(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影装置により被写体の明るさに応じた露出で前記被写体の撮影画像を取得する際に用いられる露出補正装置であって、
前記撮影装置の撮影時の手ぶれに基づいた手ぶれ状態情報を取得する手ぶれ状態情報取得部と、
前記手ぶれ状態情報に基づいて、手ぶれが所定の値よりも大きい場合に、該値よりも小さい場合よりも前記露出を明るくするように補正するための露出補正値を出力し、前記被写体の明るさ及び前記露出補正値に基づいて予め定めた露出で撮影を行わせる露出補正部を備えたこと、
を特徴とする露出補正装置。
【請求項２】
請求項１記載の露出補正装置において、
前記手ぶれ状態情報取得部は、前記手ぶれ状態情報を所定間隔で取得し、
前記露出補正部は、前記撮影装置による撮影時には、直前に取得されている前記手ぶれ状態情報に基づいて前記露出補正値を決定して出力する
ことを特徴とする露出補正装置。
【請求項３】
被写体を撮影する撮影部と、
前記撮影時の手ぶれに基づいた手ぶれ状態情報を取得する手ぶれ状態情報取得部と、
前記被写体の明るさ及び前記手ぶれ状態情報に応じて、手ぶれが所定の値よりも大きい場合に、該値よりも小さい場合よりも前記露出を明るくするように予め定めた露出で前記被写体を撮影するように前記撮影部を制御する撮影制御部と、
を備えたことを特徴とする撮影装置。
【請求項４】
請求項３記載の撮影装置において、
前記手ぶれ状態情報取得部によって前記手ぶれ状態情報を所定間隔で取得し、
撮影時には、直前に取得されている手ぶれ状態情報を用いて前記露出を予め定めることを特徴とする撮影装置。
【請求項５】
請求項３または４記載の撮影装置において、
前記撮影制御部は、前記撮影部を制御する際に、前記撮影部が備えるシャッターのシャッター速度および絞りの絞り値を前記予め定めた露出となるように設定すること、
を特徴とする撮影装置。
【請求項６】
請求項５記載の撮影装置において、
前記撮影制御部は、前記シャッター速度が所定の最低速度以上となるように、前記シャッター速度および絞り値を設定すること、
を特徴とする撮影装置。
【請求項７】
請求項３〜６のいずれか一項に記載の撮影装置において、
前記撮影制御部による制御の下で撮影した時の手ぶれの軌跡に基づいて、前記撮影画像における前記手ぶれの軌跡が除去された復元画像が外部より入力される復元画像入力部を備えたこと、
を特徴とする撮影装置。
【請求項８】
請求項７記載の撮影装置において、
前記撮影時の手ぶれ量、前記被写体の明るさ及び前記手ぶれ状態情報に応じて予め定めた露出、前記露出の設定条件、前記被写体の明るさ及び前記手ぶれ状態情報に応じた露出の生成条件、前記被写体の明るさ及び前記手ぶれ状態情報に応じて定められる前後の露出、当該前後の露出における被写体の撮影画像および前記復元画像のうち、少なくとも何れか一つを表示する表示部を備えたこと、
を特徴とする撮影装置。
【請求項９】
請求項３〜８のいずれか一項に記載の撮影装置において、
ユーザが前記露出の設定条件の設定操作、前記被写体の明るさ及び前記手ぶれ状態情報に応じて予め定める露出の生成条件の設定操作、並びに前記予め定めた露出の調整のうち、少なくともいずれか一つを行うことのできる操作部を備えたこと、
を特徴とする撮影装置。
【請求項１０】
撮影時の露出値を設定するために用いる露出値設定装置であって、
前記撮影時の被写体の明るさを検出する明るさ検出部と、
前記被写体の明るさ及び前記撮影時の手ぶれに基づいた手ぶれ状態情報に応じて、手ぶれが所定の値よりも大きい場合に、該値よりも小さい場合よりも前記露出を明るくするように撮影時の露出値を予め設定する露出値設定部と、
を備えたことを特徴とする露出値設定装置。
【請求項１１】
撮影装置を用いて被写体の明るさに応じた露出で前記被写体の撮影画像を取得する際の前記露出を補正するための露出補正値算出方法であって、
前記撮影装置の撮影時の手ぶれに基づいた手ぶれ状態情報を取得する過程と、
前記手ぶれの状態情報に基づいて、手ぶれが所定の値よりも大きい場合に、該値よりも小さい場合よりも前記露出を明るくするように補正するための露出補正値を出力し、前記被写体の明るさ及び前記露出補正値に基づいて予め定めた露出で撮影を行わせる過程と、
を備えたことを特徴とする露出補正値算出方法。
【請求項１２】
撮影装置により被写体の明るさに応じた露出で前記被写体の撮影画像を取得する際に用いられ、露出補正部を備えた露出補正装置をコンピュータを用いて制御するための制御プログラムであって、
前記露出補正装置に、
前記撮影装置の撮影時の手ぶれに基づいた手ぶれ状態情報を取得し、
前記手ぶれの状態情報に基づいて、手ぶれが所定の値よりも大きい場合に、該値よりも小さい場合よりも前記露出を明るくするように補正するための露出補正値を出力し、前記被写体の明るさ及び前記露出補正値に基づいて予め定めた露出で前記撮影装置に撮影を行わせるようにさせること
を特徴とする制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルカメラ等の撮影装置を用いて被写体を撮影する際に用いられる露出補正装置、撮影装置、画像復元装置、露出計、露出補正値算出方法および制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、デジタルカメラ等の撮影装置において、自動露出機能（Automatic Exposure）を備えたものが知られている。被写体を撮影する際には、被写体の明るさ（輝度）に応じた適正な露出となるように絞り値やシャッター速度を設定する必要がある。自動露出機能を備えた撮影装置では、被写体の明るさに応じた適正な露出となるように撮影装置側で絞り値やシャッター速度等を自動的に設定することが行われている。
近年、自動露出機能に加えて、手ぶれ補正機能を備えた撮影装置が知られている。手ぶれ補正機能を備えた撮影装置では、例えば、角速度センサ等によって撮影時の手ぶれを検出して、手ぶれの軌跡データに基づき撮影画像から被写体のぶれを低減した復元画像を生成するようにしている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平６−２７５１２号公報
【特許文献２】特開平１１−２４１２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、手ぶれが生じると撮影装置が動き、これにより撮像素子上に投光される被写体の像が動く。このため、手ぶれのない場合と比較して手ぶれのある場合には、撮像素子全体に露光される光量は同じであるものの、被写体の像を現す面積が手ぶれの分だけ増加して、被写体の光量が不足する。したがって、手ぶれが生じると、手ぶれのない場合と比べて、露出が不足気味となり、撮影画像にノイズも目立つようになる。
【０００４】
このように被写体の明るさに基づいて設定した露出では、撮影時に手ぶれが生じた際には露出が不足気味になる。そこで、手ぶれによる露光不足を改善するために、撮影者が手動で露出を補正して、露光量を増加させることが考えられる。しかしながら、撮影者が撮影する際に、自らの手ぶれ量を正確に予測して、絞り値やシャッタースピードを適切に設定することは困難である。また、手ぶれがない場合に手ぶれを見込んで露光量を増加させると逆に露出過多となり、白飛びが生じる可能性もある。
また、このような露光不足の撮影画像を用いて撮影画像における被写体のぶれを低減した復元画像を生成しても、被写体を表す画像の先鋭度は改善されるものの、全体的にノイズが残り、画像全体がぼやけたような印象を改善することは困難な場合が多い。
本発明の課題は、手ぶれが生じたときでも適正な露出で撮影画像を取得して、手ぶれの生じた撮影画像から被写体のぶれを低減した画像を復元するために用いられる露出補正装置、撮影装置、画像復元装置、露出値設定装置、露出補正値算出方法および制御プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の露出補正装置は、撮影装置により被写体の明るさに応じた露出で前記被写体の撮影画像を取得する際に用いられる露出補正装置であって、前記撮影装置の撮影時の手ぶれに基づいた手ぶれ状態情報を取得する手ぶれ状態情報取得部と、前記手ぶれ状態情報に基づいて、手振れが所定の値よりも大きい場合に、該値よりも小さい場合よりも前記露出を明るくするように補正するための露出補正値を出力し、前記被写体の明るさ及び前記露出補正値に基づいて予め定めた露出で撮影を行わせる露出補正部を備えたこと、を特徴とする。この構成によれば、露出補正部は撮影時に手ぶれが生じた場合に、外部より入力される手ぶれ状態情報に基づいて、手ぶれに起因する露光不足を補うための露出補正値を出力する。このため、この露出補正装置を撮影装置に設ければ、被写体の撮影画像を得る際に手ぶれが生じても、露出補正値により露出が補正された適正な露出で撮影画像を取得することができる。
【０００６】
上記構成の露出補正装置において、前記手ぶれ状態情報取得部は、前記手ぶれ状態情報を所定間隔で取得し、前記露出補正部は、前記手ぶれ状態情報が取得されるごとに前記露出補正値を決定し、前記撮影装置による撮影時には、直前に決定した露出補正値を出力する構成でも良い。
また、露出補正装置は、撮影装置に内蔵あるいは装着され、前記撮影装置により被写体の明るさに応じた露出で前記被写体の撮影画像を取得する際に用いられる露出補正装置であって、前記撮影装置の撮影時の手ぶれを検出してその手ぶれ量を算出する手ぶれ量算出部と、前記手ぶれ量に基づいて、前記手ぶれに起因する露光不足を補うべく前記露出を補正するための露出補正値を生成して出力する露出補正部とを備えたことを特徴とする。この構成によれば、手ぶれ量算出部は撮影時の手ぶれを検出し、その手ぶれ量を求める。そして、補正値算出部は、撮影時の手ぶれ量に基づいて、手ぶれに起因する露光不足を補うべく露出を補正するための露出補正値を生成して出力する。このため、この露出補正装置を撮影装置に設ければ、被写体の撮影画像を得る際に手ぶれが生じても、露出補正値により露出が補正された適正な露出で撮影画像を取得することができる。
【０００７】
また、本発明の撮影装置は、被写体を撮影する撮影部と、前記撮影時の手ぶれに基づいた手ぶれ状態情報を取得する手ぶれ状態情報取得部と、前記被写体の明るさ及び前記手ぶれ状態情報に応じて、手振れが所定の値よりも大きい場合に、該値よりも小さい場合よりも前記露出を明るくするように予め定めた露出で前記被写体を撮影するように前記撮影部を制御する撮影制御部と、を備えたことを特徴とする。この構成によれば、撮影時に手ぶれが検出された場合に、入力部を介して外部より入力された露出補正値により手ぶれに起因する露光不足を補うように露出が補正される。そして、撮影制御部は、補正後の露出で被写体を撮影するように撮影部を制御する。したがって、撮影時に手ぶれが生じても適正な露出の撮影画像を取得することができる。
【０００８】
上記構成の撮影装置において、前記手ぶれ状態情報取得部によって前記手ぶれ状態情報を所定間隔で取得し、撮影時には、直前に取得されている手ぶれ状態情報を用いて前記露出を予め定める構成としても良い。
上記構成の撮影装置において、撮影制御部は、前記撮影部を制御する際に、前記撮影部が備えるシャッターのシャッター速度および絞りの絞り値を前記予め定めた露出となるように設定することが好ましい。この構成によれば、前記予め定めた露出となるように撮影制御部が自動的にシャッター速度や絞り値を設定するので、ユーザの手間を省力できる。
【０００９】
また、この際、前記撮影制御部は、前記シャッター速度が所定の最低速度以上となるように、前記シャッター速度および絞り値を設定することが好ましい。この構成によれば、撮影制御部は、シャッター速度が所定の最低速度以上となるようにシャッター速度および絞り値を設定するので、シャッター速度が遅くなりすぎて、逆に手ぶれが生じやすくなることを防止することができる。
【００１０】
この際、上記撮影装置に、前記撮影制御部による制御の下で撮影した時の手ぶれの軌跡に基づいて、前記撮影画像における前記手ぶれの軌跡が除去された復元画像が外部より入力される復元画像入力部を備えると好ましい。この構成によれば、手ぶれが生じた場合に、手ぶれに起因する露光不足が補われるように補正された露出で撮影した撮影画像から、手ぶれの軌跡が除去された復元画像が復元画像入力部を介して入力されるので、撮影装置は適正な露出で秀麗に復元された復元画像を得ることができる。
【００１１】
また、上記の撮影装置において、前記撮影時の手ぶれ量、前記被写体の明るさ及び前記手ぶれ状態情報に応じて予め定めた露出、前記露出の設定条件、前記被写体の明るさ及び前記手ぶれ状態情報に応じた露出の生成条件、前記被写体の明るさ及び前記手ぶれ状態情報に応じて定められる前後の露出、当該前後の露出における被写体の撮影画像および前記復元画像のうち、少なくとも何れか一つを表示する表示部を備えることが好ましい。この構成によれば、撮影時の手ぶれ量、前記被写体の明るさ及び前記手ぶれ状態情報に応じて予め定めた露出、露出の設定条件、前記被写体の明るさ及び前記手ぶれ状態情報に応じて予め定められる前後の露出、当該前後の露出における被写体の撮影画像および復元画像のうち、少なくともいずれか一つを表示部において確認することができる。
【００１２】
また、上記いずれかの構成の撮影装置において、ユーザが前記露出の設定条件の設定操作、前記被写体の明るさ及び前記手ぶれ状態情報に応じて予め定める露出の生成条件の設定操作、並びに前記予め定めた露出の調整のうち、少なくともいずれか一つを行うことのできる操作部を備えることが好ましい。この構成によれば、操作部を介してユーザは、露出の設定条件、前記被写体の明るさ及び前記手ぶれ状態情報に応じて予め定める露出の生成条件等を設定することにより、撮影時の露出がユーザ好みのものとなるようにすることができる。また、前記予め定めた露出を調整して、撮影時の露出をよりユーザ好みのものとなるようにすることができる。
【００１３】
また、画像復元装置は、撮影時に手ぶれが生じた場合、手ぶれに起因する露光不足を補うべく補正された露出で撮影された撮影画像を外部より取得する撮影画像取得部と、前記撮影時の手ぶれの軌跡を求める軌跡算出部と、前記撮影時の手ぶれの軌跡に基づいて、前記撮影画像における手ぶれの軌跡を除去した復元画像を生成する復元画像生成部と、を備えたことを特徴とする。この構成によれば、撮影画像取得部は、撮影時に手ぶれが生じた場合、手ぶれに起因する露光不足を補うべく補正された露出で撮影された撮影画像を取得し、復元画像生成部は、軌跡算出部により求められた撮影時の手ぶれの軌跡に基づいて、撮影画像における手ぶれの軌跡を除去した復元画像を生成する。すなわち、手ぶれが生じた場合でも適正な露出で取得された撮影画像から復元画像を生成するので、被写体のぶれを低減した画像を秀麗に生成することができる。
【００１４】
また、本発明の露出値設定装置は、撮影時の露出値を設定するために用いる露出値設定装置であって、前記撮影時の被写体の明るさを検出する明るさ検出部と、前記被写体の明るさ及び前記撮影時の手ぶれに基づいた手ぶれ状態情報に応じて、手ぶれが所定の値よりも大きい場合に、該値よりも小さい場合よりも前記露出を明るくするように撮影時の露出値を予め設定する露出値設定部と、を備えたことを特徴とする。この露出値設定装置によれば、撮影時に手ぶれが生じた場合には、被写体の明るさだけではなく、撮影時の手ぶれに起因する露光不足を補うための露出補正値とを用いて露出値を設定するので、撮影装置に適正な露出で被写体の撮影画像を取得させることができる。
【００１５】
また、本発明の露出補正値算出方法は、撮影装置を用いて被写体の明るさに応じた露出で前記被写体の撮影画像を取得する際の前記露出を補正するための露出補正値算出方法であって、前記撮影装置の撮影時の手ぶれに基づいた手ぶれ状態情報を取得する過程と、前記手ぶれの状態情報に基づいて、手ぶれが所定の値よりも大きい場合に、該値よりも小さい場合よりも前記露出を明るくするように補正するための露出補正値を出力し、前記被写体の明るさ及び前記露出補正値に基づいて予め定めた露出で撮影を行わせる過程と、を備えたことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の制御プログラムは、撮影装置により被写体の明るさに応じた露出で前記被写体の撮影画像を取得する際に用いられ、露出補正部を備えた露出補正装置をコンピュータを用いて制御するための制御プログラムであって、前記露出補正装置に、前記撮影装置の撮影時の手ぶれに基づいた手ぶれ状態情報を取得し、前記手ぶれの状態情報に基づいて、手ぶれが所定の値よりも大きい場合に、該値よりも小さい場合よりも前記露出を明るくするように補正するための露出補正値を出力し、前記被写体の明るさ及び前記露出補正値に基づいて予め定めた露出で前記撮影装置に撮影を行わせるようにさせることを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１に、本実施の形態に係る撮影システム１００の原理構成を示す。撮影システム１００は、被写体の撮影画像を取得する際に、被写体の明るさに応じて設定された露出を、撮影時に手ぶれが検出された場合には手ぶれに起因する露光不足を補うように露出を補正して、被写体の撮影画像を適正な露出で取得し、手ぶれの生じた撮影画像から、手ぶれの軌跡を除去した復元画像を生成するようにしたものである。
図１に示すように、撮影システム１００は、露出補正手段１１０と、露出値設定手段１２０と、撮影画像取得手段１３０と、画像復元手段１４０とを備えて構成される。
【００１８】
露出補正手段１１０は、ジャイロセンサ１１１と、ジャイロセンサ１１１のドリフトを補正するドリフト補正手段１１２と、露出補正値算出手段１１３とを備えている。露出補正手段１１０では、撮影装置１０の動きをジャイロセンサ１１１で検知し、ドリフト補正手段１１２においてジャイロセンサ１１１のドリフトが補正され、露出補正値算出手段１１３において、ジャイロセンサ１１１から出力される角速度信号に基づいて、手ぶれの有無の判別、手ぶれ量の算出、露出を補正するための露出補正値の算出が行われる。
【００１９】
露出値設定手段１２０は、被写体の明るさと、露出補正手段１１０において算出された露出補正値を加味して撮影時の露出値を設定するものである。すなわち、露出値設定手段１２０では、被写体の明るさを検出し、手ぶれのない場合には被写体の明るさに応じた適正な露出値を設定する。撮影時に手ぶれが生じた場合には、手ぶれに起因する露光不足が生じるので、被写体の明るさなどに基づいて設定された適正露出値を露出補正手段１１０から与えられる露出補正値の分だけ露光量を増加させるように補正した値を撮影時の露出値として設定する。
【００２０】
撮影画像取得手段１３０は、露出値設定手段１２０により設定された露出値に基づいて、被写体を撮影して被写体の撮影画像を取得するものである。
【００２１】
画像復元手段１４０は、手ぶれの生じた撮影画像から被写体のぶれの軌跡を除去して、被写体のぶれを低減した復元画像を生成するもので、撮影時の手ぶれの軌跡を求める軌跡算出手段１４１と、撮影画像における手ぶれの軌跡を除去した復元画像を撮影画像から生成するために用いる画像変換用の逆行列を手ぶれの軌跡に基づいて作成する画像変換用逆行列作成手段１４２と、画像変換用の逆行列を用いて撮影画像から復元画像を生成する復元画像生成手段１４３とを備えている。
【００２２】
上記の撮影システム１００の原理構成によれば、撮影時に手ぶれが生じた場合、露出補正手段１１０により手ぶれが検出され、手ぶれに起因する露光不足を補うように露出を補正するための補正値が算出される。露出値設定手段１２０は、被写体の明るさを検出して被写体の明るさと、露出補正手段１１０により算出された露出補正値とに基づいて、撮影時の露出値を設定する。撮影画像取得手段１３０は、露出値設定手段１２０により撮影時の手ぶれを加味して設定された露出値に基づいた露出で、被写体を撮影して撮影画像を得る。このため、本撮影システム１００によれば、手ぶれが生じた際にも適正な露出で被写体の撮影画像を取得することができる。また、このように適正な露出で取得された撮影画像を用いて、画像復元手段１４０は、撮影画像における手ぶれの軌跡を除去した復元画像を生成するので、ノイズの増加を抑え、被写体を表す画像の先鋭度を改善した被写体のぶれを低減した画像を生成することができる。
【００２３】
次に、より具体的な実施の形態について説明する。
図２は、具体的な実施形態における撮影システム１００の外観構成例を示したものである。図２に示す撮影システム１００は、撮影装置１０にジャイロユニット２０が外付けユニットとして接続された構成となっている。撮影装置１０は図１に示す撮影画像取得手段１２０および露出値設定手段１３０として機能するものであり、ジャイロユニット２０は露出補正手段１１０および画像復元手段１４０として機能するものである。
【００２４】
図２に示す撮影装置１０はいわゆるカメラ付携帯電話である。撮影装置１０は、携帯電話としての通信機能の他に、所定の露出で被写体の動画像および静止画像を撮影し、撮影した撮影画像のデータを記録メディア１５ａ（図３参照）に記録する機能を担うものである。一方、ジャイロユニット２０は撮影時の手ぶれを検出し、露出補正処理により手ぶれの際に露光量を増加させるように露出を補正する露出補正装置としての機能と、画像復元処理により手ぶれの生じた撮影画像から被写体のぶれを低減した画像を復元する画像復元装置としての機能を担うものである。
【００２５】
図３に、図２に示す撮影装置１０およびジャイロユニット２０の各筐体１０ａ、２０ａの内側に備えられる具体的な内部構成例を示す。
まず、撮影装置１０の構成について説明する。
図３に示すように、撮影装置１０は、撮影部１１と、露出計１２と、撮影制御部１３と、撮影部ＲＡＭ１４と、外部記録部１５と、操作部１６と、表示部１７と、制御部１８と、インターフェース部１９とを備えている。
図１に示した撮影画像取得手段１３０は、例えば、撮影部１１、撮影制御部１３、撮影部ＲＡＭ１４などを用いて構成することができる。また、図１に示した露出値設定手段１２０は、例えば、露出計１２などを用いて構成することができる。
【００２６】
撮影部１１は、複数の光学レンズ１１ａと、光学レンズ１１ａに入射する光量を所定の絞り値に調整する絞り１１ｂと、露光時間を規定するメカニカルシャッター１１ｃと、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の光電変換素子等から構成され、光学レンズ系を介して被写体の像が投影される撮像素子１１ｄと、撮像素子１１ｄにより取得したアナログ信号の撮影画像をデジタル信号に変換して撮影画像データを出力するＡ／Ｄ変換回路（図示略）などを備えている。
【００２７】
露出計１２は受光センサ１２ａを備え、被写体の明るさを測光して、被写体の明るさに応じた適正な露出値を設定し、設定した露出値を撮影制御部１３に出力するものである。また、撮影時に手ぶれが生じた際に、インターフェース部１９を介してジャイロユニット２０から露出計１２に、手ぶれに起因する露光不足を補うべく露光量を増加させるように露出値を補正するための露出補正値が入力される。露出計１２では、この露出補正値が入力された場合には、被写体の明るさに応じて設定する露出値をこの露出補正値により補正し、補正後の露出値を撮影制御部１３に出力する。なお、この露出補正値については後述する。
【００２８】
ここで、受光センサ１２ａは光学レンズ系を介して被写体への入射光または被写体からの反射光を測光して、被写体の明るさを検出するものである。
また、被写体の明るさに応じた適正な露出値として、被写体の実際の色および色調を最も写実的に画像化することのできるような値を設定することができる。但し、露出値とは、露出、すなわち撮像素子１１ｄに投影される露光量を数値で表したものであり、レンズ１１ａの絞り値（Ｆ値）とシャッター速度により決まる。
【００２９】
露出値は光学レンズ１１ａの絞り値がＦ１、露光時間（シャッター速度）が１秒のときの露光量をＥＶ＝０（但し、ＩＳＯ感度１００）と定義したものである。ＥＶ値を「１」増加させると、シャッター速度を一段階早く、または絞り値を一段階絞り込む必要があり、これにより撮影時の露光量を減少させることができる。一方、ＥＶ値は「１」減少させるには、シャッター速度を一段階遅く、または絞り値を一段階開ける必要があり、これにより撮影時の露光量を増加させることができる。被写体が明るければＥＶ値は大きく設定され、被写体が暗ければＥＶ値は小さく設定される。例えば、快晴時の屋外で被写体を撮影する際のＥＶ値は「１５」、薄曇りの屋外で被写体を撮影する際のＥＶ値は「１２」、明るい室内で被写体を撮影する際のＥＶ値は「８」等のように被写体の明るさに応じて適正な露出値が設定される。
【００３０】
撮影制御部１３は、制御部１８の制御下、撮影部１１を制御するものである。撮影制御部１３は、撮影部１１に対して露出やズーム倍率などの撮影条件を設定し、この撮影条件に従って撮影部１１に被写体を撮影させるように露出制御やズーム制御等を行う。
露出制御において、撮影制御部１３は、所定の露出設定モードの下、予め手動あるいは自動で設定されたＩＳＯ感度および露出計１２から入力される露出値に基づいて、絞り１１ｂやシャッター１１ｃを電子制御する。
【００３１】
露出設定モードとして、本実施の形態の撮影装置１０は、いわゆるプログラムＡＥ（Auto Exposure）モード、絞り優先ＡＥモード、シャッター優先ＡＥモード、露出自動補正モードを備える。
【００３２】
プログラムＡＥモードとは、被写体の明るさに応じた所定の露出となるように、撮影制御部１３が絞り値およびシャッター速度をそれぞれ所定の値に設定するモードである。
絞り優先ＡＥモードとは、ユーザにより操作部１６を介して設定された絞り値に基づき、所定の露出となるようなシャッター速度を撮影制御部１３が設定するモードである。
シャッター優先ＡＥモードでは、ユーザにより操作部１６を介して設定されたシャッター速度に基づいて、所定の露出となるような絞り値を撮影制御部１３が設定するモードである。
【００３３】
露出自動補正モードとは、撮影時に手ぶれが生じた際に、手ぶれに起因する露光不足を補うべく露光量を増加させるように露出を補正するモードで、露出を補正するための露出補正値はジャイロユニット２０から入力される。これによりユーザが意識することなく、手ぶれ時の露光不足を自動的に補正することができる。この露出自動補正モードは、プログラムＡＥモード、絞り優先ＡＥモード、シャッター優先ＡＥモードのいずれのモードにおいても設定することができる。
【００３４】
露出自動補正モードでは、ジャイロユニット２０から入力される露出補正値に基づき、シャッター速度を遅くして露光時間を長くするか、絞り値を小さくして絞り１１ｂを開けることにより、露光量を増加させるようにして、露出を補正する。しかし、シャッター速度を遅くすればするほど手ぶれが生じる可能性が高くなる。このため、本実施の形態では、撮影制御部１３は、露出自動補正モードにおいて露出値が補正された際には基本的には絞り１１ｂを開けることにより露出を補正するようにしている。また、手ぶれの増加を防止するため、シャッター速度を所定の最低速度以上となるように、レンズ１１ａの絞り値およびシャッター速度を設定する。ここで、所定の最低速度は次のようにして予め設定しておくことができる。例えば、事前に撮影装置１０において設定可能なシャッター速度で撮影を行い、手ぶれが発生しにくいシャッター速度または手ぶれが発生しても所定の手ぶれ量以下となるようなシャッター速度を求めておき、手ぶれが発生しないまたは手ぶれが発生しても所定の手ぶれ量以下となるようなシャッター速度のうち最も遅いシャッター速度を上記の所定の最低速度として設定することができる。
【００３５】
また、露出の補正に際して、ジャイロユニット２０から入力される露出補正値が大きく、絞り値やシャッター速度を設定可能な値を超えて設定しなければ、手ぶれに起因する露光不足を補うことができない場合には、撮影制御部１３は手ぶれに起因する露光不足を完全に補うことができなくとも、絞り１１ｂを開放したり、シャッター速度を上記の最低速度まで遅くして、露光量を増加可能な範囲で露出を補正することができる。すなわち、シャッター速度を上記所定の最低速度よりも遅くしなければ露出を補正できない場合には、露出補正値に見合った露光量の増加を図ることはできないが、露光量を増加可能な範囲で露出を補正するように設定することができる。
【００３６】
また、露出の補正に際して、絞り値やシャッター速度の設定値を大きく変更すると、被写界深度が変わるため、ジャイロユニット２０から入力される露出補正値に基づいて露出を補正する際に、実際に補正可能な範囲を設定してもよい。例えば、ＥＶ値で「１」以上は露出を補正しないなど実際に露出を補正する際の上限量を設定しておき、その露出値となるように絞り値やシャッター速度を設定するようにしてもよい。
【００３７】
また、ジャイロユニット２０から入力される露出補正値に基づいて、露出を補正する際には、ＩＳＯ感度を上げることも考えられる。しかし、ＩＳＯ感度を上げるとノイズが増加する可能性が高いので、本実施の形態では露出を補正する際にＩＳＯ感度の変更は行わないように設定されている。
【００３８】
また、本実施の形態において、撮影制御部１３は、被写体の静止画像を取得する場合でも、動画像を取得する場合でも、撮影部１１に所定の時間間隔（フレーム間隔）で被写体の撮影画像データ（フレームデータ）を取得するように制御する。例えば、撮影部１１に被写体の動画像を撮影させる場合、１秒あたり３０フレーム（３０ｆｐｓ）の連続する複数の被写体の静止画像を表す撮影画像データの集合として動画像の撮影画像データを取得するように制御する。
【００３９】
撮影部ＲＡＭ１４は、撮影部１１から出力される撮影画像データを一時的に格納するバッファとして機能するものである。撮影部ＲＡＭ１４に格納された各撮影画像データは、制御部１８に読み出され、制御部１８の制御の下、表示部１７に表示されたり、外部記録部１５において記録メディア１５ａに記録されたりする。
【００４０】
外部記録部１５は、記録メディア１５ａを着脱自在に備え、記録メディア１５ａに対して撮影画像を含む各種データの記録および読出を行うものである。
記録メディア１５ａは書き換え可能な記録媒体であり、磁気的・光学的記録媒体もしくは半導体記憶デバイスを用いて構成される。具体的には、記録メディア１５ａとしてビデオテープ、書き込み可能な光学ディスク、リムーバブルハードディスク、フラッシュメモリカード等を用いて構成できる。
【００４１】
外部記録部１５は、制御部１８の制御により、撮影部１１により取得された撮影画像データそのもの、または所定のファイル形式にエンコードされた撮影画像データ、またはジャイロユニット２０において生成された復元画像データを記録メディア１５ａに格納する。
【００４２】
操作部１６は、撮影装置１０の撮影操作、露出の設定条件や露出補正値の算出条件等の撮影条件の設定等を行う各種スイッチ等を備えている。ユーザは操作部１６を介して操作することにより、露出値の調整やシャッター速度、絞り値の設定等を行うことができる。また、露出自動補正モードにより露出が自動的に補正された際にも、ユーザは操作部１６を介して補正後の露出値を増減して露出をユーザ好みに調整することができる。また、露出を補正する際に、露出の設定条件の設定や露出補正値の算出条件の設定を行うことにより、補正後の露出をユーザ好みの露出となる様にすることができる。
【００４３】
表示部１７は、制御部１８の制御の下、撮影部ＲＡＭ１４に格納された撮影画像データ等に基づいて被写体の静止画像または動画像を表示するものである。また、表示部１７は、制御部１８の制御の下、露出設定等の撮影条件の設定内容やこれらの設定内容を変更するための操作メニュー等の各種の表示を行う。
【００４４】
ここで、露出設定に係る表示内容として、撮影時の露出値、絞り値、シャッター速度、ＩＳＯ感度等の設定値などがある。また、露出自動補正モードにおいて、露出が自動的に補正された場合には、表示部１７に撮影時の手ぶれ量、露光不足を補正するための露出補正値、露出補正値の算出条件、補正された前後の露出量ないし露出値を表示することができる。また、露出が自動的に補正された場合、その補正される前後の露出で取得された撮影画像や、ジャイロユニット２０において復元画像の生成が行われた際には、その復元画像および復元前の撮影画像を表示することができる。
【００４５】
制御部１８は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を用いて構成され、ＲＯＭに予め格納された制御プログラムに従い、ＲＡＭの一部を作業領域として、撮影装置１０の各部を制御するものである。
【００４６】
インターフェース部１９は、ジャイロユニット２０と接続するためのインターフェースであり、ジャイロユニット２０と物理的に一体に連結するためのコネクタ（図示略）を備えている。インターフェース部１９を介して撮影装置１０とジャイロユニット２０は電気的に接続されて、相互に各種データの授受が行われる。このようなデータとして、例えば、撮影装置１０からジャイロユニット２０に与えられる撮影画像データや、ジャイロユニット２０から撮影装置１０に与えられる露出補正値データや復元画像データなどがある。
【００４７】
次に、ジャイロユニット２０について説明する。図２に示したように、ジャイロユニット２０は、一つの筐体２０ａの内側に各構成要素が収められて、一つのユニット状に構成されたものである。ジャイロユニット２０はこの撮影装置１０以外にも種々の撮影装置１０と接続が可能である。
【００４８】
次に、ジャイロユニット２０の筐体２０ａの内側に設けられる具体的な構成例を説明する。
図３に示すように、ジャイロユニット２０は、インターフェース部２１と、露出補正部２２と、画像復元部２５とを備えている。図１に示す露出補正手段１１０は、主として露出補正部２２を用いて構成することができ、図１に示す画像復元手段１４０は、主として画像復元部２５を用いて構成することができる。
【００４９】
インターフェース部２１は撮影装置１０と物理的に接続するためのコネクタ（図示略）を有し、コネクタを介して接続することで、上述のように、上記撮影装置１０のインターフェース部１９と相互に各種データの授受が可能な形態で電気的に接続されるとともに、物理的にも一体に連結されている。このため、撮影装置１０が動くと、撮影装置１０の動きに伴ってジャイロユニット２０も動くように構成されている。したがって、ユーザが撮影装置１０をパンニングやチルティングなどのカメラワークにより動かすと、ジャイロユニット２０も撮影装置１０の移動軌跡に従って動き、撮影時に手ぶれが生じると撮影装置１０の振動（ぶれ）がジャイロユニット２０にも伝達するように構成されている。
【００５０】
露出補正部２２は露出を手ぶれに応じて補正する露出補正装置、露出補正手段１１０としての機能を有するもので、手ぶれ量算出部２３と、補正値算出部２４とを有している。
手ぶれ量算出部２３は、Ｘ軸ジャイロセンサ２３ａおよびＹ軸ジャイロセンサ２３ｂと、角速度検出部２３ｃとを備えている。
Ｘ軸ジャイロセンサ２３ａおよびＹ軸ジャイロセンサ２３ｂは、撮影装置１０の動きを検出してその角速度に応じた角速度検出信号を角速度検出部２３ｃに出力するものである。このジャイロセンサ２３ａ、２３ｂは図１に示すジャイロセンサ１１１に対応する。
【００５１】
角速度検出部２３ｃは各ジャイロセンサ２３ａ、２３ｂから出力された角速度検出信号に基づいて、手ぶれを検出し、その手ぶれ量を算出するとともに手ぶれにより撮影装置１０が移動した方向（手ぶれの生じた方向）を判別するものであり、手ぶれ量や手ぶれの生じた方向を手ぶれの状態情報として、補正値算出部２４に出力するものである。
【００５２】
ここで、手ぶれの検出および手ぶれ量の算出について説明する。撮影装置１０はユーザの手ぶれにより動く場合もあるが、カメラワークによりユーザが意図的に撮影装置１０を動かす場合もある。そこで、角速度検出部２３ｃは、各ジャイロセンサ２３ａ、２３ｂから入力される角速度検出信号に基づいて撮影装置１０の角速度を求め、この角速度を積分することにより所定時間（例えば露光時間）における撮影装置１０の移動量および移動方向を求める。次に、このように求めた移動量を予め設定した閾値と比較する。そして、撮影装置１０の移動量が予め設定された閾値以下である場合に、撮影装置１０の動きが手ぶれによるものであると判別する。
【００５３】
但し、閾値はカメラワークか手ぶれかを判別するために設定されるもので、手ぶれである可能性が高い最大の移動量またはカメラワークである可能性が高い最小の移動量に基づいて設定することができる。
【００５４】
また、ジャイロユニット２０への電源を投入した直後は角速度検出信号に誤差が生じることが多いので、本実施の形態では電源の投入時点から一定時間（例えば１秒程度）経過後、ジャイロセンサ１１１の出力が安定してから角速度検出信号の取得を開始するものとする。
また、撮影装置１０が動いていない状態でも暗電流などによりジャイロセンサ２３ａ、２３ｂからの出力があるため、本実施の形態では角速度検出部２３ｃは所定電圧値以上の角速度検出信号を取得するものとする。
【００５５】
このように、角速度検出部２３ｃにＸ軸ジャイロセンサ２３ａ、Ｙ軸ジャイロセンサ２３ｂのドリフトを補正する機能を備えさせることにより、ジャイロユニット２０内でドリフトの補正が行わせることができる。このため、ジャイロユニット２０を撮影装置１０に接続させることにより撮影装置１０側で個々のジャイロセンサ２３ａ、２３ｂの特性を考慮してドリフトの補正を行う必要がなくなる。
【００５６】
補正値算出部２４は、角速度検出部２３ｃから入力される撮影時の手ぶれ量などの手ぶれの状態情報に基づいて、撮像素子１１ｄに蓄積される露光量を増加させるように露出を補正するための露出補正値を算出して、この露出補正値をインターフェース部２１を介して露出計１２に与えるものである。図１に示した露出補正値算出手段１１３は、この補正値算出部２４および角速度検出部２３ｃなどを用いて構成することができる。
【００５７】
ここで、図４を参照して、補正値算出部２４における露出補正値の算出方法について説明する。まず、手ぶれと露光量との関係について説明する。
被写体を撮像する際に、手ぶれにより撮影装置１０が動く（ぶれる）と、撮像素子１１ｄ上に投影される被写体の像もぶれる。例えば、撮像素子１１ｄ上の所定方向における主要被写体のぶれ量がｘであったとすると、主要被写体の像はぶれ量ｘの分だけ面積が増大して投影されることになる。このため、ぶれ量ｘが大きくなればなるほど主要被写体の光量が不足する。
【００５８】
但し、所定方向とはぶれの生じた方向とする。図４に示す例では、所定方向を長方形状の撮像素子１１ｄにおける短辺方向（鉛直方向）として示した。また、撮像素子１１ｄ上の主要被写体のぶれ量は、光学レンズ１１ａの焦点距離、焦点に対する撮像素子１１ｄの位置が考慮される。また、主要被写体とは、例えば、ポートレート写真においては人物が主要被写体となり、風景写真においては、例えば、ユーザが主として撮影したいと考えた建物や山等、撮影画像において主としてピントを合わせる対象とする被写体を指す。
【００５９】
ここで、ぶれの生じた方向における撮像素子１１ｄの最大長をＬとした場合、手ぶれが生じた際の光量Ｍは下記式で表現できると考えられる。
Ｍ  ＝  （Ｌ−ｘ）／Ｌ  ×  １００（％）
手ぶれのない場合（ｘ＝０の場合）、光量Ｍは１００％となる。ぶれ量ｘが撮像素子１１ｄのぶれの生じた方向の最大長と等しい場合（ｘ＝Ｌ）、光量Ｍは０％となる。
【００６０】
そして、上記式から不足分の光量は（１００−Ｍ）％と表せる。この不足分の光量（１００−Ｍ）％に基づいて、露出補正値を算出する。
ここで、露出補正値を不足分の光量を補うために必要な露出値（ＥＶ値）として求めるとすると、次の計算式により算出することができる。
露出補正値  ＝  ｌｏｇ2（（１００−Ｍ）×Ｋ）
但し、Ｋは補正係数である。この補正係数Ｋは撮像素子１１ｄの特性などのばらつきなどを考慮して実験的に定めたものである。
【００６１】
上述した様に、撮影部１１は、被写体の静止画像を取得する場合でも、動画像を取得する場合でも、所定のフレーム間隔で被写体の撮影データを連続的に取得している。ここで、所定のフレームにおいて露出を補正する場合、直前のフレームの撮影画像データにおける手ぶれ量に基づいて所定のフレームにおいて不足する露光量を予測し、この予測した露光量を露出補正値として算出することができる。なお、露出補正値の算出方法は上述の式（１）および式（２）に従う。
【００６２】
例えば、図５に示すように、所定のフレーム間隔で連続的に撮影画像Ｐ1〜Ｐ5を得ている場合、直前の撮影画像Ｐ4における被写体のぶれ量ｘが、微量であった場合、次の撮影画像Ｐ5における被写体のぶれ量ｘも微量であると予測される。このため、手ぶれに起因する露光不足の影響は少ないと予測されるから、次の撮影画像Ｐ5において露出を補正する必要はなく、露出補正値は「０」となる。
【００６３】
一方、直前の撮影画像Ｐ1における被写体のぶれ量ｘが大きかった場合、次の撮影画像Ｐ2における被写体のぶれ量ｘも大きいと予測されるから、ぶれ量ｘに基づいて次の撮影画像Ｐ2において不足される光量を算出し、次の撮影画像Ｐ2において露出を補正するための露出補正値（例えば＋１ＥＶ）を算出することができる。
【００６４】
また、直前の撮影画像Ｐ2におけるぶれ量ｘが小さかった場合、次の撮影画像Ｐ3におけるぶれ量ｘも小さいと予測されるから、ぶれ量ｘに基づいて次の撮影画像Ｐ3において不足される光量を算出し、それを次の撮影画像Ｐ3において露出を補正するための露出補正値（例えば、＋０．５）として算出することができる。この露出補正値を露出計１２に与えることにより、露出計１２から撮影制御部１３に出力される露出値を被写体の明るさと手ぶれ量に応じた適正な露出値とすることができる。そして、撮影制御部１３は撮影部１１を制御して、被写体の明るさと手ぶれ量に応じた適正な露出値となるように絞り値やシャッター速度を設定するので、撮影装置１０において手ぶれが生じた際も適正な露出の撮影画像を得ることができる。
【００６５】
軌跡算出部２６は、図１に示す軌跡算出手段１４１として機能するもので、角速度検出部２３ｃにより求められた角速度、手ぶれ量および移動方向に基づいて、撮影装置１０が手ぶれにより動いた軌跡（手ぶれの軌跡）を求めるものである。
逆変換フィルタ部２７は、図１に示す画像変換用逆行列作成手段１４２として機能するもので、軌跡算出部２６により求めた手ぶれの軌跡をもとに、撮影画像から被写体のぶれの軌跡を取り除いた、被写体のぶれを低減した復元画像を生成するための画像変換用逆行列を作成するものである。
【００６６】
復元画像生成部２８は、図１に示す復元画像生成手段として機能するものであり、逆変換フィルタ部２７により求められた画像変換用逆行列を用いて演算処理を行って、ぶれを生じた撮影画像から被写体のぶれを低減した画像を復元するものである。この復元画像データはインターフェース部２１を介して撮影装置１０に出力され、制御部１８の制御の下、記録メディア１５ａなどに格納される。
【００６７】
ここで、図６を参照して画像復元処理について更に説明する。
図６は、撮影装置１０の軌跡とフレーム撮影の様子を示す図であり、図６（Ａ）は撮影装置１０のぶれの軌跡の例を、図６（Ｂ）は各時刻（ｔ１〜ｔ７）において取得した撮影画像データを示したものである。
【００６８】
図６（Ａ）には、撮影装置１０がＸ軸方向及びＹ軸方向に移動した軌跡が曲線で表されている。曲線上の点ｔ１〜ｔ７は、各撮影画像データ取得時（ｔ１〜ｔ７）における撮影装置１０の位置を示す。画像を復元する処理は直前の撮影画像データ取得時からの軌跡に基づいて行われる。例えば図６（Ｂ）に示すように時刻ｔ３で取得した撮影画像データから被写体のぶれを低減した画像を復元する場合は、直前の撮影画像データを取得した時刻ｔ２から時刻ｔ３までの間における撮影装置１０の軌跡を求め、この軌跡に基づいて次に説明する画像変換用逆行列が生成される。
【００６９】
次に、画像変換用逆行列の生成について説明する。
逆変換フィルタ部２７は、軌跡算出部２６が求めた手ぶれの軌跡から、上記の特許文献１（特開平６−２７５１２号公報）等により既に知られた様々な方法によって、ぶれ伝達関数ｈを求めて、その逆行列ｈ-1を求める。
すなわち、手ぶれがない場合の画像（元の像）を関数ｆ（ｘ，ｙ）で表し、手ぶれのある画像を関数ｇ（ｘ，ｙ）で表すと、これらｈ，ｆ，ｇには下記式（１）の関係が成り立つ。
【００７０】
【数１】
0004844220.tif 000002
上記式（１）の両辺をフーリエ変換すれば、下記式（２）に示す関係式が得られる。
【００７１】
【数２】
0004844220.tif 000003
上記式（２）の関係式を行列で表現すると、下記式（３）〜（６）のようになる。
【００７２】
【数３】
0004844220.tif 000004
但し、下記式（４）の関係式はｍｎ×ｍｎの行列であり、式（５）〜（６）の関係式は、それぞれｍｎ次の列ベクトルである。
【００７３】
【数４】
0004844220.tif 000005
ぶれ伝達関数ｈは、図６（Ａ）に例示したような手ぶれの動きの軌跡から求めることができる。従って、ぶれ伝達関数ｈを求め、この逆行列ｈ-1を求めて、上記式（３）の行列式を解くことにより、手ぶれの生じた画像ｇから被写体のぶれを低減した画像ｆを得ることができる。
【００７４】
次に、図７を参照して、本実施の形態における撮影システム１００において、被写体の撮影が行われた際のジャイロユニット２０の動作について説明する。
但し、図７に示す処理手順において、撮影装置１０にジャイロユニット２０が接続され、撮影装置１０とジャイロユニット２０との間でデータの授受が可能な状態となっていることを動作の前提とする。また、ジャイロユニット２０に電源が投入された時点から一定時間経過しており、各ジャイロセンサ２３ａ、２３ｂの出力は安定しているものとする。
【００７５】
まず、撮影時に撮影装置１０のぶれが検出されると、手ぶれ量算出部２３において撮影時の手ぶれ量が算出される（ステップＳ１）。但し、この手ぶれ量は直前のフレームの撮影画像を取得した際の手ぶれ量である。次に、算出された手ぶれ量に基づいて、補正値算出部２４において、上述した方法により露出を補正するための露出補正値が求められる（ステップＳ２）。そして、補正値算出部２４において求められた露出補正値はインターフェース部２１を介して撮影装置１０の露出計１２に与えられる（ステップＳ３）。そして、撮影部１１において補正された露出で撮影画像の取得に成功するまで待機する（ステップＳ４）。
【００７６】
ここで、撮影画像の取得に成功したか否かは、露出補正値に見合った露光量の増加を図るように補正した露出で被写体の撮影画像を取得できたか否か、あるいは、シャッター速度の制限等から露出補正値に見合った露光量の増加を図ることができない場合、所定の露出で被写体の撮影画像を取得するような設定が行われているか否か等により判別することができる。
【００７７】
そして、被写体の撮影画像の取得に成功すると（ステップＳ４：Ｙ）、次に、ジャイロユニット２０では軌跡算出部２６において、上述した方法により、撮影時の手ぶれの軌跡が求められる（ステップＳ５）。そして、逆変換フィルタ部２７において、ステップＳ５において求めた手ぶれの軌跡に基づき、撮影画像から被写体のぶれを低減した画像を生成するための画像変換用逆行列が作成される（ステップＳ６）。そして、撮影装置１０から撮影画像を取得し（ステップＳ７）、ステップＳ６において作成された画像変換用逆行列に基づいて、復元画像生成部２８において撮影画像から被写体のぶれを低減した復元画像が生成される（ステップＳ８）。
【００７８】
そして、復元画像生成部２８において、復元画像を正しく生成できたか否かが判別され（ステップＳ９）、正しく復元できたと判別された場合（ステップＳ９：Ｙ）、復元画像はインターフェース部２１を介して撮影装置１０に出力される。一方、正しく復元できなかったと判別された場合（ステップＳ９：Ｎ）、撮影装置１０から入力された撮影画像に対してエッジ強調処理により生成した復元画像または元の撮影画像をそのまま撮影画像を撮影装置１０に出力する（ステップＳ１０）。
【００７９】
但し、復元画像を正しく生成できたか否かの判別は、例えば、撮影画像に対して復元画像におけるノイズの増加量が所定量以上か否か等により判別することが考えられる。また、エッジ強調処理では、例えば、手ぶれ方向および手ぶれ量に基づき、手ぶれの生じた方向を中心に手ぶれ量に応じた輪郭強調を行って、画像を鮮鋭化することができる。これにより、手ぶれを目立たなくした復元画像を生成することができる。
【００８０】
以上説明した実施の形態によれば、ジャイロユニット２０は撮影時に手ぶれが生じた場合に露光量を増加させるように露出を補正するための露出補正値を求めて撮影装置１０の露出計１２に与える。このため、このジャイロユニット２０を撮影装置１０に接続すれば、被写体の撮影画像を得る際に手ぶれが生じても撮影装置１０において適正な露出の撮影画像を取得することができる。
【００８１】
また、ジャイロユニット２０において露出補正値を算出する際に、角速度検出部２３ｃにおいて求めた手ぶれ量から、補正値算出部２４は次に取得する撮影画像に不足すると予測される光量を求めて、この光量の分だけ露光量を増加させるための露出補正値を算出する。このため、撮影時に手ぶれが生じても手ぶれにより不足すると予測される光量が露出補正値により補われるように露出が補正され、撮影装置１０において適正な露出の撮影画像を取得することができる。
【００８２】
また、撮影装置１０においては、露出計１２に露出補正値が入力されるような構成とし、露出補正値に応じて撮影制御部１３に出力する露出値を補正するような構成とすればよい。このため、従来の撮影装置１０と比較して大幅な装置構成の変更がなく、手ぶれにより露出が補正される機能を撮影装置１０に付与するためのコストの増加を抑えることができる。
また、撮影制御部１３は露出補正値により露光量を増加させるように補正された露出で被写体を撮影するように撮影部１１を制御する。この際、撮影制御部１３が自動的にシャッター速度や絞り値を補正後の露出となるように設定するので、ユーザの手間を省力できる。
【００８３】
また、撮影制御部１３は、シャッター速度が所定の速度以上となるようにシャッター速度および絞り値を設定するので、シャッター速度が遅くなりすぎて、逆に手ぶれが生じやすくなることを防止することができる。
また、上記実施の形態において、撮影時の手ぶれ量、入力部を介して入力される露出補正値、撮影装置１０における露出の設定条件、入力される露出補正値を求める際の算出条件、露出補正値により補正される前後の露出値、または、補正される前後の露出における被写体の撮影画像が表示部１７に表示されるので、ユーザはこれらの表示を確認して、操作部１６により露出の設定条件の設定操作、露出補正値の算出条件の設定操作、または補正後の露出値の調整を行い、ユーザの好みの露出にすることができる。
【００８４】
さらに、上記実施の形態では、表示部１７にジャイロユニット２０において生成された復元画像を表示することができるので、ユーザは復元画像を確認することができ、復元画像に基づいて露出補正値の上限値やシャッター速度の下限値を設定し、または補正後の露出値を増減してユーザの好みの露出とすることができる。
また、画像復元部２５では、撮影時に手ぶれが生じた場合、露光量を増加させるように補正した露出で撮影された被写体の撮影画像から、被写体のぶれの軌跡を撮影画像から除去した復元画像を生成する。すなわち、手ぶれが生じた場合でも適正な露出で取得された撮影画像から復元画像を生成するので、ノイズの発生を抑えて、被写体のぶれを低減した画像を秀麗に生成することができる。
【００８５】
また、上記の実施の形態では、画像変換用の逆行列によっては復元画像を正しく生成できない場合には、エッジ強調処理により手ぶれを目立たなくした復元画像を生成することができる。エッジ強調処理では、逆行列を用いて復元画像を生成する場合と比較すると、高速に復元画像を生成することができる。
【００８６】
また、本実施の形態では、メカニカル方式のシャッター１１ｃを採用しているので、ＣＣＤの電荷転送が有限時間に起因するローリングシャッター１１ｃ問題を回避することができ、レンズ１１ａから入射する被写体の投影光を撮像素子１１ｄに均一に投光することができる。
【００８７】
但し、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能なのは勿論である。
例えば、上記実施の形態では、撮影制御部１３の制御の下、撮影部１１において被写体の動画像撮影時においても静止画像撮影時においても、所定のフレーム間隔で被写体の撮影画像データを連続的に取得する場合に、露出の補正および復元画像の生成を行う例について説明したが、本発明はこのような撮影画像を所定のフレーム間隔で連続的に取得する撮影装置１０ではなく、撮影部１１によって所定の露光時間の下、１回のみ露出を行って静止画像を撮影する撮影装置１０に適用可能なのは勿論である。その場合も上記と略同様の動作により露出の補正、復元画像の生成を行うことができる。
【００８８】
また、上記実施の形態では、所定のフレーム間隔で被写体の撮影画像データを得ている場合に、直前のフレームにおける撮影画像を撮影した際の手ぶれ量に基づいて、露出補正値を算出するものとしたが、直前のフレームにおける手ぶれ量だけではなく、過去の連続する複数のフレームにおける手ぶれ量の平均値を求め、当該平均値に基づいて次のフレームにおいて不足する露光量を予測して、露出補正値を求めるようにしてもよい。
【００８９】
すなわち、露出補正部２２において、Ｘ軸ジャイロセンサ２３ａ、Ｙ軸ジャイロセンサ２３ｂ及び角速度検出部２３ｃによって所定の露光時間中の撮影装置１０のぶれを検出して手ぶれか否かの判別および手ぶれ量の算出を行い、このように算出された手ぶれ量により上記と同様の方法により露出補正値を算出して、この露出補正値を撮影装置１０の露出計１２に与えることにより露出を補正させることができる。
また、所定の露光時間中の撮影装置１０のぶれに基づいて、軌跡算出部２６によって手ぶれの軌跡を求め、この手ぶれの軌跡に基づいて、逆変換フィルタ部２７によって画像変換用逆行列を求めるとともに、復元画像生成部２８において復元画像を生成することができる。
【００９０】
また、上記実施の形態において、特に説明しなかったが、復元画像の生成は撮影時に行ってもよいし、撮影後に行われるようにしてもよく、復元画像の生成時は特に限定されるものではない。撮影後に復元画像の生成を行う際には、手ぶれの軌跡等の算出に必要な情報を記録メディア１５ａ等に格納させておき、復元画像の生成を行う際に記録メディア１５ａからこれらの情報を読み出すようにするとよい。
【００９１】
さらに、上記実施の形態では、ジャイロユニット２０において、撮影時の露出を補正するための露出補正値の算出、復元画像の生成を行うものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、手ぶれ量算出部２３において求められた手ぶれ量や軌跡算出部２６によって求められた手ぶれの軌跡等を手ぶれの状態情報としてジャイロユニット２０から他の装置に出力し、この他の装置（例えば、撮影装置１０）において、撮影時の露出の露出補正値の算出、手ぶれの軌跡に基づく復元画像の生成（エッジ強調処理を含む）を行うようにしてもよい。すなわち、手ぶれの状態情報が入力される他の装置を、手ぶれに起因する露光不足を補うべく露出を補正するための露出補正値を撮影装置や露出計等に出力する露出補正装置や、復元画像を手ぶれの状態情報に基づいて精製する画像復元装置として構成してもよい。この場合も、手ぶれ量の算出や手ぶれの軌跡を求める高負荷の処理をジャイロユニット２０において実行することで、露出補正値の算出または復元画像の生成を行う装置側では低負荷の処理を行うことができる。
【００９２】
また、上記実施の形態において、ジャイロユニット２０は、角速度検出部２３ｃにおいて求めた手ぶれ量が所定の閾値より大きい場合にのみ、露出補正値の算出および復元画像の生成を行わせるようにしてもよい。この場合、手ぶれがない場合や、撮影画像における手ぶれによる被写体のぶれが視認できない程度に小さい場合は、その撮影画像については露出補正値の算出や復元画像の生成を行わないようにすることができ、処理の効率化を図ることができる。
【００９３】
また、上記実施の形態では、撮影装置１０の動きを検出するため、Ｘ軸ジャイロセンサ２３ａ、Ｙ軸ジャイロセンサ２３ｂにより角速度を検出する構成としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、撮影装置１０の単位時間あたりのぶれ量を検出可能なものであれば、例えば加速度センサを用いることも可能である。
【００９４】
さらに、上記実施の形態では、撮影システム１００を撮影装置１０としてのカメラ付き携帯電話と、露出補正装置および画像復元装置としてのジャイロユニット２０とにより構成されるものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図８に示すように、ジャイロユニット２０と同様の機能を有するジャイロユニット３０を撮影装置１０の筐体１０ａの内側に設けられる内部ユニットとして構成してもよい。この場合、Ｘ軸ジャイロセンサ３１、Ｙ軸ジャイロセンサ３２、露出補正値の算出、復元画像の生成等の演算処理を行う演算用のＩＣ３３、露出補正値の算出、復元画像の生成のための制御プログラムや各種データを格納するＲＯＭ３４等を一つの基板３５上に設け、チップボンディング等により１つのＩＣ状に構成してもよい。
【００９５】
また、上記実施の形態において、撮影装置１０に、パーソナルコンピュータとケーブル等で通信可能に接続される外部インターフェースや、テレビやプロジェクタなどの外部ディスプレイ装置に動画像の映像信号を出力するための映像出力端子、音声信号を取り込み記録・再生するためのオーディオ回路や、音声信号を外部スピーカや外部アンプ等に出力するための音声出力端子などを備えさせてもよいのは勿論である。
【００９６】
また、本発明は、上記実施の形態で説明した撮影装置１０以外の撮影機能を有する撮影機器にも適用することが可能であり、具体例を挙げると、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ等の撮影装置１０、および、このような撮影装置１０を具備したＰＤＡ、ノート型パソコン等の各種電子機器においても適用可能である。このような電子機器において、上記のジャイロユニット２０またはジャイロユニット３０が備える構成を内蔵させてもよいし、本実施の形態で説明したような外付けジャイロユニット２０を接続可能な構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】実施の形態に係る撮影システムの機能的構成例を示す図である。
【図２】実施の形態に係る撮影システムの外観構成例を示す図である。
【図３】実施の形態に係る撮影システムの具体的な機能的構成例を示す図である。
【図４】手ぶれと露光量との関係を示す図である。
【図５】露出補正値の算出方法を説明するための図である。
【図６】ぶれ軌跡と復元する撮影画像の撮影タイミングとの関係を示す図である。
【図７】実施の形態おけるジャイロユニットの動作を示すフローチャートである。
【図８】撮影システムの他の外観構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００９８】
１０…撮影装置、１１…撮影部、１１ａ…光学レンズ、１１ｂ…絞り、１１ｃ…メカニカルシャッター、１１ｄ…撮像素子、１２…露出計、１３…撮影制御部、１６…操作部、１７…表示部、１８…制御部、１９…インターフェース部、２０…ジャイロユニット、２１…インターフェース部、２２…露出補正部（露出補正装置）、２３…手ぶれ量算出部、２４…補正値算出部（露出補正装置、露出補正部）、２５…画像復元部（画像復元装置）、軌跡算出部…２６、逆変換フィルタ部…２７、復元画像生成部…２８、１００…撮影システム、１１０…露出補正手段（露出補正装置）、１２０…露出値設定手段（露出値設定装置）、１３０…撮影画像取得手段（撮影装置）、１４０…画像復元手段（画像復元装置）
【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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