JP2006279116A

JP2006279116A - ディジタルカメラ装置

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Publication number: JP2006279116A
Application number: JP2005090369A
Authority: JP
Inventors: Kazuhisa Matsunaga; 和久松永
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2005-03-28
Filing date: 2005-03-28
Publication date: 2006-10-12
Anticipated expiration: 2025-03-28
Also published as: JP4810850B2

Abstract

【課題】カメラに触れることなくシャッタ操作をすることを可能にして、手ぶれの発生を完全に回避する。
【解決手段】光学系要素１のズームレンズ１ａなどを通して、入射する被写体の画像を光電変換して出力するＣＣＤ２と、ＣＣＤ２から出力された画像の変化を所定条件により検知して、その画像の変化のときから所定時間以内に変化前の画像に復帰したときは、被写体の画像を撮影する指示をＣＣＤ２に対して与えるＣＰＵコア１１とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ディジタルカメラ装置に関し、特に、撮影時にシャッタボタンの操作によって発生する手ぶれを回避するディジタルカメラ装置に関するものである。

ディジタルカメラ装置に限らず、フイルム用のカメラにおいても、撮影の際にシャッタボタンを押下すると手ぶれが発生することがあり、この手ぶれを回避するための対策が長年の間研究されてきた。
ある特許文献のカメラの提案においては、カメラ本体の上面に、指などが触れることによりオンとされて信号を出力する２つのタッチセンサ型レリースボタンが、上面から１ｍｍ程度窪んだ位置に設けられている。双方のレリースボタンに指を触れた状態において、一方のレリースボタンのみから指を離すことにより、カメラのシャッタが駆動されて撮影が行われる。（特許文献１参照）
また、ある特許文献の電子カメラの手振れ撮影防止方法の提案においては、撮影レンズの交換によってイメージサイズが変化し、イメージサイズが小さくなる程、手振れ敏感度が高くなるので、各イメージサイズで適正な手振れ限界シャッタスピードを設定する構成になっている。（特許文献２参照）
特開平１１−１６０７７６号公報特開２００３−６０９７６号公報

しかしながら、上記特許文献１においては、指が触れることによりオンになるタッチセンサ型レリースボタンであっても、指が接触するときの動きによって、手振れが発生するおそれを解消することはできない。また、特許文献２の構成においては、イメージサイズによって手振れ限界シャッタスピードが制限されるので、却って使い難くなってしまうことになる。
本発明は、このような従来の課題を解決するためのものであり、カメラに触れることなくシャッタ操作をすることが可能なディジタルカメラ装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載のディジタルカメラ装置は、レンズを通して入射する被写体の画像を光電変換して出力する撮像手段（実施形態においては、図１のＣＣＤ２に相当する）と、撮像手段から出力された画像の変化を所定条件により検知して、当該画像の変化のときから所定時間（実施形態においては、図６の閾値ＴＨＲ０に相当する）以内に変化前の画像に復帰したときは、被写体の画像を撮影する指示を撮像手段に対して与える撮影制御手段（実施形態においては、図１のＣＰＵコア１１に相当する）と、を備えた構成になっている。

請求項１のディジタルカメラ装置において、請求項２に記載したように、撮影制御手段は、フォーカスの変化、画素一致度の変化、および輝度の変化の少なくとも１つを所定条件として、撮像手段から出力された画像の変化を検知するような構成にしてもよい。

請求項１のディジタルカメラ装置において、請求項３に記載したように、通常のシャッタモード又は手の平シャッタモードを設定するモード設定手段（実施形態においては、図１の操作部１２のモードボタンに相当する）をさらに備え、撮影制御手段は、手の平シャッタモードが設定されている場合に、画像の変化の検知に応じて、被写体の画像を撮影する指示を撮像手段に対して与えるような構成にしてもよい。

請求項１のディジタルカメラ装置において、請求項４に記載したように、シャッタ制御操作子（実施形態においては、図１の操作部１２のシャッタボタンに相当する）をさらに備え、撮影制御手段は、撮像手段が被写体の画像を光電変換して出力している際にはオートフォーカス機能によってフォーカスポイントを取得し、手の平シャッタモードが設定されている場合にシャッタ制御操作子が操作されたときは、オートフォーカス機能をロックして現在のフォーカスポイントを記憶した後に、当該ロックを解除して新たなフォーカスポイントを取得し、当該新たなフォーカスポイントと当該記憶したフォーカスポイントとの差によってフォーカスの変化の有無を検知し、フォーカスの変化を検知したときは、当該記憶したフォーカスポイントに戻して、被写体の画像を撮影する指示を撮像手段に対して与えるような構成にしてもよい。

本発明のディジタルカメラ装置によれば、カメラに触れることなくシャッタ操作をすることが可能になり、手ぶれの発生を完全に回避できるという効果が得られる。

以下、本発明によるディジタルカメラ装置の実施形態について、図１ないし図６を参照して説明する。
図１は、実施形態におけるディジタルカメラ装置のブロック図である。図１において、ズームレンズ１ａ、アイリス１ｂ、フォーカスレンズ１ｃ、および、移動筒、固定筒、カム筒、駆動モータなどの複数のアクチュエータ、各種センサ、ギア機構など（図示せず）が設けられている光学系要素１は、入射する被写体の画像をフォーカス位置に結像する。ＣＣＤ２は、その結像された画像を光から電荷に変換する光電変換を行って、アナログの電気信号の動画像（一般に「スルー画像」という）として出力する。Ａ／Ｄ変換器３は、ＣＣＤ２から出力された動画像をディジタル信号に変換して出力する。信号処理部４は、Ａ／Ｄ変換器３から出力されたディジタル信号の動画像に対して、画像補正その他の信号処理を行って出力するとともに、後述するメモリカードに保存する場合、あるいは、パソコンなどの外部機器に送信する場合に画像圧縮の信号処理を行って出力する。画像バッファ５は、動画像用のエリアおよび撮像された静止画像用のエリアを有し、信号処理部４から出力された画像を一時的に対応するエリアにストアする。液晶表示コントローラ６は、画像バッファ５から出力される動画像又は静止画像を１画面に展開して液晶表示部７に出力して表示する。

レンズ制御部８は、ズームレンズ１ａ、アイリス１ｂ、フォーカスレンズ１ｃを含む光学系要素１をそれぞれに対応する制御信号に応じて制御する。ＣＣＤ制御部９は、ＣＣＤ２の光電変換処理を制御するためにタイミングパルスを発生する。フォーカスフィルタ部１０は、Ａ／Ｄ変換器３から出力される動画像の信号から高周波成分をフィルタリングする処理、すなわち、動画像のフォーカスポイントを取得する処理を行う。ＣＰＵコア１１は、制御プログラム用のメモリであるＲＯＭ１１ａおよびワークエリアであるＲＡＭ１１ｂを内蔵し、ＲＯＭ１１ａの制御プログラムに従って、Ａ／Ｄ変換器３、信号処理部４、画像バッファ５、液晶表示コントローラ６、レンズ制御部８、ＣＣＤ制御部９、フォーカスフィルタ部１０を制御し、ＲＡＭ１１ｂのレジスタの変数を管理する。また、ＣＰＵコア１１には、電源ボタン、モードボタン、シャッタ／フォーカスボタンなどを有する操作部１２、圧縮処理された動画像や静止画像を保存する不揮発性メモリであるメモリカード１３、パソコンなどの外部機器と通信するための外部Ｉ／Ｆ（インタフェース）部１４が接続されている。なお、このＣＰＵコア１１、信号処理部４、レンズ制御部８、ＣＣＤ制御部９、フォーカスフィルタ部１０は、１個のＬＳＩチップ１５で構成されている。

図２は、ＣＰＵコア１１内のＲＡＭ１１ｂにおけるレジスタの変数を示す図である。この図において、mf は、撮影モードフラグであり、０で非撮影、１で撮影を表わす。hf は、手の平でレンズの前を一時的に遮光する動作によってシャッタ操作を行うかどうかを指定する手の平シャッタ使用フラグであり、０で非使用、１で使用を表わす。fp は、シャッタ／フォーカスボタンのレリース時のフォーカスポイントを表わす。si は、ユーザが選択可能なSSN 種類のシャッタスピードの中で、ユーザが現在選択しているシャッタスピードを、０から（SSN-1）の数字で区別して表わしたシャッタスピードインデックスである。hs は、手の平シャッタ検知状態を示すフラグであり、０で非検知、１で検知を表わす。tm は、経過する一定時間ごとにインクリメントされるタイマを表わす。
図３は、ＣＰＵコア１１内のＲＯＭ１１ａに格納されている手の平シャッタ使用フラグテーブルを示す図である。このテーブルは、SSN 個のシャッタスピードインデックスsi の各々に対応して、hfm[０] 〜 hfm[SSN−１] のフラグの値（０又は１）があらかじめ格納されている。

次に、図１のディジタルカメラ装置の動作について、図４ないし図６に示すフローチャートに基づいて説明する。
図４は、ＣＰＵコア１１のメインルーチンのフローチャートである。初期処理（ステップＳＡ１）を行った後、ステップＳＡ２からステップＳＡ７までのループ処理を繰り返し実行する。初期処理においては、mf およびhf をともに０にリセットし、siを標準的なシャッタスピードに対応したシャッタスピードインデックスの値にセットする。ループ処理においては、モードボタンがオンされたか否かを判別し（ステップＳＡ２）、このボタンがオンされたときは、mf の値を反転する（ステップＳＡ３）。mf の値を反転した後、又は、このボタンがオンでない場合には、mf の値が１（撮影）であるか否かを判別する（ステップＳＡ４）。mf の値が１の場合には、hf にシャッタスピードインデックスsiに対応した手の平シャッタ使用フラグテーブルの値hfm[si] （０又は１）をセットする（ステップＳＡ５）。したがって、最初は標準値のシャッタスピードに対応して１をセットする。次に、撮影処理を実行する（ステップＳＡ６）。撮影処理の後、又は、ステップＳＡ４においてmf の値が０（非撮影）の場合には、その他の処理を行って（ステップＳＡ７）、上記のループ処理を繰り返す。
なお、ステップＳＡ７のその他の処理としては、例えば、ユーザの操作に応じたシャッタスピードの変更などがある。シャッタスピードが変更された場合は、それに対応してシャッタスピードインデックスsiの値も変更される。

図５は、メインルーチンにおけるステップＳＡ６の撮影処理のフローチャートである。シャッタ／フォーカスボタンが押下されたか否かを判別し（ステップＳＢ１）、このボタンが押下されたときは、hf の値が１（手の平シャッタ使用）であるか否かを判別する（ステップＳＢ２）。hf の値が１である場合には、手の平シャッタ検知処理を実行する（ステップＳＢ３）。

図６は、手の平シャッタ検知処理のフローチャートである。まず、現在のフォーカスポイントの値をレジスタfp にセットし、現在の画像を参照用画面データとして取得して画像バッファ５の参照エリアにストアし、タイマtm を０にクリアする（ステップＳＣ１）。そして、ステップＳＣ２からＳＣ６までのループ処理を実行する。ループ処理においては、tm の値が時間切れの所定時間である閾値THR０よりも大きいか否かを判別する（ステップＳＣ２）。tm の値がこの閾値以下である場合には、フォーカスフィルタ部１０から取得するフォーカスポイントによってフォーカスが変化したか否かを判別する（ステップＳＣ３）。フォーカスが変化したときは、画像バッファ５の参照エリアにストアした参照用画面データの画像と、フォーカスが変化した後の画像との画素一致度が閾値THR１よりも小さいか否かを判別する（ステップＳＣ４）。画素一致度がこの閾値より小さい場合には、画面の輝度が閾値THR２より小さいか否かを判別する（ステップＳＣ５）。輝度がこの閾値より小さい場合、すなわち、フォーカスが変化し、画素一致度がTHR１より小さく、および画面の輝度がTHR２より小さいという３つの条件を満たした場合には、それまでフォーカスしていた被写体とは距離および画面が異なる別の被写体に変化し、かつ輝度が暗くなったので、手の平でレンズの前を遮光したと判定する。

ステップＳＣ３、ステップＳＣ４、およびステップＳＣ５のいずれかにおいてＮＯの場合には、３つの条件を満たしていないので、tm に経過時間を加算して（ステップＳＣ６）、ステップＳＣ２に移行して、tm の値が閾値THR０よりも大きいか否かを判別する。そして、tm の値がこの閾値以下である場合には、ステップＳＣ３、ステップＳＣ４、およびステップＳＣ５によって、３つの条件を満たしたか否かを判別する。しかし、ステップＳＣ２において、tm の値が閾値THR０より大きい場合には、閾値の所定時間が経過しても手の平によるシャッタ操作がされないので、時間切れと判断して、hs を０（非検出）にセットして（ステップＳＣ７）、図５の撮影処理に戻る。

ステップＳＣ３、ステップＳＣ４、およびステップＳＣ５の３つの条件を満たして、手の平でレンズの前を遮光したと判定したときは、tm を再び０にクリアして（ステップＳＣ８）、tm の値が所定時間である閾値THR３より大きいか否かを判別する（ステップＳＣ９）。この閾値は、何かでレンズの前が遮光されている時間を判定するものである。tm の値がこの閾値より大きい場合には、遮光時間が長過ぎるので、手の平によるシャッタ操作ではなく、撮影すべき被写体とレンズとの間に別のものが入り込んだと判断して、hs を０にセットして（ステップＳＣ７）、図５の撮影処理に戻る。一方、ステップＳＣ９においてtm の値が閾値THR３以下である場合には、さらに、画素一致度が閾値THR４よりも大きいか否かを判別する（ステップＳＣ１０）。画素一致度がこの閾値以下である場合には、tm に経過時間を加算して（ステップＳＣ１１）、ステップＳＣ９に移行する。一方、画素一致度がこの閾値よりも大きい場合には、ステップＳＣ１で取得して画像バッファ５の参照エリアにストアした参照用画面データの画素と、ステップＳＣ１０の時点での画素とがほとんど同じであるので、手の平でレンズの前が遮光された後に、手の平がレンズから離れて、再び元の被写体の動画像に戻ったことになり、手の平でシャッタ操作がされたと判定し、hs を１（手の平検知）にセットする（ステップＳＣ１２）。そして、図５の撮影処理に戻る。
なお、ステップＳＣ１０においては、画素一致度の判定に代えて、フォーカス一致度の判定、すなわち、現在のフォーカスポイントの値がレジスタfpの値に一致するか否かの判定を行うようにしてもよい。あるいは、画面輝度復帰の判定、すなわち、現在の画面の輝度が閾値（THR２）より大きいか否かの判別を行うようにしてもよい。さらに、前述の画素の一致度の判定、フォーカス一致度の判定、および画面輝度復帰の判定を適宜組み合わせて行うようにしてもよい。

手の平シャッタ検知処理を実行して、図５の撮影処理に戻った後は、hs の値が１であるか否かを判別する（ステップＳＢ４）。hs の値が１である場合には、フォーカスポイントをfp に移動する（ステップＳＢ５）。フォーカスポイントを移動した後、又は、ステップＳＢ２においてhf の値が０（手の平シャッタ非使用）である場合、すなわち、通常のシャッタ／フォーカスボタンの操作によって撮影する場合には、ＣＣＤ制御部９に対してレリース処理を指示して、ＣＣＤ２の受光に応じて光電変換処理を行い、Ａ／Ｄ変換器３に対してアナログからディジタルへのＡ／Ｄ変換を指示し、信号処理部４に対して画像補正・圧縮処理を指示し、画像バッファ５に対して静止画像の格納を指示し、液晶表示コントローラ６に対して静止画像の表示を指示する（ステップＳＢ６）。これら一連の画像処理の後、又は、ステップＳＢ４においてhs の値が０（手の平非検知）の場合、若しくは、ステップＳＢ１においてシャッタ／フォーカスボタンが押下されない場合には、その他の処理を行って（ステップＳＢ７）、図４のメインルーチンに戻る。
なお、ステップＳＢ７のその他の処理としては、例えば、ズームレンズ１ａなどからの被写体の光に応じたオートフォーカス処理、保存操作に応じて圧縮処理した画像を画像バッファ５からメモリカード１３に転送して記録する処理、送信操作に応じて圧縮処理した画像を外部Ｉ／Ｆ部１４から外部機器に送信する処理などがある。

以上のように、この実施形態のディジタルカメラ装置は、光学系要素１のズームレンズ１ａなどを通して、入射する被写体の画像を光電変換して出力するＣＣＤ２と、ＣＣＤ２から出力された画像の変化を所定条件により検知して、その画像の変化のときから所定時間以内に変化前の画像に復帰したときは、被写体の画像を撮影する指示をＣＣＤ２に対して与えて撮影を指示するＣＰＵコア１１とを備えている。
したがって、カメラに触れることなくシャッタ操作をすることが可能になり、手ぶれの発生を完全に回避できる。

この場合において、図６のステップＳＣ３、ステップＳＣ４、およびステップＳＣ５に示したように、ＣＰＵコア１１は、フォーカスの変化、画素一致度の変化、および輝度の変化を所定条件として、ＣＣＤ２から出力された画像の変化を検知する。
したがって、撮影する場所に被写体のほかに人や車などが多い状況であっても、それらの外乱によって誤動作することなく、レンズの前を横切る手の平を確実に検知することができる。
なお、この場合において、ユーザによって変化の条件を設定できるようにして、撮影する状況によっては、フォーカスの変化、画素一致度の変化、および輝度の変化の少なくとも１つを所定条件として、ＣＣＤ２から出力された画像の変化を検知するような構成にしてもよい。

また、図４のステップＳＡ２に示したように、通常のシャッタモード又は手の平シャッタモードを設定するモードボタンをさらに備えているので、ＣＰＵコア１１は、手の平シャッタモードが設定されている場合に、画像の変化の検知に応じて、被写体の画像を撮影する指示をＣＣＤ２に対して与える構成も可能になる。
したがって、手ぶれが発生するおそれがある場合に、手の平シャッタモードを設定し、三脚や一脚に固定して撮影するような場合には、通常のシャッタモードを設定することができる。

さらに、シャッタ／フォーカスボタンをさらに備えているので、ＣＰＵコア１１は、ＣＣＤ２が被写体の画像を光電変換して出力している際には、オートフォーカス機能によってフォーカスポイントを取得し、手の平シャッタモードが設定されている場合に、シャッタボタンが操作されたときは、図６のステップＳＣ１に示したように、オートフォーカス機能をロックして現在のフォーカスポイントをＲＡＭ１１ｂに記憶した後に、ロックを解除して新たなフォーカスポイントを取得し、新たなフォーカスポイントと記憶したフォーカスポイントとの差によってフォーカスの変化の有無を検知し、フォーカスの変化を検知したときは、図５のステップＳＢ５に示したように、記憶したフォーカスポイントに戻して、被写体の画像を撮影する指示をＣＣＤ２に対して与える。
したがって、手の平でシャッタ操作がされたときは、改めてオートフォーカス機能を働かせることなく、既に記憶している被写体のフォーカスポイントで迅速に撮影することができる。

なお、上記実施形態においては、シャッタ／フォーカスボタンを使用して、フォーカスをロックしてから撮影を行う構成としたが、変形例として、手の平がレンズの前を横切る前の他のパラメータを使用して撮影する構成にしてもよい。例えば、フォーカスをロックせずに、常にオートフォーカス機能を動作した状態で、所定時間ごとにフォーカスの変化を検知して、手の平がレンズの前を横切ることを検知する構成にしてもよい。また、上記実施形態においては、図３に示したように、シャッタスピードに従って手の平でのシャッタ操作をするか否かを自動的に決定する構成にしたが、シャッタスピードに関係なく、ユーザの設定によって手の平でのシャッタ操作をするか否かを決定する構成にしてもよい。

本発明の実施形態におけるディジタルカメラ装置のブロック図。図１のＣＰＵコアのＲＡＭにおけるレジスタの変数を示す図。図１のＣＰＵコアのＲＯＭに格納されている手の平シャッタ使用フラグテーブルを示す図。実施形態におけるＣＰＵのメインルーチンのフローチャート。図４における撮影処理のフローチャート。図５における手の平シャッタ検知処理のフローチャート。

符号の説明

１光学系要素
１ａズームレンズ
１ｂアイリス
１ｃフォーカスレンズ
２ＣＣＤ
３Ａ／Ｄ変換器
４信号処理部
５画像バッファ
６液晶表示コントローラ
７液晶表示部
８レンズ制御部
９ＣＣＤ制御部
１０フォーカスフィルタ部
１１ＣＰＵコア
１１ａＲＯＭ
１１ｂＲＡＭ
１２操作部
１３メモリカード
１４外部Ｉ／Ｆ部
１５ＬＳＩチップ

Claims

レンズを通して入射する被写体の画像を光電変換して出力する撮像手段と、
前記撮像手段から出力された画像の変化を所定条件により検知して、当該画像の変化のときから所定時間以内に変化前の画像に復帰したときは、被写体の画像を撮影する指示を前記撮像手段に対して与える撮影制御手段と、
を備えたディジタルカメラ装置。
前記撮影制御手段は、フォーカスの変化、画素一致度の変化、および輝度の変化の少なくとも１つを前記所定条件として、前記撮像手段から出力された画像の変化を検知することを特徴とする請求項１に記載のディジタルカメラ装置。
通常のシャッタモード又は手の平シャッタモードを設定するモード設定手段をさらに備え、前記撮影制御手段は、前記手の平シャッタモードが設定されている場合に、画像の変化の検知に応じて、被写体の画像を撮影する指示を前記撮像手段に対して与えることを特徴とする請求項１に記載のディジタルカメラ装置。
シャッタ制御操作子をさらに備え、前記撮影制御手段は、前記撮像手段が被写体の画像を光電変換して出力している際にはオートフォーカス機能によってフォーカスポイントを取得し、前記手の平シャッタモードが設定されている場合に前記シャッタ制御操作子が操作されたときは、前記オートフォーカス機能をロックして現在のフォーカスポイントを記憶した後に、当該ロックを解除して新たなフォーカスポイントを取得し、当該新たなフォーカスポイントと当該記憶したフォーカスポイントとの差によってフォーカスの変化の有無を検知し、フォーカスの変化を検知したときは、当該記憶したフォーカスポイントに戻して、被写体の画像を撮影する指示を前記撮像手段に対して与えることを特徴とする請求項３に記載のディジタルカメラ装置。