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図面 (19)

課題

像ブレ発生中に撮像可能で像ブレを抑えた画像が得られる撮像装置を提供する。

解決手段

デジタルスチルカメラ10は、レリーズ信号が発生するとCMOSイメージセンサ113に電荷蓄積を開始させる。電荷蓄積開始後、露光時間FULLが経過した時点、およびFULL×1/8が経過した各時点ごとに電荷信号読み出しをそれぞれ行う。電荷蓄積をFULL×1.5まで継続し、1つのFULL画像データと、電荷蓄積時間が短い12のスライス画像データとを得る。デジタルスチルカメラ10は角速度センサV114および角速度センサH115による検出信号に基づいて像ブレ量を算出する。デジタルスチルカメラ10は、12のスライス画像データのうち電荷蓄積中の像ブレの大きさが2以下であるスライス画像データを合成して補正画像を得る。

概要

背景

撮影時に手ブレなどによる像ブレの発生を抑えるデジタルカメラが知られている(特許文献1参照)。特許文献1に記載のカメラは、シャッタレリーズ操作により、角速度センサによる検出信号に基づいて像ブレ量を算出し、像ブレ量が所定レベルを超えるとシャッタを閉じて露光禁止し、像ブレ量が所定レベル以内に戻った時点からシャッタを開口して露光を再開する。

特開2002−77706号公報

概要

像ブレ発生中に撮像可能で像ブレを抑えた画像が得られる撮像装置を提供する。デジタルスチルカメラ10は、レリーズ信号が発生するとCMOSイメージセンサ113に電荷蓄積を開始させる。電荷蓄積開始後、露光時間FULLが経過した時点、およびFULL×1/8が経過した各時点ごとに電荷信号読み出しをそれぞれ行う。電荷蓄積をFULL×1.5まで継続し、1つのFULL画像データと、電荷蓄積時間が短い12のスライス画像データとを得る。デジタルスチルカメラ10は角速度センサV114および角速度センサH115による検出信号に基づいて像ブレ量を算出する。デジタルスチルカメラ10は、12のスライス画像データのうち電荷蓄積中の像ブレの大きさが2以下であるスライス画像データを合成して補正画像を得る。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
2件

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請求項1

画素に対応する電荷信号を画素ごとに独立して読み出し制御可能な構成の撮像素子を備える撮像装置において、撮像開始後、第1の電荷蓄積時間ごとに前記撮像素子から電荷信号をm回読み出してm組の画像を得る撮像制御手段と、前記撮像素子上に結像される被写体像像ブレの大きさを検出する像ブレ検出手段と、前記m組の画像のうち、電荷蓄積中に前記像ブレ検出手段で検出された像ブレの大きさが所定量以下のn組の画像を用いて第1の合成画像を得る画像合成手段とを備えることを特徴とする撮像装置。

請求項2

請求項1に記載の撮像装置において、前記画像合成手段はさらに、前記m組の画像のうち、撮像開始からシャッタ速度時間に対応する第2の電荷蓄積時間が経過するまでに前記撮像素子から読み出されたs組の画像を用いて第2の合成画像を得るとともに、前記m組の画像を用いて第3の合成画像を得ることを特徴とする撮像装置。

請求項3

請求項2に記載の撮像装置において、前記画像合成手段は、合成に用いる画像数が多いほど各画像に低いゲインをかけ、画像数が少ないほど各画像に高いゲインをかけることを特徴とする撮像装置。

請求項4

請求項2または3に記載の撮像装置において、表示装置に画像を表示させるための画像表示信号を生成する表示信号生成手段と、前記第1の合成画像、前記第2の合成画像、および前記第3の合成画像を順番に表示するように前記表示信号生成手段を制御する表示制御手段とをさらに備えることを特徴とする撮像装置。

請求項5

請求項1または2に記載の撮像装置において、前記像ブレ検出手段で検出された像ブレの大きさに基づいて、前記画像合成手段で合成された画像の像ブレ度合いを示す情報を生成する像ブレ情報生成手段と、前記合成された画像と当該画像の像ブレ度合いを示す情報とを表示装置に表示させるための画像表示信号を生成する表示信号生成手段とをさらに備えることを特徴とする撮像装置。

請求項6

請求項5に記載の撮像装置において、前記表示信号生成手段は、像ブレ情報生成手段で生成された像ブレ度合いが所定値以上の場合に警告表示をさらに行うための画像表示信号を生成することを特徴とする撮像装置。

請求項7

請求項1〜6のいずれか一項に記載の撮像装置において、前記撮像素子上に結像される被写体像の像ブレを光学的に補正するブレ補正手段をさらに備えることを特徴とする撮像装置。

技術分野

0001

本発明は、イメージセンサを用いて被写体像撮像する撮像装置に関する。

背景技術

0002

撮影時に手ブレなどによる像ブレの発生を抑えるデジタルカメラが知られている(特許文献1参照)。特許文献1に記載のカメラは、シャッタレリーズ操作により、角速度センサによる検出信号に基づいて像ブレ量を算出し、像ブレ量が所定レベルを超えるとシャッタを閉じて露光禁止し、像ブレ量が所定レベル以内に戻った時点からシャッタを開口して露光を再開する。

0003

特開2002−77706号公報

発明が解決しようとする課題

0004

特許文献1の技術では、像ブレ量が所定値以下にならないと露光されないため、シャッターチャンスを逃すおそれがある。

課題を解決するための手段

0005

本発明は、各画素に対応する電荷信号を画素ごとに独立して読み出し制御可能な構成の撮像素子を備える撮像装置に適用され、撮像開始後、第1の電荷蓄積時間ごとに撮像素子から電荷信号をm回読み出してm組の画像を得る撮像制御手段と、撮像素子上に結像される被写体像の像ブレの大きさを検出する像ブレ検出手段と、m組の画像のうち、電荷蓄積中に像ブレ検出手段で検出された像ブレの大きさが所定量以下のn組の画像を用いて第1の合成画像を得る画像合成手段とを備えることを特徴とする。
請求項1に記載の撮像装置の画像合成手段はさらに、m組の画像のうち、撮像開始からシャッタ速度時間に対応する第2の電荷蓄積時間が経過するまでに撮像素子から読み出されたs組の画像を用いて第2の合成画像を得るとともに、m組の画像を用いて第3の合成画像を得ることもできる。この場合の画像合成手段は、合成に用いる画像数が多いほど各画像に低いゲインをかけ、画像数が少ないほど各画像に高いゲインをかけるとよい。
請求項2または3に記載の撮像装置はさらに、表示装置に画像を表示させるための画像表示信号を生成する表示信号生成手段と、第1の合成画像、第2の合成画像、および第3の合成画像を順番に表示するように表示信号生成手段を制御する表示制御手段とを備えてもよい。
請求項1または2に記載の撮像装置はさらに、像ブレ検出手段で検出された像ブレの大きさに基づいて、画像合成手段で合成された画像の像ブレ度合いを示す情報を生成する像ブレ情報生成手段と、合成された画像と当該画像の像ブレ度合いを示す情報とを表示装置に表示させるための画像表示信号を生成する表示信号生成手段とを備えてもよい。この場合の表示信号生成手段は、像ブレ情報生成手段で生成された像ブレ度合いが所定値以上の場合に警告表示をさらに行うための画像表示信号を生成することもできる。
請求項1〜6のいずれか一項に記載の撮像装置はさらに、撮像素子上に結像される被写体像の像ブレを光学的に補正するブレ補正手段を備えてもよい。

発明の効果

0006

本発明による撮像装置では、像ブレ発生中に撮像が可能である上に像ブレを抑えた画像を得ることができる。

発明を実施するための最良の形態

0007

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。図1は、本発明の一実施形態による撮像装置の要部構成を説明するブロック図である。図1において、撮像装置1は、撮像光学系2、撮像センサ部3、センサ制御部4、およびブレ検出部14から構成される。

0008

撮影光学系2は撮像センサ部3の撮像面上に被写体像を結像させる。撮像センサ部3は、たとえばCMOSイメージセンサによって構成される。CMOSイメージセンサは、1つのフォトダイオード、およびCMOSトランジスタなどによるスイッチで構成される画素が撮像面上に複数配列された撮像素子である。各画素にはフォトダイオードに入射される光の強さに応じた電荷蓄積される。撮像センサ部3に蓄積された電荷は、上記CMOSスイッチを順次切り換えることによって画素ごとに読み出し可能に構成されている。このため、蓄積電荷電荷転送路送出してから電荷信号を読み出すCCDイメージセンサと異なり、電荷蓄積中にその電荷蓄積量モニタすることができる。

0009

ブレ検出部14は撮像センサ部3上に結像される被写体像の像ブレを検出し、時間的に変化する像ブレ信号を発生する。センサ制御部4は像ブレ信号が所定条件満足する(像ブレの影響が少ない)か否かを判定し、判定結果を示す信号を出力する。

0010

図2は、撮像装置1をデジタルスチルカメラ10で構成する場合のブロック図である。図2において、撮影レンズ111によってCMOSイメージセンサ113上に導かれた被写体光は、CMOSイメージセンサ113上に複数形成されている画素112により光電変換される。各画素に蓄積された電荷は所定のタイミングで画素ごとに読み出され、画像信号としてAD変換回路121へ出力される。AD変換回路121はアナログ画像信号デジタル画像データに変換する。デジタル画像データは一旦メモリ122に格納され、その後液晶表示器123に画像を表示するために用いられたり、必要に応じて記録媒体124に記録されたりする。CPU(中央処理制御回路)120は上述した撮像動作、画像データ格納動作画像表示動作、画像データ記録動作の制御を行う。

0011

角速度センサV114と角速度センサH115は、デジタルスチルカメラ10の手ブレを検出するためのブレ検出センサであり、撮影レンズ111の光軸に直交で、かつ互いに直交する2つの軸回りの角速度をリアルタイムに検出し、検出出力を像ブレ信号としてCPU120へ送る。

0012

タイマA116は、CMOSイメージセンサ113による電荷蓄積時間(露光時間)を計時するためのタイマであり、レリーズ信号生後の経過時間を計時する。タイマB117はCPU120に後述するタイマB割り込み処理を行わせるための割り込み周期を計時するタイマである。タイマC125は、後述するタイマC割り込み処理を行わせるための割り込み周期を計時するタイマである。。レリーズタン118は、撮影者による操作に応じて被写体像の撮像開始を指示するレリーズ信号をCPU120へ送出する。測光センサ119は被写体の輝度測光し、被写体輝度に応じた測光信号をCPU120へ送出する。

0013

操作部材126は後述する表示スイッチなどの各スイッチを含み、操作内容に応じた操作信号を発生してCPU120へ送出する。

0014

なお、上記デジタルスチルカメラ10には不図示の光学ファインダが備えられており、これにより撮影者は光学ファインダを通して被写体を観察できるように構成されている。

0015

以上のデジタルスチルカメラ10は、角速度センサV114および角速度センサH115からの像ブレ信号に応じてCMOSイメージセンサ113の電荷蓄積動作を制御することにより、露光中に発生する像ブレによる影響を抑える。以下にその詳細について説明する。

0016

CPU120は、撮影レンズ111を通した被写体像をCMOSイメージセンサ113上に結像させた状態でCMOSイメージセンサ113に電荷蓄積を行わせる。CPU120は、シャッタ速度に応じた電荷蓄積時間(露光時間FULL)が経過した時点でCMOSイメージセンサ113から画像信号を読み出し、この画像信号による画像データをメモリ122内の所定領域に格納する。CPU120はさらに、電荷蓄積中に露光時間FULLを所定数n(たとえば、n=8)に分割した時間が経過するごとに、CMOSイメージセンサ113から画像信号を読み出し、各時点の画像信号による画像データをメモリ122内の所定領域にそれぞれ格納する。所定数nの読み出し画像スライス画像と呼ぶことにする。

0017

図3は、図2に示したCPU120およびその周辺の構成をより詳細に示したブロック図である。CMOSイメージセンサ113に対する電荷蓄積制御動作について、図3を参照して詳細に説明する。

0018

図3における角速度センサ114および115からは、デジタルスチルカメラ10に加わる手ブレなどに応じて図4に示すような角速度を表す信号が発生する。この角速度信号AD変換部41によって所定のサンプリング間隔でAD変換され、デジタルデータに変換される。デジタルデータに変換された角速度信号は、積分演算部42によって積分され相対角度信号(積分定数を除いた相対的な角度変位を表す)に変換される。図5図4の角速度信号を積分した相対角度信号を示す図である。

0019

像ブレ演算部43は相対角度信号をCMOSイメージセンサ113(図2)における画素112形成面上での像ブレ量を示す像ブレ信号に変換する。像ブレ信号への変換は、例えば次式1のように行われる。
BR=K×F×tan(AG) (1)
BRは像ブレ量、Kは定数、Fは撮影レンズ111の焦点距離、AGは相対角度である。

0020

上式(1)は1次元の像ブレ量を表している。2次元での像ブレ量は以下のように求める。すなわち、角速度センサ114、115の検出出力から互いに直交する方向での像ブレ量を求め、これら2つのブレ量ベクトル合成することにより最終的な像ブレ信号を生成する。生成された像ブレ信号は、像ブレ基準設定部45、像ブレ判定部46にそれぞれ送られる。

0021

一方、レリーズボタン118からは、撮影者による操作に応じたレリーズ信号が像ブレ基準設定部45、像ブレ判定部46、時間比較部48、タイマA116、およびタイマB117にそれぞれ送られる。

0022

測光センサ119の測光出力は露光時間決定部50に送られ、被写体の明るさに応じてCMOSイメージセンサ113における電荷蓄積時間(露光時間FULL)が決定される。なお、電荷蓄積時間は被写体の輝度の他、撮影レンズ111の絞り値や画素112の感度などの要因を用いて、設定されている露出演算モードに応じて決定される。決定された露光時間FULLの値は時間比較部48に送られる。

0023

CMOSイメージセンサ113の電荷蓄積制御について、図6および図3を併用してさらに説明する。なお、図6においては説明をわかりやすくするために像ブレ信号を1次元(1方向のみ)で示している。

0024

時点t0においてレリーズ信号が発生すると、像ブレ基準設定部45はその時点における像ブレ信号の値を像ブレ基準値として固定し、像ブレ判定部46に送出する。像ブレ判定部46は、レリーズ信号と像ブレ基準値とを受け、レリーズ信号発生以降(すなわち、時点t0以降)の時々刻々変化する像ブレ信号と、像ブレ基準値を中心とする予め定められた像ブレ許容範囲とを比較する。

0025

像ブレ判定部46は、像ブレ信号が上記像ブレ許容範囲内であるとき、像ブレ許容範囲内であることを示すデータを電荷蓄積開始後の経過時間に関連づけて不図示のメモリに記憶するともに、像ブレ信号が像ブレ許容範囲外であるとき、像ブレ許容範囲外であることを示すデータを上記経過時間に関連づけて不図示のメモリに記憶する。

0026

像ブレ判定部46はさらに、露光時間FULLをn分割した時間(FULL/n)ごとに像ブレの大きさを示すデータを算出する。像ブレの大きさは、たとえば8段階で表すこととし、以下のように算出する。像ブレ信号が対象とする分割時間(FULL/n)の全てで像ブレ許容範囲外にあるとき、像ブレの大きさを最大の8とする。像ブレ信号が対象とする分割時間(FULL/n)の全てで像ブレ許容範囲内にあるとき、像ブレの大きさを最小の0とする。

0027

像ブレ信号が対象とする分割時間(FULL/n)の半分で像ブレ許容範囲内にあるとき、像ブレの大きさを半分の4とする。このように、分割時間(FULL/n)において像ブレ信号が像ブレ許容範囲外となる時間比率に応じて像ブレの大きさを8段階で表す。各分割時間ごとの像ブレの大きさは、不図示のメモリに記憶される。

0028

時間比較部48は、レリーズ信号を受ける(時点t0)と、CMOSイメージセンサ113に電荷蓄積を開始させるイメージセンサ制御信号を送出する。時間比較部48は、タイマA116から入力される時点t0以降の計時時間が露光時間FULLに達すると(時点tF1)、CMOSイメージセンサ113から画像信号を読み込むためのイメージセンサ制御信号を送出する。図6の例では、時点t0から時点tF1までが露光時間FULLに対応する。

0029

タイマB117は、レリーズ信号を受ける(時点t0)と、分割時間(FULL/n)が経過するごとに割り込み信号を発生して時間比較部48へ送出する。時間比較部48は、タイマB117から割り込み信号を受信すると、CMOSイメージセンサ113から画像信号を読み込むためのイメージセンサ制御信号を送出する。図6の例では、時点t1から時点t12まで分割時間(FULL/n)ごとに12のスライス画像信号が読み込まれる。

0030

このように、露光時間FULLをn分割した時間が経過した各時点でスライス画像信号が読み込まれ、シャッタ速度に応じた露光時間FULLが経過した時点の画像信号が読み込まれる。CMOSイメージセンサ113による電荷蓄積は、露光時間FULL以降も時点t12まで継続される。なお、図6の例では、時点tF1と時点t8とは同時である。

0031

図7図11は、CPU120で行われる処理の流れを説明するフローチャートである。図7メインプログラム実行中に、図8および図11で示されるタイマ割込み処理や、図9および図10で示されるレリーズ割込み処理が適宜割り込んで実行される構成となっている。図7プログラムは、デジタルスチルカメラ10が電源オン操作されるとスタートする。

0032

図7のステップS101において、CPU120はCMOSイメージセンサ113に対するリセット指示の送出および各タイマ類のリセットを行うとともに、タイマC125による計時をスタートさせる。CPU120はさらに、レリーズ割り込み処理(図9図10)、およびタイマC割り込み処理(図8)を許可してステップS102へ進む。上述したように、タイマA116は電荷蓄積時間(露光時間)の計時用、タイマB117はタイマB割り込み処理の起動用、タイマC125はタイマC割り込み処理の起動用に構成されている。

0033

ステップS102において、CPU120は測光センサ119(図2)より測光信号を受け取り、輝度、画素感度、絞り値に応じて所定の露出演算を行い、CMOSイメージセンサ113の電荷蓄積時間(露光時間FULL)を決定する。以降S102の演算処理を繰り返す。

0034

タイマC割り込み処理の詳細について、図8のフローチャートを参照して説明する。タイマC割り込み処理は、タイマC125による計時時間ごとに角速度信号をサンプリングし、像ブレデータを演算するものである。タイマCによる計時時間は、角速度信号のサンプリング周期に相当する。

0035

図8のステップS201において、CPU120は入力された角速度信号をAD変換して不図示のメモリに格納し、ステップS202へ進む。ステップS202において、CPU120はメモリに格納された角速度データ最新データまで積分して角度データを演算し、ステップS203へ進む。ステップS203において、CPU120は上式(1)を用いて角度データから像ブレデータを演算し、ステップS204へ進む。ステップS204において、CPU120は像ブレ判定を行ってステップS205へ進む。ステップS205において、CPU120は像ブレ判定結果および像ブレの大きさを上記経過時間に関連づけて不図示のメモリに記憶し、図8による処理を終了する。

0036

レリーズ割り込み処理の詳細について、図9のフローチャートを参照して説明する。レリーズ割り込み処理は、レリーズボタン118による操作信号が入力されるごとに起動される。図9のステップS301において、CPU120はタイマA116およびタイマB117による計時をそれぞれスタートさせるとともに、図11によるタイマB割り込み処理を許可する。CPU120はさらに、CMOSイメージセンサ113のリセット指示を送出してステップS302へ進む。

0037

ステップS302において、CPU120は、メモリに格納されている角速度データから最新のデータを抽出し、当該データによる像ブレ信号を像ブレ基準値として設定してステップS303へ進む。

0038

ステップS303において、CPU120は、CMOSイメージセンサ113に対する電荷蓄積開始指示を送出してステップS304へ進む。ステップS304において、CPU120はタイマA116による計時時間が露光時間FULLに達したか否かを判定する。CPU120は、タイマA116で露光時間FULLが計時されるとステップS304を肯定判定してステップS305へ進み、タイマA116による計時時間が露光時間FULLに達していない場合にはステップS304を否定判定し、当該判定処理を繰り返す。

0039

ステップS305において、CPU120はCMOSイメージセンサ113に蓄積されている電荷信号の読み込み指示を送出してステップS306へ進む。これにより、この時点における画像信号が読み出され、AD変換後にメモリ122内の所定領域に格納される。なお、CMOSイメージセンサ113による電荷蓄積は露光時間FULL以降も継続される。

0040

ステップS306において、CPU120はタイマA116による計時時間が露光時間FULL×1.5に達したか否かを判定する。CPU120は、タイマA116で露光時間FULL×1.5が計時されるとステップS306を肯定判定してステップS307へ進み、タイマA116による計時時間が露光時間FULL×1.5に達していない場合にはステップS306を否定判定し、当該判定処理を繰り返す。

0041

ステップS307において、CPU120はCMOSイメージセンサ113に対する電荷蓄積終了指示を送出してステップS308へ進む。ステップS308において、CPU120は表示操作が行われたか否かを判定する。CPU120は、操作部材126を構成する表示スイッチ(不図示)から操作信号が入力されるとステップS308を肯定判定して図10のステップS400へ進み、表示スイッチからの操作信号が入力されない場合にはステップS308を否定判定し、図9による処理を終了して図7のステップS102へ戻る。

0042

タイマB割り込み処理の詳細について、図11のフローチャートを参照して説明する。タイマB割り込み処理は、タイマBによる計時時間ごとにスライス画像信号を読み込むものである。タイマBによる計時時間は分割時間(FULL/n)に相当する。

0043

図11のステップS351において、CPU120はタイマB割り込みを禁止(マスク)してステップS352へ進む。タイマB割り込みを禁止するのは図11による処理中にさらにタイマB割り込みが入らないようにするためである。ステップS352において、CPU120はCMOSイメージセンサ113に蓄積されている電荷信号の読み込み指示を送出してステップS353へ進む。これにより、この時点における画像信号が読み出され、AD変換後にメモリ122内の所定領域に格納される。なお、CMOSイメージセンサ113による電荷蓄積は継続される。

0044

ステップS353において、CPU120は、ステップS352で読み込んだ電荷信号の蓄積時間における像ブレの大きさを算出してステップS354へ進む。ステップS354において、CPU120は像ブレの大きさを示すデータを時間の情報(時点t1〜t12のいずれかを示すデータ)と関連づけてメモリに格納し、ステップS355へ進む。

0045

ステップS355において、CPU120はタイマB割り込みを禁止(マスク)を解除して図11による処理を終了する。

0046

表示処理の詳細について、図10のフローチャートを参照して説明する。表示処理は、液晶表示器123に画像を表示するものである。

0047

図10のステップS400において、CPU120は液晶表示器123に図12に示す画像を表示させてステップS401へ進む。図12において、画面内にスライス画像121と、補正画像122と、FULL画像123とが表示されている。スライス画像121は、上述した分割時間(FULL/n)ごとにCMOSイメージセンサ113から読み込まれ、メモリ122内に格納されている12組のスライス画像データを合成した画像である。この場合の合成は、12組の画像データを画素ごとに加算して行う。なお、12組の画像データを加算した後のデータの和の最大値が液晶表示器123の表示階調度の最大値を超えないように、CMOSイメージセンサ113から読み込んだ画像データに対してスライス用のゲイン調整が施される。ゲインの値は、加算する画像数が多いほど低く、加算する画像数が少ないほど高くされる。

0048

補正画像122は、12組のスライス画像データを用いて像ブレの影響を抑えるように補正した画像である。この場合の補正は、上述した12組のスライス画像データのうち、電荷蓄積中の像ブレの大きさが2以下(すなわち、0、1および2)であるスライス画像(図6の例では時点t1、t4、t7、t8、t9〜t12でそれぞれ読み込んだ8組のスライス画像)データを画素ごとに加算して行う。なお、加算した後のデータの和の最大値が液晶表示器123の表示階調度の最大値を超えないように、CMOSイメージセンサ113から読み込んだ画像データに対して補正用のゲイン調整が施される。

0049

FULL画像123は、上述した分割時間(FULL/n)ごとにCMOSイメージセンサ113から読み込まれ、メモリ122内に格納されているスライス画像データのうち、電荷蓄積時間が露光時間FULLまで(すなわち、時点t1〜時点t8まで)の8組のスライス画像データを合成した画像である。合成は、8組の画像データを画素ごとに加算して行う。なお、加算した後のデータの和の最大値が液晶表示器123の表示階調度の最大値を超えないように、CMOSイメージセンサ113から読み込んだ画像データに対してFULL用のゲイン調整が施される。

0050

図10のステップS401において、CPU120は液晶表示器123に確認選択のための表示を行い、撮影者が1枚ずつ画像を確認するか否かの判定を行う。CPU120は、図13に示す表示を液晶表示器123に表示させた状態で、操作部材126から「YES」を選択する操作信号が入力されるとステップS401を肯定判定してステップS402へ進み、「NO」を選択する操作信号が入力された場合にはステップS401を否定判定してステップS406へ進む。

0051

ステップS402において、CPU120はFULL画像のみを液晶表示器123の画面いっぱいに引き伸ばして表示し、表示時間が所定時間(たとえば、3秒間)経過するとステップS403へ進む。

0052

ステップS403において、CPU120はスライス画像のみを液晶表示器123の画面いっぱいに引き伸ばして表示し、表示時間が所定時間(たとえば、3秒間)経過するとステップS404へ進む。

0053

ステップS404において、CPU120は補正画像のみを液晶表示器123の画面いっぱいに引き伸ばして表示し、表示時間が所定時間(たとえば、3秒間)経過するとステップS405へ進む。

0054

ステップS405において、CPU120は液晶表示器123に確認選択のための表示を行い、撮影者が他のコマの画像を確認するか否かの判定を行う。CPU120は、図14に示す表示を液晶表示器123に表示させた状態で、操作部材126から「YES」を選択する操作信号が入力されるとステップS405を肯定判定してステップS402へ戻って他のコマについての表示を行い、「NO」を選択する操作信号が入力された場合にはステップS405を否定判定してステップS406へ進む。

0055

ステップS406において、CPU120は液晶表示器123にブレ判定表示を行う。図15はブレ判定表示例を説明する図である。像ブレの良否を示す画像の良好度をレベルメータで表したものであり、バーが長いほど画像の良好度が高く、バーが短いほど画像の良好度が低い。

0056

バーの長さは、画像表示に用いる画像データに対応する電荷蓄積時間と、電荷蓄積中に含まれる像ブレ発生期間との比率に基づいて算出する。たとえば、図6の例においてFULL画像の場合は、時点t0からt8(=tF1)までが画像表示に用いる電荷蓄積時間(=FULL)であり、その内の斜線区間が像ブレ発生期間である。斜線区間の和をSで表すと、バーの長さL(FULL)は、L(FULL)={1−(S/FULL)}×100(%)で表される。

0057

図6の例においてスライス画像の場合は、時点t0〜t12までが画像表示に用いる電荷蓄積時間(=FULL×1.5)であり、そのうちの斜線区間Sが像ブレ発生期間である。この場合のバーの長さL(スライス)は、L(スライス)={1−(S/FULL×1.5)}×100(%)で表される。

0058

図6の例において補正画像の場合は、時点t0〜t1、t3〜t4、およびt6〜t12が画像表示に用いる電荷蓄積時間(=FULL×1.5×(12-4)/12=FULL)であり、そのうちの時点t6〜t7に含まれる斜線区間が像ブレ発生区間である。この斜線区間をSSで表すと、バーの長さL(補正)は、L(補正)={1−(SS/FULL)}×100(%)で表される。

0059

図15によれば、補正画像についての画像の良好度が一番高く、FULL画像についての良好度が一番低い。図12のスライス画像121、補正画像122、およびFULL画像123とを対比すると、良好度が一番高い補正画像122のエッジが一番シャープである。

0060

CPU120は、図15のブレ判定表示をさせている状態で次の操作へ進むための操作信号が操作部材126から入力されるとステップS407へ進む。ステップS407において、CPU120は液晶表示器123にデータ選択表示を行わせる。図16はデータ選択表示例を説明する図である。

0061

図16において、液晶表示器123に確認選択のための表示が行われている。CPU120は撮影者による操作に応じて、FULL画像データ、スライス画像データ、および補正画像データを保存するか否かの判定を個別に行う。CPU120は、図16に示す表示を液晶表示器123に表示させた状態で、操作部材126から「YES」を選択する操作信号が入力されると該当するデータを保存する。保存は、メモリ122に格納されているデータを記録媒体124へ記録することによって行う。CPU120は、操作部材126から「NO」を選択する操作信号が入力されると該当するデータの保存をしない。保存しないデータはメモリ122から削除してもよいし、当該データが格納されているメモリ122の格納領域を上書き(更新)可能に設定してもよい。

0062

CPU120は、次の操作へ進むための操作信号が操作部材126から入力されると図10による処理を終了し、液晶表示器123による表示を終了させて図7のステップS102へ戻る。

0063

以上説明した実施形態についてまとめる。
(1)デジタルスチルカメラ10は、レリーズ信号が発生すると(時点t0)CMOSイメージセンサ113に電荷蓄積を開始させる。電荷蓄積開始後、露出演算で決定される露光時間FULLが経過した時点、およびFULL×1/8が経過した各時点ごとに電荷信号の読み出しをそれぞれ行う。電荷蓄積をFULL×1.5まで継続することにより、1つのFULL画像データと、電荷蓄積時間が短い12のスライス画像データとを得る。電荷蓄積開始後、電荷蓄積を中断することなくスライス画像データおよびFULL画像データの読み込みを行うので、電荷蓄積を中断して画像データ読み込みを行う場合に比べて撮影時間が長くなることがない。

0064

(2)デジタルスチルカメラ10は角速度センサV114および角速度センサH115による検出信号に基づいて、手ブレに起因するCMOSイメージセンサ113上における像ブレ量を算出し、像ブレが像ブレ許容範囲内にあるか、像ブレ許容範囲外にあるかを判定する。像ブレ許容範囲は、レリーズ信号発生時点t0の像ブレ量を基準値とし、この像ブレ基準値を中心にあらかじめ定めた範囲とする。

0065

(3)デジタルスチルカメラ10は以下のようにFULL画像、スライス画像および補正画像を得る。FULL画像123(図12)は、上記12のスライス画像データのうち、電荷蓄積時間FULLまで(図6の例では時点t1〜t8でそれぞれ読み込んだ8スライス画像)のデータを合成した画像である。補正画像は、12のスライス画像データのうち、電荷蓄積中の像ブレの大きさが2以下(すなわち、0、1および2)であるスライス画像(図6の例では時点t1、t4、t7、t8、t9〜t12でそれぞれ読み込んだ8スライス画像)データを合成した画像である。スライス画像のうち像ブレが小さいものだけを抽出、合成して補正画像を得るので、像ブレの影響を抑えた画像を得ることができる。

0066

(4)デジタルスチルカメラ10は液晶表示器123にFULL画像、スライス画像および補正画像を順次表示する(ステップS402〜ステップS404)。したがって、撮影者はこれらを比較することにより、撮影画像における像ブレの状態や、像ブレ補正後の状態を確認することができる。

0067

(5)デジタルスチルカメラ10はFULL画像データ、スライス画像データおよび補正画像データを保存するか否かを個別に選択可能とし、保存する操作が行われると当該データを記録媒体124に記録するようにした。したがって、FULL画像データ、スライス画像データおよび補正画像データの全てを記録する場合に比べて、記録媒体124の記録領域を節約できる。

0068

(6)デジタルスチルカメラ10は、像ブレの良否を示す画像の良好度を表すレベルメータを液晶表示器123に表示するようにした。バーの長さは、画像表示に用いる画像データに対応する電荷蓄積時間と、電荷蓄積中に含まれる像ブレ発生期間との比率に基づいて算出し、画像の良好度が高いほどバーの長さが長く、画像の良好度が低いほどバーの長さを短くする。これにより、画像の良好度を視覚的に表すことができる。

0069

以上の説明では、スライス画像の読み出し間隔を露光時間FULLの1/8としたが、1/4でも1/10でもよく、分割数は適宜選定すればよい。

0070

また、スライス画像を得るために露光時間FULLが経過した以降もFULL×1.5まで電荷蓄積を継続するようにしたが、電荷蓄積時間はFULL×1.3でもよく、FULL×2にしてもよい。また、露光時間FULLの長さに応じて継続時間を変えるようにしてもよい。

0071

FULL画像表示(ステップS402)、スライス画像表示(ステップS403)、および補正画像表示(ステップS404)の切り換えを3秒間隔で自動的に切り換えるようにしたが、表示時間は1秒でもよいし、5秒にしてもよい。

0072

また、FULL画像表示→スライス画像表示→補正画像表示への表示画像の切り換えを自動的に行う代わりに、次の表示に切り換える操作が行われたタイミングで表示画像の切り換えを行うようにしてもよい。

0073

さらにまた、FULL画像表示→スライス画像表示→補正画像表示の順に表示するようにしたが、表示の順番はこの通りでなくてもよい。たとえば、像ブレの大きさが少ない画像ほど先に表示するようにしてもよい。

0074

画像の良好度を表すレベルメータ表示を、当該画像とともに液晶表示器123に表示させてもよい。表示態様は両者を並べて表示してもよいし、画像に重ねてレベルメータを重畳表示させてもよい。この場合には、FULL画像の表示中にはFULL画像に関するレベルメータ表示を、補正画像の表示中には補正画像に関するレベルメータ表示を、スライス画像の表示中にはスライス画像に関するレベルメータ表示を、それぞれ表示させる。

0075

画像の良好度が所定値より低い場合は警告表示をさせてもよい。警告表示は、たとえば、バーの表示色を通常表示色と変えたり、バーの表示を点灯表示から点滅表示に変えたり、通常時と異なる態様で表示させるとよい。

0076

上述した説明では、像ブレ基準値をレリーズ信号が発生した時点t0における像ブレ信号の値としたが、図17に示すようにレリーズ信号が発生した時点t0直前の予め定められた平均時間中の像ブレ信号の平均値を像ブレ基準値としてもよい。このようにすれば、レリーズ時点t0における像ブレ信号がたまたま振幅ピーク位置付近にあった場合でも、像ブレ基準値を像ブレ信号振幅の略中央付近に設定することができる。

0077

像ブレ許容範囲は、レリーズ前の像ブレ信号の状況に応じて変更してもよい。例えば、レリーズ前の像ブレ信号の振幅が大きい場合には許容範囲を拡大し、振幅が小さい場合には許容範囲を縮小する。このようにすれば、撮影者の熟練度に応じて像ブレ許容範囲を設定できる。

0078

像ブレ信号に応じて撮影光学系や撮像センサ部を光軸と交差する方向へシフトさせることにより、像ブレをアクティブに補正する防振部を備える構成としてもよい。図18は、防振部を備える撮像装置の要部構成を説明するブロック図である。図18において、補正光学部位置検出部7は、補正光学部5の位置を検出し、検出した位置情報を補正光学制御部6へ送出する。補正光学制御部6は、ブレ検出部14が検出した像ブレ信号と補正光学部位置検出部7で検出された位置情報とに基づいて補正光学部5に対する駆動量を演算し、補正光学部5を光軸と直交する方向へ駆動する。このような構成によれば、実際に撮像センサ部3上で生じる像ブレを、アクティブな防振補正を行わない場合に比べて小さく抑えることができる。

0079

図18の構成において、像ブレ信号から上述した防振部による像ブレ補正量を差し引いた後の像ブレ信号に基づいて像ブレ許容範囲を設定するように、センサ制御部4を構成してもよい。

0080

また、図18の構成において、像ブレ信号が一定値を越えた時のみ、防振部を動作させるようにしてもよい。このような構成によれば、防振部の消費するエネルギーを節約できる。

0081

以上の説明では、ブレ検出部として角速度センサを用いたが、これに限定されるものではなく、加速度センサ画像センサ(像の動きにより像ブレを検出)でも構わない。

0082

また、以上の説明において撮像素子としてCMOSイメージセンサを例にあげたが、これに限定されることなく、電荷蓄積動作を行いながら蓄積電荷量をモニタできるものであれば他の撮像素子であってもよい。

0083

特許請求の範囲における各構成要素と、発明を実施するための最良の形態における各構成要素との対応について説明する。撮像素子は、たとえば、CMOSイメージセンサ113によって構成される。第1の電荷蓄積時間は、たとえば、分割時間(FULL/8)が対応する。撮像制御手段、画像合成手段、表示信号生成手段、表示制御手段、像ブレ情報生成手段は、たとえば、CPU120によって構成される。像ブレ検出手段は、たとえば、角速度センサ114、115およびCPU120によって構成される。第1の合成画像は、たとえば、補正画像が対応する。第2の電荷蓄積時間は、たとえば、露光時間FULLが対応する。第2の合成画像は、たとえば、FULL画像が対応する。第3の合成画像は、たとえば、スライス画像が対応する。ブレ補正手段は、たとえば、ブレ検出部14、補正光学制御部6、補正光学部位置検出部7、および補正光学部5によって構成される。なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、各構成要素は上記構成に限定されるものではない。

図面の簡単な説明

0084

本発明の一実施形態による撮像装置の要部構成を説明するブロック図である。
デジタルスチルカメラのブロック図である。
CPUおよびその周辺の構成を示したブロック図である。
角速度信号波形を示す図である。
相対角度信号波形を示す図である。
CMOSイメージセンサの電荷蓄積制御について説明する図である。
CPUで行われるメイン処理の流れを説明するフローチャートである。
タイマC割り込み処理の流れを説明するフローチャートである。
レリーズ割り込み処理の流れを説明するフローチャートである。
レリーズ割り込み処理の流れを説明するフローチャートである。
タイマB割り込み処理の流れを説明するフローチャートである。
液晶表示器の表示例を示す図である。
確認選択のための表示例を示す図である。
確認選択のための表示例を示す図である。
ブレ判定表示例を示す図である。
データ選択表示例を説明する図である。
像ブレと像ブレ基準値の関係を示す図である。
防振部を備える撮像装置の要部構成を説明するブロック図である。

符号の説明

0085

1…撮像装置
2…撮影光学系
3…撮像センサ部
4…センサ制御部
10…デジタルスチルカメラ
14…ブレ検出部
111…撮影レンズ
113…CMOSイメージセンサ
114、115…角速度センサ
116…タイマA
117…タイマB
120…CPU
122…メモリ
123…液晶表示器
124…記録媒体
125…タイマC
126…操作部材

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