JP2005136760A - デジタルスチルカメラ - Google Patents

Abstract

【課題】 高価な光学式像振れ補正機構を搭載せずとも、手持ち撮影で像振れを目立たなくできるようにする。
【解決手段】 測光結果に基づくシャッタ秒時にて撮影を行い、電気的画像データを得るデジタルスチルカメラにおいて、カメラ振れ量を検出する振れセンサと、振れセンサの出力に基づく像振れ量が所定の限界値を超える場合には、限界値以内に収まるようにシャッタ秒時を高速側に変更するシャッタ秒時変更装置と、シャッタ秒時が高速に変更された場合には、その変更の度合いに応じた枚数の撮影を連続して行う撮影制御装置と、連続撮影にて生成された複数の画像データを合成して出力する画像合成装置とを具備する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、撮影によって電気的画像データを得るデジタルスチルカメラ、特に像振れの目立たない画像データが得られるよう工夫したものに関する。

写真撮影において、手振れ防止のために三脚にカメラを固定して撮影を行うことは従来から行われている。また、光学的像振れ補正機構を搭載するカメラや交換レンズが種々提案され、実用に供されている。光学的像振れ補正機構は、カメラの振れを検出し、その検出結果に基づいて振れ補正レンズを撮影レンズの光軸と直交する方向に駆動することで像振れを補正するものである（例えば、特許文献１）。

特開平４−７６５２５号公報 特開平１１−１６４１８９号公報 特開平５−７３３６号公報

しかしながら、三脚は重くかさばるため持ち運びに不便であり、また速写性に劣るためシャッタチャンスを逃すことも多い。一方、光学的像振れ補正機構は構成が複雑であり、高価である。そこで、高価な光学式像振れ補正機構を搭載せずとも、手持ち撮影で像振れを目立たなくできるデジタルスチルカメラが望まれる。

請求項１の発明は、測光結果に基づくシャッタ秒時にて撮影を行い、電気的画像データを得るデジタルスチルカメラに適用される。そして、カメラ振れ量を検出する振れセンサと、振れセンサの出力に基づく像振れ量が所定の限界値を超える場合には、限界値以内に収まるようにシャッタ秒時を高速側に変更するシャッタ秒時変更装置と、シャッタ秒時が高速に変更された場合には、その変更の度合いに応じた枚数の撮影を連続して行う撮影制御装置と、連続撮影にて生成された複数の画像データを加算方式で合成し出力する画像合成装置とを具備する。
請求項２の発明は、カメラ振れ量を検出する振れセンサと、振れセンサの出力に基づく像振れ量が所定の限界値以内であれば通常の撮影を行い、限界値を超える場合には、複数枚の撮影を連続して行い、連続撮影にて生成された複数の画像データから最も像振れ量の少ないデータを選択して出力する撮影制御装置とを具備する。
請求項３の発明は、カメラ振れ量を検出する振れセンサと、撮影時に振れセンサの出力に基づく像振れ量が所定の限界値を超える場合には、当該撮影によって得られた画像データに対し、像振れ量に応じた輪郭強調処理を施す画像処理装置とを具備する。

請求項１の発明によれば、像振れ量が所定の限界値を超える場合には、限界値以内に収まるようにシャッタ秒時を高速側に変更し、その変更の度合いに応じた枚数の撮影を連続して行い、連続撮影にて生成された複数の画像データを合成して出力するようにしたので、シャッタ秒時を高速化することで像振れが軽減され、また複数の画像データを合成することで適正露出の画像が得られる（シャッタ秒時を高速化したことによる露出アンダーが防止できる）。
請求項２の発明によれば、像振れ量が所定の限界値を超える場合には、複数枚の撮影を連続して行い、連続撮影にて生成された複数の画像データから最も像振れ量の少ないデータを選択して出力するようにしたので、請求項１と同様に像振れ軽減が図れる。また、上記のような連続撮影および画像選択は、像振れ量が所定の限界値を超える場合にのみ行われるので、像振れ量が限界値以内のときに無駄な連続撮影が行われることはない。
請求項３の発明によれば、撮影時に振れセンサの出力に基づく像振れ量が所定の限界値を超える場合には、当該撮影によって得られた画像データに対し、像振れ量に応じた輪郭強調処理を施すようにしたので、必要最小限の輪郭強調を施すことで見かけ上像振れの目立たない画像を得ることができる。

−第１の実施形態−
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ブロック図であり、本発明に関わる部分のみ示してある。ＣＰＵ１には、被写体の輝度を検出する測光回路２の検出結果と、手振れ等に起因するカメラ振れ量を検出する振れセンサ３の検出結果とが入力されるとともに、レリーズボタンの半押し操作に連動してオンする半押しスイッチＳＷ１と、レリーズボタンの全押し操作（レリーズ操作）に連動してオンするレリーズスイッチＳＷ２の各オン・オフ状況が入力される。振れセンサ３は、例えば公知の光学式像振れ補正装置に用いられるような角速度センサでもよいし、他の方式のものでもよい。また振れセンサ３はカメラに内蔵されていてもよいし、交換レンズに内蔵されていてもよい。

露出制御回路４は、ＣＰＵ１からの指示に応じてシャッタや絞りを駆動し、不図示の撮影レンズを透過した被写体光束を撮像素子１１に受光させ露光（撮影）を行う。撮像素子１１は例えばＣＣＤから成り、受光した光束を光電変換して電気的画像信号を生成する。撮像素子１１からの画像信号は、画像処理回路１２にて種々の画像処理が施され、圧縮回路１３にて例えばＪｐｅｇ形式に圧縮された後、記録回路１４により画像データとして不図示の画像記録媒体（例えば、メモリカード）に記録される。上記画像処理回路１２，圧縮回路１３および記録回路１４は、ＣＰＵ１からの指示に応じて各処理を行う。１５は、上述した処理の過程で画像信号（データ）を一時的に記憶するためのバッファメモリである。

以上のように構成されたカメラにおいて、レリーズスイッチＳＷ２がオンすると、ＣＰＵ１は撮影に先立って振れセンサ３の検出出力であるカメラ振れ量を読み込み、これを露光時における像振れ量に換算する。その像振れ量を振れ限界値と比較し、限界値以内であれば通常どおり１回の露光を行い、生成された画像データを記録媒体に記録する。露光時の絞り値およびシャッタ秒時は、測光結果に基づいてカメラが演算した値が用いられ、これにより適正露出の画像データが得られる。

一方、像振れ量が限界値を超える場合には、そのままでは像振れの目立った画像となってしまうため、シャッタ秒時を高速に設定し直し、そのシャッタ秒時で露光を複数回行う。そして、得られた複数の画像データを合成して１つの画像データを生成し、これを記録媒体に記録する。すなわち、シャッタ秒時を高速化することで像振れを限界値以内に抑えるわけであるが、絞り値を変えずにシャッタ秒時のみを高速化すると、１回のみの露光では露出アンダーとなってしまう。そこで、連続して複数回露光を行い、複数の画像データを加算方式で合成することにより適正露出の画像データを得る。この手法によれば、高価な光学式像振れ補正装置を設けなくても像振れを軽減することが可能となり、三脚も使用せずに済む。

図２のフローチャートを参照して上述の制御をより詳細に説明する。
ＣＰＵ１は、半押しスイッチＳＷ１のオンをもってレリーズボタンが半押し操作されたと判断し、図２のプログラムを起動する。まずステップＳ１で測光回路２による測光を行い、ステップＳ２では測光結果に基づいて露出演算を行い、適正露出を得るための絞り値およびシャッタ秒時を求める。この測光および露出演算は、ステップＳ４で半押しが解除されるか、ステップＳ３でレリーズ操作がなされるまで（ＳＷ２がオンするまで）繰り返し行われる。半押しが解除されると処理は終了し、一方、レリーズ操作がなされるとステップＳ５に進む。

ステップＳ５では、振れセンサ３の出力であるカメラ振れ量を読取り、ステップＳ６ではそのカメラ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１１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。センサ出力が一定であっても、シャッタ秒時が遅いほど、また焦点距離が長いほど像振れ量は大きくなるからである。パラメータとしてのシャッタ秒時は、ステップＳ２の露出演算によって求められた値が用いられ、また焦点距離は不図示の検出器からの情報が用いられる。

次のステップＳ７では、算出された像振れ量を予め決められた振れ限界値と比較する。ここで、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、この説を採用するならば振れ限界値を３０μｍとすればよい。算出された像振れ量が振れ限界値以内であれば、ステップＳ２で演算された絞り値およびシャッタ秒時で露光を行い（ステップＳ８）、露光によって得られた画像信号に対して画像処理を施し、圧縮した後記録する（ステップＳ９，Ｓ１０）。

一方、像振れ量が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、ステップＳ１１で上記像振れ量に基づいてシャッタ秒時を高速の値に設定し直す。ここで設定されるシャッタ秒時は、像振れ量が限界値以内に収まるような値である。したがって、ステップＳ６で演算された像振れ量が大きいほどシャッタ秒時を速くする必要がある。続いてステップＳ１２では、以下の連続撮影における露光回数Ｎを決定する。この露光回数Ｎは、当初ステップＳ２で設定されたシャッタ秒時と、ステップＳ１１で再設定されたシャッタ秒時との差によって決まる。例えば、当初設定されたシャッタ秒時が１／３０秒で、再設定されたシャッタ秒時が１／６０秒であれば、その差は１段（光量では１／２）であるので、Ｎ＝２となる。また当初設定されたシャッタ秒時が１／６０秒で、再設定されたシャッタ秒時が１／２５０秒であれば、その差は２段（光量では１／４）であるので、Ｎ＝４となる。

そして、ステップＳ１４で露光回数がＮに達したと判定されるまでステップＳ１３で露光を連続して行う。Ｎ個の画像データはそれぞれバッファメモリ１５に一時記憶され、通常の画像処理がなされた後に合成（加算）され（ステップＳ１５）、次いで記録される（ステップＳ１０）。これにより適正露出で、しかも像振れのない画像が得られる。

−第２の実施形態−
次に、本発明の第２の実施形態を説明する。
本実施形態では、算出された像振れ量が振れ限界値を超える場合には、レリーズ操作がなされている間は連続して撮影を行い、得られた複数の画像データの中から最も像振れ量の少ないものをカメラが選択し、これを記録媒体に記録する。

像振れの大小は、得られた複数の画像データを圧縮回路１３でそれぞれソフト的に圧縮し、その圧縮画像データのサイズを比較することで判断できる。これは、像振れが大きいほど画像内の輪郭部分があいまいになり、圧縮データのデータサイズが必然的に大きくなることによる。したがって、上記連続撮影により得られた複数の画像データが全て同一シーンのデータであれば、そのうち最もデータサイズの小さいものが最も像振れの少ない画像ということができ、これを選択して記録媒体に記録する。この方法によれば、１回のみ撮影を行った場合と比べて像振れの少ない画像データが得られる可能性が高まる。
因みに、圧縮を行わない画像の場合は、像振れの大小に拘わらず画像データのサイズは一定（１画素分のデータサイズ×画素数）である。

そして、本実施形態では、上記の連続撮影を行うか１駒撮影に留めるかをカメラが像振れの度合いに応じて自動的に決めるので、撮影者はその選択に気を配る必要はなく、また連続撮影を行う必要がないとき（像振れが無視できるほど少ないとき）に無駄に連続撮影が行われることもない。

なお、複数の画像データから最も像振れの少ない画像を選択する方法は上記のものに限定されず、例えば特開平１１−１６４１８９号公報に開示されたような方法でもよい。

図３は本実施形態の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、図２と同様のステップには同一のステップ番号を付してある。
ステップＳ７で像振れ量が限界値を超えると判定されると、ステップＳ５１で最初の露光を行い、得られた画像データに対し、ステップＳ５２で画像処理を施すとともに圧縮する。そして、ステップＳ５３で圧縮された画像データをバッファメモリ１５のＡ領域（以下、バッファＡ）に一時記憶する。最終的にこのバッファＡの記憶データが記録されることになる。

次に、ステップＳ５４でレリーズスイッチＳＷ２のオフが判定されるまでステップＳ５５〜Ｓ５９の処理を繰り返す。ステップＳ５５，Ｓ５６では上述と同様に露光、画像処理および圧縮を行い、圧縮された画像データをステップＳ５７でバッファＢに記憶する。ステップＳ５８ではバッファＡ，Ｂの圧縮画像データのサイズを比較し、Ａ≦ＢであればそのままステップＳ５４に戻り、Ａ＞Ｂであれば、ステップＳ５９でバッファＢの画像データをバッファＡに上書きしてステップＳ５４に戻る。ステップＳ５４でレリーズスイッチＳＷ２のオフが判定されるとステップＳ６０に進むが、この時点では、バッファＡには複数回の露光によって得られた複数の画像データのうちデータサイズの最も小さいもの（像振れの最も少ないもの）が記憶されている。したがってステップＳ６０では、そのバッファＡの画像データを記録媒体に記録する。

−第３の実施形態−
本発明の第３の実施形態を説明する。
本実施形態では、像振れの大小に拘わらず通常どおり撮影を行うが、像振れ量が振れ限界値を超える場合には、生成された画像データに対して像振れ量に応じた輪郭強調処理を施す。輪郭強調機能は、市販の画像レタッチソフトなどでも採用されているように画像のシャープさを上げたり下げたりするもので、像振れを補正するものではないが、この機能を用いることで見かけ上像振れを目立たなくすることは可能である。

そこで本実施形態では、図４に示すように、像振れ量が限界値以内であれば通常の画像処理のみ行うが、限界値を超える場合には、通常の画像処理に加えて輪郭強調を施すようにした（ステップＳ７０）。輪郭強調は、像振れ量が多いときには強くかける必要があるが、像振れ量が少ないときにはさほど強くする必要はない。むしろ輪郭強調が強すぎると写真が硬質化するという問題がある。そこで、演算された像振れ量に基づき、像振れ量が多いほど輪郭強調を強くかけるようにした。これは、例えば像振れ量と輪郭強調の強さとを対応づけたテーブルを予め格納しておくことで実現できる。これによれば、常に必要最小限の輪郭強調を施すことができ、像振れを目立たなくすることに加えて、必要以上に写真の持つ雰囲気を損なわずに済む。
なお、上記テーブルにおける像振れ量と輪郭強調の強さとの関係は、像振れ軽減を重視するか画像の雰囲気を重視するかで変わってくる。

実施形態におけるデジタルスチルカメラの制御系のブロック図。 第１の実施形態の処理手順を示すフローチャート。 第２の実施形態の処理手順を示すフローチャート。 第３の実施形態の処理手順を示すフローチャート。

符号の説明

１ ＣＰＵ
２ 測光回路
３ 振れセンサ
４ 露出制御回路
１１ 撮像素子
１２ 画像処理回路
１３ 圧縮回路
１４ 記録回路
１５ バッファメモリ
ＳＷ１ 半押しスイッチ
ＳＷ２ レリーズスイッチ

Claims (3)

1. 測光結果に基づくシャッタ秒時にて撮影を行い、電気的画像データを得るデジタルスチルカメラにおいて、
   カメラ振れ量を検出する振れセンサと、
   該振れセンサの出力に基づく像振れ量が所定の限界値を超える場合には、限界値以内に収まるように前記シャッタ秒時を高速側に変更するシャッタ秒時変更装置と、
   前記シャッタ秒時が高速に変更された場合には、その変更の度合いに応じた枚数の撮影を連続して行う撮影制御装置と、
   前記連続撮影にて生成された複数の画像データを加算方式で合成し出力する画像合成装置とを具備することを特徴とするデジタルスチルカメラ。
2. 撮影により電気的画像データを得るデジタルスチルカメラにおいて、
   カメラ振れ量を検出する振れセンサと、
   該振れセンサの出力に基づく像振れ量が所定の限界値以内であれば通常の撮影を行い、前記限界値を超える場合には、複数枚の撮影を連続して行い、該連続撮影にて生成された複数の画像データから最も像振れ量の少ないデータを選択して出力する撮影制御装置とを具備することを特徴とするデジタルスチルカメラ。
3. 撮影により電気的画像データを得るデジタルスチルカメラにおいて、
   カメラ振れ量を検出する振れセンサと、
   撮影時に前記振れセンサの出力に基づく像振れ量が所定の限界値を超える場合には、当該撮影によって得られた画像データに対し、前記像振れ量に応じた輪郭強調処理を施す画像処理装置とを具備することを特徴とするデジタルスチルカメラ。

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