(57)【要約】【課題】画像振れの影響を排除し、撮影者の画像振れ防止のため負担や無駄な電力消費を軽減させる撮像装置を得る。【解決手段】撮像素子に結ばれた被写体像から画像データを生成する画像データ生成手段、画像データ生成手段により所定の時間間隔で生成される１画面単位の画像データを繰り返し出力させる撮像制御手段、撮像制御手段により出力される画像データを記録する画像データ記録手段、撮像部の位置状態を検出する位置検出手段、位置検出手段によりある時点での位置を基準とした位置の変化量を所定の時間間隔で検出し記録する位置記録手段、露光中または露光終了時に、前記画像データ記録手段の各画像データの撮影時間に対して、位置記録手段で記録された変化量を同期して表示する位置表示手段、画像データ記録手段の任意の画像データを加算して画像を生成する加算処理手段を有する。【選択図】        図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影光学系と撮像素子を備えた撮像装置であって、  前記撮影光学系を介して前記撮像素子に結ばれた被写体の画像から画像データを生成する画像データ生成手段と、  前記画像データ生成手段により所定の撮影時間間隔で生成される１画面単位の画像データを繰り返し出力させる撮像制御手段と、  前記撮像制御手段により出力される画像データを記録する画像データ記録手段と、  前記撮像部の位置状態を検出する位置検出手段と、  前記位置検出手段によりある時点での位置を基準とした位置の変化量を所定の時間間隔で検出し記録する位置記録手段と、  露光中または露光終了時に、前記画像データ記録手段の各画像データの撮影時間に対して、前記位置記録手段で記録された変化量を同期して表示する位置表示手段と、  前記画像データ記録手段の任意の画像データを加算して画像を生成する加算処理手段と、を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
被写体の明るさと、前記撮像素子の設定感度と、前記撮影光学系の絞り値に基づいて適正露光時間を算出する適正露光時間算出手段を有し、  前記露光時間算出手段で求めた適正露光時間に該当する前記画像データ記録手段のデータ数を前記位置表示手段に表示することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記所定の撮影時間間隔は、任意に入力され、変更されることを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記位置表示手段から任意の画像データを選択する選択手段を有し、前記選択手段によって選択された画像データを前記加算処理手段で加算して画像を生成することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項５】
前記画像データ記録手段に記録する各撮影データの撮影時間帯において、前記位置検出手段によって検出された位置の変化量が所定の閾値より大きいか否かを判定する判定手段を有し、  前記判定手段が判定した前記所定の閾値より小さい時間帯の画像データを前記加算処理手段で加算して画像を生成することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項６】
前記判定手段の閾値が、任意に入力される閾値入力手段を有することを特徴とする請求項５記載の撮像装置。
【請求項７】
前記判定手段が判定した前記所定の閾値より位置の変化量が大きくなる部分を含む時間帯の合計時間を算出し、前記合計時間と同じ長さの時間分だけ露光を延長し適正露光時間に合わせることができる自動延長機能を備えたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項８】
前記自動延長機能において、撮影延長をするか否かが任意に選択されることを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記位置検出手段によって検出された位置の変化量において、前記撮影時間帯ごとにそれぞれの積分値を算出し、前記積分値の小さい時間帯の画像データを優先して前記加算処理手段に出力させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記判定手段が判定した前記所定の閾値より位置の変化量が大きくなる部分の時間帯の合計時間ｔ‘と、小さくなる部分の時間帯の合計時間ｔをそれぞれ算出し、位置の変化量が閾値より小さくなる部分の画像データのみを（ｔ‘＋ｔ）／ｔ倍した後に、前記加算処理手段に出力することを特徴とする請求項７乃至９のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記位置記録手段は、撮影が開始される前の前記撮像装置の位置状態を保持して、前記位置表示手段で撮影開始時点よりも前の位置情報も表示することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記位置検出手段は、前記撮影光学系の撮影光軸と垂直となる面方向における重力方向と、水平方向の位置情報を検出する加速度センサであることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記位置検出手段は、任意の画像データの被写体位置を基準として、前記撮影光学系の撮影光軸と垂直となる面方向における重力方向と水平方向の位置情報を用いて、前記撮影時間間隔毎に撮影された前記画像データに含まれる被写体位置のズレを算出する画像位置検出手段であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項１４】
基準とする被写体位置を含む画像データは、任意に選択されることを特徴とする請求項１３に記載の撮像装置。
【請求項１５】
前記画像位置検出手段により前記重力方向と水平方向の位置の変化を算出した前記画像データにおいて、検出した前記被写体位置のズレ量を補正した後に、前記画像データを前記加算処理手段に出力することを特徴とする請求項１３または１４に記載の撮像装置。
【請求項１６】
撮影光学系と撮像素子を備えた撮像装置を、  前記撮影光学系を介して前記撮像素子に結ばれた被写体の画像から画像データを生成する画像データ生成手段と、  前記画像データ生成手段により所定の撮影時間間隔で生成される１画面単位の画像データを繰り返し出力させる撮像制御手段と、  前記撮像制御手段により出力される画像データを記録する画像データ記録手段と、  前記撮像部の位置状態を検出する位置検出手段と、  前記位置検出手段によりある時点での位置を基準とした位置の変化量を所定の時間間隔で検出し記録する位置記録手段と、  露光中または露光終了時に、前記画像データ記録手段の各画像データの撮影時間に対して、前記位置記録手段で記録された変化量を同期して表示する位置表示手段と、  前記画像データ記録手段の任意の画像データを加算して画像を生成する加算処理手段として機能させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮影した画像を電子画像としてリアルタイムで再生し、また、電子画像を記録し、記録した画像を再生することができる撮像装置に関するもので、デジタルカメラ、カメラ付携帯電話機、ビデオカメラなどに応用可能なものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルカメラなどの電子画像による撮影技術は、技術の進歩に伴いますます広範囲に利用され、従来撮影することができなかった撮影条件のもとでも撮影することができるようになってきた。その一例として、夜空などの低輝度の被写体を高画質で撮影することができるように、長時間露光が可能なデジタルカメラがある。しかし、長時間露光を用いてブレのない画像を高い画質で撮影するには、多くの場合、三脚などを用いてデジタルカメラを確実に長時間にわたり固定する必要があり、撮影者への負担は大きい。さらに、何らかの要因で長時間露光の途中で撮像部の位置を大きく動かしてしまうことによって、失敗露光と判断されても、その露光が終了するまで撮影者は待たされることになり、撮影者にとって無益な時間を浪費してしまう。その間のデジタルカメラの消費電力もかなり多くなる。  
【０００３】
このような問題に対応した技術の一つとして特許文献１記載の発明がある。特許文献１記載の発明は、長時間露光モードによる長時間露光動作中に、撮像素子の略全ての画素から所定の周期で画素信号を読み出すとともに、画素信号を読み出す度に加算し、加算した画素信号により構成される画像を液晶ディスプレイ（以下「ＬＣＤ」という）に表示するようにしたものである。そして、シャッターボタンの再度の全押し操作により、上記長時間露光動作の終了が指示されるか、あるいは、加算された画像を構成する画素信号の画素値に基づいて適切な露光量が得られたものと判断されると、第２画像記憶部に記憶される最新の加算画像を記録画像とするように構成されている。  
【０００４】
特許文献１記載の発明によれば、長時間露光中は撮影者が常にデジタルカメラのシャッターボタンを押し下げている必要があり、カメラが三脚などに固定されているとしても撮影者からカメラに振動が伝わり、長時間露光によるブレのない高画質撮影を実現することは難しい。  
【０００５】
長時間露光に伴う問題を解決しようとする他の従来技術として特許文献２記載の発明もある。これは、撮像素子の画素配列面を表示用フィールドと記録用フィールドとに分割し、それぞれの露光時間を異なるように設定可能とするものである。シャッタ操作が行われると、上記記録用フィールドの露光を開始するとともに、表示用フィールドで所定時間電荷蓄積を行い、この電荷信号に基づく画像を表示画像としてＬＣＤ等に表示させる。表示用フィールドにおける所定時間の露光と画像読み出しとを繰り返し行い、その都度得られる画像を前回表示した表示画像に合成加算して表示していく。この結果、記録用フィールドの露光が終了するまで、デジタルカメラにおいては画像表示が行われることになる。  
【０００６】
特許文献２記載の発明によれば、近年のデジタルカメラで用いられているＬＣＤなどの表示装置のように、精細度が高まっている表示装置で画像を確認しようとしても、撮像素子の一部で得られる画像信号しか表示に利用されないため、精密な画像ぶれを確認するには限界がある。  
【０００７】
また、他の従来技術として特許文献３記載の撮像装置がある。これは、手振れ状態を検出する振れ検出手段を備え、検出された手振れ情報から像振れがあると判断された場合は、そのことを撮影前に撮影者に報知することにより、手振れによる失敗撮影を減らそうとするものである。  
【０００８】
特許文献３記載の発明によれば、手振れが生じる可能性があることを撮影前に知ることにより、撮影者は手振れが生じないような対策を事前にとることができる。しかし、撮影前の撮影条件が像ぶれの無い条件であって警告が無かったとしても、露光中に像ぶれが生じてしまえば、結果的には失敗撮影となることも少なくない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで本発明は、露光中に撮像部の位置が動いた量、動いた時間帯を精密に把握してこれを表示し、画像振れの許容される時間帯の画素信号のみを加算して画像を生成することにより、例えば風を要因とする振動などの予期できない要因、その他あらゆる要因で生じた画像振れの悪影響を排除することができ、もって、撮影者に対する画像振れ防止のための負担や無駄な電力消費を軽減し、長時間露光による振れの少ない高画質撮影が可能な撮像装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、撮影光学系と撮像素子を備えた撮像装置であって、前記撮影光学系を介して前記撮像素子に結ばれた被写体の画像から画像データを生成する画像データ生成手段と、前記画像データ生成手段により所定の撮影時間間隔で生成される１画面単位の画像データを繰り返し出力させる撮像制御手段と、前記撮像制御手段により出力される画像データを記録する画像データ記録手段と、前記撮像部の位置状態を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段によりある時点での位置を基準とした位置の変化量を所定の時間間隔で検出し記録する位置記録手段と、露光中または露光終了時に、前記画像データ記録手段の各画像データの撮影時間に対して、前記位置記録手段で記録された変化量を同期して表示する位置表示手段と、前記画像データ記録手段の任意の画像データを加算して画像を生成する加算処理手段と、を有することを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
撮像中の撮像部の位置変化量を時間軸で確認することができ、さらに撮影者において任意の時間帯のみの画素信号を選択して画像を生成することができる。それによって、撮影中に思わぬ振動を撮像部に与えてしまった場合でも、振動を与えてしまった時間帯の画素信号のみを削除することができるので、特に長時間露光における撮像画像であっても、振れの少ない高画質の画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る撮像装置の例であるデジタルカメラの外観の例を示す平面図である。
【図２】上記デジタルカメラの正面図である。
【図３】上記デジタルカメラの背面図である。
【図４】上記撮像装置内部の制御系統の例を示すブロック図である。
【図５】上記撮像装置による画像振れの表示例を示す図である。
【図６】上記撮像装置による画像振れの別の表示例を示す図である。
【図７】上記画像振れの表示において削除すべき部分を表示した例を示す図である。
【図８】上記撮像装置による画像振れのさらに別の表示例を示す図である。
【図９】上記撮像装置による画像振れのさらに別の表示例を示す図である。
【図１０】上記撮像装置による画像振れのさらに別の表示例を示す図である。
【図１１】上記撮像装置による画像振れのさらに別の表示例を示す図である。
【図１２】上記撮像装置による画像振れのさらに別の表示例を示す図である。
【図１３】上記表示例からさらに時間が経過したときの表示例を示す図である。
【図１４】上記撮像装置による画像振れのさらに別の表示例を示す図である。
【図１５】上記撮像装置による画像振れのさらに別の表示例を示す図である。
【図１６】上記撮像装置による画像振れのさらに別の表示例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００１３】
以下、本発明に係る撮像装置の実施例を、図面を用いて説明する。  まず、本発明にかかる撮像装置の例として、デジタルカメラの外観の例を示す図１、図２、図３を参照しながら、本発明を実施するのに必要な操作部、ディスプレイなどについて説明する。  
【００１４】
撮像装置としてのデジタルカメラは、図１に示すように、その上面側に、サブＬＣＤモニタ１、レリーズボタン２、ダイヤルキー４を有している。そのほかに、電源スイッチボタン、ファンクションボタンなどを備えている場合もある。ダイヤルキー４は撮影時の各種モードを設定するダイヤルであり、動画モード、通常の静止画モード、長時間露光モードといった撮影の各種モードを選択して決定する。  
【００１５】
デジタルカメラの正面側には、図２に示すように、ストロボ発光部３、測距ユニット５、鏡胴ユニット７、光学ファインダの対物面１１ａが配置されている。カメラ本体の一側部にはメモリカードスロット１２１が配置され、このスロット１２１には蓋が被せられている。鏡胴ユニット７は沈胴式になっていて、不使用時には図１に示すように鏡胴ユニット７を構成する鏡筒などの各部材がカメラ本体内に収納されてコンパクトな態様になる。使用時には鏡胴ユニット７を構成する各部材がカメラ本体から繰り出されて撮影可能な態様になるとともに、焦点距離を連続的に変更するズーミングを行うことができるようになっている。  
【００１６】
デジタルカメラの背面側には、図３に示すように、左上に上記光学ファインダの接眼部１１ｂ、その下にオートフォーカス（以下「ＡＦ」という）動作を表示するＡＦ・ＬＥＤ８、ストロボ発光器の動作を表示するストロボＬＥＤ９が配置されている。デジタルカメラの背面の左側を大きく占めてＬＣＤモニタ１０が配置され、その下方に電源スイッチ１３が配置されている。デジタルカメラの背面の右上には上記鏡胴ユニット７を望遠端に向かって、また、広角端に向かって動作させるためのズーム操作スイッチ１２が配置され、その下方には、再生ボタン、ＯＫ・十字キー、ゴミ箱キー、セルフタイマーキーなどが配置された操作キーユニット１４が設けられている。操作キーユニット１４は、後で説明する操作キーユニットＳＷ１〜１３に相当する。  
【００１７】
図４は、本発明の実施例における撮影装置の制御系統の構成例を示す機能ブロック図である。図４において、鏡胴ユニット７は、被写体の光学画像を取り込むズームレンズ７−１ａ、ズーム駆動モータ７−１ｂからなるズーム光学系７−１、フォーカスレンズ７−２ａ、フォーカス駆動モータ７−２ｂからなるフォーカス光学系７−２、絞り７−３ａ、絞りモータ７−３ｂからなる絞りユニット７−３、メカシャッタ７−４ａ、メカシャッタモータ７−４ｂからなるメカシャッタユニット７−４、各モータを駆動するモータドライバ７−５を有する。モータドライバ７−５は、操作部キーユニットＳＷ１〜ＳＷ１３の操作入力に基づいて動作が制御される。すなわち、操作部キーユニットＳＷ１〜ＳＷ１３の操作入力に基づき、後述するデジタルスチルカメラプロセッサ１０４内にあるＣＰＵ（「中央処理ユニット」、以下同じ）ブロック１０４−３から駆動指令信号が出力され、この指令信号によりモータドライバ７−５が駆動され上記鏡胴ユニット７の各部の動作が制御される。  
【００１８】
図４に示すＲＯＭ（「読み出し専用メモリ」、以下同じ）１０８には、ＣＰＵブロック１０４−３にて解読可能なコードで記述された制御プログラムや、制御するためのパラメータが格納されている。このデジタルカメラの電源がオン状態になると、上記プログラムは図示されないメインメモリにロードされる。上記ＣＰＵブロック１０４−３は、上記プログラムに従って装置各部の動作を制御するとともに、制御に必要なデータ等を一時的にＲＡＭ（「随時読み書き可能なメモリ」、以下同じ）１０７、および後述するデジタルスチルカメラプロセッサ１０４内にあるＬｏｃａｌＳＤＲＡＭ１０４−４に保存する。ＲＯＭ１０８として書き換え可能なフラッシュＲＯＭを使用することにより、これに記録する制御プログラムや制御するためのパラメータを変更することが可能となり、デジタルカメラの機能を容易にバージョンアップすることができる。すなわち、ＲＯＭ１０８に格納された上記制御プログラムは、撮影光学系と撮像素子を備えた撮像装置を、前記撮影光学系を介して前記撮像素子に結ばれた被写体の画像から画像データを生成する画像データ生成手段と、前記画像データ生成手段により所定の撮影時間間隔で生成される１画面単位の画像データを繰り返し出力させる撮像制御手段と、前記撮像制御手段に
より出力される画像データを記録する画像データ記録手段と、前記撮像部の位置状態を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段によりある時点での位置を基準とした位置の変化量を所定の時間間隔で検出し記録する位置記録手段と、露光中または露光終了時に、前記画像データ記録手段の各画像データの撮影時間に対して、前記位置記録手段で記録された変化量を同期して表示する位置表示手段と、前記画像データ記録手段の任意の画像データを加算して画像を生成する加算処理手段として機能させるプログラムとなっている。  
【００１９】
鏡胴ユニット７による被写体像の結像位置には撮像素子としてＣＣＤ１０１が配置されている。ＣＣＤ１０１は、光学画像を光電変換するための固体撮像素子であり、無数の画素を２次元に配置したエリアセンサである。ＣＣＤ１０１の各画素によって光電変換された信号はＦ／Ｅ（「フロントエンド」、以下同じ）−ＩＣ１０２に入力される。Ｆ／Ｅ−ＩＣ１０２は、ＣＣＤ１０１に結ばれた被写体の画像から画像データを生成する画像データ生成手段を構成していて、画像ノイズ除去用相関二重サンプリングを行うＣＤＳ１０２−１、利得調整を行うＡＧＣ１０２−２、ディジタル信号変換を行うＡ／Ｄ（「アナログ・デジタル変換器」、以下同じ）１０２−３を有する。Ｆ／Ｅ−ＩＣ１０２はまた、カメラプロセッサ１０４内のＣＣＤ１信号処理ブロック１０４−１から供給される垂直同期信号（以下「ＶＤ」という）および水平同期信号（以下「ＨＤ」という）によってＦ／Ｅ−ＩＣ１０２の駆動タイミング信号を発生するＴＧ（タイミングジェネレータ）１０２−４を有する。ＴＧ１０２−４で発生するタイミング信号に応じて、ＣＣＤ１０１がＣＰＵブロック１０４−３によって制御されるように構成されている。換言すれば、ＣＣＤ１信号処理ブロック１０４−１およびＴＧ１０２−４を含む部分は、上記画像データ生成手段により所定の撮影時間間隔で生成される１画面単位の画像データを繰り返し出力させる撮像制御手段を構成している。なお、前記所定の撮影時間間隔は、上述の動作制御手段及び撮像制御手段によって任意に入力され、変更されるように構成することができる。  
【００２０】
デジタルスチルカメラプロセッサ１０４は、以下のような各機能ブロックを備えている。  ＣＣＤ１０１からＦ／Ｅ―ＩＣ１０２を経て出力される画像データにホワイトバランス設定やガンマ設定を行い、また、前述したように、ＶＤ信号、ＨＤ信号を供給するＣＣＤ１制御ブロック１０４−１。  フィルタリング処理により、輝度データ・色差データへの変換を行うＣＣＤ２制御ブロック１０４−２。  前述した装置各部の動作を制御するＣＰＵブロック１０４−３。  前述した制御に必要なデータ等を一時的に保存するＬｏｃａｌ（ローカル）ＳＲＡＭ１０４−４。  パソコンなどの外部機器とＵＳＢ通信を行うＵＳＢブロック１０４−５。  パソコンなどの外部機器とシリアル通信を行うシリアルブロック１０４−６。  ＪＰＥＧ圧縮・伸張を行うＪＰＥＧＣＯＤＥＣブロック１０４−７。  画像データのサイズを補間処理により拡大／縮小するＲＥＳＩＺＥブロック１０４−８。  画像データを液晶モニタやテレビなどの外部表示機器に表示するためのビデオ信号に変換するＴＶ信号表示ブロック１０４−９。  撮影された画像データを記録するメモリカードの制御を行うメモリカードブロック１０４−１０。  
【００２１】
上記ＳＤＲＡＭ１０３は、前述したデジタルスチルカメラプロセッサ１０４で画像データに各種処理を施す際に、画像データを一時的に保存する。保存される画像データは、例えば、ＣＣＤ１０１から、Ｆ／Ｅ−ＩＣ１０２を経由して取り込み、ＣＣＤ１信号処理ブロック１０４−１でホワイトバランス設定データ、ガンマ設定が行われた状態の「ＲＡＷ−ＲＧＢ画像データ」やＣＣＤ２制御ブロック１０４−２で輝度データ・色差データ変換が行われた状態の「ＹＵＶ画像データ」、ＪＰＥＧＣＯＤＥＣブロック１０４−７で、ＪＰＥＧ圧縮された「ＪＰＥＧ画像データ」などである。ＳＤＲＡＭ１０３は、撮像制御手段により出力される画像データを記録する画像データ記録手段を構成している。撮像制御手段により出力される画像データを記録する画像データ記録手段としての機能を、上記ＳＤＲＡＭ１０３に代えて、ＲＡＭ１０７に持たせてもよい。  
【００２２】
メモリカードスロット１２１は、メモリカードを着脱可能なスロットである。内蔵メモリ１２０は、前述したメモリカードスロット１２１にメモリカードが装着されていない場合でも、撮影した画像データを記憶できるようにするためのメモリである。ＬＣＤドライバ１１７は、後述するＬＣＤモニタ１０を駆動するドライブ回路であり、ＴＶ信号表示ブロック１０４−９から出力されたビデオ信号を、ＬＣＤモニタ１０に表示するための信号に変換する機能も有している。ＬＣＤモニタ１０は、撮影前に被写体の状態を監視し、撮影した画像を確認し、あるいはメモリカードや前述した内臓メモリ１２０に記録した画像データを表示する、などの役目を持ったモニタである。  
【００２３】
ビデオＡＭＰ（「アンプ：増幅器」、以下同じ）１１８は、ＴＶ信号表示ブロック１０４−９から出力されるビデオ信号を、インピーダンス７５Ωに変換するためのアンプであり、ビデオジャック１１９は、ＴＶなどの外部表示機器と接続するためのジャックである。ＵＳＢコネクタ１２２は、パソコンなどの外部機器とＵＳＢ接続を行うためのコネクタである。シリアルドライバ回路１２３−１は、パソコンなどの外部機器とシリアル通信を行うために、前述したシリアルブロック１０４−６の出力信号を電圧変換するための回路であり、ＲＳ−２３２Ｃコネクタは、パソコンなどの外部機器とシリアル接続を行う為のコネクタである。  
【００２４】
ＳＵＢ−ＣＰＵ１０９は、ＲＯＭおよびＲＡＭをワンチップに内蔵したＣＰＵで、操作キーユニットＳＷ１〜１３の出力信号をユーザの操作情報として、前述したＣＰＵブロック１０４−３に出力し、また、前述したＣＰＵブロック１０４−３より出力されるカメラの状態に応じて、サブＬＣＤ１、ＡＦＬＥＤ８、ストロボＬＥＤ９、ブザー１１３の動作を制御するための信号に変換して出力する。サブＬＣＤ１は、例えば、撮影可能枚数などを表示するための表示部であり、ＬＣＤドライバ１１１は、前述したＳＵＢ−ＣＰＵ１０９の出力信号より、前述したサブＬＣＤ１を駆動するためのドライブ回路である。ＡＦＬＥＤ８は、撮影時の合焦状態を表示するためのＬＥＤであり、ストロボＬＥＤ９は、ストロボ充電状態を表すためのＬＥＤである。なお、ＡＦＬＥＤ８とストロボＬＥＤ９を、メモリカードアクセス中などの別の表示用途に使用してもよい。操作キーユニットＳＷ１〜１３は、ユーザが操作する各種キースイッチなどを備えている。  
【００２５】
ストロボ発光部３，ストロボ回路１１４は、自然光などでは被写体輝度が足りない場合に光量を補う装置である。暗い場所や被写体が暗い場合の撮影においては、デジタルスチルカメラプロセッサ１０４からストロボ回路１１４にストロボ発光信号を送信し、この信号によってストロボ回路１１４はシャッタレリーズ動作に同期してストロボ発光部３を発光させ被写体を明るく照明する。  
【００２６】
測距ユニット５は、カメラと被写体との距離を測る装置である。デジタルカメラでは、撮像素子（ＣＣＤ）に形成された像のコントラストを検出し、最もコントラストの高い位置にレンズを移動させてフォーカスを合わせるＣＣＤ−ＡＦ方式が広く用いられている。しかし、ＣＣＤ−ＡＦ方式は、レンズを少しずつ動かしながらコントラストを探していくためフォーカス動作が遅いという問題がある。そこで、測距ユニット５を用いて被写体との距離情報を常に取得し、距離情報からレンズを一気に合焦位置まで移動させてフォーカス動作を高速化している。  
【００２７】
加速度センサ６は、加速度を検出し、水平面とそれに垂直な方向に対するカメラの加速度を求めるための装置で、手振れの方向および手振れ量を検出し、さらにはカメラの姿勢を検出することができる。よって、加速度センサ６は、撮像装置の位置状態を検出する位置検出手段を構成している。この位置検出手段によりある時点での位置を基準とした位置の変化量は、所定の時間間隔で検出され、位置記録手段に記録される。この位置記録手段として、例えば前記ＲＡＭ１０７を使用することができる。  
【００２８】
ＧＰＳ１５は、人工衛星を使った全地球的位置決定システムで、緯度経度を測定する装置である。電子コンパス１６は、地球の発するわずかな磁気を検知し方位を測定する装置である。気圧高度計１７は、気圧の高低を測定し標準値と比較することで高度を算出する装置である。  
【００２９】
音声記録ユニット１１５は、ユーザその他周囲の環境からの音声を電気信号に変換して入力するマイクロホン１１５−３、入力された音声信号を増幅するマイクＡＭＰ１１５−２、増幅された音声信号を記録する音声記録回路１１５―３を有してなる。音声再生ユニット１１６は、記録された音声信号をスピーカーから出力できる信号に変換する音声再生回路１１６−１、変換された音声信号を増幅し、スピーカーを駆動するためのオーディオＡＭＰ１１６−２、音声信号を出力するスピーカー１１６−３を有してなる。  
【００３０】
以上、本発明に係る撮像装置のハード部分の構成例を説明した。本発明は、このようなハード構成において、例えば長時間露光などにおいて生じがちな画像ぶれの悪影響を排除することができるように工夫したものである。図５は、露光中の撮像部における位置の変化、換言すれば撮像部の振れの例を時間軸上で表したものである。この表示手段は、例えば前記ＬＣＤモニタ１０が構成するものとすることができる。かかる構成にすることにより、ＬＣＤモニタ１０は、前記画像データ記録手段の各画像データの撮影時間に対して、前記位置記録手段で記録された変化量を同期して表示する位置表示手段を構成することになる。  
【００３１】
図５の上半分は時間軸に対するＸ軸（水平方向）の振れの大きさを、下半分はＹ軸（重力方向）の振れの大きさを示す。すなわち前記位置検出手段は、前記撮影光学系の撮影光軸と垂直となる面方向におけるＹ軸（重力方向）と、Ｘ軸（水平方向）の位置情報を検出している。水平方向の振れの閾値を±Ｘ’、重力方向の振れの閾値を±Ｙ’とし、閾値を越えた場合を除き、それ以外の画素信号を加算する。図５に示す例では、Ｘ方向の閾値を越えた時間帯はｔ４、ｔ５であり、Ｙ方向の閾値を越えた時間帯はｔ６である。そこで、Ｘ方向とＹ方向の振れの大きさが閾値を越えて測定された時間帯ｔ４、ｔ５、ｔ６以外の画素信号のみを加算して、画像を生成する。カメラプロセッサ１０４、ＲＯＭ１０８の制御プログラム、ＳＤＲＡＭ１０３あるいはＲＡＭ１０７を含む構成部分は、画像データ記録手段に記録されている任意の画像データを加算して画像を生成する加算処理手段を構成している。  
【００３２】
このようにして画像振れの大きさを時間軸上で時間帯ごとに検出することによって、以下のように活用することができる。  [長時間露光中の位置ズレ表示と任意時間帯の画像生成]  長時間露光を開始すると、位置検出手段の加速度センサ６が位置検出を行い、時間軸上に位置データを記録する。撮影者は、露光中または露光終了時に、図５のような「時間軸−位置のぶれ量」として出力される表示を確認しながら、生成画像として必要な時間帯を選択手段により選択し、選択された時間帯の画像データを加算させて最終的に生成する画像を決定する。すなわち、前記位置検出手段は、任意の画像データの被写体位置を基準として、前記撮影光学系の撮影光軸と垂直となる面方向におけるＹ軸（重力方向）とＸ軸（水平方向）の位置情報を用いて、前記撮影時間間隔毎に撮影された前記画像データに含まれる被写体位置のズレを算出している画像位置検出手段となっている。また、基準とする被写体位置を含む画像データは、長時間露光の開始決定とともに任意に選択されている。前記画像位置検出手段により前記重力方向と水平方向の位置の変化を算出した前記画像データは、検出した前記
被写体位置のズレ量を補正した後に、前記加算処理手段に出力される。  
【００３３】
[適正露光時間表示]  図５に示すように、カメラは、被写体輝度に応じた適正露光時間を適正露光時間算出手段により算出し、算出結果を表示することができる。手振れの様子とともに適正露光時間をグラフのように表示することによって、画像生成のための時間帯を撮影者が選択するにあたり、どの時間帯を選択すれば好ましいのか、判断の補助を行うことができる。  
【００３４】
[時間帯自動選択]  図５に示す例では、Ｘ方向のぶれの大きさとＹ方向のぶれの大きさがそれぞれの閾値Ｘ’、Ｙ’より大きくなったｔ４、ｔ５、ｔ６の時間帯の画素信号を、カメラが自動で削除して画像を生成する。閾値Ｘ’または閾値Ｙ’は、閾値入力手段を設けることによって撮影者が任意に決めて設定することができる。  
【００３５】
以上の動作は、図４に示すブロック図における加速度センサ６による検出信号に基づき、カメラプロセッサ１０４内のＣＰＵブロック１０４−３が、ＲＯＭ１０８内の制御プログラムにしたがって動作することにより行われる。  
【００３６】
図６以下は、上記の動作をより具体的に、個別のケースにつき示している。図６は、撮影後にＬＣＤモニタに表示される手振れの例を、Ｘ軸方向とＹ軸方向のうち一方のみ示している。水平方向の中心線を挟み上下に一定間隔で設定されている水平線は上下の閾値をそれぞれ示している。横軸と縦軸には数字や時間、角度などの単位を表示するとよい。縦軸（Ｙ軸）の中央は撮影開始点での撮像部の位置を示す。上記モニタ画面の下方の枠内には、選択のための左ボタン、削除のための右ボタン、決定のためのＯＫボタンが配置されている。これらのボタンを操作することにより、手振れの大きい時間帯を選択して削除することができる。  
【００３７】
図７は上記選択、削除の例を示す。図６からわかるように、手振れが閾値よりも大きい時間帯が連続して３か所にあるので、この３か所をボタンで選択する。このボタンは、位置表示手段から任意の画像データを選択する選択手段である。上記３か所は削除すべき個所であるため、モニタ上に表示する。図７に平行斜線を付した部分が削除すべき部分で、上記のように削除すべき個所が３か所にある。このようにして削除すべき個所を指定したあと、例えばレリーズボタンを押すなどの操作を行うことによって、上記指定個所を削除することができる。残りの時間帯の画像データを加算して画像を生成すれば、手振れの要素の少ない高い品質の画像を得ることができる。  
【００３８】
図８は、撮影後にＬＣＤモニタに表示される手振れの別の例を示す。この例は、レリーズ操作時に生じる手振れの典型例で、レリーズボタンを押したときとレリーズボタンから指を離したときに大きな手振れが発生して、閾値を越えている。レリーズボタンを押したときは当初の二つの時間帯に跨って大きく手振れを発生し、レリーズボタンから指を離したときは一つの時間帯に大きく手振れを発生している。そこで、これら三つの時間帯を削除エリアとして設定する。図９は削除エリアを設定した状態を示しており、この状態で例えばレリーズボタンを押すことにより、上記三つの時間帯の画像データを削除することができる。この場合も、残りの時間帯の画像データを加算して画像を生成すれば、手振れの要素の少ない高い品質の画像を得ることができる。  
【００３９】
図１０は、図６ないし図９に示す例のように水平方向（Ｘ方向）の手振れに加えて垂直方向（Ｙ方向）の手振れも併せて表示することができるようにした例を示す。図１０において、実線で示すグラフと鎖線で示すグラフの一方が水平方向の手振れを、他方が垂直方向の手振れを示している。この例によれば、水平方向と垂直方向の両方につき手振れの様子を知ることができるので、それぞれの方向につき手振れが閾値を越える時間帯の画像データを削除し、残りの時間帯の画像データを加算して画像を生成する。これにより、手振れの要素の少ない高い品質の画像を得ることができる。  
【００４０】
図６ないし図１０に示す例において、手振れが閾値を越える時間帯の画像データは、手動による選択ではなく、前記ＣＰＵブロック１０４−３における判断、例えば、検出された手振れの量と閾値を時間帯ごとに比較することによって、手振れの量が大きい時間帯の画像データを自動的に削除するようにしてもよい。この場合、ＣＰＵブロック１０４−３は、画像データ記録手段に記録する各撮影データの撮影時間帯において、前記位置検出手段によって検出された位置の変化量が所定の閾値より大きいか否かを判定する判定手段を構成することになる。  
【００４１】
図１１は、撮影後にＬＣＤモニタに表示される手振れの別の例を示すものであるが、これに加えて、レリーズ操作前の手振れの様子も表示するようにしたものである。図１１において、モニタを示す画面の中に太線で示す縦方向の線はレリーズ操作開始時点を示しており、この太線の左側に、レリーズ操作開始前からの手振れの様子が表示されている。図１１に示す例によれば、レリーズ操作によって撮影を開始することにより手振れが大きく発生していることがわかるので、撮影者は上記モニタを見ることにより、レリーズ操作に問題があることがわかり、以後のレリーズ操作に注意を払うことができる。なお、レリーズ操作による撮影開始前は、画像データは保存されないので、撮影開始前の時間帯における画像データの削除設定はできない。  
【００４２】
図１２、図１３は、長時間露光モードで撮影中のモニタによる手振れ表示の例を示す。図１２、図１３において平行斜線が付されている時間帯は、これから露光動作が行われる時間帯を示す。図１２の例では、露光開始から３秒経過した例を示しており、モニタの下部には、露光中であること、露光経過時間が３秒であることが表示されている。図１３はさらに継続して露光され、露光時間が８秒経過した状態を示している。したがって、モニタの下部には、露光中であること、露光経過時間が８秒であることが表示されている。露光中は、画像データを削除すべき時間帯の設定およびその削除はできないので、上記のようにモニタ下部の表示も前述の例と異なっている。  
【００４３】
[露光時間自動延長]  図１４は、長時間露光モードで撮影を終えた際の露光時間自動延長機能の表示例を示す。ぶれの大きさが閾値を越える時間帯の合計時間をtとした場合、さらにｔ秒間の露光延長を行うか否かを操作者に判断させる。このようにすることにより、前記判定手段が判定した前記所定の閾値より大きくなる部分を含む時間帯の合計時間を算出し、前記合計時間と同じ長さの時間分だけ露光を延長し適正露光時間に合わせることができる。また、前記自動延長機能において、撮影延長をするか否かを任意に撮影者に選択させるようにしてもよい。  
【００４４】
[積分によるぶれの大きさ判定]  図１５は、長時間モードで撮影を終えた際にｔ１〜ｔ１０の各時間帯において、ぶれの大きさの積分値を求め順位付けをし、さらにぶれの少ない時間帯から優先して選択をした表示例を示す。この機能により、画像ぶれを最小限に抑えた画像データを集めることができる。すなわち、前記位置検出手段によって検出された位置の変化量において、前記撮影時間帯ごとにそれぞれの積分値を算出し、前記積分値の小さい時間帯の画像データを優先して前記加算処理手段に出力させる。  
【００４５】
[画像データ多重加算]  図１６は、長時間モードで撮影を終えた際や中断した際の画像データ多重加算の表示例を示す。図６に示す例では、時間帯ｔ３,ｔ４,ｔ５,ｔ６においてぶれの大きさが閾値を越えている。ぶれの大きさが閾値を越えた時間帯ｔ３,ｔ４,ｔ５,ｔ６の画像データを使用せず、ぶれの大きさが閾値内であり、さらにぶれの小さい時間帯ｔ１,ｔ２,ｔ９,ｔ１０の画像データを２重に加算させる。すなわち、前記判定手段が判定した前記所定の閾値より大きくなる部分の時間帯の合計時間（ｔ３,ｔ４,ｔ５,ｔ６）をｔ‘とし、小さくなる部分の時間帯の合計時間（ｔ１,ｔ２,ｔ９,ｔ１０）をｔとする。そしてｔ、ｔ’のそれぞれの画像データを算出し、位置の変化が閾値より小さくなる部分の画像データのみを（ｔ‘＋ｔ）／ｔ倍した後に、前記加算処理手段に出力させる。これにより、ぶれの小さい露光時間の合計が適正露光時間より短くても、適正の明るさで画像を生成することができる。露光時間を自由に延ばすことができず、ブレの少ない画像を必要とする場合などに有効である。  
【００４６】
仮にカメラを三脚に取り付けていたとしても、写真撮影のために操作者がレリーズボタンを押した瞬間にカメラに大きな力がかかって手振れが発生することはよく知られている。テーブルレリーズやリモコンによるレリーズ装置を用いれば手振れの発生を低減することができるが、これらの機材や装置をカメラとともに携行することは煩わしい。上記各実施例に係る撮像装置によれば、操作者が直接レリーズボタンを操作することによって手振れが発生したとしても、撮影後に、大きな手振れが発生している時間帯を知ることができ、その時間帯の画像データを削除して、残りの良好な画像データのみを加算して手振れの少ない、高い画質の画像データを生成することができる。  
【００４７】
図４に示す例では、撮像素子としてＣＣＤタイプを用いるものとして説明したが、ＣＭＯＳタイプの撮像素子であってもよい。ＣＣＤタイプの撮像素子を使用した場合、画素信号の転送中は露光が中断するが、露光をしながらライン単位で画素信号を出力することができるので、露光が中断する期間をほとんどないように構成することができる。長時間露光の場合は、ＣＣＤタイプであっても露光時間に対する画素信号出力時間は無視できるほどの短時間であるが、比較的短い露光時間に対応する場合はＣＭＯＳタイプの撮像素子で構成するのが望ましい。また、ＣＣＤタイプの場合は画素信号の転送時にはメカシャッタを閉じてもよいが、低輝度であることを前提とすれば、露光中はメカシャッタを閉じることなく画素信号を出力する方が露光の中断期間は短くなる。ただし、部分的に極端に明るい輝度の被写体が撮影される場合はメカシャッタを閉じる方が撮影画像の品質は向上する。  
【００４８】
これまでの説明は、理解し易いように長い時間の露光動作を想定して説明したが、１回の撮影動作で画像信号を複数取り込むことができる撮像装置については本願発明の技術を適用することができる。例えば、手持ち撮影を考慮すると、長焦点の撮影レンズほど手振れが発生しやすいので、撮影の常識として言われている１／（焦点距離）よりも長い露光時間を長時間露光の目安としてもよい。ｆ＝２８ｍｍのレンズならば３６ｍｓｅｃ、ｆ＝１００ｍｍのレンズならば１０ｍｓｅｃ程度より長時間の露光の場合に本発明に係る技術を適用することで、機構的な手振れ補正装置を用いることなく、手振れの少ない画像を生成することができる。  
【００４９】
手振れは被写体の明るさと露出によって大きく影響を受ける。被写体の明るさと露出の関係についての例を挙げて説明する。撮像素子の感度設定がＩＳＯ１００のときに被写体の明るさが２Ｌｖ（Ｌｉｇｈｔ  Ｖａｌｕｅ）のとき、適正露出はＡｖ（Ａｐｅｒｔｕｒｅ  Ｖａｌｕｅ）＋Ｓｖ（Ｓｐｅｅｄ  Ｖａｌｕｅ）＝２を満足すればよい。レンズがＦ４であればＡｖ＝４なので、Ｓｖ＝−２となるので、シャッタ速度は４秒となる。よって、撮像制御手段は撮影時間間隔が１秒であれば４回分の撮影データを取得する必要があり、撮影時間間隔が５００ｍｅｃであれば８回分の撮影データを取得する必要がある。  
【００５０】
上記の例で、撮影時間間隔が５００ｍｅｃの時に１０回の撮影データを取得したとすると、２回分のデータを削除する必要があるので、位置の変化量の大きい撮影データを削除して残りを加算することになる。  なお、撮像素子のＳ／Ｎ特性などによっては、単純に加算しても適正露出が得られない場合があるので、露出時間または加算データ数の増減によって補正してもよい。  
【００５１】
前記実施例によれば、適正露光時間を表示させることで、撮影者が画像生成に使用する時間帯を選択する際に、迷い無く適正露出画像を得ること
ができるようになる。  撮像部の位置の変化が撮影者により予め設定した閾値以下の時間帯の画素信号のみを用いることにより、撮影者の手を煩わせることなく、最終的に高品質の画像を生成することができる。
【符号の説明】
【００５２】
６    加速度センサ  ７    レンズ鏡胴  １０    ＬＣＤモニタ  １０１    撮像素子であるＣＣＤ  １０２    Ｆ／Ｅ−ＩＣ  １０３    ＳＤＲＡＭ  １０４    カメラプロセッサ  １０７    ＲＡＭ  １０８    ＲＯＭ（制御プログラム）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５３】
【特許文献１】特開２００５−１１７３９５号公報
【特許文献２】特開２００２‐１３５６２６号公報
【特許文献３】特開２００４‐０７７７１３号公報
【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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