JP3304685B2

JP3304685B2 - ディジタル式カメラ

Info

Publication number: JP3304685B2
Application number: JP11474495A
Authority: JP
Inventors: 万滋高野; 圭三越智; 秀幸上林
Original assignee: ミノルタ株式会社
Priority date: 1995-05-12
Filing date: 1995-05-12
Publication date: 2002-07-22
Anticipated expiration: 2017-07-22
Also published as: JPH08307761A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被写体像をディジタル
画像データに変換するディジタル式カメラに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ディジタル式カメラ（電子スチ
ルカメラ）は、エリアセンサー（２次元撮像デバイス）
によって被写体像を電気信号に変換し、その電気信号を
量子化した画像データを写真フィルムに相当する画像メ
モリに撮影情報として蓄積するように構成されている。

【０００３】エリアセンサーは小型軽量化に適している
ものの、エリアセンサーによる場合は高解像度が望めな
い。例えば、Ａ４サイズ程度の大きさの文書の全体を、
通常の文字を判読できるように撮影することは困難であ
る。

【０００４】そこで、従来において、高解像度の撮影を
行うために、ラインセンサーとミラー回転機構などの走
査機構とを組み合わせたライン走査型カメラが提案され
ている（特公平４−６７８３６号）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ライン走査型
カメラは、機械的な走査を行うので、エリアセンサーに
よる場合に比べて１画面の撮影に長時間を要する。した
がって、静止画像の撮影であっても、手振れなどの影響
で撮影像にブレ（ｂｌｕｒ）が生じ易い。また、撮影中
の露光量の変動による撮影像の乱れが目立ち易い。

【０００６】なお、エリアセンサーを用いたビデオカメ
ラにおいては、角速度センサー又は撮影像の変化を認識
する画像処理手段によって１画面毎にブレを検出し、ブ
レに応じてエリアセンサーの読出し位置をシフトさせる
ことによって、ブレの影響が軽減されている。しかし、
このような画面単位のブレ補正はライン走査型カメラで
は無意味である。また、補正のための演算が複雑であ
り、制御系の負担が大きい。

【０００７】本発明は、上述の問題に鑑みてなされたも
ので、ブレに係わる被写体と撮像デバイスとの配置関
係、露光量などの撮影条件が撮影中に変化した場合に
も、その影響を受けない撮影情報を出力できるようにす
ることを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明のカメラ
は、被写体に対応した光学像を画素に細分化して電気信
号に変換する撮像デバイスによって、撮影指示操作が行
われる毎に前記光学像を画素単位の画像データの集合に
変換する撮影を行うように構成されたディジタル式カメ
ラであって、特定の撮影条件を示す信号を出力する検出
手段と、前記光学像の全体を前記電気信号に変換する撮
影期間中に前記撮影条件の変化量が基準値を越えた場合
に、新たな前記撮影指示操作を待たずに前記被写体の撮
影をやり直すように前記撮像デバイスの駆動制御を行う
撮影制御手段と、を備える。請求項２の発明のカメラで
は、所定の回数の撮影を繰り返し、得られた撮影像の中
から、前記撮影条件の変化量が所定値以下の撮影像を選
択して、選択した撮影像を合成して一つの像を生成する
撮影制御手段を備える。

【０００９】

【作用】直接のスイッチ操作又は遠隔操作の形式で撮影
指示操作が行われる毎に、ラインセンサー又はエリアセ
ンサーによる光学像の撮像が行われ、被写体に対応した
画素単位の画像データの集合が生成される。

【００１０】通常は、生成された画像データの集合が、
１回の撮影指示操作に対応した被写体の撮影情報として
記憶され又は外部へ出力される。これに対して、撮影期
間中に被写体との位置関係又は露光量などの撮影条件が
大きく変化した場合には、再び撮影を行って改めて被写
体に対応した画像データの集合が生成される。つまり、
１回の撮影指示操作に対して複数回の撮影が行われる。

【００１１】

【実施例】図１は本発明の電子カメラ１の光学系の構成
を示す模式図である。電子カメラ１は、バッテリーを駆
動源とするハンディタイプのライン走査型カメラであ
り、ＣＣＤアレイからなるラインセンサー１１、ライン
走査機構１３、結像用のレンズ１７、電動のピント調整
機構７８、及びファインダー１９を備えている。ＣＣＤ
アレイに代えて他の撮像デバイスをラインセンサー１１
として用いることもできる。また、ファインダー１９
は、光学式であってもよいし、液晶ディスプレイ（ＬＣ
Ｄ）などの表示デバイスを用いた電子式であってもよ
い。

【００１２】ライン走査機構１３は、ミラー１４とそれ
を回転させるスキャンモーター１５とから構成されてお
り、ミラー１４の回転軸はラインセンサー１１の画素配
列方向（主走査方向）と平行である。ミラー１４の回転
によって、被写体像は主走査方向と直交する方向（副走
査方向）に走査される。

【００１３】なお、ハウジング１０の上面には、撮影指
示操作手段であるレリーズボタン６３Ａが設けられてい
る。また、本実施例の電子カメラ１は手振れを検出する
手段としてブレセンサー（角速度センサー）５３を内蔵
している。なお、角速度センサーを使ってカメラのブレ
量を検出する方法としては、一眼レフカメラの手ブレ検
出に使われている方法と同じものを用いれば良い。

【００１４】図２は電子カメラ１の要部の機能ブロック
図である。電子カメラ１は、マイクロプロセッサユニッ
トからなるＣＰＵ１０１によって制御される。ＣＰＵ１
０１の入力ポートには、操作系６０を構成する各種の操
作スイッチ６１〜６４、及び検出系５０を構成する各種
のセンサー５１〜５４が接続されている。ＣＰＵ１０１
は、これらのスイッチ類及びセンサー類からの入力信号
に応じて、駆動系７０などの制御を行う。例えば、ＣＰ
Ｕ１０１は、回転センサー５４によってスキャンモータ
ー１５の回転角度位置及び回転速度を検知し、適切な速
度の副走査のための指示をスキャンモーター駆動回路７
５に与える。

【００１５】電子カメラ１では、上述のレリーズボタン
６３Ａを押すと、まず第１のレリーズスイッチ６３がオ
ンする。レリーズスイッチ６３のオンに呼応して、測距
センサー５１の出力に基づいて自動ピント調整が行われ
る。そして、さらにレリーズボタン６３Ａを強く押す
と、第２のレリーズスイッチ６４がオンする。レリーズ
スイッチ６４のオンに呼応して、ラインセンサー１１と
ライン走査機構１３とによるライン順次の撮影が開始さ
れる。

【００１６】ラインセンサー１１は、ライン走査周期毎
にラインセンサー駆動回路７１から与えられるシフトゲ
ート信号に同期して１ライン分の各画素の光電変換情報
を同時にラッチし、画素の配列順にＡ／Ｄ変換部１１０
へ出力する。

【００１７】Ａ／Ｄ変換部１１０は、ラインセンサー１
１からの光電変換信号Ｓ１１に対してシェーディング補
正及び増幅などの前処理を行い、処理後の光電変換信号
Ｓ１１を画素クロックに同期して所定ビット数（例えば
８ビット）の画素単位の撮像データＤ１に量子化する。

【００１８】撮像データＤ１は、１画面分の撮像データ
Ｄ１の記憶が可能なフレームバッファ１２０に一旦格納
される。その際、撮像データＤ１に対して、回転ミラー
方式の走査に伴う光学的な像の歪みの補正、及び画質改
善のためのフィルタリングなどの処理が、画像補正部１
３０によって必要に応じて行われる。

【００１９】撮像データＤ１の格納によりフレームバッ
ファ１２０上で仮想的に描画された被写体の撮影像は、
圧縮伸長処理部１５０によって圧縮された後、インタフ
ェース１４５を介して２次記憶媒体である画像メモリ１
４０に転送され、電子カメラ１による被写体の撮影情報
として蓄積される。そして、適時に画像メモリ１４０か
ら外部装置８へインタフェース１４６を介して送り出さ
れる。外部装置８としては、パーソナルコンピュータな
どの画像編集装置、ディスプレイ又はプリンタなどの画
像再現装置がある。外部装置８への出力に際しては、必
要に応じて圧縮伸長処理部１５０によるデータ伸長が行
われる。

【００２０】なお、画像メモリ１４０をメモリカードな
どの着脱可能な記憶媒体を用いて構成した場合は、画像
メモリ１４０を電子カメラ１から取り外して外部装置８
へ装着することによって、撮像データＤ１を外部装置８
へ移すことができる。

【００２１】次にフローチャートを参照して電子カメラ
１の動作をさらに詳しく説明する。図３はＣＰＵ１０１
の概略の動作を示すフローチャートである。バッテリー
が装着されて制御電源が投入されると、ＣＰＵ１０１は
各種の制御レジスタなどの初期設定（＃１）、及び制御
対象の初期調整（＃２）を行い、スイッチ操作を待つ。

【００２２】メインスイッチ６１の操作が行われると、
すなわちメインスイッチ６１の状態変化があると、メイ
ンスイッチ６１がオン状態である起動中であれば、制御
対象への駆動電流の供給を絶つオフ動作処理を行い、起
動中でなければ、制御対象に駆動電流を供給するオン動
作処理を行う（＃３〜６）。

【００２３】モードスイッチ６２の操作が行われると、
操作後のスイッチ状態に応じた撮影モードを設定するモ
ード切換え処理を行う（＃７，８）。そして、レリーズ
ボタン６３Ａの押下による第１のレリーズスイッチ６３
のオンに呼応して、レリーズ処理を行う（＃９，１
０）。

【００２４】図４はレリーズ処理のフローチャートであ
る。このルーチンでは、測距センサー５１の出力を取り
込み（＃１１）、測距結果に応じてピント調整機構７８
を制御するＡＦ処理を行う（＃１２）。なお、ここで測
光センサー５２の出力を取り込み、絞り調整及び補助光
源の点灯の要否設定などを行ってもよい。

【００２５】第２のレリーズスイッチ６４がオンする
と、後述の撮影処理を行う（＃１３、１５）。引き続い
て第１のレリーズスイッチ６３がオン状態であれば、測
距とＡＦ（オートフォーカシング）を繰り返す。

【００２６】図５は図４の撮影処理のフローチャートで
ある。まず、ブレセンサー５３の出力を周期的に取り込
む手振れ量の測定を開始する（＃５１）。手振れ量は、
被写体とラインセンサー１１との位置関係（撮影条件の
１つ）の変化の度合いを示す。

【００２７】次に、ラインセンサー駆動回路７１に対し
てライン順次走査（被写体の撮影）の開始を指示する
（＃５２）。これにより、上述したようにラインセンサ
ー１１による撮像が開始され、フレームバッファ１２０
に撮像データＤ１が生成順に格納される。このとき、例
えば１ラインの走査毎に手振れ量が測定される。

【００２８】所定数のラインの走査が行われると、ライ
ンセンサー駆動回路７１に対して撮影の終了を指示し
（＃５３）、手振れ量の測定を終了する（＃５４）。そ
して、撮影期間中に測定した手振れ量と、あらかじめ許
容基準として設定された値とを比較する（＃５５）。許
容基準は実験などに基づいて適切に設定される。

【００２９】手振れ量が許容基準の設定値以下であれ
ば、撮影画像にブレがないか又はブレがあっても軽微で
あるので、撮影処理を終了してメインルーチンへリター
ンする。これに対して、手振れ量が設定値を越える場合
には、ステップ＃５１へ戻って撮影をやり直す。つま
り、本実施例では、一旦、レリーズボタン６３Ａを強く
押す撮影指示操作が行われると、手振れ量が許容基準を
越えない状態での撮影像が得られるまで、撮影が繰り返
される。２回目以降の撮影においては、いわゆる上書き
形式でフレームバッファ１２０に撮像データＤ１が格納
され、前回の撮像時の撮像データＤ１は新たな撮像デー
タＤ１の格納に伴って消失する。すなわちフレームバッ
ファ１２０は最新の撮像画像のみを記憶する。

【００３０】なお、画像メモリ１４０には、撮影回数に
係わらず１回の撮影指示操作について１つの撮像像が蓄
積される。したがって、撮像を繰り返すことによって画
像メモリ１４０の記憶容量が圧迫されることはない。

【００３１】図６は他の実施例の電子カメラ１ｂの機能
ブロック図である。電子カメラ１ｂは、複数画面分の撮
像データＤ１の格納が可能なフレームバッファ１２１を
有している。他の構成は図２の電子カメラ１と同一であ
るので、ここでは構成の説明を省略する。

【００３２】図７は図６の電子カメラ１ｂにおける撮影
処理のフローチャートである。図５と同様に手振れ量を
測定しながら所定数のライン走査を行い、このような被
写体の撮影を設定回数だけ繰り返す（＃６１〜６５）。
撮影の繰り返し回数はフレームバッファ１２１の記憶画
面数に対応する。つまり、フレームバッファ１２１の記
憶容量が５画面分であれば、５回の撮影が連続的に行わ
れ、各回の撮影像がフレームバッファ１２１によって記
憶される。

【００３３】設定回数の撮影が終了すると、撮影期間中
の手振れが最も軽微であった撮影に対応した撮像データ
Ｄ１の集合（撮影像）を、選択的にフレームバッファ１
２１から読み出して画像メモリ１４０に蓄積する（＃６
６）。ここで、手振れの度合いの判断は、撮影期間中の
手振れ量の最大値の比較、又は撮影期間中の手振れ量の
総量の比較などによって行うことができる。

【００３４】電子カメラ１ｂにおいては、１回の撮影指
示操作に対する撮影回数が固定であるので、いつまでも
撮影が繰り返されるという状況は発生しない。図２の電
子カメラ１と比べると、フレームバッファ１２１の必要
容量が増大するが、電子カメラ１と同様に画像メモリ１
４０の記憶容量は圧迫されない。

【００３５】図８は図６の電子カメラ１ｂにおける撮影
処理の他の例を示すフローチャートである。図５及び図
７と同様に手振れ量を測定しながら所定数のライン走査
を行い、このような被写体の撮影を設定回数だけ繰り返
す（＃７１〜７５）。続いて、各回の撮影で得られた撮
影像の中から比較的に手振れの影響の小さい複数の撮影
像を選択する（＃７６）。そして、選択した複数の撮影
像を全体的に又は部分的に合成して１つの撮像像を生成
し、画像メモリ１４０に格納する（＃７７）。

【００３６】このように画像の合成を行う撮影処理は、
ブレの軽減などのために通常よりもライン走査周期の短
い高速撮影モードを設ける場合に好適である。つまり、
高速走査ではラインセンサー１１の露光時間が短いこと
から光電変換信号Ｓ１１の出力レベルが低下する。それ
を補うためにＡ／Ｄ変換部１１０の増幅段のゲインを高
めると、画像成分とともにノイズ成分も増幅されてしま
う。そこで、複数の撮影像における互いに対応する画素
の撮像データＤ１の加算平均演算を行えば、ノイズ成分
が低減され、良質の撮影像を得ることができる。

【００３７】なお、画像合成の手法として、手振れ量に
基づいて複数の撮影像の各画素の相対位置を求め、手振
れにより撮像できなかった画素の情報を他の撮影画像を
参照して補うことにより、ブレの少ない１つの撮影像を
生成する手法を採用してもよい。また、比較的に手振れ
の影響の小さい複数の撮影像に基づいて、各画素の加算
平均、画素毎の中間値の抽出、又は画素毎の最頻値の抽
出によって１つの撮影像を生成し、高域通過フィルタリ
ングを加えて補正した後に画像メモリ１４０に格納する
ようにしてもよい。

【００３８】以上の各実施例においては、撮影中に変化
するおそれのある撮影条件として、被写体とラインセン
サー１１との配置関係に注目した例を挙げたが、他の撮
影条件として露光量が考えられる。例えば、蛍光灯によ
って照らされた被写体を撮影する場合には、フリッカの
影響が撮影像に現れるおそれがある。

【００３９】そこで、図９及び図１０に示すように、撮
影期間中に測光センサー５２によって周期的に露光量を
測定し、その測定結果に基づいて最良の撮影像を生成し
てもよい。

【００４０】図９は図７の撮影処理の変形例を示すフロ
ーチャートである。図９の例では、手振れ量に代えて露
光量を測定しながら所定回数の撮影を行い（＃８１〜８
５）、露光条件が最適であった撮影像を蓄積すべき情報
として選択する（＃８６）。

【００４１】図１０は図８の撮影処理の変形例を示すフ
ローチャートである。図１０の例では、露光量を測定し
ながら所定回数の撮影を行う（＃９１〜９５）。そし
て、露光条件が比較的に良好であった複数の撮影像に基
づいて、１つの撮像像を合成する（＃９６、９７）。画
像合成の形態の一例としては、複数の撮影像の露光量を
ライン毎に比較し、最大露光量のライン情報を寄せ集め
て１つの撮像像を生成する形態がある。

【００４２】上述の実施例によれば、１画面の撮影に比
較的に長時間を要するライン走査型カメラであるにも係
わらず、手振れや露光量の変動の影響の小さい良質の撮
影像を得ることができる。特に図５、図７及び図９の実
施例によれば、複雑な演算処理によらずに良質の撮影像
を蓄積することができる。また、図８及び図１０の実施
例によれば、複数の撮影像を合成するので、より多くの
被写体情報に基づく忠実度の高い撮影像を蓄積すること
ができる。

【００４３】上述の実施例においては、ラインセンサー
１１とライン走査機構１３とによって２次元の光学像の
撮像を行うものとして説明したが、エリアセンサーによ
って被写体を撮影する場合にも本発明を適用することが
できる。

【００４４】ラインセンサー１１に加えてエリアセンサ
ーを設け、画像認識によって手振れを検出してもよい。
また、エリアセンサーの撮影情報を電子式ファインダの
表示に活用してもよい。ラインセンサー１１を平行移動
させる機構によってライン走査を実現してもよい。手振
れ量と露光量の両方を測定し、その結果を総合して最良
の撮影像を得ることもできる。その他、電子カメラ１，
１ｂの構成、ＣＰＵ１０１の制御内容などについて種々
の変更が可能である。

【００４５】

【発明の効果】本発明によれば、撮影条件の変化の影響
を受けない撮影情報の外部への出力が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子カメラの光学系の構成を示す模式
図である。

【図２】電子カメラの要部の機能ブロック図である。

【図３】ＣＰＵの概略の動作を示すフローチャートであ
る。

【図４】レリーズ処理のフローチャートである。

【図５】図４の撮影処理のフローチャートである。

【図６】他の実施例の電子カメラの機能ブロック図であ
る。

【図７】図６の電子カメラにおける撮影処理のフローチ
ャートである。

【図８】図６の電子カメラにおける撮影処理の他の例を
示すフローチャートである。

【図９】図７の撮影処理の変形例を示すフローチャート
である。

【図１０】図８の撮影処理の変形例を示すフローチャー
トである。

【符号の説明】

１電子カメラ（ディジタル式カメラ）１１ラインセンサー（撮像デバイス）５３ブレセンサー（検出手段）１０１ＣＰＵ（撮影制御手段）Ｄ１撮像データ（画像データ）Ｓ１１光電変換信号（電気信号）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平３−231573（ＪＰ，Ａ) 特開平４−343582（ＪＰ，Ａ) 特開平６−189316（ＪＰ，Ａ) 特開平７−177424（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 5/225 - 5/247

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】被写体に対応した光学像を画素に細分化し
て電気信号に変換する撮像デバイスによって、撮影指示
操作が行われる毎に前記光学像を画素単位の画像データ
の集合に変換する撮影を行うように構成されたディジタ
ル式カメラであって、特定の撮影条件を示す信号を出力する検出手段と、前記光学像の全体を前記電気信号に変換する撮影期間中
に前記撮影条件の変化量が基準値を越えた場合に、新た
な前記撮影指示操作を待たずに前記被写体の撮影をやり
直すように前記撮像デバイスの駆動制御を行う撮影制御
手段と、を備えてなることを特徴とするディジタル式カメラ。
【請求項２】被写体に対応した光学像を画素に細分化し
て電気信号に変換する撮像デバイスによって、撮影指示
操作が行われる毎に前記光学像を画素単位の画像データ
の集合に変換する撮影を行うように構成されたディジタ
ル式カメラであって、特定の撮影条件を示す信号を出力する検出手段と、所定の回数の撮影を繰り返し、得られた撮影像の中か
ら、前記撮影条件の変化量が所定値以下の撮影像を選択
して、選択した撮影像を合成して一つの像を生成する撮
影制御手段と、を備えてなることを特徴とするディジタル式カメラ。