JP2004361486A - デジタルスチルカメラ - Google Patents

Abstract

【課題】像振れ軽減と画質の低下防止とを考慮して撮像感度を設定する。
【解決手段】撮影に先立ち、設定された撮像感度に基づいて撮影時の像振れ量を演算し、演算された像振れ量に基づいて撮像感度の変更の要否を判定する。感度変更が必要と判断された場合に撮像感度を変更し、変更後の撮像感度に基づくシャッタ秒時で撮影を行う。例えば、演算された像振れ量が予め定められた限界値を超える場合には、像振れ量が限界値以内となるように撮像感度を高感度側にシフトする。演算された像振れ量が小さい場合に撮像感度を低感度側にシフトするようにしてもよい。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はデジタルスチルカメラに関し、像振れ軽減を図ったものである。
【０００２】
【従来の技術】
写真撮影において、手振れ等に起因する像の振れは写真の見栄えを著しく低下させ、作品としての価値を半減させる。像振れはシャッタ秒時が遅いほど大きくなり、一般に３５ｍｍカメラを用いた手持ち撮影では、撮影レンズの焦点距離をｆｍｍとしたときに、シャッタ秒時が１／ｆ秒より低速になると、像振れが無視できないほど大きくなるといわれている。そこで、従来より像振れを軽減するための種々の試みがなされている。
【０００３】
効果的な像振れ軽減方法として、光学式像振れ補正がある。これは、撮影光学系内に光軸と直交する方向に移動可能な振れ補正レンズを設け、手振れ検出センサにてカメラ（レンズ）の振れを検出し、その検出結果に基づいて振れ補正光学系を駆動して像の振れを軽減するというものである（例えば、特許文献１参照）。また振れ補正レンズは持たないが、手振れを検出し、振れが最も小さくなるタイミングで撮影を行うようにしたもの（例えば、特許文献２参照）や、手振れが大きい状態で撮影せざるを得ないときに、閃光装置を発光させて像振れを軽減するもの（例えば、特許文献３参照）もある。
【０００４】
さらにデジタルスチルカメラにおいて、カメラ振れを検出せずに手振れ軽減を図ったものもある。これは、デジタルスチルカメラがＩＳＯ感度を駒ごとに変更可能な点に着目し、演算されたシャッタ秒時が手振れ限界値よりも低速の場合に、ＩＳＯ感度上げることで高速のシャッタ秒時を維持するというものである（例えば、特許文献４参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平４−７６５２５号公報
【特許文献２】
特開平４−２６５９５８号公報
【特許文献３】
特開平９−２２０４０号公報
【特許文献４】
特開平１１−２１５４３２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の手振れ補正方法には以下の問題がある。
光学式手振れ補正は、振れ補正光学系やその駆動機構が必要となり大幅なコストアップを招来する。また振れが最も小さくなるタイミングで撮影を行うものでは、シャッタレリーズのタイミングが一定せず、場合によってはシャッタチャンスを逃すおそれもある。閃光装置を用いて像振れを軽減するものでは、閃光装置を発光させたくないときには像振れを軽減できない。
【０００７】
また、演算されたシャッタ秒時が低速のときにＩＳＯ感度を上げる方法であるが、感度アップはシャッタ秒時を速くできる反面、ノイズによる画質の低下をもたらすという欠点がある。ベテランの撮影者の多くは、像振れの要因となる手振れを起こしにくいカメラの構え方や操作方法を習熟しており、シャッタ秒時がある程度低速でも像振れを発生させずに撮影を行うことができる。このため、シャッタ秒時が低速という理由での感度アップは、ベテランの撮影者にとっては要らぬ世話であることが多く、いたずらに画質を低下させるだけとなってしまう。感度アップに対するシャッタ秒時の閾値を低速にすると、今度はカメラの初心者が撮影を行う場合に像振れを抑えられなくなる。
【０００８】
本発明の目的は、上記の問題を解消したデジタルスチルカメラを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、撮像感度を設定する感度設定装置と、撮影レンズの透過光束を受光して光電変換する撮像素子を含む撮影装置と、設定された撮像感度に応じたシャッタ秒時で撮影装置を作動せしめる制御装置とを備えたデジタルスチルカメラに適用される。そして、撮影に先立ち、上記設定された撮像感度に基づいて撮影時の像振れ量を演算する像振れ演算装置と、演算された像振れ量に基づいて撮像感度の変更の要否を判定する判定装置とを備え、感度設定装置は、感度変更が必要と判断された場合に撮像感度を変更し、制御装置は、撮像感度が変更された場合には、変更後の撮像感度に応じたシャッタ秒時で撮影装置を作動せしめる。
請求項２の発明は、演算された像振れ量が予め定められた限界値を超える場合には、像振れ量が限界値以内となるように撮像感度を高感度側にシフトするようにしたものである。
請求項３の発明は、カメラの振れを検出する振れ検出センサの検出結果と、被写界の測光結果および撮像感度によって決まるシャッタ秒時とに基づいて撮影時の像振れ量を演算するようにしたものである。
請求項４の発明は、振れ検出センサの出力に基づいて像振れを軽減する光学式像振れ補正機構を更に備え、光学式像振れ補正機構のみで像振れが限界値以内に軽減できない場合に感度変更が必要と判断するようにしたものである。
請求項５の発明は、演算された像振れ量が予め定められた限界値を超えない範囲で、撮像感度を最も低感度に設定するようにしたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１および図２により本発明の一実施の形態を説明する。
図１は本実施形態におけるデジタルスチルカメラの制御系を示すブロック図である。ＣＰＵ１には、測光回路２と、振れ検出回路３と、焦点距離検出回路４と、露出制御回路５と、撮像素子６と、信号処理回路７とが接続されている。測光回路２は、測光センサ２Ａを用いて被写体の輝度を検出してＣＰＵ１に入力する。振れ検出回路３は、角速度センサなどから成る振れセンサ３Ａを用いてカメラの振れ量を検出し、ＣＰＵ１に入力する。焦点距離検出回路４は、不図示の撮影レンズの焦点距離を検出してＣＰＵ１に入力する。
【００１１】
露出制御回路５は、不図示のシャッタや絞りを駆動して撮影（露光）を行う。撮像素子６は、撮影レンズの透過光束を受光して撮像信号を生成し、信号処理回路７に送る。信号処理回路７は、撮像信号に対して種々の処理を施すことで画像データを形成し、記録回路８に送る。記録回路８は、画像データをメモリカード等の記録媒体に記録する。これらの露出制御回路５，撮像素子６，信号処理回路７などが撮影装置を構成する。
【００１２】
またＣＰＵ１には、不図示のレリーズボタンの操作でオンするレリーズスイッチＳＷ１と、防振モードを設定／解除するための防振モードスイッチＳＷ２とが接続されている。
【００１３】
ＣＰＵ１は、通常は撮影者の操作に応じてＩＳＯ感度を設定し、その設定ＩＳＯ感度と測光回路２の測光出力に基づいて露出値（絞り値およびシャッタ秒時）を演算する。ただし、防振モードが設定されているときには、後述するように状況に応じて設定ＩＳＯ感度を自動的に変更して露出値を演算する。
【００１４】
ここで、ＩＳＯ感度は、本来は銀塩フィルムの光に対する感度を表す国際規格であり、デジタルスチルカメラで言われるＩＳＯ感度は、厳密には撮像素子６による撮像感度をＩＳＯ感度換算で表したものである。しかし、一般にデジタルスチルカメラにおいてもＩＳＯ感度なる表現が多用されているので、本明細書でもＩＳＯ感度と称している。なお、撮像感度は、実際には撮像素子６の出力部の信号電荷の検出感度、撮像素子６の出力を増幅する可変利得増幅回路（不図示）の増幅利得、および撮像素子６の動作タイミングのｄｕｔｙ変化による露光量のいずれかを変化させて行う被制御量を指す。
【００１５】
以上のように構成されたカメラにおいて、ＣＰＵ１は、防振モードスイッチＳＷ２のオンに伴って防振モードを設定する。防振モード設定時には、撮影に先立って振れ検出回路３を作動させ、手振れ等に起因するカメラ振れ量を検出し、その振れ量に基づいて像振れ量を算出する。像振れ量は、露光中に結像面（撮像素子６の受光面）において被写体像がどの程度振れるかを表す量であり、これを求めるには上記カメラ振れ量の他に、シャッタ秒時および撮影レンズの焦点距離がパラメータとして必要となる。パラメータとしてのシャッタ秒時は、測光結果および設定ＩＳＯ感度から演算される。
【００１６】
なお、撮像素子６への入射時間を制御するメカニカルなシャッタを用いた場合には、シャッタ開時間がシャッタ秒時に相当し、撮像素子６の蓄積時間を制御する電子的なシャッタの場合には、その蓄積時間がシャッタ秒時に相当する。
【００１７】
算出された像振れ量が予め決められた振れ限界値を超える場合には、像振れが無視できないほど大きいと判断し、自動的にＩＳＯ感度を高感度側にシフトする。そのシフト量ｎ（段）は、
【数１】

にて求めることができる。そして、このｎ段分の感度アップにより、絞りを開けることなく（被写界深度に影響を与えずに）シャッタ秒時をｎ段分高速側にシフトすることができる。なおｎに端数が生じた場合には、安全を見込んで切り上げとする。例えば、ｎが１と２の間の数値であった場合には、ｎ＝２とする。その結果、像振れ量を限界値以下に抑えることが可能となり、画像において像振れを目立たなくすることができる。
【００１８】
具体例を挙げると、ＩＳＯ感度として、ＩＳＯ１００，ＩＳＯ２００，ＩＳＯ４００，ＩＳＯ８００，ＩＳＯ１６００のいずれかが設定可能なカメラにおいて、設定ＩＳＯ感度がＩＳＯ１００であり、算出された像振れ量が６０μｍであったとする。一般に像振れは、結像面における振れ量を３０μｍ以下に抑えれば、通常の写真上では像振れとして認識されないとされており、これによると上記算出値の６０μｍではかなり像振れが目立ってしまうことになる。そこで、振れ限界値を３０μｍとして上記（１）式を用いれば、ｎは
【数２】

となる。つまりＩＳＯ感度をＩＳＯ１００からＩＳＯ２００に１段分アップすることで、シャッタ秒時を１段分高速側にシフトでき（例えば、１／６０秒→１／１２５秒）、その結果、振れ量を６０μｍから３０μｍに軽減できる。もしｎ＝２であればＩＳＯ感度をＩＳＯ１００からＩＳＯ４００に２段分、ｎ＝５であればＩＳＯ１００からＩＳＯ１６００に５段分シフトすることで、同様に像振れ量を３０μｍに軽減できる。
【００１９】
このように本実施形態では、シャッタ秒時に基づいてＩＳＯ感度をアップするのではなく、露光時の像振れ量を推定演算し、その像振れ量に基づいてＩＳＯ感度をアップするようにしたので、手振れの多い初心者にとっては感度アップによる像振れ軽減機能が有効に働き、一方、手振れの少ないベテランの撮影者にとっては、不要な感度アップが防止され画質の低下を抑制できる。またベテランの撮影者であっても、不安定な撮影姿勢を強いられたときなどには、感度アップによる像振れ軽減が有効に機能する。
【００２０】
さらに本実施形態では、振れの度合いによってシャッタレリーズのタイミングが変わることがなく、シャッタチャンスを逃すことも少なくなり、閃光装置の発光も不要である。さらに光学式像振れ補正機構のような高価な装備は不要であり、コストアップを最小限に抑えられる。
【００２１】
図２は上記の防振制御をソフト的に実現するためのフローチャートを示している。
ＣＰＵ１はレリーズスイッチＳＷ１のオンに伴ってこのプログラムを起動し、まずステップＳ１で測光回路２を作動させて測光を行う。ステップＳ２では、測光結果と設定ＩＳＯ感度とに基づいて絞り値およびシャッタ秒時を演算する。
【００２２】
ステップＳ３で防振モード設定の有無を判定し、設定されていればステップＳ４で振れ検出回路３を作動させ、その検出出力であるカメラ振れ量を読取る。またステップＳ５では、焦点距離検出回路４の検出出力である撮影レンズの焦点距離を読み取る。ステップＳ６では、ステップＳ２で演算されたシャッタ秒時と、ステップＳ４，Ｓ５で検出されたカメラ振れ量，焦点距離とに基づいて露光時における像振れ量を演算する。
【００２３】
次いでステップＳ７に進み、上記演算された像振れ量を限界値（例えば３０μｍ）と比較する。振れ量が限界値を超える場合には、ステップＳ８で上記（１）式によりＩＳＯ感度のシフト段数ｎを演算し、ステップＳ９でそのｎ段だけＩＳＯ感度を高感度側にシフトする。ステップＳ１０では、上記測光結果と変更されたＩＳＯ感度とに基づいて改めてシャッタ秒時を演算する。ＩＳＯ感度をシフトしたことで、シャッタ秒時をｎ段だけ高速側にシフトできる。
なお、既にＩＳＯ感度が高感度側の限界値に設定されている場合には、それ以上感度アップできないため、像振れ警告を発するようにすればよい。
【００２４】
ステップＳ１１では、露出制御回路５を作動せしめ、上記絞り値と最終的に決まったシャッタ秒時とに基づいて絞りおよびシャッタを駆動し、露光を行う。なお、露光によって得られる画像信号の処理等は別のルーチンで行われる。
【００２５】
一方、ステップＳ７で像振れ量が限界値以下と判定された場合には、シャッタ秒時を高速にする（ＩＳＯ感度をアップする）必要がないので、そのままステップＳ１１に進む。また防振モードが非設定であれば、ステップＳ３からそのままステップＳ１１に進む。これらのケースでは、当初設定されているＩＳＯ感度とステップＳ２で演算された絞り値とシャッタ秒時とで撮影が行われることになる。
【００２６】
なお、設定ＩＳＯ感度の変更に制限を設けてもよい。例えば、カメラにおけるＩＳＯ感度の上限がＩＳＯ３２００であっても、像振れ量に応じて感度シフトするときにはＩＳＯ８００を上限とし、画質の著しい低下を防止してもよい。またシャッタ秒時を撮影者が設定するモード（シャッタ秒時優先モードやマニュアルモード）のときには、撮影者の意志を尊重してシャッタ秒時の変更を伴う感度アップは禁止してもよい。
【００２７】
以上では、演算された像振れ量が限界値を超える場合に感度アップする例を示したが、逆に演算された振れ量が小さいときには、ＩＳＯ感度を低感度側にシフトすることで画質向上を図ってもよい。例えば、設定ＩＳＯ感度がＩＳＯ４００であり、演算された像振れ量が１０μｍであった場合、設定ＩＳＯ感度をＩＳＯ２００に変更する。これはＩＳＯ感度を１段下げることになり、シャッタ秒時が１段低速となるので、像振れ量は２０μｍと大きくなる。しかし、２０μｍは上述した限界値の３０μｍを下回っているから、像振れと認識される可能性は低い。一方、ＩＳＯ感度をＩＳＯ１００まで下げると、像振れ量は４０μｍとなり限界値を超えてしまう。したがって、この場合はＩＳＯ２００に止める。このように、演算された像振れ量が限界値を超えない範囲でＩＳＯ感度を最も低感度に設定することで、像振れを抑えつつ画質の向上が図れる。
【００２８】
像振れの限界値は３０μｍに限定されない。またＩＳＯ感度を１段ずつ変更可能な例を示したが、１／２段，１／３段ずつ、あるいはより細かく変更できるようにしてもよい。さらに角速度センサなどの振れセンサを用いて振れを検出する例を示したが、その他のセンサを用いてもよい。あるいは振れセンサを用いず、リアルタイムで出力される撮像素子の検出結果（いわゆるスルー画）で像の振れを検出するようにしてもよい。
【００２９】
さらに、先に光学式像振れ補正機構が不要になる点を効果として挙げたが、かかる像振れ補正機構と本発明に係る制御とを併用してもよい。光学式手振れ補正は、撮影レンズの焦点距離をｆｍｍとしたときに、シャッタ秒時が１／ｆ秒より２段乃至は３段低速でも像振れを抑えることができる。そこで、通常は光学式像振れ補正機構のみで像振れ補正を図るが、シャッタ秒時が１／ｆ秒より２段（３段）を超えて低速になるような場合には、像振れ量に応じた感度アップによりシャッタ秒時の低下を抑え、光学式像振れ補正との相乗効果をもって像振れを限界値以内に抑える。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、撮影に先立ち、設定された撮像感度に基づいて撮影時の像振れ量を演算し、演算された像振れ量に基づいて撮像感度の変更の要否を判定し、変更が必要な場合に撮像感度を変更するようにしたので、撮影者あるいは撮影状況応じて最適な感度で撮影することができ、高い像振れ軽減効果を発揮しつつも不要な感度アップを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るデジタルスチルカメラの制御系を示すブロック図。
【図２】カメラの制御手順を説明するフローチャート。
【符号の説明】
１ ＣＰＵ
２ 測光回路
３ 振れ検出回路
３Ａ 振れセンサ
５ 露出制御回路
６ 撮像素子
ＳＷ２ 防振モードスイッチ

Claims (5)

1. 撮像感度を設定する感度設定装置と、
   撮影レンズの透過光束を受光して光電変換する撮像素子を含む撮影装置と、
   前記設定された撮像感度に応じたシャッタ秒時で前記撮影装置を作動せしめる制御装置とを備えたデジタルスチルカメラにおいて、
   撮影に先立ち、前記設定された撮像感度に基づいて撮影時の像振れ量を演算する像振れ演算装置と、
   前記演算された像振れ量に基づいて撮像感度の変更の要否を判定する判定装置とを備え、
   前記感度設定装置は、感度変更が必要と判断された場合に前記撮像感度を変更し、前記制御装置は、前記撮像感度が変更された場合には、変更後の撮像感度に応じたシャッタ秒時で前記撮影装置を作動せしめることを特徴とするデジタルスチルカメラ。
2. 前記感度設定装置は、前記演算された像振れ量が予め定められた限界値を超える場合には、像振れ量が限界値以内となるように前記撮像感度を高感度側にシフトすることを特徴とする請求項１に記載のデジタルスチルカメラ。
3. 前記像振れ演算装置は、カメラの振れを検出する振れ検出センサを含み、該振れ検出センサの検出結果と、被写界の測光結果および前記設定された撮像感度によって決まるシャッタ秒時とに基づいて前記撮影時の像振れ量を演算することを特徴とする請求項１または２に記載のデジタルスチルカメラ。
4. 前記振れ検出センサの出力に基づいて像振れを軽減する光学式像振れ補正機構を更に備え、
   前記判定装置は、該光学式像振れ補正機構のみで像振れが限界値以内に軽減できない場合に感度変更が必要と判断することを特徴とする請求項３に記載のデジタルスチルカメラ。
5. 前記感度設定装置は、前記演算された像振れ量が予め定められた限界値を超えない範囲で、前記撮像感度を最も低感度に設定することを特徴とする請求項１に記載のデジタルスチルカメラ。

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