JP4235510B2 - デジタルカメラ及び固体撮像装置 - Google Patents

Description

本発明はデジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等のデジタルカメラに係り、特に、撮影者が手振れの程度を直感的に認識することができるデジタルカメラ及び固体撮像装置に関する。

カメラには、例えば下記特許文献１に記載されている様に、手振れを警告する機能を搭載したものがある。この従来技術では、液晶表示部に警告用所定パターンを表示し、且つこの所定パターンを左右２ビットづつ移動させることで、撮影者に手振れが生じやすいか否かを警告している。

実開平５―５２８３７号公報

上述した従来技術は、単に警告用所定パターンを表示するだけで撮影者に警告しており、撮影者は、カメラを手で保持している状態でどの程度の手振れが生じているのか直感的に把握することができないという問題がある。

デジタルカメラには画像表示用の表示部が搭載されており、固体撮像素子から得られた動画像をスルー画像としてこの表示部に表示し、撮影者は表示部を電子ビューファインダ代わりに使用して撮影を行うのが普通になっている。このため、手振れが生じたときは、表示部に警告用所定パターンを表示するまでもなく、手振れの発生を表示部のスルー画像で視認することができ、しかも、その手振れの程度をスルー画像の振れの程度で直感的に把握することが可能である。

しかし、近年のデジタルカメラに使用される固体撮像素子は高画素化が進む一方、表示部はカメラ筐体の大きさの制限を受けて大画面にできないという制約がある。従って、固体撮像素子から得られる高精細な画像を小さな表示部用に間引いてスルー画像を生成し表示するため、手振れが生じた画像を表示部に表示しても、その表示画像から手振れの発生や手振れの程度が視認できないという問題が生じている。

しかも、近年のデジタルカメラは、高精細な画像を撮像できる固体撮像素子を搭載しているため、撮影画像の解像度をユーザが任意に選択可能になっており、更に、ズームレンズを搭載しているため拡大画像から縮小画像まで倍率の大きく異なる画像も任意に選択可能になっている。

撮影者がデジタルカメラを手で保持している時の手振れの程度は、これらの解像度や倍率にも依存するが、高精細な画像を縮小して小さな表示部にスルー画像を表示しただけでは、解像度に応じた手振れの程度を撮影者に直感的に把握させることはできない。また、ズーム倍率が大きいときにこのズーム倍率に合わせてスルー画像を大きく振らして表示部に表示させると、ズーム倍率に応じて手振れの感覚が大きく異なってしまい、撮影者に違和感を与えることになる。

本発明の目的は、表示部のスルー画像の表示から手振れ程度を直感的に把握可能なデジタルカメラ及び固体撮像装置を提供することにある。

本発明の別の目的は、解像度に応じた手振れの程度を直感的に把握可能なデジタルカメラ及び固体撮像装置を提供することにある。

本発明の更に別の目的は、ズーム倍率に無関係に同じ手振れ感覚で撮像することができるデジタルカメラ及び固体撮像装置を提供することにある。

本発明のデジタルカメラは、画像撮像領域を有する固体撮像素子と、該画像撮像領域のスルー画像切り出し枠で切り出した領域から読み出した画像信号に基づきスルー画像を生成する信号処理手段と、該信号処理手段が生成した前記スルー画像を表示する表示手段と、手振れ量を検出する手振れ検出手段と、該手振れ検出手段が検出した手振れ量を増幅したズレ量で前記スルー画像切り出し枠をずらす制御手段とを備えることを特徴とする。

この構成により、表示部のスルー画像の表示により撮影者は手振れの程度を直感的に把握可能となる。

本発明のデジタルカメラの前記制御手段は、前記固体撮像素子の前段に設けられたズームレンズのズーム比に応じて前記ズレ量を補正することを特徴とする。この構成により、ズーム比に応じた手振れ量を表示画面上で確認でき、手振れをどの程度抑えれば良いかを容易に判断可能となる。

本発明のデジタルカメラの前記制御手段は、前記ズーム比が大きいほど前記補正の補正量を小さくすることを特徴とする。この構成により、倍率の大きい画像を撮像する場合でもスルー画像が表示画面で大きく振れるのを防止でき、手振れ感覚に違和感を感じさせることがなくなる。

本発明のデジタルカメラの前記制御手段は、前記ズレ量を補正することで該ズレ量を前記ズーム比に関わらず一定値に補正することを特徴とする。この構成により、ズーム比に関わらずスルー画像の振れ幅が一定となり、同じ振れ幅で手振れの確認が可能となる。

本発明のデジタルカメラの前記制御手段は、記録画素数に応じて前記ズレ量を補正することを特徴とする。この構成により、解像度に応じた手振れの程度をスルー画像で容易に判断することが可能となる。

本発明のデジタルカメラの前記制御手段は、前記記録画素数が小さいほど前記ズレ量を小さく補正することを特徴とする。この構成により、手振れの影響が小さい低解像度のとき撮影者はあまり手振れを気にすることなく被写体を撮影することができる。

本発明のデジタルカメラの前記制御手段は、前記手振れ量が所定閾値を超えるまでは前記ズレ量を増幅補正し前記手振れ量が前記所定閾値を超えたときは前記ズレ量を減幅補正することを特徴とする。この構成により、小さな手振れ時にはその手振れ状態が増幅されて表示画面に表示され、大きな手振れ時には表示画面上でのスルー画像の大きな振れが防止されるため、手振れの確認が容易となる。

本発明のデジタルカメラの前記制御手段は、前記所定閾値を前記固体撮像素子の前段に設けられたズームレンズのズーム比に応じて設定することを特徴とする。この構成により、ズーム比が変化した場合でも上記と同様に手振れの確認が容易となる。

本発明の固体撮像装置は、上記のいずれかに記載の固体撮像素子と、上記のいずれかに記載の制御手段とが１チップ上に形成されたことを特徴とする。この構成により、この固体撮像装置をデジタルカメラに搭載することで、手振れ状態の確認を容易且つ直感的に行うことができるデジタルカメラを構成可能となる。

本発明によれば、表示部のスルー画像の表示から手振れ程度を直感的に把握することが可能となる。また、本発明によれば、解像度に応じた手振れの程度を表示部に表示されているスルー画像を見ることで容易に且つ直感的に把握可能となる。更に本発明によれば、ズーム倍率に関係無く同じ手振れ感覚で撮像することが可能となる。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るデジタルカメラのブロック構成図である。尚、本実施形態のデジタルカメラはデジタルスチルカメラであるが、本発明はデジタルビデオカメラや携帯電話機搭載のデジタルカメラにも適用可能である。

このデジタルカメラは、被写体の光学像を結像させるズームレンズ１と、ズームレンズ１の背部に設けられ被写体の光学像を電気信号に変換する固体撮像素子２と、手振れを検出する加速度センサ３とを備える。固体撮像素子２として、本実施形態ではＣＣＤを使用するが、ＣＭＯＳイメージセンサ等の他の種類の固体撮像素子でもよい。

デジタルカメラは更に、ＣＣＤ２から出力される画像信号を処理する公知の信号処理部４と、カメラ背面等に搭載されスルー画像や撮影済み画像を表示する表示部（この例では液晶表示部ＬＣＤ）５と、主メモリ６と、デジタルカメラを統括制御するＣＰＵ７と、撮像された静止画像や動画像を外部メモリに記録する画像記録装置８と、これらを相互に接続するバス９とを備える。

更に本実施形態のデジタルカメラは、ＣＣＤ２と信号処理部４との間に振幅制御部１０を備え、加速度センサ３の検出信号と、ズームレンズ１からのズーム比データと、信号処理部４からの記録画素数データとが振幅制御部１０に入力される。尚、固体撮像装置として、固体撮像素子２と信号処理部４と振幅制御部１０とを同一チップ上に形成するのが好ましい。

デジタルカメラを把持する撮影者からズーム指示が入力されると、ＣＰＵ７は、ズームレンズ１の図示しない駆動部に指令信号を出力して指示通りの倍率となるようにズームレンズ１を駆動させ、そのズーム比データが振幅制御部２に入力される。

また、ＣＰＵ７は、図示しない手操作指示入力部から記録画素数が指示入力されたとき、その記録画素数データを信号処理部４に通知する。記録画素数として、例えば、１２８０×９６０，６４０×４８０の２種類が選択可能となっており、撮影者はこの２種類の中からいずれかを選択する。信号処理部４は、ＣＣＤ２から読み出された画像信号を取り込み、撮影者が選択した記録画素数の画像信号を生成することになる。

デジタルカメラは、撮影者が図示しないシャッタボタンを押下したとき、ＣＣＤ２から読み出され信号処理された画像信号が画像記録装置８によって外部メモリに格納されるが、シャッタボタンが押下される前であっても、ＣＣＤ２から所定周期例えば１秒間に３０フレームの画像信号が読み出され、スルー画像として表示部５に表示される。撮影者は表示部５に表示されているスルー画像を見て、被写体の構図を決めたりすることになる。

表示部５の大きさは、例えば４００×３００画素数と小さいため、スルー画像を表示部５に表示するに際し、ＣＣＤ２から出力される画像を縮小しなければならない。そこで、信号処理部４は、上記の記録画素数とは別に、ＣＣＤ２から読み出された画像信号をスルー画表示用に間引き処理し、表示部５に出力することになる。

このスルー画の表示に際し、振幅制御部１０は次の様に動作することで表示部５の表示画像を振らし、手振れの存在を表示画像上で表現する。

図２は、ＣＣＤ２の表面模式図である。ＣＣＤ２の画像撮像領域が図２の太線枠２ａであるとする。表示部５には、この画像撮像領域２ａのうち、切り出し枠Ａによって切り出された部分の画像信号が上記の様に間引き処理されて、スルー画像として表示される。

手振れが生じていた場合、この切り出し枠Ａ内の画像が手振れに応じて振れることになるが、ＣＣＤ２の画素数に対して表示部５の画素数が大幅に少ないため、手振れによる切り出し枠Ａ内の画像の振れは小さくなってしまい、表示部５に表示されるスルー画像を見ただけでは手振れに応じたスルー画像の振れを視認することは難しい。

そこで、本実施形態では、手振れが検出された場合には、図２の切り出し枠Ａで切り出したスルー画像を表示部５に表示した後、次の表示タイミングでは切り出し枠Ａよりずれた位置の切り出し枠Ｂで切り出したスルー画像を表示部５に表示し、次の表示タイミングでは切り出し枠Ｃで切り出したスルー画像を表示部５に表示する様にする。

しかも、各切り出し枠Ａ，Ｂ，Ｃ，…のズレ量を、実際の手振れ振幅ｔより大きく設定したズレ量（例えば、手振れ振幅ｔのｎ倍のズレ量）とすることで、スルー画像であっても振れが視認可能な状態で表示部５に表示され、撮影者は直感的に手振れの程度を把握可能となる。

手振れの程度が撮影画像に与える影響は、上述したように、記録画素数やズーム比によっても変わる。そこで、本実施形態では、記録画素数とズーム比にも依存させてスルー画像の振れ幅を可変制御することにしている。

図３は、記録画素数とズーム比とに応じてスルー画像の振れ幅を制御する処理手順を示す制御プログラムのフローチャートであり、この制御プログラムは、図１の振幅制御部１０によってスルー画像の表示タイミング毎に実行される。

振幅制御部１０は、先ず、ステップＳ１で、記録画素数が低い（上記の例では６４０×４８０画素数）か高い（上記の例では１２８０×９６画素数）かを判定し、低い場合には振れ幅の閾値Ｔを所定値だけ下げ（ステップＳ２）てステップＳ４に進み、高い場合には振れ幅の閾値Ｔを所定値だけ上げ（ステップＳ３）てからステップＳ４に進む。

ステップＳ４では、加速度センサ３の検出信号を取り込んで積算し、この積算が１画面分終了したか否かを判定し（ステップＳ５）、終了していない場合にはステップＳ４に戻って積算を継続する。

加速度センサ３の検出信号の積算が終了した場合には、次にステップＳ６に進み、ズームレンズ１から取り込んだズーム比データを用い、実際の手振れの振幅すなわち加速度センサの積算値がズーム比α倍した閾値αＴを超えたか否かを判定する。

この判定結果が否定すなわち実際の手振れの振幅が閾値αＴ未満あればステップＳ７に進み、実際の手振れ振幅に応じて設定されている切り出し枠Ｂ，Ｃ，…のズレ量（上記の例では、実際の手振れ振幅ｔ×ｎ）を増幅する様に補正係数を掛けてからステップＳ９に進む。

ステップＳ６の判定結果が肯定すなわち実際の手振れの振幅が閾値αＴ以上であればステップＳ８に進み、実際の手振れ振幅に応じて設定されている切り出し枠のズレ量を減幅する様に補正係数を掛けてからステップＳ９に進む。

ステップＳ９では、ステップＳ７またはステップＳ８で増幅補正または減幅補正された切り出し枠の位置を決定し、次のステップＳ１０では、この切り出し枠内の画像信号を読み出し、信号処理部４に渡して表示部５にスルー画像として表示させる。

図４は、上述した制御結果の説明図である。本実施形態では、手振れの状態を視認し易くするために、手振れ振幅を増幅したズレ量でスルー画像切り出し枠の位置を決定するが、縮小ズーム時（ズーム倍率小）でも手振れを確認できるように、実際の振れ方向ａと同じ方向に補正ｂを掛けて振幅を増幅させている。

また、拡大ズームして行くにつれて、実際の手振れ振幅でも手振れを確認できる様になるので、補正ｂの大きさを小さくし、実際の手振れに応じた振幅に近づけていく。図４に示す例では、ズーム比に関係なく同じ解像度（記録画素数）では同じ振れ量（切り出し枠のズレ量）となるようにステップＳ７，Ｓ８で補正係数を掛けている。この結果、ズーム比に関係なく、同じ手振れ感覚で手振れの確認を行うことができる。

同じ画角でリサイズによって記録画素数（解像度）を変えている場合、解像度が高い方が手振れの影響を受け易く、解像度が低い方が影響を受け難い。そこで、高解像度における切り出し枠のズレ量に対して低解像度における切り出し枠のズレ量が小さくなるように補正を掛け、実際の手振れが撮影画像に与える影響に合った切り出し枠のズレ量となるように補正する。

この補正のかけ方として、本実施形態では、実際の手振れの振れ幅が閾値αＴを超えるまでは増幅させ（ステップＳ６からステップＳ７）、閾値αＴを超えると減幅させ（ステップＳ６からステップＳ８）るのに際し、このＴの値を記録画素数に応じて増減している（ステップＳ２，Ｓ３）。これにより、手振れが記録画像に与える影響に合った切り出し枠のズレ量に制御することができる。

尚、上述した実施形態では、ユーザが選択できる記録画素数として高解像度と低解像度の２種類だけとしたが、３種類以上の記録画像数を選択できるデジタルカメラにも本発明を適用可能である。この場合、図３のステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３の代わりに、記録画素数に応じた閾値Ｔを設定するステップを設けることになる。

本発明は、手振れを表示部で容易且つ直感的に把握可能となるため、デジタルカメラやデジタルカメラに搭載する固体撮像装置として有用である。

本発明の一実施形態に係るデジタルカメラのブロック構成図である。 図１に示す固体撮像素子の表面の画像撮像領域を示す表面模式図である。 図１に示す振幅制御部が実行する制御プログラムの処理手順を示すフローチャートである。 図３に示す処理を実行したときの結果を説明する図である。

符号の説明

１ ズームレンズ
２ 固体撮像素子（ＣＣＤ）
３ 加速度センサ
４ 信号処理部
５ 表示部
１０ 振幅制御部

Claims (9)

1. 画像撮像領域を有する固体撮像素子と、該画像撮像領域のスルー画像切り出し枠で切り出した領域から読み出した画像信号に基づきスルー画像を生成する信号処理手段と、該信号処理手段が生成した前記スルー画像を表示する表示手段と、手振れ量を検出する手振れ検出手段と、該手振れ検出手段が検出した手振れ量を増幅したズレ量で前記スルー画像切り出し枠をずらす制御手段とを備えることを特徴とするデジタルカメラ。
2. 前記制御手段は、前記固体撮像素子の前段に設けられたズームレンズのズーム比に応じて前記ズレ量を補正することを特徴とする請求項１に記載のデジタルカメラ。
3. 前記制御手段は、前記ズーム比が大きいほど前記補正の補正量を小さくすることを特徴とする請求項２に記載のデジタルカメラ。
4. 前記制御手段は、前記ズレ量を補正することで該ズレ量を前記ズーム比に関わらず一定値に補正することを特徴とする請求項２に記載のデジタルカメラ。
5. 前記制御手段は、記録画素数に応じて前記ズレ量を補正することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のデジタルカメラ。
6. 前記制御手段は、前記記録画素数が小さいほど前記ズレ量を小さく補正することを特徴とする請求項５に記載のデジタルカメラ。
7. 前記制御手段は、前記手振れ量が所定閾値を超えるまでは前記ズレ量を増幅補正し前記手振れ量が前記所定閾値を超えたときは前記ズレ量を減幅補正することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のデジタルカメラ。
8. 前記制御手段は、前記所定閾値を前記固体撮像素子の前段に設けられたズームレンズのズーム比に応じて設定することを特徴とする請求項７に記載のデジタルカメラ。
9. 請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の固体撮像素子と、請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の制御手段とが１チップ上に形成されたことを特徴とする固体撮像装置。

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