(57)【要約】【課題】  手振れ補正機能を自動的にオン／オフして消費電力を抑制する。【解決手段】  シャッタボタンが半押しされると（ステップＳ１）、ＣＰＵは、焦点距離を算出し（ステップＳ２）、さらにシャッタ速度を算出する（ステップＳ３）。そして、［シャッタ速度＞１／（焦点距離ｆ）］が成り立つかを判定し（ステップＳ４）、肯定判定のときは手振れ補正をオンにして（ステップＳ５）、その後オートフォーカス処理、被写体の撮像を行う（ステップＳ６〜８）。【選択図】  図２
2006330114.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学系を介して入射された撮像光に応じて被写体を撮像する撮像手段と、
前記光学系の焦点距離を算出する焦点距離算出手段と、
前記撮像手段のシャッタ速度を算出するシャッタ速度算出手段と、
前記シャッタ速度算出手段により算出されたシャッタ速度が、前記焦点距離算出手段により算出された焦点距離の逆数より大きいときに、手振れ補正を行うと判定し、前記シャッタ速度が焦点距離の逆数以下のときに、手振れ補正を行わないと判定する手振れ判定手段と、
前記判定手段により手振れ補正を行うと判定されたときに手振れ補正を行い、前記判定手段により手振れ補正を行わないと判定されたときに手振れ補正を行わない手振れ補正手段と、
を備えた撮像装置。
【請求項２】
前記手振れ補正判定手段により手振れ補正を行うと判定されたときに、前記シャッタ速度が前記焦点距離の逆数の３以上の自然数倍より大きいかを判定し、前記シャッタ速度が前記焦点距離の逆数の３以上の自然数倍より大きいときは感度を上げるように設定し、前記シャッタ速度が前記焦点距離の逆数の３以上の自然数倍より大きくないときは感度を上げる設定を行わない感度設定手段をさらに備えた
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
光学系を介して入射された撮像光に応じて被写体を撮像する撮像装置の手振れ補正方法であって、
前記光学系の焦点距離を算出し、
露光値に応じて撮像手段のシャッタ速度を算出し、
前記算出されたシャッタ速度が、前記算出された焦点距離の逆数より大きいときに、手振れ補正を行うと判定し、前記シャッタ速度が焦点距離の逆数以下のときに、手振れ補正を行わないと判定し、
手振れ補正を行うと判定されたときに手振れ補正を行い、手振れ補正を行わないと判定されたときに手振れ補正を行わない
撮像装置の手振れ補正方法。
【請求項４】
前記手振れ補正を行うと判定されたときに、前記シャッタ速度が前記焦点距離の逆数の３以上の自然数倍より大きいかを判定し、前記シャッタ速度が前記焦点距離の逆数の３以上の自然数倍より大きいときは感度を上げるように設定し、前記シャッタ速度が前記焦点距離の逆数の３以上の自然数倍より大きくないときは感度を上げる設定を行わない
請求項３に記載の撮像装置の手振れ補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置及びその手振れ補正方法に係り、特に、省電力化を図った撮像装置及びその手振れ補正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
カメラで被写体を撮影する際に、手ぶれが生じると、画質が劣化してしまう。そこで、手ぶれ補正を行う様々なカメラが提案されている。
【０００３】
例えば、長焦点距離撮影時に生じ易い手ぶれを防止する高倍率ズーム機能を持つズームカメラが開示されている（例えば特許文献１を参照。）。特許文献１のズームカメラでは、ズーミング用モータ１がズーミングレンズ２を駆動し、その時の現在位置を焦点距離検出部３が検出する。限界焦点距離算出部４は、ＩＳＯ情報と被写体輝度情報とからシャッタスピードを算出し、そのシャッタスピードで手ぶれを起こさない焦点距離限界値を算出する。手ぶれを起こすシャッタスピードである時には、警告し、その焦点距離限界値に応じた、例えば長焦点への設定を禁止部５により禁止処理を実施する。
【０００４】
また、手ぶれ警告の頻発が予測される高倍率ズーム撮影などの特殊撮影条件下において、手ぶれ警告の頻発による煩わしさが生じないカメラが開示されている（例えば特許文献２を参照。）。
【０００５】
特許文献２に記載されたカメラは、特許文献２の図１に示すように、ズームレンズ１１を含む撮影光学手段１０と、この撮影光学手段１０にて設定された前記ズームレンズ１１の焦点距離ｆとシャッタスピードＳＴとの関係から手ぶれ発生を予測する予測手段１５，１６ｂ，３０と、この予測手段１５，１６ｂ，３０により手ぶれ発生が予測される場合であって、且つシャッタスピードＳＴが所定レベル以下の場合に限り手ぶれ警告を与える手ぶれ警告付与手段１６ｃ，１９，２６，３１とを備えている。
【特許文献１】特開平６−２７５１４号公報
【特許文献２】特開２００２−２３２４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１及び２のいずれにおいても、手ぶれ補正機能のオン／オフは、ユーザによって手動で設定されていた。このため、手振れしやすい条件下であるにもかかわらず、ユーザが手振れ補正機能をオンに設定し忘れた場合には、手振れ画像が生じてしまう問題があった。また、手振れしにくい条件下であるにもかかわらず、手振れ補正機能を常時オンにしておくと、消費電力が増大し、撮像可能時間が短く又は撮像可能枚数が減ってしまう問題があった。
【０００７】
本発明は、上述した課題を解決するために提案されたものであり、手振れ補正機能を自動的にオン／オフして消費電力を抑制する撮像装置及びその手振れ補正方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するため、本発明に係る撮像装置は、光学系を介して入射された撮像光に応じて被写体を撮像する撮像手段と、前記光学系の焦点距離を算出する焦点距離算出手段と、前記撮像手段のシャッタ速度を算出するシャッタ速度算出手段と、前記シャッタ速度算出手段により算出されたシャッタ速度が、前記焦点距離算出手段により算出された焦点距離の逆数より大きいときに、手振れ補正を行うと判定し、前記シャッタ速度が焦点距離の逆数以下のときに、手振れ補正を行わないと判定する手振れ判定手段と、前記判定手段により手振れ補正を行うと判定されたときに手振れ補正を行い、前記判定手段により手振れ補正を行わないと判定されたときに手振れ補正を行わない手振れ補正手段と、を備えている。
また、本発明に係る撮像装置の手振れ補正方法は、光学系を介して入射された撮像光に応じて被写体を撮像する撮像装置の手振れ補正方法であって、前記光学系の焦点距離を算出し、露光値に応じて撮像手段のシャッタ速度を算出し、前記算出されたシャッタ速度が、前記算出された焦点距離の逆数より大きいときに、手振れ補正を行うと判定し、前記シャッタ速度が焦点距離の逆数以下のときに、手振れ補正を行わないと判定し、手振れ補正を行うと判定されたときに手振れ補正を行い、手振れ補正を行わないと判定されたときに手振れ補正を行わないものである。
【０００９】
シャッタ速度と焦点距離の逆数とを比較することで、手振れが生じ易い状態であるか否かが分かる。具体的には、シャッタ速度が焦点距離の逆数より大きいときは手振れが生じ易い状態であり、シャッタ速度が焦点距離の逆数以下のときは手振れが生じにくい状態である。
【００１０】
そこで、本発明は、シャッタ速度が焦点距離の逆数より大きいときに手振れ補正を行い、シャッタ速度が焦点距離の逆数より大きくないときは手振れ補正を行わないので、常時手振れ補正機能をオンにしている場合に比べて、消費電力を大幅に削減することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る撮像装置及びその手振れ補正方法は、算出されたシャッタ速度が、算出された焦点距離の逆数より大きいときに、手振れ補正を行うと判定し、シャッタ速度が焦点距離の逆数以下のときに、手振れ補正を行わないと判定することにより、手振れ補正が生じる場合のみ手振れ補正を自動的に行うので、消費電力を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１３】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の実施形態に係る撮像装置の構成を示すブロック図である。
【００１４】
撮像装置は、被写体からの撮像光が入力される光学ユニット１０と、光学ユニット１０の光軸後方に配置され当該光学ユニット１０を介して被写体を撮像する撮像部２０と、画像処理や全体制御を行う主制御部３０と、主制御部３０で処理された画像を出力する出力部５０とを備えている。
【００１５】
光学ユニット１０は、ズームレンズ１１、補正レンズ１２、絞り機構、フォーカスレンズ１３を備えている。ズームレンズ１１はズームモータによって、フォーカスレンズ１３はオートフォーカスモータによって光軸方向に移動可能である。補正レンズ１２は、補正レンズモータによって、撮像面に対する撮像光の入射角度が常にほぼ一定になるように制御される。絞り機構の絞りは、アイリスモータによって制御される。これらのモータは、モータドライバ１４によって制御される。
【００１６】
撮像部２０は、光学ユニット１０からの撮像光に応じて被写体像の画像信号を生成するＣＣＤイメージセンサ２１と、ＣＣＤイメージセンサ２１から読み出された画像信号に含まれるノイズ成分を除去する相関二重サンプリング（ＣＤＳ：Correlated Double Sampling）処理を行うＣＤＳ回路２２と、ＣＤＳ回路２２により処理されたアナログ信号をデジタル信号に変換するデジタル／アナログ変換器（以下、Ａ／Ｄ変換器という）２３と、ＣＣＤイメージセンサ２１を駆動するためのタイミング信号を生成するタイミングジェネレータ（ＴＧ）２４と、を備えている。
【００１７】
主制御部３０は、バス３１を介して相互に接続された様々な回路を備えている。詳細には、主制御部３０は、Ａ／Ｄ変換器２３からの画像データをバス３１に供給する画像入力制御部３２と、入力された画像データに対して所定のデジタル信号処理を行う画像処理回路３３と、表示すべき画像を表す画像データを格納するためのＶＲＡＭ３４と、ＶＲＡＭ３４に格納された画像データに基づく画像をＬＣＤ５１に表示させる制御を行うＬＣＤ制御部３５と、を備えている。
【００１８】
さらに、主制御部３０は、フォーカスレンズ１３の焦点調整するために用いるコントラスト値を検出するＡＦ検出回路３６と、画像データに基づいて最適な露出及びホワイトバランスを検出するＡＥ（Auto Exposure）検出回路３７と、各種プログラムやパラメータ等の情報が予め記憶されているＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）３８と、ワークメモリとして用いられるＳＤＲＡＭ（Synchronous Dynamic Random Access Memory）３９と、画像データを圧縮・伸張する圧縮伸張回路４０と、記録メディア５２に対して各種情報を読み書きするメディア制御部４１と、ＥＥＰＲＯＭ３８から適宜情報を読み出して上記各部を制御するＣＰＵ４２と、を備えている。
【００１９】
ＡＦ検出回路３６は、撮像部２０から入力されＶＲＡＭ３４に記憶された画像データのコントラスト値を検出する。なお、このコントラスト値が最大になるときに合焦位置が得られる。
【００２０】
ＡＥ検出回路３７は、画像データに基づいて被写体の明るさを表す露出値（ＥＶ値）を検出する。ＥＶ値は、詳しくは後述するが、絞りやシャッタ速度を求めるときの測光値として用いられる。
【００２１】
以上のような構成の撮像装置では、ＣＣＤイメージセンサ２１から出力された被写体像を表すアナログ信号は、ＣＤＳ回路２２による処理が施され、Ａ／Ｄ変換器２３によりデジタル画像信号に変換された後、画像データとして、画像入力制御部６２から主制御部３０内に入力される。この入力された画像データは、バス３１を介してＳＤＲＡＭ３９に一旦記憶される。
【００２２】
主制御部３０では、ＳＤＲＡＭ３９に記憶された画像データに基づいて、ＡＦ検出回路３６がコントラスト値を演算し、ＡＥ検出回路３７がＡＥ演算を行う。ＣＰＵ４２は、これらの演算結果に基づいて、モータドライバ１４を介してフォーカスレンズ４０を合焦位置に移動させると共に、絞り機構及びＣＣＤイメージセンサ２１の電子シャッタ機能を適正な露光制御値（絞り値やシャッタスピード）に設定し、ＡＷＢ調整値を設定する。
【００２３】
なお、本実施の形態では、ＡＥ検出回路３７は、画像データに基づいて被写体の明るさであるＥＶ値や絞り値等を算出するが、本発明はこれに限るものではない。例えば、周辺光量を検出する光センサ等を設け、当該光センサ出力に基づいて算出するようにしてもよい。
【００２４】
図２は、手振れ補正ルーチンを示すフローチャートである。すなわち、ＣＰＵ４２は、次のステップＳ１移行の処理を実行する。なお、本ルーチンの実行前においては、手振れ補正は行われていないものとする。
【００２５】
ステップＳ１では、ズームレンズ１１によって画角が決められた後、ＣＰＵ４２は、シャッタボタン４５が半押しされたか否かを判定し、半押しされるまで待機する。そして、ＣＰＵ４２はシャッタボタン２２が半押しされたことを検出すると、ステップＳ２に移行する。
【００２６】
ステップＳ２では、ＣＰＵ４２は、図示しないエンコーダより得られるズームレンズ１１の位置（ズームポジション）を読み込み、そのズームポジションに基づいて焦点距離ｆを算出して、ステップＳ３に移行する。
【００２７】
ステップＳ３では、ＡＥ検出回路３７において、測光値（ＥＶ値）と予め設定されたＩＳＯ感度とに基づいて露光値が算出される。ＣＰＵ４２は、これらの情報を用いて、当該撮像装置のプログラム線図を参照して、絞り値及びシャッタ速度（シャッタ開口時間［ｓ］）を算出して、ステップＳ４に移行する。
【００２８】
ステップＳ４では、ＣＰＵ４２は、
シャッタ速度＞１／（焦点距離ｆ）
が成り立つかを判定し、肯定判定のときはステップＳ５に移行し、否定判定のときはステップＳ６に移行する。
【００２９】
ステップＳ５では、ＣＰＵ４２は、手振れ補正をオンにする。具体的には、ＣＰＵ４２は、角速度センサ１５で検出された振動周波数に基づいて、モータドライバ１４を介して、ＣＣＤイメージセンサ２１の撮像面に対する補正レンズ１２の角度を逐次調整し、上記撮像面に対する撮像光の入射角度を常にほぼ一定に制御して、ステップＳ６に移行する。
【００３０】
ステップＳ６では、ＣＰＵ４２は、オートフォーカス処理を実行する。具体的には、ＣＰＵ４２は、モータドライバ１４を介してフォーカスレンズ１３を移動させながら、ＡＦ検出回路３６で検出されたコントラストが最大となる位置を検出し、その位置にフォーカスレンズ１３を設定して、ステップＳ７に移行する。
【００３１】
ステップＳ７では、ＣＰＵ４２は、シャッタボタン４５が本押しされたか否かを判定し、本押しされるまで待機する。そして、ＣＰＵ４２はシャッタボタン２２が本押しされたことを検出すると、ステップＳ８に移行する。
【００３２】
ステップＳ８では、ＣＰＵ４２は、ステップＳ３で算出されたシャッタ速度で被写体を撮像するようにＣＣＤイメージセンサ２１を制御する。これにより、ＣＣＤイメージセンサ２１で生成された被写体の画像は、デジタル信号に変換され、圧縮伸長回路４０で圧縮された後にメディア制御部４１を介して記録メディア５２に記録されたり、又はＬＣＤ制御部３５を介してＬＣＤ５１に表示されたりする。
【００３３】
以上のように、第１の実施形態に係る撮像装置は、焦点距離ｆとシャッタ速度を算出して、［シャッタ速度＞１／（焦点距離ｆ）］が成り立つときに手振れ補正を行った後、被写体を撮像する。これにより、上記撮像装置は、手振れが生じるときにのみ手振れ補正機能を自動的にオンにするので、常時手振れ補正機能をオンにする場合に比べて、消費電力を抑制することができる。
【００３４】
［第２の実施形態］
つぎに、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、第１の実施形態と同様の回路には同様の符号を付し、その詳細な説明は省略する。第２の実施形態に係る撮像装置は、図１に示すように構成されており、更に次の手振れ補正ルーチンを実行する。
【００３５】
図３は、第２の実施形態の手振れ補正ルーチンを示すフローチャートである。すなわち、ＣＰＵ４２は、次のステップＳ１１移行の処理を実行する。なお、本ルーチンの実行前においては手振れ補正は行われていないものとする。
【００３６】
本ルーチンのステップＳ１１からステップＳ１５までは、図２に示した手振れ補正ルーチンのステップＳ１からステップＳ５までと同じである。そこで、図３のステップＳ１６以降について説明する。
【００３７】
ステップＳ１６では、ＣＰＵ４２は、
シャッタ速度＞ｎ／（焦点距離ｆ）
が成り立つかを判定し、肯定判定のときはステップＳ１７に移行し、否定判定のときはステップＳ１８に移行する。ｎは３以上の自然数である。
上記式が成り立つときは、被写体の明るさが十分でないためにシャッタ速度が長くなっているときである。そこで、ＣＰＵ４２は、次の処理を実行する。
【００３８】
ステップＳ１７では、ＣＰＵ４２は、ＩＳＯ感度が上がるように設定する。
【００３９】
図４は、ＥＶ値の表を示す図である。同図に示すように、
ＥＶ＝ＡＶ＋ＴＶ＝ＳＶ＋ＢＶ
が成り立つ。ＡＶ（Aperture Value）は、絞りを表す数値である。ＴＶ（Time Value）は、シャッタ速度を表す数値である。ＳＶ（Speed Value）は、ＩＳＯ感度を表す数値である。ＢＶ（Brightness Value）は、被写体の明るさの絶対値を表す数値である。上記式によると、ＩＳＯ感度ＳＶを１段高くすれば、それに応じてシャッタ速度ＴＶを１段速くすることができる。
【００４０】
そこで、ＣＰＵ４２は、例えばシャッタ速度を１段以上長くするように設定し、又は絞りを１段以上開くように設定して、ステップＳ１８に移行する。なお、ＣＰＵ４２は、ＥＶ値が大きくなるように、シャッタ速度及び絞りを同時に設定してもよい。
【００４１】
ステップＳ１８からＳ２０では、ＣＰＵ４２は、図２に示したステップＳ６からＳ８と同様に処理を実行する。
【００４２】
以上のように、第２の実施形態に係る撮像装置は、焦点距離ｆとシャッタ速度を算出して、［シャッタ速度＞ｎ／（焦点距離ｆ）］が成り立つときに、ＩＳＯ感度を上げる設定を行った後、被写体を撮像する。これにより、上記撮像装置は、被写体の光量が不足しているときにＩＳＯ感度を上げて良好な画像を撮像することができる。また、上記撮像装置は、第１の実施形態と同様に、［シャッタ速度＞１／（焦点距離ｆ）］が成り立つときに自動的に手振れ補正を行った後、被写体を撮像するので、消費電力を抑制することができる。
【００４３】
第１及び第２の実施形態において、撮像装置は、手振れ補正量を段階的に調整できるようにしてもよい。また、撮像装置は、焦点距離に応じて手振れ補正パターンを変更してもよい。例えば、撮像装置は、焦点距離がｆ１、ｆ２、ｆ３（ｆ１＜ｆ２＜ｆ３）となるに従って、手振れ補正量をａ、ｂ、ｃ（０＜ａ＜ｂ＜ｃ≦１００）［％］としてもよい。
【００４４】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された事項の範囲内で設計変更されたものにも適用可能である。例えば、本発明の撮像装置は、図１に示す構成に限定されるものではない。
【００４５】
また、上述した各実施形態の撮像装置は、補正レンズ１２を動かしＣＣＤイメージセンサ２１に入射される撮像光の光軸を逐次修正して手振れ補正を行った。しかし、手振れ補正はこの処理に限定されるものではない。撮像装置は、例えば、光学ユニット１０内のプリズム、又はＣＣＤイメージセンサ２１を動かすことによって、ＣＣＤイメージセンサ２１に入射される撮像光の光軸を修正してもよい。すなわち、手振れ補正機能であればどのようなものでも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図２】手振れ補正ルーチンを示すフローチャートである。
【図３】本発明の第２の実施形態の手振れ補正ルーチンを示すフローチャートである。
【図４】ＥＶ値の表を示す図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０  光学ユニット
１１  ズームレンズ
１２  補正レンズ
１３  フォーカスレンズ
１４  モータドライバ
１５  角速度センサ
２１  ＣＣＤイメージセンサ
３６  ＡＦ検出回路
３７  ＡＥ検出回路
４２  ＣＰＵ
４５  シャッタボタン
【図１】
2006330114.tif 000003
【図２】
2006330114.tif 000004
【図３】
2006330114.tif 000005
【図４】
2006330114.tif 000006