(57)【要約】【課題】撮像装置において、撮像画像の画質を改善する。【解決手段】撮像装置１のＣＰＵ１０４は、駆動手段として、レンズ３１０で集光して光電変換素子１０２で撮像する際に光電変換素子１０２の位置を移動する。ＣＰＵ１０４は、光電変換素子１０２が撮像した第一画像と演算される第二画像を光電変換素子１０２が撮像する際に、第一画像を撮像する際の駆動パターンに応じて、光電変換素子１０２の位置を移動する。【選択図】図８
2020136908.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズで集光して光電変換素子で撮像する際に前記レンズまたは前記光電変換素子の位置を移動させる駆動手段を有する撮像装置であって、
前記駆動手段は、
前記光電変換素子が撮像した第一画像と演算される第二画像を前記光電変換素子が撮像する際に、前記第一画像を撮像する際の駆動パターンに応じて、前記レンズまたは前記光電変換素子の位置を移動させる、
撮像装置。
【請求項２】
前記光電変換素子は、前記第一画像において被写体用の画像を撮像した後に、前記第二画像において前記第一画像との差分を演算するための補正用の黒画像を撮像し、
前記駆動手段は、
前記光電変換素子が補正用の黒画像としての前記第二画像を撮像する際に、前記第一画像を撮像した際の駆動パターンにならって、前記レンズまたは前記光電変換素子の位置を移動させる、
請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記駆動手段は、コイルの通電をパルス幅制御することにより、前記レンズまたは前記光電変換素子の位置を移動させる、
請求項２記載の撮像装置。
【請求項４】
前記第一画像を撮像した際の前記コイルの駆動パターンを記録する記録手段、を有し、
前記駆動手段は、
前記光電変換素子が補正用の黒画像としての前記第二画像を撮像する際に、前記記録手段に記録されている第一画像を撮像した際の前記コイルの駆動パターンにより、前記レンズまたは前記光電変換素子の位置を移動させる、
請求項２または３記載の撮像装置。
【請求項５】
前記記録手段は、
前記コイルの駆動パターンとして、前記光電変換素子による画像の撮像開始タイミングを基準とした駆動開始タイミングとともに、前記駆動手段のデューティを実際に切り換えた切換タイミングについての、実際に切り換わるデューティ比、を記録する、
請求項４記載の撮像装置。
【請求項６】
前記記録手段は、
前記コイルの駆動パターンとして、前記光電変換素子による画像の撮像開始タイミングを基準とした駆動開始タイミングとともに、前記駆動手段のデューティを切り換えることが可能な切換タイミングについての、デューティ比、を記録する、
請求項４記載の撮像装置。
【請求項７】
前記駆動手段は、前記光電変換素子による画像の撮像開始タイミングから駆動を開始し、
前記記録手段は、
前記コイルの駆動パターンとして、実際にデューティが切り換わる切換タイミングについての、実際に切り換わるデューティ比、または、デューティが切り換わる可能性のあるすべての切換タイミングについての、デューティ比、を記録する、
請求項４記載の撮像装置。
【請求項８】
前記光電変換素子は、被写体用の画像として長時間での前記第一画像を撮像し、補正用の黒画像として前記第一画像と同じ時間での前記第二画像を撮像する、
請求項１から７のいずれか一項記載の撮像装置。
【請求項９】
前記光電変換素子は、被写体用の画像として多重加算撮像のための複数の前記第一画像を撮像し、補正用の黒画像として前記第一画像と同数の複数の前記第二画像を撮像し、
前記駆動手段は、
複数の前記第二画像を前記光電変換素子が撮像する際に、複数の前記第一画像を撮像する際のそれぞれの駆動パターンに応じて、前記レンズまたは前記光電変換素子の位置を移動させる、
請求項１から７のいずれか一項記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記光電変換素子は、行ごとにリセットおよび読出を順次に行う制御により、画像を撮像する、
請求項１から９のいずれか一項記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記駆動手段は、前記第二画像を撮像する際に、前記第一画像を撮像した際の前記レンズまたは前記光電変換素子の駆動開始位置から、前記レンズまたは前記光電変換素子の位置を移動させる、
請求項１から１０のいずれか一項記載の撮像装置。
【請求項１２】
レンズで集光して光電変換素子で撮像する際に前記レンズまたは前記光電変換素子の位置を移動する撮像装置の制御方法であって、
前記光電変換素子が第一画像を撮像する際に前記レンズまたは前記光電変換素子の位置を移動させる第一工程と、
前記光電変換素子が撮像した前記第一画像と演算される第二画像を前記光電変換素子が撮像する際に、前記第一画像を撮像する際の駆動パターンに応じて、前記レンズまたは前記光電変換素子の位置を移動させる第二工程と、
を有する、撮像装置の制御方法。
【請求項１３】
レンズで集光して光電変換素子で撮像する際に前記レンズまたは前記光電変換素子の位置を移動する撮像装置の制御方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記撮像装置の制御方法は、
前記光電変換素子が第一画像を撮像する際に前記レンズまたは前記光電変換素子の位置を移動させる第一工程と、
前記光電変換素子が撮像した前記第一画像と演算される第二画像を前記光電変換素子が撮像する際に、前記第一画像を撮像する際の駆動パターンに応じて、前記レンズまたは前記光電変換素子の位置を移動させる第二工程と、
を有する、プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像装置には、たとえば長時間撮像により撮像した被写体用の画像と、補正用の黒画像との差分を演算することにより、演算後の撮像画像を得るものがある（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−２３９２９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、被写体用の画像と、補正用の黒画像との差分を演算した場合、演算後の撮像画像の画質が低下することがある。たとえば、レンズで集光した像を撮像する光電変換素子により被写体用の画像を撮像する場合に、駆動手段が、手ぶれ補正のためにレンズまたは光電変換素子の位置を移動する。この場合、撮像した被写体用の画像には、駆動手段の駆動に起因したノイズ成分が含まれることがある。そして、演算後の撮像画像には、被写体用の撮像画像に含まれている、駆動手段の駆動に起因したノイズ成分が残存する。特に、補正用の黒画像を撮像する際に駆動手段が手ぶれ補正のためにレンズまたは光電変換素子の位置を移動した場合には、さらに、演算後の撮像画像には、補正用の黒画像に含まれている、駆動手段の駆動に起因したノイズ成分をも残存することになる。この場合、演算後の撮像画像には、被写体用の撮像画像に含まれているノイズ成分と、補正用の黒画像に含まれているノイズ成分とが共に残存し、画質の低下が顕著となる可能性がある。
【０００５】
このように撮像装置では、撮像画像の画質を改善することが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る撮像装置は、レンズで集光して光電変換素子で撮像する際に前記レンズまたは前記光電変換素子の位置を移動する駆動手段を有する撮像装置であって、前記駆動手段は、前記光電変換素子が撮像した第一画像と演算される第二画像を前記光電変換素子が撮像する際に、前記第一画像を撮像する際の駆動パターンに応じて、前記レンズまたは前記光電変換素子の位置を移動する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明では、撮像装置での撮像画像の画質を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第一実施形態に係る、手振れ補正のために光電変換素子の位置を移動する撮像装置の概略構成図である。
【図２】図１の光電変換素子の概略構成図である。
【図３】図２の光電変換素子の単位画素の等価回路である。
【図４】光電変換素子の位置を移動するステージ駆動回路の説明図である。
【図５】図４の手振れ補正用のコイルのＰＷＭ駆動波形と通電波形とのタイミングチャートである。
【図６】長時間撮像での手振れ補正制御による画質劣化の説明図である。
【図７】第一実施形態での、手振れ補正を伴う長時間撮像処理のフローチャートである。
【図８】図７の長時間での撮像処理における手振れ補正を説明するためのタイミングチャートである。
【図９】図８の被写体用の第一画像の読出期間における手振れ補正を詳しく説明するタイミングチャートである。
【図１０】図７の撮像処理による被写体用の撮像画像（第一画像）と、第二画像としての補正用の黒引画像とによる画質改善処理の説明図である。
【図１１】第二実施形態における、被写体用の第一画像の読出期間における手振れ補正を詳しく説明するためのタイミングチャートである。
【図１２】第三実施形態における、被写体用の第一画像の読出期間における手振れ補正を詳しく説明するためのタイミングチャートである。
【図１３】第四実施形態における、手振れ補正を伴う撮像処理のフローチャートである。
【図１４】図１３の多重加算による撮像処理の説明図である。
【図１５】図１３の多重加算の撮像処理における手振れ補正を説明するためのタイミングチャートである。
【図１６】図１３の手振れ補正を伴う撮像処理による被写体用の複数の第一画像と、複数の第二画像としての補正用の黒引画像とから演算後の撮像画像を得る、画質改善処理の説明図である。
【図１７】第五実施形態における、手振れ補正を伴う撮像処理のフローチャートである。
【図１８】図１７のスリットローリング走査による撮像処理における手振れ補正を説明するためのタイミングチャートである。
【図１９】第六実施形態における、撮像処理における手振れ補正を説明するためのタイミングチャートである。
【図２０】第七実施形態における、手振れ補正のためにレンズの位置を移動する撮像装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。しかしながら、以下の実施形態に記載されている構成はあくまで例示に過ぎず、本発明の範囲は実施形態に記載されている構成によって限定されることはない。
【００１０】
［第一実施形態］
図１は、本発明の第一実施形態に係る、手振れ補正のために光電変換素子１０２の位置を移動する撮像装置１の概略構成図である。図１の撮像装置１は、画像処理装置としての撮像本体１００、撮像本体１００に装着される記録デバイス２００、レンズユニット３００、を有する。レンズユニット３００は、レンズマウント３１６、１０６により、撮像本体１００に取外可能に取り付けられる。記録デバイス２００は、撮像本体１００に取外可能に取り付けられる。撮像本体１００は、メカニカルシャッタ１０１、光電変換素子（撮像素子）１０２、デジタルフロントエンド１０３、ＣＰＵ１０４、液晶モニタ１０５、を有する。光電変換素子１０２は、たとえばＣＭＯＳイメージセンサである。光電変換素子１０２は、レンズユニット３００の撮像レンズ３１０、絞り３１２を通じて、撮像しようとする被写体の像を受光する。撮像レンズ３１０、絞り３１２は、コネクタ３２２、１２２とインタフェース１２０を通じてＣＰＵ１０４との間で信号を送受可能なレンズ駆動部３２０により、駆動制御される。レンズ駆動部３２０は、たとえばＣＰＵ１０４の信号に基づいて、撮像レンズ３１０に含まれるフォーカスレンズの光軸上での位置を変更してフォーカスを制御する。レンズ駆動部３２０は、たとえばＣＰＵ１０４の信号に基づいて、絞り３１２の口径の大きさを制御する。撮像レンズ３１０から光電変換素子１０２までの光軸には、ハーフミラー１３０と、メカニカルシャッタ１０１とが光軸から退避可能に設けられる。ハーフミラー１３０は、被写体の光の一部を反射する。ハーフミラー１３０で反射された被写体の光は、ペンタプリズム１３１を通じて、光学ファインダ１０４へ導かれる。ユーザは、光学ファインダ１０４を覗いて、撮像しようとする被写体や構図を確認できる。メカニカルシャッタ１０１は、ＣＰＵ１０４により駆動制御される。ＣＰＵ１０４は、たとえば光電変換素子１０２により撮像する場合、メカニカルシャッタ１０１を光軸から退避させる。これにより、被写体の光は、光電変換素子１０２に到達する。
【００１１】
光電変換素子１０２は、光学像を電気信号に変換する。光電変換素子１０２は、移動ステージ１８００に固定される。移動ステージ１８００は、光電変換素子１０２を光軸に垂直な平面内で移動させるように支持する。移動ステージ１８００には、コイルと磁石とによる駆動部材１８０１を有する。コイルは、ＣＰＵ１０４により通電が制御される。ＣＰＵ１０４は、コイルに誘導する磁界が、磁石の磁界と相互に作用することにより、光電変換素子１０２を光軸に垂直な平面内で駆動する。ＣＰＵ１０４は、たとえば手ぶれ補正のために、光電変換素子１０２の位置を移動する。デジタルフロントエンド１０３は、光電変換素子１０２とＣＰＵ１０４との間に接続される。デジタルフロントエンド１０３は、光電変換素子１０２から出力される撮像画像のデジタル信号に対して信号処理を実行し、ＣＰＵ１０４へ出力する。これにより、ＣＰＵ１０４には、光電変換素子１０２により撮像された画像のデータが入力される。
【００１２】
ＣＰＵ１０４には、上述した各部材の他に、シャッタスイッチ６１、ＩＳＯ感度設定部６２、シャッタ秒時設定部６３、電源スイッチ６４、手ぶれ補正の設定部６５、液晶モニタ１０５、電源制御部８０、が接続される。液晶モニタ１０５は、ＣＰＵ１０４から出力される画像を表示する。液晶モニタ１０５は、たとえばライブビュー（ＬＶ）画像、撮像した静止画像を表示する。シャッタスイッチ６１は、２段階の押圧操作が可能である。シャッタスイッチ６１が１段目まで浅く押圧されると、ＣＰＵ１０４は、自動ピント合わせ、撮像のためのシャッタ速度および絞り値を、自動的に演算する。シャッタスイッチ６１が２段目まで深く押圧されると、ＣＰＵ１０４は、光電変換素子１０２による撮像を実行する。ＩＳＯ感度設定部６２は、ユーザの操作にしたがって、撮像装置１の光の量に対する感度を、ＣＰＵ１０４に設定する。シャッタ秒時設定部６３は、ユーザの操作にしたがって、光電変換素子１０２を撮像する時間（露光時間またはシャッタ秒時ともいう）を、ＣＰＵ１０４に設定する。電源スイッチ６４は、ユーザの操作にしたがって、撮像装置１の電源を切換える指示を、ＣＰＵ１０４へ出力する。ＣＰＵ１０４は、指示に応じて、撮像装置１の全体を電源オン状態と電源オフ状態との間で切換える。手ぶれ補正の設定部６５は、ユーザの操作にしたがって、手ぶれ補正のオン、オフを、ＣＰＵ１０４に設定する。電源制御部８０は、たとえば電池検出回路、ＤＣ−ＤＣコンバータ、通電する回路を切換えるスイッチ回路などから構成される。電源制御部８０には、コネクタ８２，８４を通じて、電源部８６に接続される。電源部８６は、たとえばアルカリ電池やリチウム電池などの一次電池、Ｌｉ電池などの二次電池、ＡＣアダプタなどでよい。電源制御部８０は、電源部８６の装着の有無、電源部８６の電池の種類、電池の残量を検出する。電源制御部８０は、検出結果およびＣＰＵ１０４の指示に基づいてＤＣ−ＤＣコンバータを制御する。電源制御部８０は、必要な電圧を、必要な期間、記録デバイス２００を含む撮像装置１の各部へ供給する。
【００１３】
さらに、ＣＰＵ１０４には、上述した各部材の他に、揮発性メモリ７０、不揮発性メモリ７１、現像処理部７２、オートフォーカス演算部７３、動き検出センサ７４、インタフェース９０、が接続される。インタフェース９０は、コネクタ９２を通じて、記録デバイス２００と接続される。記録デバイス２００は、記録部２０１、撮像装置１とのインタフェース２０２、を有する。記録部２０１は、たとえばメモリカード、ハードディスクでよい。揮発性メモリ７０は、画像データを一時的に記録するＲＡＭでよい。揮発性メモリ７０は、ＣＰＵ１０４のワークメモリとして使用してよい。不揮発性メモリ７１は、ＣＰＵ１０４が実行するプログラムを記録するＲＯＭでよい。現像処理部７２は、画像データに対して、色マトリクス処理やガンマ処理などの現像処理を行う。オートフォーカス演算部７３は、オートフォーカスのために、焦点距離検出信号から後述する撮像レンズ３１０の位置変更量を計算する。動き検出センサ７４は、撮像装置１の動きを検出する。ＣＰＵ１０４は、動き検出センサ７４で検出された動きに基づいて、移動ステージ１８００の位置を移動制御してよい。
【００１４】
ＣＰＵ１０４は、不揮発性メモリ７１に記録されているプログラムを揮発性メモリ７０に読込んで実行する。これにより、ＣＰＵ１０４は、撮像装置１の全体の動作を制御するシステムコントローラとして機能する。システムコントローラとしてのＣＰＵ１０４には、たとえば、タイミングジェネレータ（ＴＧ）５１、パルスジェネレータ（ＰＧ）５２、が実現される。タイミングジェネレータ５１は、撮像処理の一環として、光電変換素子１０２を読出し駆動する。タイミングジェネレータ５１は、水平同期信号（ＨＤ）、垂直同期信号（ＶＤ）といった駆動信号を、光電変換素子１０２へ出力する。パルスジェネレータ５２は、パルス幅制御信号を、移動ステージ１８００のステージ駆動回路４００へ出力する。パルスジェネレータ５２は、タイミングジェネレータ５１から垂直同期信号（以下ＶＤ）、水平同期信号（以下ＨＤ）を取得し、それに同期させてパルス幅制御信号を出力してよい。パルスジェネレータ５２は、パルスジェネレータ５２の動作内容を、ＣＰＵ１０４に接続されているＰＧ用メモリ５３へ出力する。ＰＧ用メモリ５３は、パルスジェネレータ５２の動作内容を記録して保持する。また、ＣＰＵ１０４は、駆動手段として、撮像レンズ３１０といった光学系で集光して光電変換素子１０２で撮像する際に、手ぶれ補正のために撮像レンズ３１０に含まれる補正レンズまたは光電変換素子１０２の位置を移動する。ＰＧ用メモリ５３は、記録手段として、被写体の画像を撮像した際のコイルの駆動パターンを記録する。
【００１５】
図２は、図１の光電変換素子１０２の概略構成図である。図２の光電変換素子１０２は、複数の単位画素２０５、垂直走査回路２０４、垂直出力線２１０、列回路２０６、水平転送線２０３、水平走査回路２２０、を有する。複数の単位画素２０５は、受光面に２次元に配列される。複数の単位画素２０５は、画素群２０８を構成する。マトリクス状の２次元の配列において、垂直方向の並びを「列」といい、水平方向の並びを「行」という。垂直走査回路２０４は、複数の単位画素２０５が行単位で接続される。垂直走査回路２０４は、読み出す行を選択し、電荷の読み出しに必要な信号を、選択した行の単位画素２０５へ出力する。垂直出力線２１０は、列回路２０６を通じて、水平転送線２０３に接続される。水平走査回路２２０は、１行分の信号出力を水平方向に順次出力する。これにより、光電変換素子１０２は、垂直出力線２１０から、選択した行の順番で、撮像画像を構成する受光量に応じた信号を出力する。
【００１６】
図３は、図２の光電変換素子１０２の単位画素２０５の等価回路である。図３の単位画素２０５の等価回路は、フォトダイオード３０６、転送スイッチ３０５、フローティングデヒュージョン（ＦＤ）３０７、ソースフォロアアンプ３０８、行選択スイッチ３０９、リセットスイッチ３１１、を有する。フローティングデヒュージョン３０７には、リセットスイッチ３１１と、転送スイッチ３０５を通じてフォトダイオード３０６とが接続される。フローティングデヒュージョン３０７は、ソースフォロアアンプ３０８のゲートに接続される。ソースフォロアアンプ３０８は、行選択スイッチ３０９を通じて垂直出力線２１０に接続される。リセットスイッチ３１１は、ＣＰＵ１０４の制御に基づく垂直走査回路２０４からのリセット信号３０２により、フローティングデヒュージョン３０７をリセットする。転送スイッチ３０５は、ＣＰＵ１０４の制御に基づく垂直走査回路２０４からの転送信号３０１により、フォトダイオード３０６をフローティングデヒュージョン３０７に接続する。フォトダイオード３０６は、受光光量に応じた電荷を生成する。これにより、フローティングデヒュージョン３０７には、受光光量に応じた電荷が蓄積され得る。行選択スイッチ３０９は、ＣＰＵ１０４の制御に基づく垂直走査回路２０４からの転送信号３０１により、ソースフォロアアンプ３０８を垂直出力線２１０に接続する。これにより、フローティングデヒュージョン３０７に蓄積された電荷に応じた電流が、画素信号として、定電流源３１５から垂直出力線２１０へ流れる。
【００１７】
図４は、光電変換素子１０２の位置を移動するステージ駆動回路４００の説明図である。図４のステージ駆動回路４００は、固定支持部４０１に対して可動可能に支持される移動ステージ１８００、磁石１８０１Ａ、１８０１Ｃ、１８０１Ｅ、駆動用のコイル１８０１Ｂ、１８０１Ｄ、１８０１Ｆ、ステージ駆動回路４００、を有する。光電変換素子１０２は、移動ステージ１８００に固定される。コイル１８０１Ｂ、１８０１Ｄ、１８０１Ｆは、略四角形の移動ステージ１８００の縁に沿って配置される。磁石１８０１Ａ、１８０１Ｃ、１８０１Ｅは、移動ステージ１８００の周囲となる位置で、固定支持部４０１に設けられる。ステージ駆動回路４００は、コイル１８０１Ｂ、１８０１Ｄ、１８０１Ｆに接続される。ステージ駆動回路４００は、ＣＰＵ１０４のパルスジェネレータ５２からの手ぶれ補正のための信号に基づいて、動き検出センサ７４により検出される撮像装置１の動きを相殺するように、コイル１８０１Ｂ、１８０１Ｄ、１８０１Ｆに通電する。コイル１８０１Ｂ、１８０１Ｄ、１８０１Ｆには印加電圧に応じた電流が流れ、この電流により磁界変化が生じる。固定部の磁石１８０１Ａ、１８０１Ｃ、１８０１Ｅと、コイル１８０１Ｂ、１８０１Ｄ、１８０１Ｆとの相互作用によって、移動ステージ１８００が駆動される。移動ステージ１８００および光電変換素子１０２は、撮像装置１の動きを相殺するように駆動される。このように、駆動手段としてのＣＰＵ１０４は、コイル１８０１Ｂ、１８０１Ｄ、１８０１Ｆの通電をたとえばパルス幅制御することにより、光電変換素子１０２の位置を制御することができる。
【００１８】
図５は、図４の手振れ補正用のコイル１８０１Ｂ、１８０１Ｄ、１８０１ＦのＰＷＭ駆動波形と通電波形とのタイミングチャートである。図５（Ａ）は、手振れ補正用のコイル１８０１Ｂ、１８０１Ｄ、１８０１Ｆに印加する駆動用のＰＷＭ信号の波形である。図５（Ｂ）は、手振れ補正用のコイル１８０１Ｂ、１８０１Ｄ、１８０１Ｆの駆動パターンである。図５（Ｃ）は、手振れ補正用のコイル１８０１Ｂ、１８０１Ｄ、１８０１Ｆの電流波形である。時間は、図の左から右へ流れる。図５（Ａ）および図５（Ｂ）に示すように、タイミングＴ５１０からＴ５１１までは、手振れ補正用のコイル１８０１Ｂ、１８０１Ｄ、１８０１Ｆには、ＨＩＧＨ期間が長いＤＵＴＹ（デューティ）のＰＷＭ信号５０１が連続的に印加される。タイミングＴ５１１からＴ５１２までの期間では、コイル１８０１Ｂ、１８０１Ｄ、１８０１Ｆには、ＨＩＧＨ期間が短いＤＵＴＹのＰＷＭ信号５０２が連続的に印加される。タイミングＴ５１２からＴ５１３までの期間では、コイル１８０１Ｂ、１８０１Ｄ、１８０１Ｆには、ＨＩＧＨ期間とＬＯＷ期間がほぼ同じＤＵＴＹのＰＷＭ信号５０３が連続的に印加される。この場合、図５（Ｃ）に示すように、コイル１８０１Ｂ、１８０１Ｄ、１８０１Ｆには、ＰＷＭ信号のＤＵＴＹに応じて増減する電流が連続的に流れる。そして、移動ステージ１８００は、コイル１８０１Ｂ、１８０１Ｄ、１８０１Ｆに流れる電流に応じた位置へ駆動される。
【００１９】
図６は、長時間撮像での手振れ補正制御による画質劣化の説明図である。図６（Ａ）は、光電変換素子１０２を用いた長時間撮像により被写体を撮像した撮像画像６００である。図６（Ｂ）は、長時間撮像による撮像画像６００との差分演算に用いられる黒引画像６０１である。黒引画像６０１は、光電変換素子１０２により撮像された補正用の黒引画像でよい。長時間撮像による撮像画像６００には、長時間撮像中の暗電流に起因するノイズが含まれやすい。このため、長時間撮像による撮像画像６００は、同じ蓄積時間で撮像した補正用の黒引画像６０１と差分を演算されることがある。そして、光電変換素子１０２により撮像された撮像画像６００と、光電変換素子１０２により撮像された黒引画像６０１とのそれぞれには、互いに異なる行に横縞パターンのノイズ成分が含まれる。横縞パターンのノイズ成分は、撮像中の手振れ補正のためのＰＷＭ信号によるコイル１８０１Ｂ、１８０１Ｄ、１８０１Ｆの通電に起因して生じることがある。ＣＰＵ１０４が、このような互いに異なる行に横縞パターンのノイズ成分が含まれている撮像画像６００と黒引画像６０１との差分演算を実行すると、図６（Ｃ）に示すような演算後の撮像画像６０２が得られる。図６（Ｃ）の演算後の撮像画像６０２には、撮像画像６００の横縞パターンのノイズ成分と、黒引画像６０１の横縞パターンのノイズ成分とが共に含まれている。撮像装置１では、撮像中のメカ的な手振れ補正による画質低下を抑制することが求められている。このように撮像装置１では、撮像画像６０２の画質をさらに改善することが望まれている。
【００２０】
図７は、第一実施形態での、手振れ補正を伴う長時間撮像処理のフローチャートである。ＣＰＵ１０４は、長時間撮像において手振れ補正を実行する場合、図７の処理により撮像処理を実行する。長時間での撮像を開始すると、ステップＳ１０００において、ＣＰＵ１０４は、手振れ補正がオンであるか否かを確認する。手振れ補正がオフである場合、ＣＰＵ１０４は、処理をステップＳ１０１１へ進める。手振れ補正がオンである場合、ＣＰＵ１０４は、処理をステップＳ１００１へ進める。ステップＳ１００１において、ＣＰＵ１０４は、黒引画像による補正を実行するか否かを判断する。黒引画像による補正を実行しない場合、ＣＰＵ１０４は、処理をステップＳ１０１１へ進める。ステップＳ１０１１において、ＣＰＵ１０４は、長時間撮像を開始する。ステップＳ１０１２において、ＣＰＵ１０４は、長時間撮像の終了を判断する。ＣＰＵ１０４は、長時間撮像が終了するまで、ステップＳ１０１２の判断処理を繰り返す。長時間撮像が終了すると、ＣＰＵ１０４は、光電変換素子１０２から長時間撮像の撮像画像を取得し、たとえばＰＧ用メモリ５３に記録し、図７の処理を終了する。この場合、ＰＧ用メモリ５３には、黒引画像による補正をしていない長時間撮像の撮像画像が記録される。
【００２１】
これに対し、ステップＳ１００１において黒引画像による補正を実行すると判断した場合、ＣＰＵ１０４は、処理をステップＳ１００２へ進める。ステップＳ１００２において、ＣＰＵ１０４は、被写体の長時間撮像を開始する。ステップＳ１００３において、ＣＰＵ１０４は、長時間撮像の電荷蓄積が終了したか否かを判断する。長時間撮像の電荷蓄積が終了していない場合、ＣＰＵ１０４は、ステップＳ１００３の判断処理を繰り返す。長時間撮像の電荷蓄積が終了した場合、ＣＰＵ１０４は、長時間撮像の画像の読出しを開始し、処理をステップＳ１００４へ進める。ステップＳ１００４において、ＣＰＵ１０４は、撮像画像の読出しが終了したか否かを判断する。撮像画像の読出しが終了していない場合、ＣＰＵ１０４は、処理をステップＳ１００５へ進める。ステップＳ１００５において、ＣＰＵ１０４は、読出中のステージ駆動回路４００の駆動パターンを記録する。その後、ＣＰＵ１０４は、処理をステップＳ１００４へ戻す。ＣＰＵ１０４は、ステップＳ１００４において撮像画像の読出しを終了すると判断するまで、ステップＳ１００５において被写体の長時間撮像でのステージ駆動回路４００の駆動パターンの記録を継続する。ステップＳ１００４において撮像画像の読出しを終了すると判断すると、ＣＰＵ１０４は、処理をステップＳ１００６へ進める。このタイミングでは、ＰＧ用メモリ５３には、被写体の長時間撮像中での、複数のステージ駆動回路４００の駆動パターンが蓄積して記録される。
【００２２】
ステップＳ１００６において、ＣＰＵ１０４は、黒引画像の長時間撮像を開始する。ステップＳ１００７において、ＣＰＵ１０４は、黒引画像の長時間撮像のための電荷蓄積が終了したか否かを判断する。黒引画像の長時間撮像のための電荷蓄積が終了していない場合、ＣＰＵ１０４は、ステップＳ１００７の判断処理を繰り返す。黒引画像の長時間撮像のための電荷蓄積が終了した場合、ＣＰＵ１０４は、黒引画像の読出しを開始し、処理をステップＳ１００８へ進める。ステップＳ１００８において、ＣＰＵ１０４は、黒引画像の読出しが終了したか否かを判断する。黒引画像の読出しが終了していない場合、ＣＰＵ１０４は、処理をステップＳ１００９へ進める。ステップＳ１００９において、ＣＰＵ１０４は、読出中のステージ駆動回路４００の位置を移動する。ＣＰＵ１０４は、ＰＧ用メモリ５３に記録されている複数の駆動パターンを順番に用いて、ステージ駆動回路４００の駆動パターンを切換える。その後、ＣＰＵ１０４は、処理をステップＳ１００８へ戻す。ステップＳ１００８において黒引画像の読出しを終了すると判断すると、ＣＰＵ１０４は、処理をステップＳ１０１０へ進める。これにより、ＣＰＵ１０４は、黒引画像の長時間撮像中に、被写体の長時間撮像中と同様にステージ駆動回路４００の位置を移動させることができる。
【００２３】
ステップＳ１０１０において、ＣＰＵ１０４は、被写体の長時間での撮像画像から、長時間撮像による黒引画像を減算し、これらの差分の画像を生成する。ＣＰＵ１０４は、生成した画像を、処理後の撮像画像として、ＰＧ用メモリ５３に記録する。この場合、ＰＧ用メモリ５３には、黒引画像による補正をした長時間撮像の撮像画像が記録される。
【００２４】
図８は、図７の長時間での撮像処理における手振れ補正を説明するためのタイミングチャートである。図８（Ａ）は、光電変換素子１０２への垂直同期信号である。図８（Ｂ）は、光電変換素子１０２の受光状態である。図８（Ｃ）は、光電変換素子１０２による画像の撮像状態である。図８（Ｄ）は、ステージ駆動回路４００の駆動パターンである。時間は、図の左から右へ流れる。光電変換素子１０２は、タイミングＴ７２０から、光電変換素子１０２を受光状態にして、被写体についての長秒の撮像を開始する（７００）。ＣＰＵ１０４は、メカニカルシャッタ１０１を制御して開いて、被写体の光を光電変換素子１０２に受光させる。タイミングＴ７２１において、ＣＰＵ１０４は、メカニカルシャッタ１０１を制御して閉じて、光電変換素子１０２の受光を終了する。ＣＰＵ１０４は、タイミングＴ７２０からＴ７２１において光電変換素子１０２に電荷を蓄積させる（７０２）。また、タイミングＴ７２０からＴ７２１の期間では、ＣＰＵ１０４はパルスジェネレータ５２を制御し、手振れ補正の駆動を実行する（７０７）。被写体の撮像を終えるタイミングＴ７２１以降は、ＣＰＵ１０４は、メカニカルシャッタ１０１を閉じた状態に維持する。光電変換素子１０２は、遮光状態となる（７０１）。タイミングＴ７２１からＴ７２２において、ＣＰＵ１０４は、光電変換素子１０２から、画像を読み出す（７０３）。また、タイミングＴ７２１からＴ７２２の期間では、ＣＰＵ１０４はパルスジェネレータ５２を制御して手振れ補正の駆動を実行するとともに、ＰＧの駆動パターンをＰＧ用メモリ５３に記録する（７０８）。タイミングＴ７２２において、ＣＰＵ１０４は、読出しが完了した光電変換素子１０２をスタンバイ状態に制御する（７０４）。さらに、タイミングＴ７２３において、ＣＰＵ１０４は、遮光状態にある光電変換素子１０２を制御して、黒引画像の撮像を開始する（７０５）。タイミングＴ７２４において、ＣＰＵ１０４は、光電変換素子１０２による黒引画像の撮像を終了する。この間、ＣＰＵ１０４はパルスジェネレータ５２を制御し、手振れ補正の駆動を実行する（７０９）。黒引画像の撮像を終えるタイミングＴ７２４からＴ７２５において、ＣＰＵ１０４は、光電変換素子１０２から、黒引画像を読み出す（７０６）。また、タイミングＴ７２４からＴ７２５の期間では、ＣＰＵ１０４は、ＰＧ用メモリ５３に記録したＰＧの駆動パターンを用いてパルスジェネレータ５２を制御し、手振れ補正の駆動を実行する（７１０）。れにより、光電変換素子１０２は、第一画像としての被写体の撮像画像を撮像した後に、被写体用の画像を読み出す際と同様の手振れ補正状態で、第二画像としての補正用の黒引画像を読み出すことができる。ＣＰＵ１０４は、駆動手段として、黒引画像を光電変換素子１０２から読み出す際に、被写体の画像を読み出す際の駆動パターンにより光電変換素子１０２の位置を移動する。また、記録手段としてのＰＧ用メモリ５３は、第一画像としての被写体用の画像を読み出した際のコイル１８０１Ｂ、１８０１Ｄ、１８０１Ｆの駆動パターンを記録する。なお、ＣＰＵ１０４は、第一画像としての被写体用の画像において横縞ノイズパターンが含まれる行と同一の行を読み出すタイミングにおいて、ＰＷＭＤＵＴＹを揃えるように制御してもよい。この場合でも、横縞パターンを減衰させる効果を期待できる。
【００２５】
図９は、図８の被写体用の第一画像の読出期間における手振れ補正を詳しく説明するタイミングチャートである。図９（Ａ）は、光電変換素子１０２による画像の撮像状態である。図９（Ｂ）は、光電変換素子１０２への垂直同期信号である。図９（Ｃ）は、ステージ駆動回路４００のコイル１８０１ＢへのＰＷＭ信号である。図９（Ｄ）は、ステージ駆動回路４００のコイル１８０１ＤへのＰＷＭ信号である。図９（Ｅ）は、ステージ駆動回路４００のコイル１８０１ＦへのＰＷＭ信号である。時間は、図の左から右へ流れる。光電変換素子１０２から画像の読出しを開始するタイミングＴ８２０では、ＣＰＵ１０４は、図９（Ｃ）に示すように、コイル１８０１ＢへＤＵＴＹのＰＷＭ信号８００を印加する。ＣＰＵ１０４は、図９（Ｄ）に示すように、コイル１８０１ＤへＤＵＴＹのＰＷＭ信号８０４を印加する。ＣＰＵ１０４は、図９（Ｅ）に示すように、コイル１８０１ＦへＤＵＴＹのＰＷＭ信号８０７を印加する。この場合、ＣＰＵ１０４は、これら３つのＤＵＴＹ８００，８０４，８０７を、ＰＧ用メモリ５３に記録する。タイミングＴ８２１では、コイル１８０１Ｂとコイル１８０１ＦのＤＵＴＹが切換わる。ＣＰＵ１０４は、その切換タイミングＴ８２１、コイル１８０１ＢのＰＷＭ信号のＤＵＴＹ８０１、および、コイル１８０１ＦのＰＷＭ信号のＤＵＴＹ８０８を、ＰＧ用メモリ５３に記録する。タイミングＴ８２２では、コイル１８０１Ｂ、コイル１８０１Ｄ、コイル１８０１ＦのＤＵＴＹが切換わる。ＣＰＵ１０４は、その切換タイミングＴ８２２を、ＰＧ用メモリ５３に記録する。ＣＰＵ１０４は、コイル１８０１ＢのＰＷＭ信号のＤＵＴＹ８０２を記録する。ＣＰＵ１０４は、コイル１８０１ＤのＰＷＭ信号のＤＵＴＹ８０５を記録する。ＣＰＵ１０４は、コイル１８０１ＦのＰＷＭ信号のＤＵＴＹ８０９を記録する。タイミングＴ８２３では、コイル１８０１Ｂとコイル１８０１ＤのＤＵＴＹが切換わる。ＣＰＵ１０４は、その切換タイミングＴ８２３を、ＰＧ用メモリ５３に記録する。ＣＰＵ１０４は、コイル１８０１ＢのＰＷＭ信号のＤＵＴＹ８０３、コイル１８０１ＤのＰＷＭ信号のＤＵＴＹ８０６を、記録する。タイミングＴ８２４では、光電変換素子１０２から画像の読出しが終了する。ＣＰＵ１０４は、コイル駆動についての、ＰＧ用メモリ５３への記録を終了する。その後、ＣＰＵ１０４は、黒引画像の読出しを開始すると、その開始タイミングを基準として、ＰＧ用メモリ５３からそれぞれのタイミングでの駆動パターンを読み出す。ＣＰＵ１０４は、黒引画像の読出し開始タイミングを基準として、図９と同様のタイミングで、ＰＷＭ信号のＤＵＴＹを切り替える。このように、ＰＧ用メモリ５３には、コイル１８０１Ｂ、１８０１Ｄ、１８０１Ｆの駆動パターンとして、光電変換素子１０２による画像の読出開始タイミングを基準とし、それぞれのＤＵＴＹでの駆動開始タイミングが記録される。また、ＰＧ用メモリ５３には、ＤＵＴＹを実際に切換えた切換タイミングについての、実際に切換わるＤＵＴＹ比、が記録される。そして、この記録したタイミングおよびＤＵＴＹで黒引画像の読出しの際に手振れ補正を実行することにより、黒引画像には、被写体の撮像画像と同様の位置および程度で、横縞パターンのノイズ成分が含まれるようになる。
【００２６】
図１０は、図７の撮像処理による被写体用の撮像画像（第一画像）と、第二画像としての補正用の黒引画像とによる画質改善処理の説明図である。図７の処理により被写体用の撮像画像９００と、補正用の黒引画像９０１とを光電変換素子１０２から取得した後、ＣＰＵ１０４は、図１０の差分演算処理により演算後の撮像画像９０３を得る。被写体用の撮像画像９００と、補正用の黒引画像９０１とには、メカ的な手振れ補正による横縞パターンのノイズ成分が含まれる。しかしながら、補正用の黒引画像９０１での横縞パターンの位置および程度は、被写体用の撮像画像９００での横縞パターンの位置および程度と同様である。この場合、被写体用の撮像画像９００から補正用の黒引画像９０１を差し引いた撮像画像９０２では、横縞パターンが相殺される。したがって、演算後の撮像画像９０２では、長時間撮像に起因する暗電流に起因するノイズ成分とともに、メカ的な手振れ補正による横縞パターンのノイズ成分を相殺できる。演算後の撮像画像９０２の画質は、格段に改善される。
【００２７】
以上のように、本実施形態では、ＣＰＵ１０４は、手ぶれ補正のために光電変換素子１０２をメカ的に駆動する。そして、ＣＰＵ１０４は、光電変換素子１０２により、被写体の長時間の撮像画像（第一画像）と、撮像画像と差分演算される補正用の黒引画像とを撮像する。ＣＰＵ１０４は、補正用の黒引画像を撮像する際には、第一画像を撮像する際の駆動パターンに応じて、光電変換素子１０２の位置を移動する。ＣＰＵ１０４は、たとえば、補正用の黒引画像を撮像する際には、被写体を撮像した際の駆動パターンにならって、光電変換素子１０２の位置を移動する。ＣＰＵ１０４は、駆動手段として、補正用の黒引画像を撮像する際に、ＰＧ用メモリ５３に記録されている第一画像を撮像した際のコイル１８０１Ｂ、１８０１Ｄ、１８０１Ｆの駆動パターンにより、光電変換素子１０２の位置を移動する。よって、本実施形態では、第一画像と第二画像との差分を演算することにより、手ぶれ補正の駆動に起因したノイズ成分を、第二画像に含まれる同様のノイズ成分により減らすことができる。
【００２８】
［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態に係る撮像装置１を説明する。以下の説明では、主に上述した実施形態との相違点について説明する。
【００２９】
図１１は、第二実施形態における、被写体用の第一画像の読出期間における手振れ補正を詳しく説明するためのタイミングチャートである。撮像装置１のＣＰＵ１０４は、光電変換素子１０２を用いて、被写体についての長時間の撮像画像を撮像し、その後に黒引画像を撮像する。その後、ＣＰＵ１０４は、被写体の撮像画像から、黒引画像を減算するように差分演算し、演算後の撮像画像を得る。また、ＣＰＵ１０４は、手ぶれ補正がオンである場合、被写体の撮像を開始してから黒引画像の撮像を終えるまで、手ぶれを補正するために、ステージ駆動回路４００により光電変換素子１０２の位置をメカ的に駆動する。ＣＰＵ１０４は、被写体の撮像画像を光電変換素子１０２から読み出す際に、図１１に示すような手ぶれ補正を実行する。図１１（Ａ）は、光電変換素子１０２による画像の撮像状態である。図１１（Ｂ）は、光電変換素子１０２への垂直同期信号である。図１１（Ｃ）は、ステージ駆動回路４００のコイル１８０１ＢへのＰＷＭ信号である。図１１（Ｄ）は、ステージ駆動回路４００のコイル１８０１ＤへのＰＷＭ信号である。図１１（Ｅ）は、ステージ駆動回路４００のコイル１８０１ＦへのＰＷＭ信号である。時間は、図の左から右へ流れる。
【００３０】
ＣＰＵ１０４は、撮像画像を読出す期間において、ＰＷＭ信号が切換わる可能性のあるすべてのタイミングにおいて、手振れ補正の駆動パターンを記録する。具体的には、ＣＰＵ１０４は、タイミングＴ１１２１において、ＤＵＴＹが切換わるコイル１８０１ＢのＤＵＴＹ１１０１およびコイル１８０１ＦのＤＵＴＹ１１０９とともに、ＤＵＴＹが切換わらないコイル１８０１ＤのＤＵＴＹ１１０５を記録する。タイミングＴ１１２２において、ＣＰＵ１０４は、ＤＵＴＹが切換わるコイル１８０１ＢのＤＵＴＹ１１０２およびコイル１８０１ＤのＤＵＴＹ１１０６とともに、ＤＵＴＹが切換わらないコイル１８０１ＦのＤＵＴＹ１１１０を記録する。タイミングＴ１１２３において、ＣＰＵ１０４は、ＤＵＴＹが切換わるコイル１８０１ＢのＤＵＴＹ１１０３およびコイル１８０１ＤのＤＵＴＹ１１０７とともに、ＤＵＴＹが切換わらないコイル１８０１ＦのＤＵＴＹ１１１１を記録する。なお、手振れ補正の駆動パターンの変更タイミングは、たとえば、コイル１８０１Ｂ、１８０１Ｄ、１０８１Ｆの性能、動き検出センサ７４の性能、手振れ補正に必要とされる更新周期（周波数）に応じて決定してよい。たとえば切換タイミングが１０Ｈｚである場合、駆動パターンの更新周期は、１００ｍｓとなる。読出期間が３００ｍｓである場合、読出期間中の切換タイミングが３回となる。この場合、ＣＰＵ１０４は、合計１２個のＤＵＴＹを、ＰＧ用メモリ５３に記録する。なお、ＣＰＵ１０４は、切換タイミングの情報として、読み出しを開始した開始タイミングＴ１１２０の直後にある最初の切換タイミングＴ１１２１、更新周期、読出期間、を記録してもよい。これらの情報から、読出期間中のすべての切換タイミングＴ１１２１〜Ｔ１１２３について、演算などにより得ることができる。
【００３１】
以上のように、本実施形態では、ＣＰＵ１０４は、ＤＵＴＹが切換わる可能性があるすべての切換タイミングにおいて、切換の有無にかかわらずすべてのＤＵＴＹを記録する。ＣＰＵ１０４は、光電変換素子１０２による画像の撮像開始タイミングを基準とした駆動開始タイミングとともに、ＤＵＴＹを切換えることが可能なすべての切換タイミングについての、ＤＵＴＹ比、を記録する。よって、ＣＰＵ１０４は、黒引画像を読み出す際に、記録されたＤＵＴＹ比を用いて、すべてのコイル１８０１Ｂ、１８０１Ｄ、１８０１ＦのＤＵＴＹを切換えるように制御することができる。ＣＰＵ１０４は、切換の有無に応じて、ＤＵＴＹを切換えるコイル１８０１Ｂ、１８０１Ｄ、１８０１Ｆを選択する処理をすることなく、一律にすべてのコイル１８０１Ｂ、１８０１Ｄ、１８０１ＦのＤＵＴＹを切換えるように制御することができる。
【００３２】
［第三実施形態］
次に、本発明の第三実施形態に係る撮像装置１を説明する。以下の説明では、主に上述した実施形態との相違点について説明する。
【００３３】
図１２は、第三実施形態における、被写体用の第一画像の読出期間における手振れ補正を詳しく説明するためのタイミングチャートである。撮像装置１のＣＰＵ１０４は、光電変換素子１０２を用いて、被写体についての長時間の撮像画像を撮像し、その後に黒引画像を撮像する。その後、ＣＰＵ１０４は、被写体の撮像画像から、黒引画像を減算するように差分演算し、演算後の撮像画像を得る。また、ＣＰＵ１０４は、手ぶれ補正がオンである場合、被写体の撮像を開始してから黒引画像の撮像を終えるまで、手ぶれを補正するために、ステージ駆動回路４００により光電変換素子１０２の位置をメカ的に駆動する。ＣＰＵ１０４は、被写体の撮像画像を光電変換素子１０２から読み出す際に、図１１に示すような手ぶれ補正を実行する。図１２（Ａ）は、光電変換素子１０２による画像の撮像状態である。図１２（Ｂ）は、光電変換素子１０２への垂直同期信号である。図１２（Ｃ）は、ステージ駆動回路４００のコイル１８０１ＢへのＰＷＭ信号である。図１２（Ｄ）は、ステージ駆動回路４００のコイル１８０１ＤへのＰＷＭ信号である。図１２（Ｅ）は、ステージ駆動回路４００のコイル１８０１ＦへのＰＷＭ信号である。時間は、図の左から右へ流れる。
【００３４】
ＣＰＵ１０４は、撮像画像を読出す期間において、ＰＷＭ信号が切換わる可能性のあるすべてのタイミングにおいて、手振れ補正の駆動パターンを記録する。駆動手段としてのＣＰＵ１０４は、撮像画像を読出す場合、光電変換素子１０２への垂直同期信号を、ＰＷＭ信号が切換わる可能性のあるタイミングＴ１１２１にずらして出力する。そして、タイミングＴ１１２１、タイミングＴ１１２２、およびタイミングＴ１１２３において、ＣＰＵ１０４は、すべてのコイル１８０１Ｂ、１８０１Ｄ、１８０１ＦのＤＵＴＹを記録する。この場合、ＣＰＵ１０４は、切換タイミングの情報として、ＤＵＴＹの更新周期、光電変換素子１０２の読出期間、を記録すればよい。これにより、ＣＰＵ１０４は、記録手段としてのＰＧ用メモリ５３に、コイル１８０１Ｂ、１８０１Ｄ、１８０１Ｆの駆動パターンとして、ＤＵＴＹが切換わる可能性がある切換タイミングを記録することになる。また、ＣＰＵ１０４は、そのすべての切換タイミングについて、実際に切換わるＤＵＴＹ比、および、切換わる可能性のあるＤＵＴＹ比、を記録することになる。図１２の場合、ＰＧ用メモリ５３には、２つの切換タイミングについての情報と、３組の合計９つのＤＵＴＹ比が記録される。被写体の撮像画像を光電変換素子１０２から読み出し終えると、ＣＰＵ１０４は、黒引画像の撮像を実行する。ＣＰＵ１０４は、撮像した黒引画像を光電変換素子１０２から読み出す。駆動手段としてのＣＰＵ１０４は、黒引画像を読出す場合、光電変換素子１０２への垂直同期信号を、ＰＷＭ信号が切換わる可能性のある最初のタイミングにずらして出力する。また、ＣＰＵ１０４は、ＰＧ用メモリ５３に記録した情報を用いて、図１２と同様のタイミングでＰＷＭ信号のＤＵＴＹを切換える。
【００３５】
以上のように、本実施形態では、撮像画像を読出す場合に、光電変換素子１０２への垂直同期信号を、ＰＷＭ信号が切換わる可能性のあるタイミングに合わせるようにずらす。よって、記録手段としてのＰＧ用メモリ５３には、切換タイミングの情報として、読み出しを開始した直後にある最初の切換タイミングについての情報を記録する必要がない。本実施形態では、ＰＧ用メモリ５３に記録する情報を、第二実施形態と比べて減らすことができる。
【００３６】
［第四実施形態］
次に、本発明の第四実施形態に係る撮像装置１を説明する。以下の説明では、主に上述した実施形態との相違点について説明する。
【００３７】
図１３は、第四実施形態における、手振れ補正を伴う撮像処理のフローチャートである。ＣＰＵ１０４は、被写体用の多重加算撮像において手振れ補正を実行する場合、図１３の処理により撮像処理を実行する。被写体についての複数の画像を撮像する多重加算撮像を開始すると、ＣＰＵ１０４は、ステップＳ１５００において手振れ補正を確認し、ステップＳ１５０１において黒引画像による補正を確認する。手振れ補正が不要である場合、または黒引画像による補正が不要である場合、ＣＰＵ１０４は、ステップＳ１５１３において被写体用の多重加算撮像を実行する。ステップＳ１５１４において、ＣＰＵ１０４は、多重加算撮像の終了を判断する。多重加算撮像が終了した場合、ＣＰＵ１０４は、撮像した複数の画像を合成して撮像画像を生成し、図１３の処理を終了する。手振れ補正が必要であり、かつ、黒引画像による補正が必要である場合、ＣＰＵ１０４は、ステップＳ１５０３において被写体用の多重加算撮像を開始する。ステップＳ１５０３において、ＣＰＵ１０４は、被写体の画像を撮像するか否かを判断する。被写体の画像を撮像する場合、ＣＰＵ１０４は、ステップＳ１５０４において、被写体用の多重加算撮像を開始する。ステップＳ１５０５において、ＣＰＵ１０４は、多重加算撮像の電荷蓄積が終了したか否かを判断する。多重加算撮像の電荷蓄積が終了していない場合、ＣＰＵ１０４は、ステップＳ１５０５の判断処理を繰り返す。
【００３８】
多重加算撮像の電荷蓄積が終了した場合、ＣＰＵ１０４は、多重加算撮像の画像の読出しを開始し、処理をステップＳ１５０６へ進める。ステップＳ１５０６において、ＣＰＵ１０４は、多重加算撮像の画像の読出しが終了したか否かを判断する。ＣＰＵ１０４は、ステップＳ１５０６において多重加算撮像の画像の読出しを終了すると判断するまで、ステップＳ１５０７において多重加算撮像でのステージ駆動回路４００の駆動パターンの情報を継続的に記録する。ステップＳ１５０６において多重加算撮像の画像の読出しを終了すると判断すると、ＣＰＵ１０４は、処理をステップＳ１５１２へ進める。ステップＳ１５１２においてＣＰＵ１０４は、多重加算のためのすべての撮像が終了したか否かを判断する。多重加算のためのすべての撮像が終了していない場合、ＣＰＵ１０４は、処理をステップＳ１５０３へ戻す。
【００３９】
また、ステップＳ１５０３において、被写体の画像を撮像しないと判断した場合、ＣＰＵ１０４は、ステップＳ１５０８において、黒引画像の撮像を開始する。ステップＳ１５０８において、ＣＰＵ１０４は、黒引画像の電荷蓄積が終了したか否かを判断する。黒引画像の電荷蓄積が終了していない場合、ＣＰＵ１０４は、ステップＳ１５０８の判断処理を繰り返す。黒引画像の電荷蓄積が終了した場合、ＣＰＵ１０４は、黒引画像の読出しを開始し、処理をステップＳ１５１０へ進める。ステップＳ１５１０において、ＣＰＵ１０４は、黒引画像の読出しが終了したか否かを判断する。ＣＰＵ１０４は、ステップＳ１５１０において黒引画像の読出しを終了すると判断するまで、ステップＳ１５１１においてステージ駆動回路４００の位置を移動する。ＣＰＵ１０４は、ＰＧ用メモリ５３に記録されている駆動パターンの情報を用いて、ステージ駆動回路４００の位置を移動する。
【００４０】
これにより、ＣＰＵ１０４は、黒引画像の撮像中に、被写体の撮像中と同様にステージ駆動回路４００の位置を移動させることができる。ステップＳ１５１０において黒引画像の読出しを終了すると判断すると、ＣＰＵ１０４は、処理をステップＳ１５１２へ進める。ステップＳ１５１２においてＣＰＵ１０４は、多重加算のためのすべての撮像が終了したか否かを判断する。多重加算のためのすべての撮像が終了した場合、ＣＰＵ１０４は、図１３の処理を終了する。その後、ＣＰＵ１０４は、多重加算のための複数の被写体の撮像画像と、それと同数の複数の黒引画像とを合成し、合成処理後の撮像画像を生成する。
【００４１】
図１４は、図１３の多重加算による撮像処理の説明図である。図１４は、多重加算での複数の撮像画像と、それと同数の複数の黒引画像とを、交互に撮像する例である。図１４では、撮像画像１４０１、黒引画像１４０２、撮像画像１４０３、黒引画像１４０４、の順番で、画像を撮像する。ＣＰＵ１０４は、黒引画像１４０２，１４０４の撮像中の読み出しにおいて、直前の撮像画像１４０１，１４０３の読み出しでの駆動パターンの情報を用いて、ステージ駆動回路４００の位置を移動する。なお、ＣＰＵ１０４は、複数の撮像画像を連続的に撮像した後に、複数の黒引画像を連続的に撮像してもよい。
【００４２】
図１５は、図１３の多重加算の撮像処理における手振れ補正を説明するためのタイミングチャートである。図１５（Ａ）は、光電変換素子１０２への垂直同期信号である。図１５（Ｂ）は、光電変換素子１０２の受光状態である。図１５（Ｃ）は、光電変換素子１０２による画像の撮像状態である。図１５（Ｄ）は、ステージ駆動回路４００の駆動パターンである。時間は、図の左から右へ流れる。ＣＰＵ１０４は、タイミングＴ１４３０からＴ１４３１において、光電変換素子１０２で多重撮像画像を撮像し（１４１０，１４１２）、手振れ補正を実行する（１４１７）。タイミングＴ１４３１からＴ１４３２において、ＣＰＵ１０４は、光電変換素子１０２から撮像画像を読み出し（１４１３）、手振れ補正をＰＧ用メモリ５３に記録しながら実行する（１４１８）。タイミングＴ１４３２からＴ１４３３において、ＣＰＵ１０４は、光電変換素子１０２をスタンバイ状態にし（１４１４）、手振れ補正を実行する（１４１９）。タイミングＴ１４３３からＴ１４３４において、ＣＰＵ１０４は、光電変換素子１０２により黒引画像を撮像し（１４１１，１４１５）、手振れ補正を実行する（１４１９）。タイミングＴ１４３４からＴ１４３５において、ＣＰＵ１０４は、光電変換素子１０２から黒引画像を読み出し（１４１６）、ＰＧ用メモリ５３に記録されている情報を用いて、手振れ補正を実行する（１４２０）。タイミングＴ１４３５以降は、次の多重撮像画像の撮像処理である。ＣＰＵ１０４は、ユーザが指定した多重加算枚数分となるまで、タイミングＴ１４３０からＴ１４３５までの処理を繰り返す。
【００４３】
図１６は、図１３の手振れ補正を伴う撮像処理による被写体用の複数の第一画像と、複数の第二画像としての補正用の黒引画像とから演算後の撮像画像を得る、画質改善処理の説明図である。図１６では、ＣＰＵ１０４は、複数の多重加算画像１３００〜１３０３と、補正用の黒引画像１３０４〜１３０７とを、撮像する。その後、ＣＰＵ１０４は、これらの画像を演算処理し、演算後の撮像画像１３０８を得る。被写体用の撮像画像１３００〜１３０３と、補正用の黒引画像１３０４〜１３０７とには、メカ的な手振れ補正による横縞パターンのノイズ成分が含まれる。しかしながら、補正用の黒引画像１３０４〜１３０７での横縞パターンの位置および程度は、被写体用の撮像画像１３００〜１３０３での横縞パターンの位置および程度と同様である。この場合、被写体用の撮像画像１３００〜１３０３から補正用の黒引画像１３０４〜１３０７を差し引いた撮像画像１３０８では、横縞パターンが相殺される。したがって、演算後の撮像画像１３０８では、長時間撮像に起因する暗電流に起因するノイズ成分とともに、メカ的な手振れ補正による横縞パターンのノイズ成分を相殺できる。演算後の撮像画像１３０８の画質は、格段に改善される。
【００４４】
以上のように、本実施形態では、多重加算撮像のための複数の第一画像を撮像し、補正用の黒引画像として第一画像と同数の複数の第二画像を撮像する。そして、駆動手段としてのＣＰＵ１０４は、複数の第二画像を光電変換素子１０２が撮像する際に、複数の第一画像を撮像する際のそれぞれの駆動パターンに応じて光電変換素子１０２の位置を移動する。よって、多重加算画像に基づいて演算した後の撮像画像では、手ぶれ補正の駆動に起因したノイズ成分が低減することになる。
【００４５】
［第五実施形態］
次に、本発明の第五実施形態に係る撮像装置１を説明する。以下の説明では、主に上述した実施形態との相違点について説明する。ＣＰＵ１０４は、光電変換素子１０２の行ごとにリセットおよび読出し処理を実行して、所謂スリットローリング（ＳＲ）走査方式により画像を撮像する。スリットローリング（ＳＲ）走査方式では、光電変換素子１０２は、行ごとにリセットおよび読出を順次に実行する。
【００４６】
図１７は、第五実施形態における、手振れ補正を伴う撮像処理のフローチャートである。ＣＰＵ１０４は、長時間撮像において手振れ補正を実行する場合、図１７の処理により撮像処理を実行する。被写体についての長時間撮像を開始すると、ＣＰＵ１０４は、メカニカルシャッタ１０１を開いた状態にして、ステップＳ１７００において手振れ補正を確認し、ステップＳ１７０１において黒引画像による補正を確認する。手振れ補正が不要である場合、または黒引画像による補正が不要である場合、ＣＰＵ１０４は、ステップＳ１７１１においてスリットローリング走査方式により被写体用の画像を撮像する。ステップＳ１７１１において、ＣＰＵ１０４は、被写体用の画像についての全行の読出しの終了を判断する。全行の読出しが終了した場合、ＣＰＵ１０４は、図１７の処理を終了する。
【００４７】
手振れ補正が必要であり、かつ、黒引画像による補正が必要である場合、ＣＰＵ１０４は、ステップＳ１７０２においてスリットローリング走査方式により被写体の撮像を開始する。ステップＳ１７０３において、ＣＰＵ１０４は、撮像の電荷蓄積が終了したか否かを判断する。電荷蓄積が終了していない場合、ＣＰＵ１０４は、ステップＳ１７０３の判断処理を繰り返す。電荷蓄積が終了した場合、ＣＰＵ１０４は、処理をステップＳ１７０４へ進める。ステップＳ１７０４において、ＣＰＵ１０４は、スリットローリング走査方式による撮像画像の読出しが終了したか否かを判断する。撮像画像の読出しが終了していない場合、ＣＰＵ１０４は、処理をステップＳ１７０５へ進める。ステップＳ１７０５において、ＣＰＵ１０４は、読出中のステージ駆動回路４００の駆動パターンを記録する。その後、ＣＰＵ１０４は、処理をステップＳ１７０４へ戻す。ＣＰＵ１０４は、ステップＳ１７０４において撮像画像の全行の読出しを終了すると判断するまで、ステップＳ１７０５において被写体の長時間撮像でのステージ駆動回路４００の駆動パターンの記録を継続する。ステップＳ１７０４において撮像画像の読出しを終了すると判断すると、ＣＰＵ１０４は、処理をステップＳ１７０６へ進める。
【００４８】
ステップＳ１７０６において、ＣＰＵ１０４は、メカニカルシャッタ１０１を閉じた状態にして、黒引画像の長時間撮像を開始する。ステップＳ１７０７において、ＣＰＵ１０４は、黒引画像の長時間撮像のための電荷蓄積が終了したか否かを判断する。黒引画像の長時間撮像のための電荷蓄積が終了していない場合、ＣＰＵ１０４は、ステップＳ１７０７の判断処理を繰り返す。黒引画像の長時間撮像のための電荷蓄積が終了した場合、ＣＰＵ１０４は、処理をステップＳ１７０８へ進める。ステップＳ１７０８において、ＣＰＵ１０４は、黒引画像の読出しが終了したか否かを判断する。黒引画像の読出しが終了していない場合、ＣＰＵ１０４は、処理をステップＳ１７０９へ進める。ステップＳ１７０９において、ＣＰＵ１０４は、読出中のステージ駆動回路４００の位置を移動する。ＣＰＵ１０４は、ＰＧ用メモリ５３に記録されている複数の駆動パターンを順番に用いて、ステージ駆動回路４００の駆動パターンを切換える。その後、ＣＰＵ１０４は、処理をステップＳ１７０８へ戻す。ステップＳ１７０８において黒引画像の読出しを終了すると判断すると、ＣＰＵ１０４は、処理をステップＳ１７１０へ進める。これにより、ＣＰＵ１０４は、黒引画像の長時間撮像中に、被写体の長時間撮像中と同様にステージ駆動回路４００の位置を移動させることができる。ステップＳ１７１０において、ＣＰＵ１０４は、被写体の長時間での撮像画像から、長時間撮像による黒引画像を減算し、これらの差分の画像を生成する。ＣＰＵ１０４は、生成した画像を、処理後の撮像画像として、ＰＧ用メモリ５３に記録する。この場合、記録デバイス２００には、黒引画像による補正をした長時間撮像の撮像画像が記録される。
【００４９】
図１８は、図１７のスリットローリング走査による撮像処理における手振れ補正を説明するためのタイミングチャートである。図１８（Ａ）は、光電変換素子１０２への垂直同期信号である。図１８（Ｂ）は、光電変換素子１０２の受光状態である。図１８（Ｃ）は、光電変換素子１０２による画像の撮像状態である。図１８（Ｄ）は、光電変換素子１０２のスリットローリング走査状態である。図１８（Ｅ）は、ステージ駆動回路４００の駆動パターンである。時間は、図の左から右へ流れる。スリットローリング走査では、図１８（Ａ）に示すように、ＣＰＵ１０４は、画像ごとに垂直同期信号を出力する。ＣＰＵ１０４は、図１８（Ｂ）に示すように、被写体の撮像画像の撮像中はメカニカルシャッタ１０１を開き、黒引画像の撮像中はメカニカルシャッタ１０１を閉じる。ＣＰＵ１０４は、図１８（Ｃ）に示すように、光電変換素子１０２を、画像ごとに、スタンバイ１６０２、撮像の蓄積１６０３、読出１６０４に切替える。実際には、スリットローリング走査では、ＣＰＵ１０４は、図１８（Ｄ）に示すように、光電変換素子１０２へ行ごとにリセットおよび読出を実行する。光電変換素子１０２へ最初の行の読出信号を出力する前が、撮像の蓄積１６０３の状態である。光電変換素子１０２へ最初の行の読出信号を出力した後が、読出１６０４の状態である。読出１６０４の状態では、読出しと蓄積とが並行して行われる期間がある。このようなスリットローリング走査による撮像を実行しながら、ＣＰＵ１０４は、図１８（Ｅ）に示すように、手振れ補正の駆動を実行する。具体的には、ＣＰＵ１０４は、タイミングＴ１６３０からＴ１６３２の撮像画像についてのスタンバイおよび蓄積の期間において、パルスジェネレータ５２を制御し、手振れ補正の駆動を実行する（１６０８）。タイミングＴ１６３２からＴ１６３３の読出の期間において、ＣＰＵ１０４は、パルスジェネレータ５２を制御して手振れ補正の駆動を実行するとともに、ＰＧの駆動パターンをＰＧ用メモリ５３に記録する（１６０９）。タイミングＴ１６３３からＴ１６３５の黒引画像についてのスタンバイおよび蓄積の期間において、ＣＰＵ１０４は、パルスジェネレータ５２を制御し、手振れ補正の駆動を実行する（１６１０）。タイミングＴ１６３５からＴ１６３６の読出の期間において、ＣＰＵ１０４は、ＰＧ用メモリ５３に記録されている駆動パターンによりパルスジェネレータ５２を制御し、手振れ補正の駆動を実行する（１６１１）。
【００５０】
以上のように、本実施形態では、スリットローリング撮像により被写体の撮像画像と黒引画像とを撮像する。黒引画像の撮像では、被写体を撮像した場合と同様の手振れ補正が実行される。その結果、差分演算後の撮像画像では、横縞パターンのノイズ成分が低減される。
【００５１】
［第六実施形態］
次に、本発明の第六実施形態に係る撮像装置１を説明する。以下の説明では、主に上述した実施形態との相違点について説明する。
【００５２】
図１９は、第六実施形態における、撮像処理における手振れ補正を説明するためのタイミングチャートである。図１９（Ａ）は、光電変換素子１０２への垂直同期信号である。図１９（Ｂ）は、光電変換素子１０２の受光状態である。図１９（Ｃ）は、光電変換素子１０２による画像の撮像状態である。図１９（Ｄ）は、ステージ駆動回路４００の駆動パターンである。時間は、図の左から右へ流れる。光電変換素子１０２は、タイミングＴ１８２０から、光電変換素子１０２を受光状態にして、被写体についての長秒の撮像を開始する（１８００）。ＣＰＵ１０４は、メカニカルシャッタ１０１を制御して開いて、被写体の光を光電変換素子１０２に受光させる。タイミングＴ１８２１において、ＣＰＵ１０４は、メカニカルシャッタ１０１を制御して閉じて、光電変換素子１０２の受光を終了する。ＣＰＵ１０４は、タイミングＴ１８２０からＴ１８２１において光電変換素子１０２に電荷を蓄積させる（１８０２）。また、タイミングＴ１８２０からＴ１８２１の期間では、ＣＰＵ１０４はパルスジェネレータ５２を制御し、手振れ補正の駆動を実行する（１８０７）。被写体の撮像を終えるタイミングＴ１８２１以降は、ＣＰＵ１０４は、メカニカルシャッタ１０１を閉じた状態に維持する。光電変換素子１０２は、遮光状態となる（１８０１）。タイミングＴ１８２１からＴ１８２２において、ＣＰＵ１０４は、光電変換素子１０２から、画像を読み出す（１８０３）。また、タイミングＴ１８２１からＴ１８２２の期間では、ＣＰＵ１０４は、パルスジェネレータ５２を制御して手振れ補正の駆動を実行するとともに、ＰＧの駆動パターンをＰＧ用メモリ５３に記録する（１８０８）。
【００５３】
タイミングＴ１８２２において、ＣＰＵ１０４は、読出しが完了した光電変換素子１０２をスタンバイ状態に制御する（１８０４）。さらに、タイミングＴ１８２３において、ＣＰＵ１０４は、遮光状態にある光電変換素子１０２を制御して、黒引画像の撮像を開始する（１８０５）。タイミングＴ１８２４において、ＣＰＵ１０４は、光電変換素子１０２による黒引画像の撮像を終了する。この間、ＣＰＵ１０４はパルスジェネレータ５２を制御し、光電変換素子１０２を、タイミングＴ１８２１での位置に制御する（１８０９）。黒引画像の撮像を終えるタイミングＴ１８２４からＴ１８２５において、ＣＰＵ１０４は、光電変換素子１０２から、黒引画像を読み出す（１８０６）。また、タイミングＴ１８２４からＴ１８２５の期間では、ＣＰＵ１０４は、ＰＧ用メモリ５３に記録したＰＧの駆動パターンを用いてパルスジェネレータ５２を制御し、手振れ補正の駆動を実行する（１８１０）。これにより、光電変換素子１０２は、第一画像としての被写体用の画像を撮像した後に、被写体用の画像を読み出す際と同様の手振れ補正状態で、第二画像としての補正用の黒引画像を読み出すことができる。ＣＰＵ１０４は、駆動手段として、黒引画像を光電変換素子１０２から読み出す際に、被写体の画像を読み出す際の駆動パターンにより光電変換素子１０２の位置を移動する。しかも、ＣＰＵ１０４は、黒引画像での手振れ補正を、被写体用の画像での手振れ補正を開始した位置から開始する。また、記録手段としてのＰＧ用メモリ５３は、第一画像としての被写体用の画像を読み出した際のコイル１８０１Ｂ、１８０１Ｄ、１８０１Ｆの駆動パターンを記録する。なお、ＣＰＵ１０４は、光電変換素子１０２の位置を検出し、それに基づいて光電変換素子１０２の初期位置を制御するようにしてもよい。
【００５４】
以上のように、本実施形態では、黒引画像の撮像における読出開始タイミングでの手振れ補正の初期位置を、被写体の撮像画像の撮像における読出開始タイミングでの手振れ補正の初期位置に揃える。駆動手段としてのＣＰＵ１０４は、第二画像としての黒引画像を撮像する際に、第一画像としての被写体の撮像画像を撮像した際の光電変換素子１０２の駆動開始位置から、光電変換素子１０２の駆動を開始することができる。よって、これらの画像の間で、横縞パターンのノイズ成分の位置および程度を、より高精度に揃えることが期待できる。
【００５５】
［第七実施形態］
次に、本発明の第七実施形態に係る撮像装置１を説明する。以下の説明では、主に上述した実施形態との相違点について説明する。
【００５６】
図２０は、第七実施形態における、手振れ補正のためにレンズの位置を移動する撮像装置１の概略構成図である。図２０の撮像装置１は、レンズユニット３００に、手ぶれ補正レンズ３１３、駆動素子３１４、を有する。図２０の撮像装置１は、光電変換素子１０２のための手ぶれ補正用の移動ステージ１８００、駆動部材１８０１、を有さない。ＣＰＵ１０４は、パルスジェネレータ５２の信号を、インタフェース１２０を通じて、レンズ駆動部３２０へ出力する。レンズ駆動部３２０は、パルスジェネレータ５２のパルス信号に基づいて、手ぶれ補正レンズ３１３の位置を移動する。なお、動き検出センサ７４は、レンズユニット３００に設けられてもよい。
【００５７】
撮像装置１のＣＰＵ１０４は、光電変換素子１０２を用いて、被写体についての長時間の撮像画像を撮像し、その後に黒引画像を撮像する。その後、ＣＰＵ１０４は、被写体の撮像画像から、黒引画像を減算するように差分演算し、演算後の撮像画像を得る。また、ＣＰＵ１０４は、手ぶれ補正がオンである場合、被写体の撮像を開始してから黒引画像の撮像を終えるまで、手ぶれを補正するために、ステージ駆動回路４００により手ぶれ補正レンズ３１３の位置をメカ的に駆動する。ＣＰＵ１０４は、被写体の撮像画像を光電変換素子１０２から読み出す際に手ぶれ補正レンズ３１３による手ぶれ補正を実行し、駆動パターンをＰＧ用メモリ５３に記録する。ＣＰＵ１０４は、黒引画像を光電変換素子１０２から読み出す際に、ＰＧ用メモリ５３の駆動パターンを用いて手ぶれ補正レンズ３１３についての手ぶれ補正を実行する。
【００５８】
以上のように、本実施形態では、手ぶれ補正レンズ３１３を用いて手ぶれ補正を実行する。そして、ＣＰＵ１０４は、黒引画像を光電変換素子１０２から読み出す際に、ＰＧ用メモリ５３の駆動パターンを用いて手ぶれ補正レンズ３１３についての手ぶれ補正を実行する。その結果、差分演算後の撮像画像では、横縞パターンのノイズ成分が低減する。
【００５９】
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。
【００６０】
本発明は、上述の実施の形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワークや記録媒体を介してシステムや装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータの１つ以上のプロセッサーがプログラムを読み出して実行する処理でも実現可能である。また、本発明は、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１  撮像装置
５１  タイミングジェネレータ（ＴＧ）
５２  パルスジェネレータ（ＰＧ）
５３  ＰＧ用メモリ
６１  シャッタスイッチ
１００  撮像本体
１０１  メカニカルシャッタ
１０２  光電変換素子
１０４  ＣＰＵ
３１３  補正レンズ
３１４  駆動素子
３２０  レンズ駆動部
４００  ステージ駆動回路
１８００  移動ステージ
１８０１  駆動部材
１８０１Ａ，１８０１Ｃ，１８０１Ｅ  磁石
１８０１Ｂ，１８０１Ｄ，１８０１Ｆ  コイル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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