(57)【要約】【課題】  光学式手ぶれ補正機能を用いて、動く被写体を静止するように光軸シフトレンズを動かし、流し撮り撮影を行うユーザーの補助的なカメラ動作をさせることで、一般ユーザーが容易に被写体のぶれない流し撮りが撮影できる静止画撮像装置の提供。【解決手段】  光学式手ぶれ補正機能を用いて、手ぶれ補正を行うとともに、被写体を静止するように光軸シフトレンズを動かすことで、容易に流し撮りが行えるようにし、被写体検出には、ジャイロセンサなどのブレ検出手段と、画像の動きベクトル検出を用い、また被写体の動きベクトルを光軸シフトレンズの移動量に換算して、シャッターと同時に計算した移動量（補正量）分、光軸シフトレンズを駆動することで、静止画の流し撮りの効果を得られるようにする。【選択図】        図１
2006317848.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学的に手ぶれ補正を行う光軸シフトレンズを有する静止画撮像装置であって、装置本体の動きを検出するブレ検出手段と、撮像画像から画像の動きベクトルを検出するベクトル検出手段と、前記ブレ検出手段の出力と前記ベクトル検出手段の出力から演算して動く被写体を検出する被写体検出手段と、前記被写体検出手段により得られた被写体の動きベクトルに基づいて光軸補正量を演算する補正量算出手段と、前記補正量算出手段による補正量にしたがって、前記光軸シフトレンズを駆動して被写体の光軸補正を行う光軸補正手段を有することを特徴とする静止画撮像装置。
【請求項２】
前記被写体検出手段は、前記ブレ検出手段による出力により判断される該装置全体が動いている時は、前記ベクトル検出手段のベクトルが比較的小さいエリアを被写体として検出することを特徴とする請求項１に記載の静止画撮像装置。
【請求項３】
前記被写体検出手段は、前記ブレ検出手段による出力により判断される該装置全体が止まっている時は、前記ベクトル検出手段のベクトルが比較的大きいエリアを被写体として検出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の静止画撮像装置。
【請求項４】
前記補正量算出手段は、前記光軸シフトレンズの駆動先目標位置として、位置センサの位置の値をシャッターを切る前と後の２つの値を持つことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の静止画撮像装置。
【請求項５】
前記補正量算出手段は、前記ベクトル検出手段により得られるベクトルから演算時の焦点距離に比例して目標位置を算出することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の静止画撮像装置。
【請求項６】
前記補正量算出手段は、さらに画面中央との差分をベクトル検出手段に加えて、被写体を画像中央近くにする補正量を算出することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の静止画撮像装置。
【請求項７】
前記光軸補正手段は、シャッターを切ると同時に補正のための駆動を行うことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の静止画撮像装置。
【請求項８】
前記光軸補正手段は、シャッターを切る前に補正した後、シャッターを切ると同時に２度目の補正を行うことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の静止画撮像装置。
【請求項９】
前記光軸補正手段は、前記補正量検出手段以外へのベクトルに対しては、通常の手ぶれ補正を行う光軸補正手段であることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載の静止画撮像装置。
【請求項１０】
前記ブレ検出手段は、ジャイロセンサを用いることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載の静止画撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、手ぶれ補正機構を有するデジタルカメラ、デジタルビデオカメラ等の静止画撮像装置に用いて好適であり、撮像した被写体の動きを止めるように撮影するカメラの撮影技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カメラによる静止画の撮影技術として、流し撮りと呼ばれる撮影方法がある。これは、動く被写体を撮影する際に、カメラを動く被写体を追尾しながら、シャッター速度をやや遅めの設定にして撮影すると、撮影画像は、背景が流れ、動く被写体が静止して撮影できるので、スピード感を出すための撮影技術とされている。
【０００３】
一方で、近年のデジタルカメラにおいては装置本体を手で持ち、動画像を撮影する際に、手ブレによる画像の乱れを抑制するために、手ぶれ補正機能を有するものがある。手ぶれ補正機構としては、手ぶれ検出系が、カメラ本体に取り付けた速度センサ等の出力から検出するタイプと、特許文献１に代表されるような画像の動きベクトルを検出方法を用いて、相対的にカメラの動きであると検出するようなタイプがある。また、検出したゆれ量を補正するための補正系としては、揺れ被写体からの光を光学的に補正するような光軸シフトレンズを搭載する光学式手ぶれ補正と呼ばれるタイプと、撮影素子中の各画素から一枚の画像を切り出す場所を変える電子式手ぶれ補正と呼ばれるタイプがあり、これらの中から検出系、補正系の組み合わせはさまざまで、検出系において上記の２つのタイプを組み合わせたハイブリッド式も登場している。
【０００４】
さて、この手ぶれ補正機能を有するカメラにおいて、流し撮り撮影を行う場合には、被写体を追いかける時のカメラの揺れが、手ぶれと判断されてしまい、補正系のシフトレンズを駆動してしまう。手ぶれ補正用に付加された機能によって、流し撮りを行えなくなる。そのため、被写体の動き追尾して動かすようなカメラの動きを検出したら、手ぶれ補正の機構を止めるようにしている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開昭６１−１０７８８６号公報
【特許文献２】特開２００１−３５８９８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし上記発明では、流し撮り撮影時に、手ぶれ等が発生しても補正系が働くこともなり、撮影時の手ブレに対応できず、鮮明な画像が得られる可能性が低くなる恐れがあるという問題点があった。また、被写体を追尾しながらスローシャッターを切るという流し撮撮影技術では、撮影技術自体も、撮影者のテクニックが要求されるような一般的には難しいとされており、一般ユーザーには撮影が難しいという課題があった。
【０００６】
本発明は、上述の問題点と課題を解決するための静止画撮像装置を提供することを目的とし、簡単な操作で、流し撮り撮影時にカメラ側でユーザーのサポートを行い、ブレのない高画質な流し撮り撮影画を撮影することを可能にするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の課題を解決するために、請求項１によれば、光学的に手ぶれ補正を行う光軸シフトレンズを有する静止画撮像装置であって、装置本体の動きを検出するブレ検出手段と、撮像画像から画像の動きベクトルを検出するベクトル検出手段と、前記ブレ検出手段の出力と前記ベクトル検出手段の出力から演算して動く被写体を検出する被写体検出手段と、前記被写体検出手段により得られた被写体の動きベクトルに基づいて光軸補正量を演算する補正量算出手段と、前記補正量算出手段による補正量にしたがって、前記光軸シフトレンズを駆動して被写体の光軸補正を行う光軸補正手段を有することを特徴とする静止画撮像装置としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明を備えた静止画撮像装置では、光学式手ぶれ補正機能を用いて、動く被写体を静止するように光軸シフトレンズを動かし、流し撮り撮影を行うユーザーの補助的なカメラ動作をさせることで、一般ユーザーが容易に被写体のぶれない流し撮りが撮影できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施例について説明する。
【実施例】
【００１０】
図１は、カメラ一体型の画像記録再生装置の構成を表す図である。
【００１１】
カメラの起動時には、プログラムフラッシュメモリ１１３内に圧縮されたプログラムは、プログラムメモリ１１２に解凍／展開されＣＰＵ１１１は、プログラムメモリ１１２内のプログラムにしたがって動作し、以後説明する各種の制御動作を行う。
【００１２】
被写体からの光は、フォーカス、ズーム等を撮像制御部１０１に制御されたレンズ群１００を通して撮像素子１０２に結像される。撮像素子１０２に結像された被写体象は光電変換されて、電気信号となる。撮像素子１０２からの光電変換画像は所定の周期で読み出され、カメラ信号処理１０３にて、標準的な画像信号になるように信号処理され、所定周期で標準的なデジタル画像として、画像メモリ１０４に一時的に蓄積されると同時に、ディスプレイ１０６へと送られて撮像した画像が表示される（撮影待機状態）。この撮影待機状態で、操作スイッチ１０５に含まれる撮影ボタン（未表示）を押すことで撮影される。撮影ボタンを押されると、撮像素子１０２から予め設定されたシャッター時間で読み出されて、前記画像メモリ１０４に一時的に蓄積された原画像は、画像符号化回路１０８にて静止画像の圧縮符号化がなされ（圧縮本画像）、メモリカード１０９に記録される。
【００１３】
一方、撮影時に手ぶれなどの揺れを、本体に取り付けられている角速度センサのジャイロセンサ１１４で検出すると、撮像制御部１０１を通して、レンズ群中の一つである光軸シフトレンズ１００ａを駆動して、手ぶれによる光軸ずれを補正するように制御する。流し撮りモードの時には、所定の周期で読み出した画像から動きベクトルを検出するベクトル検出回路１１０からの出力を、撮像制御部１０１が光軸シフトレンズの駆動量に変換して、１００ａを所定のタイミングで駆動する。
【００１４】
なお、図１においてメモリカード１０９は、光ディスクやハードディスクや光磁気ディスク等でも構わないし、ＦＬＡＳＨメモリやＳＲＡＭ／ＤＲＡＭ等の固体半導体メモリで構成されるランダムアクセス可能なメモリでも構わないのは言うまでも無い。
【００１５】
図２は、上記流し撮りモードの動作を説明するフローチャートである。
【００１６】
電源投入後、流し撮りモードに設定されると、Ｓ２０１において、ジャイロセンサの出力からカメラ本体の動きを検出する。ジャイロセンサ出力の直流成分が所定の閾値よりも大きい時はパンニングなどをして、カメラを動かしていると判断する。Ｓ２０２に進み、次にカメラ撮像信号から所定の周期で読み出した画像から、動く被写体を検出する。これには、ベクトル検出回路１１０を用いて、上記のカメラの動き（パンニング）があるときには、周囲よりも動きベクトルが小さいエリアを被写体とする。また、逆にカメラの動きがない場合には、周囲よりもベクトルが大きいエリアを被写体とし、Ｓ２０３にて、モニター上に検出した被写体をエリアを示して、正しく判定されたかどうかユーザーの入力を待つ。被写体として正しくて、ユーザーがＯＫボタンを操作すると、Ｓ２０４へ進む。
【００１７】
被写体襟が画像の中央に持ってくるように、画像中心からずれている分（Ｎ１）光軸補正レンズを動かす。ここでは撮影画角分よりも撮像素子のエリアが十分に大きく、切り出し処理を行える場合は、画像の切り出す素子を変更することで被写体を撮像画像の中心にするよう対応してもよい。次にＳ２０５では、被写体の動きベクトルＮ２を検出する。所定時間Ｔ秒の間隔で、動きベクトルを検出する。動きベクトル検出方法は、特許文献１などさまざまな提案がされているのでここでは省略する。
【００１８】
次にＳ２０６で、Ｎ２の値をシフトレンズの駆動量またはシフトレンズの目標位置へ変換する。これは、焦点距離の変化したがってシフトレンズの駆動量は比例的に変化する所定の算出式から得られる。
【００１９】
Ｓ２０７において、ユーザーによる解除がなんらかの形でなされない時には、Ｓ２０８でシャッターボタンが押されるタイミングを待つ。なお、シャッターボタンが押されるまで、上記所定のタイミングＴ秒間隔でＳ２０４からＳ２０６への処理を繰り返す。シャッターが押されると、Ｓ２０９にうつり、光軸シフトレンズを駆動しながら、シャッターを開き、所定時間Ｔ秒でシャッターを閉じて、撮影動作を行う。Ｓ２１０で各種信号圧縮処理等を行ったのち、メモリカードに記録して、撮影完了となる。
【００２０】
さて次に図３を用いて、前述した流し撮りモード動作時について、被写体と背景の動きベクトルを図示して説明する。
【００２１】
最上段は、動く被写体として車輪のついたクルマを示しており、ベクトルＭで示す方向に移動しているとする。この被写体に対して、図３（Ａ）はカメラをジャイロベクトル方向に動かして被写体追っている時のカメラ画像の枠内にある動きベクトルを示している。カメラを動かしている時（ジャイロセンサ出力からカメラを動かしていることがわかる）、背景である固定物の動きベクトルは、背景ベクトルＸのように、ジャイロベクトルと同じ方向（または１８０度逆方向）に大きな成分となって抽出される。
【００２２】
一方で、ユーザーは動く被写体を追いかけながらカメラを動かすので、動く被写体エリアでは、動く被写体とユーザーがカメラを追った時のずれ分に相当するベクトルが検出される。ここではベクトルＢに示すような周囲の背景ベクトルに比較して小さなベクトルとなり、このことから動く被写体を自動的に検出する。ユーザーに被写体が正しく認識できたか確認が終わると、被写体エリアの中心位置と画像中心Ａとを結ぶベクトルを検出して、中心への補正量Ｎ１として検出し、動く被写体を中心位置付近へシフトするように、光軸シフトレンズを駆動する。また被写体の動きベクトル、つまり図中のベクトルＢが補正量Ｎ２としてシャッターを切る動作のタイミングで光軸シフトレンズを駆動する。
【００２３】
図３（Ｂ）はカメラを手で持ち、基本的には固定している時のカメラ画角の枠内の動きベクトルを示している（カメラを動かしていない時には、ジャイロセンサ出力も小さくなる）。カメラを固定している場合は、図３（Ｂ）に示すように背景ベクトルＹは、極端に小さい動きベクトルとなる。これに対して、動く被写体はベクトルＣのように、被写体の速度によった周囲の背景ベクトルＹよりも大きなベクトルとなって現れ、これを検出することによって動く被写体を検出することができる。その後、カメラを動かしている時と同様に、中心位置への補正量Ｎ１、シャッターを切る時の補正量Ｎ２をそれぞれ抽出される。
【００２４】
これらの動く被写体を画像中心へのシフト量Ｎ１とシャッター後の補正量Ｎ２をレンズの駆動量に換算し、シャッターをＴ秒間開きながら光軸シフトレンズを駆動しながら撮影を行うと、図３（Ｃ）のようにベクトル検出されるように、被写体が画像中心付近にあり、背景が流れるが、被写体が制止しているような撮影画を得られることになる。なお、ベクトルＢ（またはベクトルＣ）方向以外への方向にはジャイロセンサの出力を用いて通常の手ぶれ補正を行ってもよいのは言うまでもない。
【００２５】
これまでに、被写体の動きベクトルを検出する時間をＴ秒とし、シャッター速度もＴ秒と固定した方法を示してきたが、動きベクトルがＴ秒でシャッター速度３Ｔ秒の場合には、図４に示す時間軸に沿った動作を行う。
【００２６】
被写体認識の後、被写体を中央へ動かす光軸シフトレンズ位置を修正し、トリガーとして撮影ボタンが押されると、始めＴ秒間は、被写体の動きベクトルＮ２分を補正する。残りの２Ｔ秒間は、この時のジャイロセンサ値を基準として、ジャイロ出力の変化量を駆動することで上記図３（Ｃ）のような撮影画像が得られる。なおシャッター速度は動きベクトル検出時間Ｔ秒で、動きベクトルの大きさから撮影による画像に収まる時間を自動的に算出して、流し撮り効果が大きくなる最大のシャッター時間の長さを決めてもよいし、ユーザーが任意に設定できるようにしてもよいのは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】実施例のシステムの構成を表す図
【図２】実施例を説明するフローチャート
【図３】実施例を説明する図
【図４】実施例を説明する図
【符号の説明】
【００２８】
１００    レンズユニット
１００ａ  光軸シフトレンズ
１０１    撮像制御部
１０２    撮像素子
１０３    カメラ信号処理
１０４    画像メモリ
１０５    操作スイッチ群
１０６    ディスプレイ
１０７    画像処理回路
１０８    動画符号化復号化回路
１０９    メモリカード
１１０    ベクトル検出回路
１１１    ＣＰＵ
１１２    プログラムメモリ
１１３    プログラムフラッシュメモリ
１１４    ジャイロセンサ
１１５    バス
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図３】
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