を施してメモリカードMCに記録する一連の動作)を実行する機能を有する。
【0063】
この全体制御部90は、カードI/F93を介してメモリカードMCに接続されている。カードI/F93は、メモリカードMCへの画像データの書込み及び画像データの読出しを行うためのインターフェースである。
【0064】
手ぶれ補正装置100は、撮影者の手ぶれを補正するものであり、接眼センサ29、ジャイロ101、手ぶれ補正制御部102及び手ぶれ駆動部103を備えて構成される。
【0065】
ジャイロ101は、デジタルカメラ1のぶれを検知する角速度計であり、上下方向(ピッチ)及び左右方向(ヨー)の2軸について角速度を検出する。ジャイロ101から出力される各方向の角速度信号(ぶれ信号)は、手ぶれ補正制御部102に出力される。
【0066】
手ぶれ補正制御部102は、ジャイロ101から出力されたぶれ信号及び接眼センサ29より出力された接眼検出信号(検出信号)に基づいて補正特性を変更する。
【0067】
手ぶれ駆動部103は、手ぶれ補正制御部102によって変更された補正特性に応じてCCD17を駆動することによって手ぶれを補正する。
【0068】
図5は、手ぶれ補正装置100の構成の一例を示す図である。図5に示すように、手ぶれ補正装置100は、接眼センサ29、操作部80、全体制御部90、ジャイロ101、手ぶれ補正制御部102、手ぶれ駆動部103及びジャイロ信号処理回路104を備えて構成される。なお、カメラのぶれは、上下方向(ピッチ)と左右方向(ヨー)との2方向のぶれにより引き起こされるため、両方向について検知する必要があるので、ジャイロ101、ジャイロ信号処理回路104、駆動制御部107及び駆動回路110はそれぞれ2組必要となるが、図5では説明の便宜上、上下方向の1組についてのみ図示している。
ジャイロ信号処理回路104は、例えばバンドパス・フィルタであり、所定の周波数帯域の信号を通過させる。
【0069】
手ぶれ補正制御部102は、A/D変換部105a,105b、補正特性変更部106及び駆動制御部107を備えて構成される。A/D変換部105a,105bは、アナログ信号をデジタル信号に変換するものである。補正特性変更部106は、ジャイロ101から出力されたぶれ信号、接眼センサ29から全体制御部90を介して出力される接眼検出信号及び操作部80から全体制御部90を介して出力されるシャッタボタン情報に基づいて、所定の補正特性に切り換える。駆動制御部107は、各方向について必要な駆動量を算出し、駆動制御信号を駆動回路(ドライバIC)110に出力する。
【0070】
手ぶれ駆動部103は、CCD位置検出部108、位置検出処理回路109、駆動回路110及びCCD駆動部111を備えて構成される。
【0071】
CCD位置検出部108は、上下方向についてCCD17の位置を検出する。位置検出処理回路109は、CCD位置検出部108により検出されたCCD17の位置情報をA/D変換部105bに出力する。駆動回路110は、駆動制御部107から出力される駆動制御信号に基づいてCCD駆動部111を駆動させる。CCD駆動部111は、CCD17を上下方向に駆動させる。
【0072】
図6は、手ぶれ補正装置における信号処理を説明するための図である。左右方向の角速度を検出するジャイロ(YcHGYRO)101aによって検出されたぶれ信号は、BPF(バンドパス・フィルタ)104によって所定の周波数範囲のぶれ信号のみが通過する。BPF104を通過したぶれ信号は、A/D変換回路105aによってアナログ信号から10bit(ビット)のデジタル信号にA/D変換される。A/D変換された検出信号はHPF(ハイパス・フィルタ)によって遮断周波数以上の周波数の信号だけが通過し、遮断周波数以下の周波数の信号が減衰されるが、その際に補正特性に相当するフィルタの切り換えを行う。つまり、スイッチング回路120は、ロックスイッチ81がオンである(半押し状態S1)場合のHPF121a、レリーズスイッチ82がオンであり(全押し状態S2)接眼検出信号がオンである場合のHPF121b及びレリーズスイッチ82がオンであり(全押し状態S2)接眼検出信号がオフである場合のHPF121cのいずれかに切り換える。HPF121a,121b,121cのいずれかを通過した補正信号は、位相補償122、ゲイン調整123及び積分器124による積分演算処理が行われた後、駆動制御部107に出力される。
【0073】
一方、CCD位置検出部108によって検出されたCCD17の位置信号は、位置検出処理回路109において所定の信号処理が行われた後、A/D変換回路105bにおいてデジタル信号に変換され、駆動制御部107に入力される。駆動制御部107は、積分器124から出力される補正信号及びA/D変換回路105bから出力される位置信号に基づいてCCD17の駆動量を決定し、駆動制御信号を駆動回路110に出力する。駆動回路110は、駆動制御部107から出力される駆動制御信号に基づいてCCD駆動部111を駆動させ、CCD17を駆動させることによって手ぶれ補正を行う。なお、上下方向の角速度を検出するジャイロ(PcHGYRO)101bによって検出された検出信号は上記と同様に処理される。
【0074】
次に、図4に示すデジタルカメラ1による手ぶれ補正処理について説明する。図7は、図4に示すデジタルカメラ1による手ぶれ補正処理のフローチャートの一例を示す図である。
【0075】
まず、ロックスイッチ81がオンか否かが判断され(ステップS1)、オフのままであれば(ステップS1でNO)、待機状態となる。一方、撮影者によってシャッタボタン18が半押し状態にされてロックスイッチ81がオンとなると(ステップS1でYES)、ロックスイッチ81がオンの場合の補正特性が選択される。すなわち、手ぶれ駆動部103は、手ぶれ補正制御部102において選択された補正特性に基づいてCCD17を駆動させ、手ぶれ補正を行う。
【0076】
次いで、レリーズスイッチ82がオンか否かが判断され(ステップS3)、オフのままであれば(ステップS3でNO)、待機状態となる。一方、撮影者によってシャッタボタン18が全押し状態にされてレリーズスイッチ82がオンとなると(ステップS3でYES)、接眼検出信号がオン状態であるか否かが判断される(ステップS4)。接眼検出信号がオン状態であれば(ステップS4でYES)、接眼時の補正特性が選択され(ステップS5)、露光時の手ぶれ補正が開始される(ステップS7)。一方、接眼検出信号がオフ状態であれば(ステップS4でNO)、非接眼時の補正特性が選択され(ステップS6)、露光時の手ぶれ補正が開始される(ステップS7)。
【0077】
図8は、手ぶれ補正処理のタイミングを示す図である。図8に示すようにロックスイッチ81がオンされると、接眼検出信号が検出されるとともに、ロックスイッチ81がオンの場合の補正特性が選択され、ロックスイッチがオンの場合の手ぶれ補正が行われる。そして、レリーズスイッチ82がオンされると、接眼検出信号に基づく補正特性が選択されるとともに、CCD17を所定の位置(例えば、初期位置)に復帰させるセンタリング動作が行われ、露光時の手ぶれ補正が行われる。なお、本実施の形態では、露光前にCCD17のセンタリング動作が行われるとしたが、本発明は特にこれに限定されず、センタリング動作を行うことなく手ぶれ補正及び露光を行ってもよい。この場合、センタリング動作に要する時間を短縮することができる。
【0078】
図9は、補正特性の一例を示す図であり、図9(a)は、手ぶれによる周波数と、その周波数に対する各補正による補正効果との関係を示す図であり、図9(b)は、図9(a)に示す関係を表す補正特性を示す図である。なお、図9(b)の縦軸は補正効果(補正率)を表し、横軸は周波数を表している。図9(a)に示すように、例えば、手ぶれの周波数が2Hz(ヘルツ)の場合、ロックスイッチ81がオンの場合(図中にはS1補正と示す。)の補正効果は45%となり、レリーズスイッチ82がオンされ、接眼検出信号がオンの場合(図中ではS2補正接眼オンと示す。)の補正効果は7%となり、レリーズスイッチ82がオンされ、接眼検出信号がオフの場合(図中ではS2補正接眼オフと示す。)の補正効果は17%となる。そして、図9(a)に示す結果を補正特性としてグラフに表すと、図9(b)に示すようなグラフとなる。なお、補正率は、下記の(1)式で表され、手ぶれ量から手ぶれ補正量を減算した値に対する手ぶれ量の割合を百分率で表すものである。つまり、手ぶれ補正が効いていない場合の補正効果(補正率)は100%となり、手ぶれが補正されて完全に手ぶれがなくなった場合の補正効果は0%となる。
補正効果(補正率)={(手ぶれ量−手ぶれ補正量)/手ぶれ量}×100・・・(1)
【0079】
図9(b)に示す補正特性Aは、ロックスイッチ81がオンの場合における補正特性を表し、補正特性Bは、レリーズスイッチ82がオンされ、接眼検出信号がオンの場合における補正特性を表し、補正特性Cは、レリーズスイッチ82がオンされ、接眼検出信号がオフの場合における補正特性を表す。図9(b)に示すように、電子ビューファインダ4を見ながら構えた場合(接眼時)は高周波側(10Hz付近)だけでなく低周波側(1Hz付近)のぶれに対しても補正効果が得られるような補正特性をもつのに対し、外部表示部22を見ながら構えた(非接眼時)は10Hzの高周波帯域のぶれにやや重点をおいて補正するような補正特性となる。つまり、手ぶれが高周波の場合には補正率が高くなる補正特性Cを選択し、低周波の場合には補正率が低くなる補正特性Bを選択し、露光時にそれぞれの傾向にあった補正特性を選択することによって手ぶれ補正を行う。つまり、レリーズスイッチ82がオンであり(全押し状態S2)、接眼検出信号がオフである場合のHPF121cは、レリーズスイッチ82がオンであり(全押し状態S2)、接眼検出信号がオンである場合のHPF121bよりも高い周波帯域での感度を高くすることで、より高精度に手ぶれ補正を行うことができる。
【0080】
このように、撮影者が電子ビューファインダ4を使用しているか否かが判断されるので、撮影者が電子ビューファインダ4を覗いて撮影しようとしているのか、電子ビューファインダ4を覗かずに外部表示部22を使用して撮影しようとしているのかを判断することができる。接眼センサ29によって出力される検出信号に基づいて手ぶれ補正の補正特性が変更されるので、撮影者が接眼している状態での手ぶれの補正特性と、撮影者が接眼していない状態、つまり、外部表示部22を使用している状態での手ぶれの補正特性とを切り換えることができる。また、補正特性変更部106によって変更された補正特性に応じて手ぶれが補正されるので、手ぶれによる影響のない写真を撮影することができる。したがって、撮影者の構え方に応じて高精度の手ぶれ補正を行うことができる。
【0081】
なお、本実施の形態では、図6に示すように、スイッチング回路120が補正特性に応じてHPF121a,121b,121cへの切り替えを行うことによって手ぶれを補正しているが、本発明は特にこれに限定されず、補正特性に応じて積分器への切り換えを行うことによって手ぶれを補正してもよい。図10は、補正特性に応じて積分器への切り換えを行うことによって手ぶれを補正する場合の信号処理を説明するための図である。図6に示す信号処理と同様に、A/D変換された検出信号はHPF121によって遮断周波数以上の周波数の信号だけが通過し、遮断周波数以下の周波数の信号が減衰される。そして、HPF121を通過した信号は、位相補償及びゲイン調整が行われた後、積分器による積分演算処理が行われるが、その際に補正特性に相当する積分器の切り換えを行う。つまり、スイッチング回路120’は、ロックスイッチ81がオンである場合の積分器124a、レリーズスイッチ82がオンであり接眼検出信号がオンである場合の積分器124b及びレリーズスイッチ82がオンであり接眼検出信号がオフである場合の積分器124cのいずれかに切り換えることで、それぞれの補正特性に応じた手ぶれ補正を行う。この場合、積分演算処理を行う際に補正特性を変更することができる。
【0082】
また、本実施の形態では、CCDを駆動することによって手ぶれ補正を行うが、本発明は特にこれに限定されず、例えば、光学系を駆動することによって行ってもよい。この場合、交換レンズ3内に補正用レンズを設け、この補正用レンズをx方向及びy方向に移動させることによって手ぶれを補正する。
【0083】
また、可変頂角プリズムの頂角を駆動することによって手ぶれ補正を行ってもよい。可変頂角プリズムは、2枚のガラス板をポリエチレン樹脂などの特殊フィルムで作られた蛇腹でつなぎ、その内部を高屈折率液体で満たしたものである。このような可変頂角プリズムを交換レンズ3内に設け、頂角を変化させることで、入射光を任意の方向に変えることができ、CCD17での結像部位を変えることができる。
【0084】
また、CCDの切り出しエリアを制御することによって手ぶれ補正を行ってもよい。この場合、CCDから一部分(所定の画素数)のエリアを切り出し、その切り出した切り出しエリアを上下左右に動かすことで手ぶれ補正を行う。
【0085】
また、本実施の形態では、シャッタボタン18が全押し状態S2、つまりレリーズスイッチ82がオンされる際に接眼検出信号のオン/オフが判断されるが、本発明は特にこれに限定されず、シャッタボタン18が半押し状態S1、つまりロックスイッチ81がオンされる際に接眼検出信号のオン/オフを判断し、ロックスイッチ81がオンであって接眼検出信号がオンである場合の補正特性及びロックスイッチ81がオンであって接眼検出信号がオフである場合の補正特性のうちのいずれかの補正特性を選択してもよい。この場合、被写体を撮影するための準備動作が実行される場合にも手ぶれ補正が行われるため、さらに細かい手ぶれの補正が可能となる。
【0086】
また、本実施の形態では、手ぶれ補正装置をデジタルカメラに適用するとして説明したが、本発明は特にこれに限定されず、デジタルビデオカメラに適用してもよい。
【0087】
また、本実施の形態では、電子ビューファインダを用いて説明したが、本発明は特にこれに限定されず、例えば、透視ファインダやレフレックスファインダ等の光学式ファインダを用いてもよい。
【0088】
また、本実施の形態では、デジタルカメラはカメラ本体と交換レンズ3とを備える一眼レフレックスカメラとして説明したが、本発明は特にこれに限定されず、デジタルカメラはカメラ本体2とレンズとが一体となったコンパクトカメラでもよい。
【0089】
また、本実施の形態では、静止画像を撮影する場合における手ぶれ補正として説明したが、本発明は特にこれに限定されず、動画像を撮影する場合において適用してもよい。例えば、撮影者はメニュー表示スイッチ27を押圧することによって撮影状態を動画撮影状態に切り換え、シャッタボタン18を押圧することによって動画の録画を開始する。録画の停止は、再びシャッタボタン18を押圧することによって行われる。全体制御部90は、記録する撮影状態が静止画撮影状態であるか、動画撮影状態であるかを判断し、静止画撮影状態である場合、上記のようにして手ぶれの補正を行い、動画撮影状態である場合、1フレーム毎に上記の手ぶれ補正を行う。なお、動画撮影状態では、シャッタボタン18の半押し、全押しの判断を行わなくてもよく、接眼センサ29による接眼、非接眼の判断を行うことで手ぶれを補正する。このようにして、静止画撮影及び動画撮影のいずれの撮影状態かを判断し、それぞれの撮影状態に応じた手ぶれの補正を行うことができる。
【0090】
なお、上述した具体的実施形態には以下の構成を有する発明が含まれている。
(1)撮影者がビューファインダを使用しているか否かを検出する接眼検出手段と、前記接眼検出手段によって出力される検出信号に基づいて手ぶれ補正の補正特性を変更する補正特性変更手段と、前記補正特性変更手段によって変更された補正特性に応じて手ぶれを補正する手ぶれ補正手段とを備えることを特徴とする手ぶれ補正装置。
(2)前記補正特性変更手段は、前記ビューファインダを使用していない場合に、前記ビューファインダを使用している場合よりも高い周波数帯域での感度を高くすることを特徴とする上記(1)記載の手ぶれ補正装置。
(3)静止画撮影及び動画撮影のいずれの撮影状態であるかを判断する撮影状態判断手段をさらに備え、前記補正特性変更手段は、前記撮影状態判断手段によって判断される撮影状態及び前記接眼検出手段によって出力される検出信号に基づいて手ぶれ補正の補正特性を変更することを特徴とする上記(1)記載の手ぶれ補正装置。
(4)前記手ぶれ補正手段は、撮像素子を駆動することによって手ぶれを補正することを特徴とする上記(1)記載の手ぶれ補正装置。
(5)ビューファインダと、被写体を表示する外部表示部とを備えるとともに手ぶれを補正可能な撮像装置において、撮影者がビューファインダを使用しているか否かを検出する接眼検出手段と、前記接眼検出手段によって出力される検出信号に基づいて手ぶれ補正の補正特性を変更する補正特性変更手段と、前記補正特性変更手段によって変更された補正特性に応じて手ぶれを補正する手ぶれ補正手段とを備えることを特徴とする撮像装置。
(6)前記手ぶれ補正手段は、光学系を駆動することによって手ぶれを補正することを特徴とする上記(1)記載の手ぶれ補正装置。この構成によれば、レンズなどの光学系による手ぶれ補正を行うことができる。
(7)前記ビューファインダは、電子ビューファインダであることを特徴とする上記(1)記載の手ぶれ補正装置。この構成によれば、ビューファインダとして電子ビューファインダを用いる場合に手ぶれ補正を行うことができる。
【0091】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る手ぶれ補正装置によれば、撮影者がビューファインダを使用しているか否かが判断されるので、撮影者がビューファインダを覗いて撮影しようとしているのか、ビューファインダを覗かずに撮影しようとしているのかを判断することができる。接眼検出手段によって出力される検出信号に基づいて手ぶれ補正の補正特性が変更されるので、撮影者が接眼している状態での手ぶれの補正特性と、撮影者が接眼していない状態での手ぶれの補正特性とを切り換えることができる。また、補正特性変更手段によって変更された補正特性に応じて手ぶれが補正されるので、手ぶれによる影響のない写真を撮影することができる。したがって、撮影者の構え方に応じて高精度の手ぶれ補正を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るデジタルカメラの一実施形態を構成するカメラ本体に内蔵された主要部材の配置を示す上面図である。
【図2】本発明に係るデジタルカメラの一実施形態を構成するカメラ本体に内蔵された主要部材の配置を示す右側面図である。
【図3】本発明に係るデジタルカメラの一実施形態を構成するカメラ本体に内蔵された主要部材の配置を示す背面図である。
【図4】デジタルカメラ1の電気的構成を示すブロック図である。
【図5】手ぶれ補正装置100の構成の一例を示す図である。
【図6】手ぶれ補正装置における信号処理を説明するための図である。
【図7】図4に示すデジタルカメラ1による手ぶれ補正処理のフローチャートの一例を示す図である。
【図8】手ぶれ補正処理のタイミングを示す図である。
【図9】補正特性の一例を示す図である。
【図10】補正特性に応じて積分器への切り換えを行うことによって手ぶれを補正する場合の信号処理を説明するための図である。
【符号の説明】
1 デジタルカメラ(撮像装置)
17 CCD
19 EVF(ビューファインダ)
22 LCD(液晶表示部)
29 接眼センサ(接眼検出手段)
70 表示部
80 操作部
81 ロックスイッチ
82 レリーズスイッチ
90 全体制御部(撮影状態判断手段)
100 手ぶれ補正装置
101 ジャイロ
102 手ぶれ補正制御部(補正特性変更手段)
103 手ぶれ駆動部(手ぶれ補正手段)
Claims (5)
- 撮影者がビューファインダを使用しているか否かを検出する接眼検出手段と、
前記接眼検出手段によって出力される検出信号に基づいて手ぶれ補正の補正特性を変更する補正特性変更手段と、
前記補正特性変更手段によって変更された補正特性に応じて手ぶれを補正する手ぶれ補正手段とを備えることを特徴とする手ぶれ補正装置。 - 前記補正特性変更手段は、前記ビューファインダを使用していない場合に、前記ビューファインダを使用している場合よりも高い周波数帯域での感度を高くすることを特徴とする請求項1記載の手ぶれ補正装置。
- 静止画撮影及び動画撮影のいずれの撮影状態であるかを判断する撮影状態判断手段をさらに備え、
前記補正特性変更手段は、前記撮影状態判断手段によって判断される撮影状態及び前記接眼検出手段によって出力される検出信号に基づいて手ぶれ補正の補正特性を変更することを特徴とする請求項1記載の手ぶれ補正装置。 - 前記手ぶれ補正手段は、撮像素子を駆動することによって手ぶれを補正することを特徴とする請求項1記載の手ぶれ補正装置。
- ビューファインダと、被写体を表示する外部表示部とを備えるとともに手ぶれを補正可能な撮像装置において、
撮影者がビューファインダを使用しているか否かを検出する接眼検出手段と、前記接眼検出手段によって出力される検出信号に基づいて手ぶれ補正の補正特性を変更する補正特性変更手段と、
前記補正特性変更手段によって変更された補正特性に応じて手ぶれを補正する手ぶれ補正手段とを備えることを特徴とする撮像装置。
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