(57)【要約】【課題】  撮影光学系の種類に拘わらず、撮影範囲を変更することが可能で、レンズ収差の影響がなく、取得された複数の画像の合成を容易に行うことができるようにする。【解決手段】  デジタルカメラは、撮像素子３０と、この撮像素子３０を光軸と直交する平面内で移動させる駆動機構３００と、シフト撮影制御部７１と、画像合成制御部７２とを備える。シフト撮影制御部７１は、少なくとも撮像素子３０を第１の位置に配置させた状態で撮像動作を行わせて第１の画像を取得させると共に、駆動機構３００により撮像素子３０を前記第１の位置とは異なる第２の位置に移動させた状態で撮像動作を行わせて第２の画像を取得させる。画像合成制御部７２は、前記第１の画像と第２の画像とを、互いに貼り合わせて合成画像を生成する。【選択図】      図９
2007028008.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体光像を電気信号に変換する撮像素子と、
前記撮像素子を光軸と直交する平面内で移動させる駆動手段と、
少なくとも前記撮像素子を第１の位置に配置させた状態で撮像動作を行わせて第１の画像を取得させると共に、前記駆動手段により前記撮像素子を前記第１の位置とは異なる第２の位置に移動させた状態で撮像動作を行わせて第２の画像を取得させる撮像制御手段と、
前記第１の画像と第２の画像とを、互いに貼り合わせて合成画像を生成可能に関連付けて記憶する記憶手段とを具備することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記第１の画像と第２の画像とを貼り合わせて合成画像を生成する画像合成手段を具備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】
前記画像合成手段は、前記撮像素子が備える画素の位置情報に基づいて、前記第１の画像と第２の画像との位置関係を特定して両者を貼り合わせることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記撮像素子は、光軸と直交する平面内で第１軸方向と、この第１軸と直交する第２軸方向とに移動可能とされており、
前記撮像素子の所定のホームポジションに対する前記第１軸方向及び第２軸方向の移動可能量を、前記撮像素子の画素配列数に対応付けて記憶する移動量記憶手段を備え、
前記画像合成手段は、前記移動量記憶手段に記憶されている情報に基づき、前記駆動手段による前記撮像素子の前記第１軸方向及び／又は第２軸方向の移動量を前記画素配列数に換算して求めることで、前記第１の画像に対する第２の画像のシフト量を特定し、この特定された位置関係で前記第１の画像と第２の画像とを貼り合わせて合成画像を生成することを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記撮像素子が矩形の撮像素子であって、光軸と直交する平面内で前記撮像素子の縦辺と平行な第１軸方向と、横辺と平行な第２軸方向とに移動可能とされており、
前記撮像制御手段は、前記第２の位置として、前記撮像素子を前記第１の位置に対して前記第１軸方向又は第２軸方向に所定量平行移動させた位置を選択し撮像動作を行わせて第２の画像を取得させると共に、
前記画像合成手段は、前記第１の画像と第２の画像とを貼り合わせることで、前記撮像素子の縦横比率と異なる縦横比率を有する合成画像を生成することが可能とされていることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記画像合成手段には、撮像制御手段により撮像された複数の画像のうち、貼り合わせに使用する画像を選択する選択手段が備えられていることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項７】
主被写体の位置を特定する主被写体特定手段を有し、
前記選択手段は、特定された主被写体の近傍部に画像同士の貼り合わせ部が存在しないよう、貼り合わせに使用する画像を選択することを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記画像合成手段は、前記第１の画像と第２の画像とを貼り合わせる前に、各画像において欠陥画素補完処理を行うことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記駆動手段により、前記撮像素子を予め定められた順序で複数の位置に順次位置決めさせる駆動パターンを記憶する駆動パターン記憶部を有し、
前記撮像制御手段は、所定の操作信号が与えられることで、前記駆動手段により前記駆動パターンに基づき前記撮像素子を順次移動させつつ、所定の位置で一連の撮像動作を行わせることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記駆動手段に、駆動信号が与えられたタイミングと、前記駆動信号に基づき実際に撮像素子の移動動作が行われるタイミングとに所定のタイムラグが存在する場合において、
前記撮像制御手段は、前記第１の位置から第２の位置へ前記撮像素子を移動させる駆動信号を前記駆動手段に与えた後、少なくとも前記タイムラグに相当する時間を置いて前記撮像素子の露光を開始させると共に、
露光の終了時点を基準として、前記タイムラグに相当する時間を遡った時点以降から、前記駆動手段に前記第２の位置とは異なる第３の位置へ前記撮像素子を移動させるための駆動信号を与えることを特徴とする請求項１又は９に記載の撮像装置。
【請求項１１】
撮像装置本体に本体に与えられる振れを検出する振れ検出手段と、
前記振れ検出手段の検出結果から各方向の振れ補正量を求める振れ補正量算出手段と、
前記振れ補正量算出手段で求められた振れ補正量に応じて前記撮像素子を光軸と直交する平面内で振れ補正移動させる振れ補正制御部とを備え、
前記駆動手段が、前記振れ補正移動のための駆動手段として兼用されるよう構成されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項１２】
撮像装置が、撮像装置本体と、該撮像素子本体に対して着脱可能なレンズユニットとから構成される一眼レフレックス型のデジタルカメラであることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記撮像装置本体は、装着されたレンズユニットの種別を判定する判定手段を有し、
前記撮像制御手段は、所定の種別のレンズユニットが装着されたと判定された場合に、合成画像を生成するための撮像素子の移動を禁止することを特徴とする請求項１２に記載の撮像装置。
【請求項１４】
被写体光像を電気信号に変換する撮像素子と、前記撮像素子を光軸と直交する平面内で移動させる駆動手段とを有する撮像手段と、
少なくとも前記撮像素子を第１の位置に配置させた状態で撮像動作を行わせて第１の画像を取得させると共に、前記駆動手段により前記撮像素子を前記第１の位置とは異なる第２の位置に移動させた状態で撮像動作を行わせて第２の画像を取得させる撮像制御手段と、
前記第１の画像と第２の画像とを貼り合わせて合成画像を生成する画像合成手段とを具備することを特徴とする撮像システム。
【請求項１５】
被写体光像を電気信号に変換する撮像素子と、前記撮像素子を光軸と直交する平面内で移動させる駆動手段と、前記撮像素子及び前記駆動手段を駆動させて撮像動作を行わせる撮像制御手段と、前記撮像素子にて取得された画像を処理する画像処理手段とを備える撮像システムを動作させるプログラムであって、
前記撮像制御手段に、少なくとも前記撮像素子を第１の位置に配置させた状態で撮像動作を行わせて第１の画像を取得させるステップと、
前記駆動手段により前記撮像素子を前記第１の位置とは異なる第２の位置に移動させた状態で撮像動作を行わせて第２の画像を取得させるステップとを実行させると共に、
前記画像処理手段に、前記第１の画像と第２の画像とを貼り合わせて合成画像を生成させるステップを実行させることを特徴とする撮像システムの動作プログラム。
【請求項１６】
複数のフレーム画像に相当する画像データを取得可能な画像取得手段と、該画像取得手段により取得された画像データに対して所定の画像処理を行う画像処理手段とを有する処理装置を動作させるプログラムであって、
前記画像取得手段に、
被写体光像を電気信号に変換する撮像素子を、少なくともその光軸と直交する平面内における第１の位置に配置させた状態で撮像された第１の画像と、前記第１の位置とは異なる第２の位置に移動させた状態で撮像された第２の画像とを取得させるステップと、
前記撮像素子が備える画素の位置情報に基づく、前記第１の画像と第２の画像との位置関係を特定する情報を取得させるステップとを実行させると共に、
前記画像処理手段に、
前記位置関係を特定する情報に基づき、第１の画像と第２の画像とを貼り合わせて合成画像を生成させるステップを実行させることを特徴とする処理装置の動作プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＣＤ（charge coupled device）イメージセンサのような撮像素子を備える撮像装置等に関し、特に前記撮像素子を光軸と直交する平面内で移動させて複数枚の画像を撮像させ、これらの画像を合成することが可能とされた撮像装置、撮像システム及びその動作プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的にデジタルカメラの撮影範囲は、撮影光学系の光学設計や撮像素子のサイズ等により定まる。しかし、本来の撮影範囲よりも広い範囲の画像を取得できるデジタルカメラを求めるニーズがある。かかるニーズに対応するものとして、例えば特許文献１には、撮影光学系内にシフトレンズを組み込み、該シフトレンズを撮影光学系の光軸に直交する平面内においてシフトさせることにより、撮影範囲を移動させる技術が開示されている。また、特許文献２には、アクチュエータで撮影光学系を構成するレンズ群をヨー方向及びピッチ方向に駆動する像ずらし機構を設け、撮像素子に結像される像をずらして複数回の撮像動作を行わせ、かかる撮像動作で取得された複数の画像を合成することで画角を広げた１枚の画像の形成を可能とする技術が開示されている。
【特許文献１】特開平７−１２８５８２号公報
【特許文献２】特開２００３−６０９６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１や特許文献２の技術のように、撮影光学系を構成する一部のレンズを移動させて撮影範囲を移動（拡張）させる構成にあっては、搭載する撮影光学系の種類（特にイメージサークル）に応じてシフトレンズや像ずらし機構を準備する必要があり、特に一眼レフレックスカメラのようにレンズ交換可能なデジタルカメラである場合、ユーザは交換レンズに応じて、オプションとして用意されたシフトレンズ等を別途購入せねばならないという不都合が生じる。さらに、撮影光学系にシフトレンズや像ずらし機構を介在させることから、レンズ収差の影響が表出する場合がある。
【０００４】
本発明は上記のような問題点に鑑みてなされたもので、撮像装置に搭載若しくは装着される撮影光学系の種類に拘わらず、撮影範囲を変更することが可能で、レンズ収差の影響がなく、しかも取得された複数の画像の合成を容易に行うことができる撮像装置、撮像システム及びその動作プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の請求項１にかかる撮像装置は、被写体光像を電気信号に変換する撮像素子と、前記撮像素子を光軸と直交する平面内で移動させる駆動手段と、少なくとも前記撮像素子を第１の位置に配置させた状態で撮像動作を行わせて第１の画像を取得させると共に、前記駆動手段により前記撮像素子を前記第１の位置とは異なる第２の位置に移動させた状態で撮像動作を行わせて第２の画像を取得させる撮像制御手段と、前記第１の画像と第２の画像とを、互いに貼り合わせて合成画像を生成可能に関連付けて記憶する記憶手段とを具備することを特徴とする。
【０００６】
この構成によれば、少なくとも撮像素子が第１の位置に配置された状態で第１の画像が取得され、これに続いて、駆動手段により撮像素子が第２の位置に移動された状態で第２の画像が取得される。すなわち、従来のように撮影光学系を構成する一部のレンズを移動させるのではなく、撮像素子自体を移動（シフト）させて撮像動作が行われる（以下、このような撮像動作を簡略的に「シフト撮影」という場合がある）。そして、このようにして取得された第１の画像と第２の画像とは、記憶手段に互いに貼り合わせて合成画像を生成可能に関連付けて記憶されるので、これらを用いて所定の合成画像を生成することが可能となる。
【０００７】
上記構成において、撮像装置が前記第１の画像と第２の画像とを貼り合わせて合成画像を生成する画像合成手段を具備する構成とすることができる（請求項２）。この構成によれば、パーソナルコンピュータ等の外部処理装置を用いることなく、撮像装置単体で前記第１の画像と第２の画像とを貼り合わせる画像合成処理が行えるようになる。
【０００８】
この場合、前記画像合成手段は、前記撮像素子が備える画素の位置情報に基づいて、前記第１の画像と第２の画像との位置関係を特定して両者を貼り合わせるものであることが望ましい（請求項３）。この構成によれば、前記第１の画像及び第２の画像の画像データを解析して両者を貼り合わせる手法に依らず、前記撮像素子が備える画素の位置情報に基づき絶対位置での貼り合わせを行うことが可能となる。
【０００９】
かかる構成において、前記撮像素子は、光軸と直交する平面内で第１軸方向と、この第１軸と直交する第２軸方向とに移動可能とされており、前記撮像素子の所定のホームポジションに対する前記第１軸方向及び第２軸方向の移動可能量を、前記撮像素子の画素配列数に対応付けて記憶する移動量記憶手段を備え、前記画像合成手段は、前記移動量記憶手段に記憶されている情報に基づき、前記駆動手段による前記撮像素子の前記第１軸方向及び／又は第２軸方向の移動量を前記画素配列数に換算して求めることで、前記第１の画像に対する第２の画像のシフト量を特定し、この特定された位置関係で前記第１の画像と第２の画像とを貼り合わせて合成画像を生成するよう構成することが望ましい（請求項４）。この構成によれば、第１の画像に対する第２の画像のシフト量を、前記撮像素子の画素配列数に換算して把握することができ、第１の画像と第２の画像とを求められた画素配列数に基づき容易に貼り合わせることができるようになる。
【００１０】
請求項２にかかる構成において、前記撮像素子が矩形の撮像素子であって、光軸と直交する平面内で前記撮像素子の縦辺と平行な第１軸方向と、横辺と平行な第２軸方向とに移動可能とされており、前記撮像制御手段は、前記第２の位置として、前記撮像素子を前記第１の位置に対して前記第１軸方向又は第２軸方向に所定量平行移動させた位置を選択し撮像動作を行わせて第２の画像を取得させると共に、前記画像合成手段は、前記第１の画像と第２の画像とを貼り合わせることで、前記撮像素子の縦横比率と異なる縦横比率を有する合成画像を生成することが可能とされていることが望ましい（請求項５）。この構成によれば、撮像素子の縦横比率に依存することなく、ユーザが望む縦横比率を有する合成画像を自在に生成できるようになる。
【００１１】
また、請求項２にかかる構成において、前記画像合成手段には、撮像制御手段により撮像された複数の画像のうち、貼り合わせに使用する画像を選択する選択手段が備えられていることが望ましい（請求項６）。この構成によれば、撮像素子を移動させて取得された複数の画像の中から、選択手段により、所定の基準を満たす画像を自動的に選択したり、或いはユーザが望む画像をマニュアル選択したりすることが可能となる。
【００１２】
この場合、主被写体の位置を特定する主被写体特定手段を有し、前記選択手段は、特定された主被写体の近傍部に画像同士の貼り合わせ部が存在しないよう、貼り合わせに使用する画像を選択することが望ましい（請求項７）。複数の画像を貼り合わせして生成された合成画像において、その貼り合わせ部は画像乱れが生じやすい。そこで、主被写体特定手段により主被写体の位置を特定し、その近傍部には貼り合わせ部が存在しないように画像を選択することで、主被写体については画像の高品質さを確保できるようになる。
【００１３】
さらに、請求項２にかかる構成において、前記画像合成手段は、前記第１の画像と第２の画像とを貼り合わせる前に、各画像において欠陥画素補完処理を行うことが望ましい（請求項８）。この構成によれば、欠陥画素の補完は、画像の貼り合わせ後に行うよりも、個々のフレーム画像において行う方が処理の容易性の点で有利であることから、処理の高速化を図ることができる。
【００１４】
請求項１にかかる構成において、前記駆動手段により、前記撮像素子を予め定められた順序で複数の位置に順次位置決めさせる駆動パターンを記憶する駆動パターン記憶部を有し、前記撮像制御手段は、所定の操作信号が与えられることで、前記駆動手段により前記駆動パターンに基づき前記撮像素子を順次移動させつつ、所定の位置で一連の撮像動作を行わせることが望ましい（請求項９）。この構成によれば、例えばシャッターボタンが押下されることで、所定の駆動パターンに基づき前記撮像素子が予め定められた位置に順次移動され、その都度画像が取得されるようになる。
【００１５】
この場合、前記駆動手段に、駆動信号が与えられたタイミングと、前記駆動信号に基づき実際に撮像素子の移動動作が行われるタイミングとに所定のタイムラグが存在する場合において、前記撮像制御手段は、前記第１の位置から第２の位置へ前記撮像素子を移動させる駆動信号を前記駆動手段に与えた後、少なくとも前記タイムラグに相当する時間を置いて前記撮像素子の露光を開始させると共に、露光の終了時点を基準として、前記タイムラグに相当する時間を遡った時点以降から、前記駆動手段に前記第２の位置とは異なる第３の位置へ前記撮像素子を移動させるための駆動信号を与えることが望ましい（請求項１０）。露光期間中に撮像素子を移動させると像ぶれの原因となるが、撮像素子を移動させる駆動手段に動作のタイムラグが存在する場合、駆動信号を与えるタイミングのレベルでは撮像素子の移動完了若しくは移動開始と判定されていても、実際の駆動としては追従できていないケースが生じる。従って、上記構成のようにタイムラグを考慮したタイミングで駆動信号を与えることで、時間ロスなく、的確に撮像素子を移動させることができるようになる。
【００１６】
上記請求項１〜１０のいずれかの撮像装置において、撮像装置本体に与えられる振れを検出する振れ検出手段と、前記振れ検出手段の検出結果から各方向の振れ補正量を求める振れ補正量算出手段と、前記振れ補正量算出手段で求められた振れ補正量に応じて前記撮像素子を光軸と直交する平面内で振れ補正移動させる振れ補正制御部とを備え、前記駆動手段が、前記振れ補正移動のための駆動手段として兼用されるよう構成されていることが望ましい（請求項１１）。この構成によれば、撮像素子を光軸と直交する平面内で振れ補正移動させることで撮像装置の手振れ等に対する補正を行う撮像素子揺動型の振れ補正機構における駆動手段を利用して、本発明にかかるシフト撮影を行うことができる。
【００１７】
上記請求項１〜１１のいずれかの撮像装置において、撮像装置が、撮像装置本体と、該撮像素子本体に対して着脱可能なレンズユニットとから構成される一眼レフレックス型のデジタルカメラであることが望ましい（請求項１２）。本発明においては、撮像素子を駆動手段で移動させて撮像動作を行わせる構成が採用される。従って、一眼レフレックス型のデジタルカメラにおいて、装着されるレンズユニットの種類に拘わらず（レンズユニットの種類に合わせて撮像素子の移動量を調整することで）、意図するシフト撮影を行うことができる。
【００１８】
この場合、前記撮像装置本体は、装着されたレンズユニットの種別を判定する判定手段を有し、前記撮像制御手段は、所定の種別のレンズユニットが装着されたと判定された場合に、合成画像を生成するための撮像素子の移動を禁止することが望ましい（請求項１３）。撮像装置本体に装着されるレンズユニットによっては、シフト撮影を行うことが妥当でない場合がある。例えば、ＡＰＳ（ADVANCED PHOTO SYSTEM）用のレンズユニットのように、イメージサークルが小さいレンズユニット等ではシフト撮影の実行は不適切であるので、このようなレンズユニットが装着された場合、撮像制御手段により合成画像を生成するための撮像素子の移動が禁止される。
【００１９】
本発明の請求項１４にかかる撮像システムは、被写体光像を電気信号に変換する撮像素子と、前記撮像素子を光軸と直交する平面内で移動させる駆動手段とを有する撮像手段と、少なくとも前記撮像素子を第１の位置に配置させた状態で撮像動作を行わせて第１の画像を取得させると共に、前記駆動手段により前記撮像素子を前記第１の位置とは異なる第２の位置に移動させた状態で撮像動作を行わせて第２の画像を取得させる撮像制御手段と、前記第１の画像と第２の画像とを貼り合わせて合成画像を生成する画像合成手段とを具備することを特徴とする。
【００２０】
この構成によれば、システムは撮像手段と、撮像制御手段と、画像合成手段とで構成される。従って、例えばデジタルカメラ等を前記撮像手段及び撮像制御手段を具備する機器として、またパーソナルコンピュータ等を前記画像合成手段を具備する機器として利用し、撮像システムが構築される。
【００２１】
本発明の請求項１５にかかる撮像システムの動作プログラムは、被写体光像を電気信号に変換する撮像素子と、前記撮像素子を光軸と直交する平面内で移動させる駆動手段と、前記撮像素子及び前記駆動手段を駆動させて撮像動作を行わせる撮像制御手段と、前記撮像素子にて取得された画像を処理する画像処理手段とを備える撮像システムを動作させるプログラムであって、前記撮像制御手段に、少なくとも前記撮像素子を第１の位置に配置させた状態で撮像動作を行わせて第１の画像を取得させるステップと、前記駆動手段により前記撮像素子を前記第１の位置とは異なる第２の位置に移動させた状態で撮像動作を行わせて第２の画像を取得させるステップとを実行させると共に、前記画像処理手段に、前記第１の画像と第２の画像とを貼り合わせて合成画像を生成させるステップを実行させることを特徴とする。
【００２２】
この構成によれば、前記撮像制御手段に与えられるプログラム動作により、少なくとも撮像素子が第１の位置に配置された状態で第１の画像が取得され、これに続いて、駆動手段により撮像素子が第２の位置に移動された状態で第２の画像が取得される。そして、前記画像処理手段に与えられるプログラム動作により、前記第１の画像と第２の画像とが貼り合わされて合成画像が生成される。
【００２３】
本発明の請求項１６にかかる処理装置の動作プログラムは、複数のフレーム画像に相当する画像データを取得可能な画像取得手段と、該画像取得手段により取得された画像データに対して所定の画像処理を行う画像処理手段とを有する処理装置を動作させるプログラムであって、前記画像取得手段に、被写体光像を電気信号に変換する撮像素子を、少なくともその光軸と直交する平面内における第１の位置に配置させた状態で撮像された第１の画像と、前記第１の位置とは異なる第２の位置に移動させた状態で撮像された第２の画像とを取得させるステップと、前記撮像素子が備える画素の位置情報に基づく、前記第１の画像と第２の画像との位置関係を特定する情報を取得させるステップとを実行させると共に、前記画像処理手段に、前記位置関係を特定する情報に基づき、第１の画像と第２の画像とを貼り合わせて合成画像を生成させるステップを実行させることを特徴とする。
【００２４】
この構成によれば、パーソナルコンピュータ等の処理装置を、本発明にかかるシフト撮影により取得された第１の画像及び第２の画像と、撮像素子が備える画素の位置情報に基づくこれら画像の位置関係を特定する情報とを前記画像取得手段により取得させ、前記位置関係を特定する情報に基づき、前記画像処理手段に前記第１の画像と第２の画像とを貼り合わせて合成画像を生成させるよう機能させることができる。
【発明の効果】
【００２５】
請求項１にかかる撮像装置によれば、撮像素子自体を移動（シフト）させて撮像された第１の画像と第２の画像とが、記憶手段に互いに貼り合わせて合成画像を生成可能に関連付けて記憶されるので、これらを用いて所定の合成画像を生成することができる。これにより、撮像素子のサイズ（画素数）を増加させたものと実質的に同等の合成画像を取得できる。例えば、安価な汎用サイズの撮像素子（例えばＡＰＳサイズのＣＣＤカラーエリアセンサ）を用いて、大型サイズの撮像素子（例えばフィルムサイズのＣＣＤカラーエリアセンサ）で撮像したものと同等の画像（合成画像）を取得できる。また、撮像素子のサイズが組み付け領域の制限等で制限されている場合でも、撮像素子の画素ピッチを極小化する労を要することなく高画素画像を得ることができる。
【００２６】
さらに、撮像素子を光軸と直交する方向に移動させることでシフト撮影を行う構成であるので、撮影光学系にシフトレンズを介在させる必要はなく、どのような撮影光学系が設定（装着）されている場合でもシフト撮影が行える。また、レンズ収差の影響を受けることはなく、綺麗な合成画像を生成できるという効果を奏する。
【００２７】
請求項２にかかる撮像装置によれば、撮像装置単体で前記第１の画像と第２の画像とを貼り合わせる画像合成処理までを行うことができ、ユーザの利便性を向上させることができる。
【００２８】
請求項３にかかる撮像装置によれば、前記第１の画像と第２の画像とを、撮像素子が備える画素の位置情報に基づき絶対位置で貼り合わせを行うので、画像合成処理を簡素化でき、高速で画像貼り合わせを実行できるようになる。
【００２９】
請求項４にかかる撮像装置によれば、第１の画像に対する第２の画像のシフト量を、撮像素子の画素配列数に換算して把握し、この画素配列数に基づき両画像を貼り合わせるので、第１の画像及び第２の画像の画像データを解析して両者を貼り合わせる場合のように膨大な演算処理を要することなく、画像合成を行うことができる。
【００３０】
請求項５にかかる撮像装置によれば、撮像素子の縦横比率に依存することなく、ユーザが望む縦横比率を有する合成画像を自在に生成できるので、ユーザの利便性を向上させることができる。
【００３１】
請求項６にかかる撮像装置によれば、選択手段により、撮像素子を移動させて取得された複数の画像の中から適宜な画像を選択して、シーンに応じた合成画像、若しくはユーザが所望する合成画像を生成できる。
【００３２】
請求項７にかかる撮像装置によれば、主被写体の近傍部に画像同士の貼り合わせ部が存在しない合成画像を生成できるので、綺麗な合成画像を得ることができる。
【００３３】
請求項８にかかる撮像装置によれば、欠陥画素の補完を的確に行え、画像合成のための処理の高速化を図ることができる。
【００３４】
請求項９にかかる撮像装置によれば、シャッターボタンの押下等をトリガとして、必要なシフト撮影が一連の処理として実行されるので、ユーザのシフト撮影における操作負担を軽減でき、且つ的確にシフト撮影画像が取得できるようになる。
【００３５】
請求項１０にかかる撮像装置によれば、駆動手段の動作タイムラグを考慮したタイミングで駆動信号を与えることで、時間ロスなく、的確に撮像素子を移動させることができることから、高速でシフト撮影を実行させることができるようになる。
【００３６】
請求項１１にかかる撮像装置によれば、撮像素子揺動型の振れ補正機構における駆動手段を利用して、本発明にかかるシフト撮影を行うことができるので、別途駆動手段を増設する必要がないことからコストダウンを図ることができる。さらに、振れ補正機構には通常高速高精度のアクチュエータが用いられるが、かかるアクチュエータを利用することで高精度に位置決めされた状態でシフト撮影を行うことができる。
【００３７】
請求項１２にかかる撮像装置によれば、装着されるレンズユニットの種類に拘わらず（レンズユニットの種類に合わせて撮像素子の移動量を調整することで）、意図するシフト撮影を行うことができる。
【００３８】
請求項１３にかかる撮像装置によれば、レンズユニットに応じてシフト撮影の実行が禁止されるので、不適切な合成画像が生成されることを未然に防止できる。
【００３９】
請求項１４にかかる撮像システムによれば、デジタルカメラやパーソナルコンピュータ等を用いて、フレキシビリティの高い撮像システムを構築できる。
【００４０】
請求項１５にかかる撮像システムの動作プログラムによれば、上述した第１の画像と第２の画像との貼り合わせによる合成画像動作を所定のシステムに行わせることができるプログラムを提供できる。
【００４１】
請求項１６にかかる処理装置の動作プログラムによれば、パーソナルコンピュータ等にシフト撮影により取得された第１の画像及び第２の画像を取り込んで、撮像素子が備える画素の位置情報に基づいて貼り合わせ合成画像を生成させることができるプログラムを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下、本発明にかかる撮像装置の実施形態の一つであるデジタルカメラを例示して、本発明の実施形態につき詳細に説明する。
（カメラ構造の説明）
図１、図２は、本発明の一実施形態にかかるデジタルカメラ１の外観構造を示す図であり、図１は、デジタルカメラ１の正面外観図、図２は、デジタルカメラ１の背面外観図をそれぞれ示している。また図３は、デジタルカメラ１の内部構造を示す断面図である。図１に示すように、このデジタルカメラ１は、カメラ本体１０と、このカメラ本体１０の正面略中央に着脱可能（交換可能）に装着されるレンズユニット２（交換レンズ）とを備えた一眼レフレックス型デジタルスチルカメラである。
【００４３】
図１において、カメラ本体１０の正面側には、正面略中央にレンズユニット２が装着されるマウント部１０１と、マウント部１０１の右横に配置されたレンズ交換ボタン１０２と、正面左端部（Ｘ方向左側）において突設され、ユーザが片手（又は両手）により確実に把持（保持）可能とするためのグリップ部１０３と、マウント部１０１の左横に配置されたセルフタイマーランプ１０４と、正面左上部（Ｙ方向左上側）に配置されたモード設定ダイアル１１と、正面右上部に配置された制御値設定ダイアル１２と、グリップ部１０３の上面に配置されたシャッターボタン１３とが備えられている。
【００４４】
また、図２において、カメラ本体１０の背面側には、背面左側に配置されたＬＣＤ（Liquid Crystal Display）１４と、ＬＣＤ１４の下方に配置された設定ボタン群１５と、ＬＣＤ１４の側方に配置されたジョグダイヤル１６と、ジョグダイヤル１６の内側に配置されたプッシュボタン１７と、ＬＣＤ１４の上方に配設された光学ファインダー１８と、光学ファインダー１８の側方に配設されたメインスイッチ１０５と、光学ファインダー１８の上方に配設された接続端子部１０６とが備えられている。
【００４５】
モード設定ダイアル１１及び制御値設定ダイアル１２は、カメラ本体１０の上面と略平行な面内で回転可能な略円盤状の部材からなる。モード設定ダイアル１１は、自動露出（ＡＥ）制御モードや自動焦点（ＡＦ；オートフォーカス）制御モード、或いは１枚の静止画を撮影する静止画撮影モードや連続撮影を行う連続撮影モード等の各種撮影モード、記録済みの画像を再生する再生モード等、デジタルカメラ１に搭載されたモードや機能を択一的に選択するためのものである。制御値設定ダイアル１２は、デジタルカメラ１に搭載された各種の機能に対する制御値を設定するためのものである。
【００４６】
シャッターボタン１３は、途中まで押し込んだ「半押し状態」の操作と、さらに押し込んだ「全押し状態」の操作とが可能とされた押下スイッチである。静止画撮影モードにおいてシャッターボタン１３が半押し（Ｓ１）されると、被写体の静止画を撮影するための準備動作（露出制御値の設定や焦点調節等の準備動作）が実行され、シャッターボタン１３が全押し（Ｓ２）されると、撮影動作（撮像素子を露光し、その露光によって得られた画像信号に所定の画像処理を施してメモリカード等に記録する一連の動作）が実行される。なお、シャッターボタン１３の半押し操作は、図略のスイッチＳ１がオンされることにより検出され、シャッターボタン１３の全押し操作は、図略のスイッチＳ２がオンされることにより検出される。
【００４７】
ＬＣＤ１４は、カラー液晶パネルを備えてなり、撮像素子３０（図３参照）により撮像された画像の表示や記録済みの画像の再生表示等を行うとともに、デジタルカメラ１に搭載される機能やモードの設定画面を表示するものである。なお、ＬＣＤ１４に代えて、有機ＥＬやプラズマ表示装置を用いるようにしてもよい。
【００４８】
設定ボタン群１５は、デジタルカメラ１に搭載された各種の機能に対する操作を行うボタンである。この設定ボタン群１５には、例えばＬＣＤ１４に表示されるメニュー画面で選択された内容を確定するための選択確定スイッチ、選択取り消しスイッチ、メニュー画面の内容を切り替えるメニュー表示スイッチ、表示オン／オフスイッチ、表示拡大スイッチ、再生スイッチなどの他、手振れ補正スイッチ１５ａ及びシフト撮影スイッチ１５ｂが備えられている。
【００４９】
手振れ補正スイッチ１５ａは、カメラ本体１０に与えられる手振れを打ち消すように、撮像素子３０を光軸と直交する平面内で振れ補正移動させる動作を実行させるためのスイッチである。また、シフト撮影スイッチ１５ｂは、撮像素子３０の撮像面の中心を撮影光学系（レンズユニット２）の光軸中心から移動（シフト）させて撮像するシフト撮影モードを実行させるためのスイッチである。このシフト撮影モードは、後記で詳述するが、少なくとも撮像素子３０を所定の第１の位置に配置して撮像動作を行い第１の画像を取得する共に、撮像素子３０を前記第１の位置とは異なる第２の位置に移動して撮像動作を行い第２の画像を取得する動作を含むものである。勿論、シフト撮影の数は２回に限られるものではなく、一連のシフト撮影で、３回以上撮像素子３０の位置を変えて撮像動作を各々行い、３枚以上の画像を取得する態様も含むものである。
【００５０】
ジョグダイヤル１６は、円周方向に一定間隔で配置された複数の押圧部（図中の三角印の部分）を備える環状の部材を有し、各押圧部に対応して備えられた図略の接点（スイッチ）により押圧部の押圧操作が検出されるように構成されている。また、プッシュボタン１７は、ジョグダイヤル１６の中央に配置されている。ジョグダイヤル１６及びプッシュボタン１７は、撮影倍率の変更（ズームレンズのワイド方向やテレ方向への移動）、ＬＣＤ１４に再生する記録画像のコマ送り、及び撮影条件（絞り値、シャッタースピード、フラッシュ発光の有無等）の設定等の指示を入力するためのものである。
【００５１】
光学ファインダー１８は、被写体が撮影される範囲を光学的に表示するものである。すなわち、光学ファインダー１８には、レンズユニット２からの被写体像が導かれており、ユーザ（撮影者）は、この光学ファインダー１８を覗くことにより、実際に撮像素子３０にて撮影される被写体像を視認することができる。
【００５２】
マウント部１０１は、レンズユニット２が装着される部位であり、その近傍には、装着されたレンズユニット２との電気的接続を行うための複数個の電気的接点（図示省略）や、機械的接続を行うための後述するカプラ４１４（図３参照）等が設けられている。レンズ交換ボタン１０２は、マウント部１０１に装着されたレンズユニット２を取り外す際に押下されるボタンである。
【００５３】
グリップ部１０３は、ユーザが撮影時に当該デジタルカメラ１を把持する部分であり、フィッティング性を高めるために指形状に合わせた表面凹凸が設けられている。なお、グリップ部１０３の内部には電池収納室とカード収納室とが設けられている。電池収納室にはカメラの電源として電池６９Ｂ（図８参照）が収納されており、カード収納室には撮影画像の画像データを記録するための記録媒体、例えばメモリカード６７が着脱可能に収納されるようになっている。
【００５４】
セルフタイマーランプ１０４は、ＬＥＤ等の発光素子を備えてなり、セルフタイマー撮影が行われる場合に点灯されるものである。メインスイッチ１０５は、左右にスライドする２接点のスライドスイッチからなり、左にセットするとデジタルカメラ１の電源がオンされ、右にセットすると電源がオフされる。接続端子部１０６は、図略のフラッシュ等の外部装置を当該デジタルカメラ１と接続するための端子である。
【００５５】
このデジタルカメラ１には、図１に点線で示すように、カメラ本体１０の適所に振れ検出センサ４９が搭載されている。この振れ検出センサ４９は、手振れなどによりカメラ本体１０に与えられる振れを検出するもので、図１の水平方向をＸ軸、該Ｘ軸に垂直な方向をＹ軸とする２次元座標系を想定するものとすると、Ｘ軸方向のカメラ振れを検出するＸセンサ４９ａと、Ｙ軸方向のカメラ振れを検出するＹセンサ４９ｂとを有している。Ｘセンサ４９ａ及びＹセンサ４９ｂは、例えば圧電素子を用いたジャイロから構成され、各方向の振れの角速度を検出するものである。
【００５６】
レンズユニット２は、被写体からの光（光像）を取り込むレンズ窓として機能するとともに、当該被写体光をカメラ本体１０の内部に配置されている後述の撮像素子３０や光学ファインダー１８へ導くための撮影光学系を構成するものである。このレンズユニット２は、上述のレンズ交換ボタン１０２を押圧操作することで、カメラ本体１０から取り外すことが可能とされている。
【００５７】
レンズユニット２は、光軸Ｌに沿って直列的に配置された複数のレンズからなるレンズ群２１を備えてなる（図３参照）。このレンズ群２１には、焦点の調節を行うためのフォーカスレンズ２１１（図８参照）、変倍を行うためのズームレンズ２１２（図８参照）が含まれており、それぞれ光軸Ｌ方向に駆動されることで、変倍や焦点調節が行われる。また、レンズユニット２には、その鏡胴２２の外周適所に該鏡胴の外周面に沿って回転可能な操作環が備えられており、ズームレンズ２１２は、マニュアル操作或いはオート操作により、前記操作環の回転方向及び回転量に応じて光軸方向に移動し、その移動先の位置に応じたズーム倍率（撮影倍率）に設定されるようになっている。
【００５８】
続いて、カメラ本体１０の内部構造について、図３を参照して説明する。図３に示すように、カメラ本体１０の内部には、撮像素子３０及びその駆動機構３００、ＡＦ駆動ユニット４１、位相差ＡＦモジュール４２、シャッターユニット４３、ミラーボックス４４、光学ファインダー１８、前述の振れ検出センサ４９、及びメイン制御部６２などが備えられている。
【００５９】
撮像素子３０は、被写体光像を電気信号に変換する素子であって、受光量に応じた信号電荷を生成する光電変換素子を有する撮像領域部、前記撮像領域部を制御する周辺回路部等を有してなる。この撮像素子３０は、カメラ本体１０の背面側の領域において該背面に略平行に配設され、該撮像素子３０を光軸Ｌと直交する平面内で移動させる駆動機構３００にて支持されている。
【００６０】
この撮像素子３０としては、例えばフォトダイオード等で構成される複数の光電変換素子がマトリックス状に２次元配列され、各光電変換素子の受光面に、それぞれ分光特性の異なる例えばＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）のカラーフィルタが１：２：１の比率で配設されてなるベイヤー配列のＣＣＤ（Charge Coupled Device）カラーエリアセンサを用いることができる。該撮像素子３０は、撮像光学系（レンズ群２１）により結像された被写体の光像をＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）各色成分のアナログの電気信号（画像信号）に変換し、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の画像信号として出力する。
【００６１】
図４は、撮像素子３０を支持・駆動する駆動機構３００の構成を示す図であり、図４（ａ）は、撮像素子３０の撮像面と反対側の面から見た背面図、図４（ｂ）は、図４（ａ）の矢印Ｂ方向の側面図である。なお、図４（ａ）に示すように、撮像素子３０の撮像面に対し、各辺の方向をＸ軸（第１軸方向）及びＹ軸（第２軸方向）とする２次元座標系（図１において設定した２次元座標系に相当）を設定するものとする。
【００６２】
撮像素子３０を支持すると共に光軸Ｌと直交する平面内で移動させる駆動機構３００は、手振れ補正スイッチ１５ａがＯＮとされた場合に撮像素子３０を振れ補正駆動するための駆動手段として機能する一方で、シフト撮影スイッチ１５ｂにてシフト撮影モードが選択された場合にシフト撮影のために撮像素子３０を移動させる駆動手段としても機能する。すなわち駆動機構３００は、振れ補正駆動用の駆動機構と、シフト撮影用の駆動機構とを兼用するものである。
【００６３】
この駆動機構３００は、略四角形状を有する第１基板３１、第２基板３２及び第３基板３３と、Ｘ軸アクチュエータ３４と、Ｙ軸アクチュエータ３５とを有して構成されている。第１基板３１は、カメラ本体１０の適所に固定され、撮像素子３０への光路を遮断しないよう縁部を除く部分が中抜きされたフレーム状の部材からなる。この第１基板３１には、フレーム状の本体部３１１と、Ｘ軸アクチュエータ３４を搭載するためのＸ軸アクチュエータ固定部３１２と、第２基板３２のＸ軸方向への移動をガイドするガイド部３１３とを備えている。図４では、Ｘ軸アクチュエータ３４は、該第１基板３１の背面側（撮像素子３０の撮像面の反対面）上部位置に取り付けられている例を示している。
【００６４】
第２基板３２は、前記Ｘ軸アクチュエータ３４の摩擦結合部Ｆ１を介して第１基板３１に連結された移動基板であって、第１基板３１と同様に縁部を除く部分が中抜きされたフレーム状の部材からなる。この第２基板３２には、後述するＸ軸アクチュエータ３４のスライダ３４３（摩擦結合部Ｆ１）を搭載する突片部からなる第１スライダ保持部３２１と、Ｙ軸アクチュエータ３５のスライダ３５３（摩擦結合部Ｆ２）を搭載する第２スライダ保持部３２２とを備えている。Ｙ軸アクチュエータ３５は、この第２基板３２の表面側に、前記第２スライダ保持部３２２に位置合わせして配置されている。
【００６５】
第３基板３３は、前記Ｙ軸アクチュエータ３５の摩擦結合部Ｆ２を介して第２基板３２に連結された移動基板であり、撮像素子３０を保持する平板状部材からなる。実際は、第３基板３３は、撮像素子３０の基板、撮像素子３０の熱を放熱させる放熱板等を含んでなる。この第３基板３３には、Ｙ軸アクチュエータ３５を支持するための一対の支持体３３１、３３２と、前記第２基板３２に設けられている図略のガイド部にて、当該第３基板３３が移動する際にガイドされるガイド片３３３とを有している。なお、撮像素子３０は、この第３基板３３の表面側に固定されている。
【００６６】
Ｘ軸アクチュエータ３４は、ピエゾ素子等の電気機械変換素子からなる圧電素子３４１と、該圧電素子３４１の電歪方向（伸縮方向；この場合Ｘ軸方向）端に固定された駆動軸３４２と、該駆動軸３４２上に移動可能に摩擦結合されたスライダ３４３と、前記圧電素子３４１の他端に固定された錘部材３４４とから構成されている。そして、前記圧電素子３４１の伸縮動作により、駆動軸３４２が図中矢印Ｃで示す繰り出し方向若しくは戻り方向へ移動されるものである。なお、錘部材３４４は第１基板３１に固定され、これにより圧電素子３４１の伸長方向が規制されている。また、前記駆動軸３４２は、前記第１基板３１の背面側に突設された、該駆動軸３４２を貫通させる孔を有する一対の支持体３１２１、３１２２にて保持されている。このようにしてＸ軸アクチュエータ３４は、第１基板３１のＸ軸アクチュエータ固定部３１２に、Ｘ軸方向のリニア駆動力が発生されるように搭載されている。
【００６７】
一方、スライダ３４３は、第２基板３２の第１スライダ保持部３２１に保持されている。後記で図５に基づき詳述するが、スライダ３４３には、駆動軸３４２が所定の移動速度で移動するときに相対的な移動力が与えられることから、第２基板３２は前記相対的な移動力の発生時に、第１基板３１に対して矢印Ｃ方向（Ｘ軸方向）へ進退移動されるようになる。つまり、Ｘ軸アクチュエータ３４は、第２基板３２を矢印Ｃ方向へ進退移動させ、これにより撮像素子３０をＸ軸方向へシフトさせるものである。
【００６８】
Ｙ軸アクチュエータ３５は、前記Ｘ軸アクチュエータ３４と実質的に同じ構成を備えるもので、圧電素子３５１、駆動軸３５２、スライダ３５３及び錘部材３５４を有して構成されている。そして、前記圧電素子３５１の伸縮動作（この場合Ｙ軸方向の伸縮）により、駆動軸３５２が図中矢印Ｄで示す繰り出し方向若しくは戻り方向へ移動される。なお、図略しているが、錘部材３５４は第３基板３３に一体化された所定の基板部材に固定されている。また、前記駆動軸３５２は、前述の通り第３基板３３に備えられている一対の支持体３３１、３３２にて保持されている。このようにＹ軸アクチュエータ３５は、第３基板３３に、Ｘ軸アクチュエータ３４が発生するリニア駆動力と直交するＹ軸方向のリニア駆動力が発生されるように搭載されている。
【００６９】
一方、スライダ３５３は、第２基板３２の第２スライダ保持部３２２に保持されている。スライダ３５３には、駆動軸３５２が所定の移動速度で移動するときに相対的な移動力が与えられることから、第３基板３３は前記相対的な移動力の発生時に、第２基板３２に対して矢印Ｄ方向（Ｙ軸方向）へ進退移動されるようになる。つまり、Ｙ軸アクチュエータ３５は、第３基板３３を矢印Ｄ方向へ進退移動させ、これにより撮像素子３０をＹ軸方向へシフトさせるものである。
【００７０】
図５は、Ｘ軸アクチュエータ３４（Ｙ軸アクチュエータ３５）の構成を示す図であり、図５（ａ）は、その分解斜視図、図５（ｂ）は、組み立てられた状態を示す斜視図である。圧電素子３４１は、複数枚の圧電板が接着されてなり、電圧が印加されると、印加電圧に応じた量だけ伸縮する素子である。圧電素子３４１の一端側には駆動軸３４２が取り付けられ、他端側は第１基板３１に固定されている錘部材３４４に接着固定されている。
【００７１】
駆動軸３４２は、第１基板３１上の支持体３１２１、３１２２により、圧電素子３４１を構成する圧電板の積層方向に移動可能に支持されており、その端部に接着して固定された圧電素子３４１に厚み方向の伸縮変位が発生すると、軸方向（図中矢印ａの方向）に移動する。
【００７２】
スライダ３４３（３５３）は、摩擦結合部Ｆ１（Ｆ２）を構成するもので、駆動軸３４２を貫通させる貫通孔３４３Ｈを有し前記駆動軸３４２に下側から摩擦結合するスライダ本体３４３１、スライダ本体３４３１の上側に形成された切欠部３４３２に嵌挿され、駆動軸３４２に上側から摩擦結合するパッド３４３３、駆動軸３４２とスライダ本体３４４１及びパッド３４３３との摩擦結合力を調整する板ばね３４３５を備える。パッド３４３３上に形成された突起３４３４は、板ばね３４３５に当接しており、板ばね３４３５をスライダ本体３４３１に固定するねじ３４３６の締め付け力を調整することで、摩擦結合力を調整することが可能とされている。なお、図５では、図示簡略化のため、スライダ３４３が搭載される第２基板３２の記載を省略している。
【００７３】
錘部材３４４は、前述の通り圧電素子３４１の伸長方向を図中矢印ａの方向に規制するためのもので、第１基板３１のＸ軸アクチュエータ固定部３１２に、弾性接着剤等を用いて固着されている。なお、Ｙ軸アクチュエータ３５については、実質的に同一の構成を備えていることから、説明を省略する。
【００７４】
このように構成されたＸ軸アクチュエータ３４において、前記圧電素子３４１には、図６に示すように、緩やかな立ち上がり部３６１とこれに続く急速な立ち下がり部３６２とからなる波形の駆動パルスが印加される。ここで、駆動パルスの緩やかな立ち上がり部３６１が与えられている状態では、圧電素子３４１が比較的緩やかに厚み方向の伸び変位を生じ、駆動軸３４２は矢印ａ（図５（ａ），（ｂ）参照）で示す方向に変位する。このため駆動軸３４２に摩擦結合部Ｆ１で摩擦結合している第２基板３２が矢印ａ方向へ移動される。なお、ここでの矢印ａ方向とは、図４（ａ）に示す矢印Ｃ方向（Ｘ軸方向）に相当する。Ｙ軸アクチュエータ３５の圧電素子３５１に緩やかな立ち上がり部３６１が与えられた場合には、摩擦結合部Ｆ２で摩擦結合している第３基板３３が、図４（ａ）に示す矢印Ｄ方向（Ｙ軸方向）に移動される。
【００７５】
一方、駆動パルスの急速な立ち下がり部３６２では、圧電素子３４１が急速に厚み方向の縮み変位を生じ、駆動軸３４２も矢印ａと反対方向へ変位する。このとき、例えば、Ｘ軸アクチュエータ３４の駆動軸３４２に摩擦結合部Ｆ１で摩擦結合している第２基板３２は（若しくはＹ軸アクチュエータ３５の駆動軸３５２に摩擦結合部Ｆ２で摩擦結合している第３基板３３は）、その慣性力により駆動軸３４２（３５２）と摩擦結合部Ｆ１（Ｆ２）との間の摩擦結合力に打ち勝って実質的にその位置に留まり、移動しない。なお、ここでいう実質的とは、矢印ａ方向或いはａ方向と反対方向とのいずれにおいても、駆動軸３４２（３５２）と摩擦結合部Ｆ１（Ｆ２）との間に滑りを生じつつ追動し、駆動時間の差によって全体として矢印ａ方向に移動するものも含むことを意味している。どのような移動形態になるかは、与えられた摩擦条件に応じて決定される。
【００７６】
このように、上記波形の駆動パルスを連続して圧電素子３４１（３５１）に印加することにより、移動基板である第２基板３２及び第３基板３３を介して、撮像素子３０をＸ軸正方向及びＹ軸正方向へ連続して移動させることができる。また、撮像素子３０をＸ軸、Ｙ軸の負方向、即ち矢印ａ方向と反対方向への移動は、圧電素子３４１（３５１）の電極の極性を逆にして、前記のような波形の駆動パルスを印加することで達成できる。
【００７７】
図７は、Ｘ軸アクチュエータ３４及びＹ軸アクチュエータ３５により、撮像素子３０がＸ軸正方向（図７の矢印Ｃ１方向）及びＹ軸正方向（図７の矢印Ｄ１方向）の移動限界まで移動された状態を示す背面図である。すなわち、図４（ａ）の状態が撮像素子３０のセンタリング（例えば撮影光学系のイメージサークルの中心と撮像素子３０の撮像範囲の中心Ｏとが一致している状態）された初期位置（第１の位置）であるとすると、Ｘ軸アクチュエータ３４及びＹ軸アクチュエータ３５の駆動によって、撮像素子３０が図７の矢印Ｅ１方向に移動された右上コーナー位置（第２の位置）までシフトされた状態を示している。前記第１の位置及び第２の位置にてそれぞれ撮像素子３０に撮像動作を行わせることで、撮影範囲が異なる２枚の画像（第１の画像と第２の画像）が取得可能となる。また、Ｘ軸アクチュエータ３４及びＹ軸アクチュエータ３５を適宜駆動させて、例えば撮像素子３０をさらに右下コーナー位置、左上コーナー位置、左上コーナー位置にも順次移動させて撮像素子３０に各々撮像動作を行わせることで、前記第１の画像を中心画像として、周囲４辺方向に拡張された画像（合成画像）を得ることが可能となる。
【００７８】
図３に戻って、ＡＦ駆動ユニット４１は、ＡＦアクチュエータ４１１と、出力軸４１２と、エンコーダ４１３とを備えてなる。ＡＦアクチュエータ４１１は、ＡＦ動作のための駆動力を発生するもので、ＤＣモータ、ステッピングモータ、超音波モータ等のモータと、このモータの回転数を減速するための図略の減速系を含むものである。出力軸４１２は、ＡＦアクチュエータ４１１から出力される駆動力をレンズユニット２内のレンズ駆動機構２４に伝達するものである。エンコーダ４１３は、ＡＦアクチュエータ４１１の出力軸４１２に伝達された駆動量（回転量）を検出するもので、検出された回転量は、レンズユニット２内のレンズ群２１の位置算出に用いられる。なお、前記出力軸４１２とレンズ駆動機構２４とは、両者の機械的接続を行うためのカプラ４１４を介して接続されている。
【００７９】
位相差ＡＦモジュール４２は、ミラーボックス４４の底部に配設されており、周知の位相差検出方式により合焦位置を検出するものである。なお、このデジタルカメラ１には、この位相差ＡＦモジュール４２から出力される信号を用いて主被写体を特定する機能（主被写体特定手段）が備えられている。
【００８０】
シャッターユニット４３は、フォーカルプレーンシャッターを有してなり、ミラーボックス４４の背面と撮像素子３０との間に配設されている。
【００８１】
ミラーボックス４４は、クイックリターンミラー４４１とサブミラー４４２とを備えてなる。クイックリターンミラー４４１は、回動支点４４３を中心として、図３の実線で示すように、撮像光学系を構成するレンズ群２１の光軸Ｌに対して略４５度傾斜した姿勢（以下、傾斜姿勢という）と、図３の仮想線で示すように、カメラ本体１０の底面と略平行な姿勢（以下、水平姿勢という）との間で回動自在に構成されている。
【００８２】
サブミラー４４２は、クイックリターンミラー４４１の背面側（撮像素子３０側）に配設されており、図３の実線で示すように、傾斜姿勢にあるクイックリターンミラー４４１に対して略９０度傾斜した姿勢（以下、傾斜姿勢という）と、図３の仮想線で示すように、水平姿勢にあるクイックリターンミラー４４１と略平行な姿勢（以下、水平姿勢という）との間で、クイックリターンミラー４４１に連動して変位可能に構成されている。クイックリターンミラー４４１及びサブミラー４４２は、後述のミラー駆動アクチュエータ４４Ｍ（図８参照）により駆動される。
【００８３】
クイックリターンミラー４４１及びサブミラー４４２が傾斜姿勢のとき、クイックリターンミラー４４１は、光軸Ｌに沿った被写体光束の大部分を光学ファインダー１８（焦点板４５）方向に反射するとともに、残りの光束を透過させ、サブミラー４４２は、クイックリターンミラー４４１を透過した光束を位相差ＡＦモジュール４２に導く。このとき、光学ファインダー１８による被写体像の表示と、位相差ＡＦモジュール４２による位相差検出方式の焦点調節動作とが行われる一方、撮像素子３０には光束が導かれないため、ＬＣＤ１４による被写体の画像表示は行われない。
【００８４】
一方、クイックリターンミラー４４１及びサブミラー４４２が水平姿勢のときには、クイックリターンミラー４４１及びサブミラー４４２は光軸Ｌからいずれも退避することになるため、光軸Ｌに沿った被写体光束は略全て撮像素子３０に導かれるようになる。このとき、ＬＣＤ１４による被写体の画像表示が行われる一方、光学ファインダー１８による被写体の画像表示や、位相差ＡＦモジュール４２による位相差検出方式の焦点調節動作は行われない。
【００８５】
光学ファインダー１８は、カメラ本体１０の略中央に配設されたミラーボックス４４の上部に配設されており、焦点板４５と、プリズム４６と、接眼レンズ４７と、ファインダー表示素子４８とを備えて構成されている。プリズム４６は、焦点板４５上の像の左右を反転させ接眼レンズ４７を介して撮影者の目に導き、被写体像を視認できるようにするものである。ファインダー表示素子４８は、ファインダー枠内に形成される表示画面の下部に、シャッター速度、絞り値、露出補正値等を表示するためのものである。
【００８６】
振れ検出センサ４９は、図１に示す振れ検出センサ４９（Ｘセンサ４９ａ及びＹセンサ４９ｂ）に相当するものである。なお、この図３では、Ｘセンサ４９ａ及びＹセンサ４９ｂを１つにまとめて図示している。
【００８７】
メイン制御部６２は、例えば制御プログラムを記憶するＲＯＭや一時的にデータを記憶するフラッシュメモリ等の記憶部が内蔵されたマイクロコンピュータからなるものであり、詳細な機能については後述する。
【００８８】
次に、カメラ本体１０に装着されるレンズユニット２について説明する。このレンズユニット２は、撮像光学系を構成するレンズ群２１と、鏡胴２２と、レンズ駆動機構２４と、レンズ位置検出部２５と、レンズ制御部２６とを備えている。
【００８９】
レンズ群２１は、上述のフォーカスレンズ２１１及びズームレンズ２１２と、カメラ本体１０に備えられている撮像素子３０へ入射される光量を調節するための絞り２３とが、鏡胴２２内において光軸Ｌ方向に保持されてなり、被写体の光像を取り込んで該光像を撮像素子３０等に結像するものである。撮影倍率（焦点距離）の変更や焦点調節動作は、レンズ群２１がカメラ本体１０内のＡＦアクチュエータ４１１により光軸Ｌ方向に駆動されることで行われる。
【００９０】
レンズ駆動機構２４は、例えばヘリコイド及びヘリコイドを回転させる図略のギヤ等で構成され、カプラ４１４を介してＡＦアクチュエータ４１１からの駆動力を受けて、レンズ群２１を一体的に光軸Ｌと平行な矢印Ａ方向に移動させるものである。なお、レンズ群２１の移動方向及び移動量は、それぞれＡＦアクチュエータ４１１の回転方向及び回転数に従う。
【００９１】
レンズ位置検出部２５は、レンズ群２１の移動範囲内において光軸Ｌ方向に複数個のコードパターンが所定ピッチで形成されたエンコード板と、このエンコード板に摺接しながら鏡胴２２と一体的に移動するエンコーダブラシとを備えてなり、レンズ群２１の焦点調節時の移動量を検出するためのものである。
【００９２】
レンズ制御部２６は、例えば制御プログラムを記憶するＲＯＭや一時的にデータを記憶するフラッシュメモリ等からなる記憶部が内蔵されたマイクロコンピュータからなる。レンズ制御部２６は、カメラ本体１０のメイン制御部６２との間で通信を行う通信部を備え、例えばズームレンズ２１２の焦点距離等のデータをメイン制御部６２に送信する一方、メイン制御部６２から例えばフォーカスレンズ２１１の駆動量のデータを受信する。なお、前記記憶部には、ズームレンズ２１２の焦点距離やイメージサークル等のデータや、メイン制御部６２から送信された例えばフォーカスレンズ２１１の駆動量のデータ等が記憶される。
【００９３】
なお、レンズユニット２が例えばＡＰＳ（ADVANCED PHOTO SYSTEM）用のレンズユニットのように、イメージサークルが小さいものである場合、シフト撮影を実行しても、撮像素子３０を移動させた分だけ画像が欠落してしまうことから、シフト撮影には不向きである。従って、このようなレンズユニットが装着されたことが、メイン制御部６２においてレンズ制御部２６からの通信情報で検知された場合、シフト撮影モードが禁止される。
【００９４】
（デジタルカメラの電気的な構成の説明）
次に、本実施形態に係るデジタルカメラ１の電気的な構成について説明する。図８は、カメラ本体１０にレンズユニット２が装着された状態でのデジタルカメラ１全体の電気的な構成を示すブロック図である。ここで、図１〜図３と同一の部材等については、同一の符号を付している。なお、レンズユニット２についての電気的構成は上述した通りであるので、ここでは専らカメラ本体１０の電気的構成について説明する。
【００９５】
カメラ本体１０には、先に図１〜図３に基づき説明した撮像素子３０及びその駆動機構３００に加え、ＡＦＥ（アナログフロントエンド）５、画像処理部６１、画像メモリ６１５、メイン制御部６２（撮像制御手段／画像合成手段）、フラッシュ回路６３、操作部６４、ＶＲＡＭ６５、カードＩ／Ｆ６６、メモリカード６７（記憶手段）、通信用Ｉ／Ｆ６８、電源回路６９、電池６９Ｂ、フォーカス駆動制御部４１Ａ、シャッター駆動制御部４３Ａ及びシャッター駆動アクチュエータ４３Ｍ、ミラー駆動制御部４４Ａ及びミラー駆動アクチュエータ４４Ｍを備えて構成されている。
【００９６】
撮像素子３０は、先に説明した通りＣＣＤカラーエリアセンサ等からなり、後述のタイミング制御回路５１により、当該撮像素子３０の露出動作の開始及び終了や、撮像素子３０における各画素の出力信号の読出し（水平同期、垂直同期、転送）等の撮像動作が制御される。
【００９７】
ＡＦＥ５は、撮像素子３０に対して所定の動作を行わせるタイミングパルスを与えると共に、撮像素子３０から出力される画像信号（撮像素子３０の各画素で受光されたアナログ信号群）に所定の信号処理を施し、デジタル信号に変換して画像処理部６１へ出力するものである。このＡＦＥ５は、タイミング制御回路５１、信号処理部５２及びＡ／Ｄ変換部５３を備えて構成されている。
【００９８】
タイミング制御回路５１は、メイン制御部６２から出力される基準クロックに基づいて所定のタイミングパルス（垂直転送パルス、水平転送パルス、電荷掃き出しパルス等）を生成して撮像素子３０に出力し、撮像素子３０の撮像動作を制御する。また、所定のタイミングパルスを信号処理部５２やＡ／Ｄ変換部５３にそれぞれ出力することにより、信号処理部５２及びＡ／Ｄ変換部５３の動作を制御する。
【００９９】
信号処理部５２は、撮像素子３０から出力されるアナログの画像信号に所定のアナログ信号処理を施すものである。この信号処理部５２には、ＣＤＳ（相関二重サンプリング）回路、ＡＧＣ（オートゲインコントロール）回路及びクランプ回路（クランプ手段）等が備えられている。ＣＤＳ回路は、アナログ画像信号電圧に含まれるリセット雑音を低減するものである。ＡＧＣ回路は、アナログ画像信号のレベルを補正するものである。クランプ回路は、撮像素子３０に備えられているオプチカルブラックを構成する画素からの出力信号電圧に基づき求められる所定の信号電圧を、画像信号の黒レベルを示す電位（ＯＢ電位）としてクランプする。
【０１００】
Ａ／Ｄ変換部５３は、信号処理部５２から出力されたアナログのＲ，Ｇ，Ｂの画像信号を、前記タイミング制御回路５１から出力されるタイミングパルスに基づいて、複数のビット（例えば１０ビット）からなるデジタルの画像信号に変換するものである。
【０１０１】
画像処理部６１は、ＡＦＥ５から出力される画像データに所定の信号処理を行って画像ファイルを作成するもので、黒レベル補正回路６１１、画素補完回路６１２、ホワイトバランス制御回路６１３及びガンマ補正回路６１４を備えて構成されている。なお、画像処理部６１へ取り込まれた画像データは、撮像素子３０の読み出しに同期して画像メモリ６１５に一旦書き込まれ、以後この画像メモリ６１５に書き込まれた画像データにアクセスして、画像処理部６１の各ブロックにおいて処理が行なわれる。
【０１０２】
黒レベル補正回路６１１は、Ａ／Ｄ変換部５３によりＡ／Ｄ変換されたＲ，Ｇ，Ｂの各デジタル画像信号の黒レベルを、基準の黒レベルに補正するものである。
【０１０３】
画素補完回路６１２は、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色成分毎にフレーム画像において不足している画素位置のデータを補間するものである。この画素補完回路６１２は、高帯域まで画素を持つＧの色成分のフレーム画像については、フレーム画像を構成する画像データを所定のフィルタパターンでマスキングした後、メディアン（中間値）フィルターを用いて、補間すべき画素位置の周辺に実在する画素データのうち、最大値と最小値とを除去した画素データの平均値を演算し、その平均値を当該画素位置の画素データとして補間する。また、Ｒ，Ｂの色成分については、フレーム画像を構成する画像データを所定のフィルタパターンでマスキングした後、補間すべき画素位置の周辺に実在する画素データの平均値を演算し、その平均値を当該画素位置の画素データとして補間する。
【０１０４】
ホワイトバランス制御回路６１３は、光源に応じた白の基準に基づいて、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色成分のデジタル信号のレベル変換（ホワイトバランス（ＷＢ）調整）を行うものである。すなわちホワイトバランス制御回路６１３は、メイン制御部６２から与えられるＷＢ調整データに基づき、撮影被写体において輝度や彩度データ等から本来白色であると推定される部分を特定し、その部分のＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの色成分の平均と、Ｇ／Ｒ比及びＧ／Ｂ比とを求め、これをＲ，Ｂの補正ゲインとしてレベル補正する。
【０１０５】
ガンマ補正回路６１４は、ＷＢ調整された画像データの階調特性を補正するものである。具体的にはガンマ補正回路６１４は、画像データのレベルを色成分毎に予め設定されたガンマ補正用テーブルを用いて非線形変換すると共にオフセット調整する。
【０１０６】
画像メモリ６１５は、撮影モード時には、画像処理部６１から出力される画像データを一時的に記憶するとともに、この画像データに対しメイン制御部６２により所定の処理を行うための作業領域として用いられるメモリである。また、再生モード時には、メモリカード６７から読み出した画像データを一時的に記憶する。
【０１０７】
メイン制御部６２は、図８に示すデジタルカメラ１内の各部の動作を制御するものであり、本実施形態においては、機能的に、ＡＦ制御部６２１、振れ補正制御部６２２及びエリア拡大制御部６２３を有している。
【０１０８】
ＡＦ制御部６２１は、前記位相差ＡＦモジュール４２の出力信号を用いて位相差検出方式による焦点調節処理を行うものであり、合焦制御信号（ＡＦ制御信号）を生成し、フォーカス駆動制御部４１Ａを介してＡＦアクチュエータ４１１を動作させ、フォーカスレンズ２１１の駆動を行わせる。
【０１０９】
振れ補正制御部６２２は、手振れ補正モードが実行される場合において、前述の振れ検出センサ４９からの振れ検出信号に基づいて振れ方向及び振れ量を算出し、算出された方向及び振れ量に基づき振れ補正制御信号を生成して駆動機構３００に出力し、撮像素子３０を手振れが打ち消される方向にシフト駆動させるものである。
【０１１０】
エリア拡大制御部６２３は、前記駆動機構３００に所定の制御信号を与え、撮像素子３０を所定の位置に位置決めさせた上で撮像動作を行わるシフト撮影を実行させると共に、かかるシフト撮影により取得された複数の画像を、互いに貼り合わせて合成画像を生成可能に関連付けてメモリカード６７に記憶させる制御を行う。このエリア拡大制御部６２３については、後記で詳述する。
【０１１１】
フラッシュ回路６３は、フラッシュ撮影モードにおいて、接続端子部１０６に接続されるフラッシュの発光量を、メイン制御部６２により設定された所定の発光量に制御するものである。
【０１１２】
操作部６４は、前述のモード設定ダイアル１１、制御値設定ダイアル１２、シャッターボタン１３、手振れ補正スイッチ１５ａ及びシフト撮影スイッチ１５ｂを含む設定ボタン群１５、ジョグダイヤル１６、プッシュボタン１７、メインスイッチ１０５等を含み、操作情報をメイン制御部６２に入力するためのものである。
【０１１３】
ＶＲＡＭ６５は、ＬＣＤ１４の画素数に対応した画像信号の記録容量を有し、メイン制御部６２とＬＣＤ１４との間のバッファメモリである。カードＩ／Ｆ６６は、メモリカード６７とメイン制御部６２との間で信号の送受信を可能とするためのインターフェイスである。
【０１１４】
メモリカード６７は、メイン制御部６２で生成された画像データを保存するものである。なお、シフト撮影モードにおいて撮影され、画像合成を行う前の複数の画像も、このメモリカード６７に一時的に格納され、画像合成処理の際に読み出される。なお、画像合成を行う前の複数の画像を、前記画像メモリ６１５に格納するようにしても良い。
【０１１５】
通信用Ｉ／Ｆ６８は、パーソナルコンピュータやその他外部機器に対する画像データ等の伝送を可能とするためのインターフェイスである。画像合成処理をパーソナルコンピュータ等で行う場合は、シフト撮影モードにおいて撮影された画像は、この通信用Ｉ／Ｆ６８を介して外部へ出力される。
【０１１６】
電源回路６９は、例えば定電圧回路等からなり、メイン制御部６２等の制御部、撮像素子３０、その他の各種駆動部等、デジタルカメラ１全体を駆動させるための電圧（例えば５Ｖ）を生成する。電池６９Ｂは、アルカリ乾電池等の一次電池や、ニッケル水素充電池等の二次電池からなり、デジタルカメラ１全体に電力を供給する電源である。
【０１１７】
フォーカス駆動制御部４１Ａは、メイン制御部６２のＡＦ制御部６２１から与えられるＡＦ制御信号に基づき、フォーカスレンズ２１１を合焦位置に移動させるために必要な（ズームレンズ２１２を所定位置に移動させるために必要な）、ＡＦアクチュエータ４１１に対する駆動制御信号を生成するものである。
【０１１８】
シャッター駆動アクチュエータ４３Ｍは、シャッターユニット４３の開閉駆動を行うアクチュエータである。シャッター駆動制御部４３Ａは、メイン制御部６２から与えられる制御信号に基づき、前記シャッター駆動アクチュエータ４３Ｍに対する駆動制御信号を生成するものである。
【０１１９】
ミラー駆動アクチュエータ４４Ｍは、前述のミラーボックス４４に備えられているクイックリターンミラー４４１を、水平姿勢若しくは傾斜姿勢に回動させるアクチュエータである。ミラー駆動制御部４４Ａは、撮影動作のタイミングに合わせて、ミラー駆動アクチュエータ４４Ｍを駆動させる駆動信号を生成するものである。
【０１２０】
（エリア拡大制御部の詳細説明）
図９は、前記エリア拡大制御部６２３の機能的な構成を示す機能ブロック図である。このエリア拡大制御部６２３は、シフト撮影動作並びに該シフト撮影により得られた複数の画像を貼り合わせて合成画像を生成する動作を制御するもので、シフト撮影スイッチ１５ｂがＯＮとされシフト撮影モードが選択された場合に、図略のＲＯＭ等から制御プログラムを読み出し、シフト撮影制御部７１（撮像制御手段）、画像合成制御部７２（画像合成手段）、駆動パターン記憶部７３及び移動量記憶部７４として機能する。
【０１２１】
シフト撮影制御部７１は、少なくとも撮像素子３０を第１の位置に配置させた状態で撮像動作を行わせて第１の画像を取得させると共に、前記駆動機構３００により撮像素子３０を前記第１の位置とは異なる第２の位置に移動させた状態で撮像動作を行わせて第２の画像を取得させるシフト撮影の制御を行うものである。
【０１２２】
図１０は、レンズユニット２が備える撮像光学系（レンズ群２１）のイメージサークルＩＣと、撮像素子３０の撮像範囲（撮像エリア８１）との関係を示す模式図である。撮像エリア８１は、撮像素子３０のサイズに応じた矩形領域を有している。撮像エリア８１の外周に位置する符号８２で示す矩形領域は、撮像素子３０の最大移動範囲を示す移動限界エリアである。この移動限界エリア８２は、移動基板である第２基板３２及び第３基板３３（図４参照）が最大限移動できる突き当たり限界に相当するエリアである。なお、符号８３で示す矩形領域は、手振れ補正のために撮像素子３０を移動させる場合における最大移動範囲である手振れ補正移動限界エリアである。この補正移動限界エリア８３は、Ｘ軸アクチュエータ３４及びＹ軸アクチュエータ３５により、撮像素子３０を極めて高精度に移動・停止させることができるエリアである。
【０１２３】
前記イメージサークルＩＣは、前記移動限界エリア８２を包含する大きさを有している。従って、撮像エリア８１が移動限界エリア８２内のどの部分に移動させても、いわゆるケラレが発生しない撮影を行うことができる。シフト撮影制御部７１は、移動限界エリア８２内の所定の位置に撮像エリア８１が設定されるよう撮像素子３０を移動させ、前記所定の位置で撮像動作を行わせる制御を実行する。図１０では、撮像エリア８１の中心ＯとイメージサークルＩＣの中心Ｑ（光軸Ｌの中心）とが一致している状態を示しているが、例えば、この図１０の状態を撮像素子３０の初期位置（センタリング位置）として、Ｘ軸アクチュエータ３４及びＹ軸アクチュエータ３５により撮像素子３０をＸ軸方向、Ｙ軸方向に移動させ、撮像動作を行わせるものである。
【０１２４】
なお、レンズユニット２の種類によっては、イメージサークルＩＣが移動限界エリア８２全てをカバーする関係とならない場合も生ずるが、この場合は撮像エリア８１の移動範囲がイメージサークルＩＣに収まる範囲に制限される（撮像エリア８１が全く移動不能である場合については後述）。このようなイメージサークルＩＣに関する情報は、レンズユニット２がカメラ本体１０に装着された際、或いは撮像動作時に焦点距離や合焦距離が定まった際に、レンズ制御部２６（図３参照）とメイン制御部６２との通信により取得される。
【０１２５】
図９に戻って、シフト撮影制御部７１は、マニュアル制御部７１１、連写制御部７１２、画像記録制御部７１３及び禁止制御部７１４を備えている。マニュアル制御部７１１は、シフト撮影スイッチ１５ｂが押下されてシフト撮影モードが設定され、撮像素子３０をマニュアル移動させるモードが選択された場合に、撮像素子３０をユーザの操作に応じて移動させる制御を行う。
【０１２６】
図１１は、撮像素子３０をマニュアル移動させるモードにおける、撮像エリアの移動状態の一例を説明するための図である。図１１（ａ）に示すように、撮像エリアを第１の位置８１０から第２の位置８１１へ移動させる場合を例示して説明する。この場合、撮像エリアの中心はＯ１からＯ２へ移動し、撮像素子３０は移動限界エリア８２の右上部に突き当たることとなる。このような移動が行われる場合、マニュアル制御部７１１はジョグダイヤル１６を、撮像素子３０を移動させるための操作キーとして機能させる。
【０１２７】
そして、図１１（ｂ）に示すように、ジョグダイヤル１６に対するＸ軸正方向の押下操作を受け付けて、撮像エリアが第１の位置８１０（センタリング位置）からＸ軸正方向へ移動するよう、撮像素子３０を移動させる。この場合、Ｘ軸正方向の突き当たり位置まで移動が行われ、撮像エリアは中間位置８１０’まで移動される（撮像エリアの中心はＯ１からＯ１’へ水平移動）。続いて、図１１（ｃ）に示すように、ジョグダイヤル１６に対するＹ軸正方向の押下操作を受け付けて、撮像エリアが前記中間位置８１０’からＹ軸正方向へ移動するよう、撮像素子３０を移動させる。この場合、Ｙ軸正方向の突き当たり位置まで移動が行われ、撮像エリアは第２の位置８１１まで移動される（撮像エリアの中心はＯ１’からＯ２へ垂直移動）。なお撮像動作は、前記第１の位置８１０及び第２の位置８１１において、それぞれシャッターボタン１３が押下されることで実行される。なお、図１１では、ジョグダイヤル１６の押下操作の方向と、実際の撮像素子３０の移動方向とを一致させているが、撮像素子３０の移動中にライブビューが可能なデジタルカメラにおいては、ジョグダイヤル１６の押下操作の方向と、ライブビューにて視認される撮像範囲の移動方向とを一致させるように撮像素子３０を移動（例えば図１１（ｂ）では図面左方向に移動）させるようにしても良い。
【０１２８】
連写制御部７１２は、シフト撮影スイッチ１５ｂが押下されてシフト撮影モードが設定され、撮像素子３０を連続自動移動させるモードが選択された場合に、例えばシャッターボタン１３の押下（所定の操作信号の入力）をトリガとして、撮像素子３０を駆動機構３００により予め定められた順序で複数の位置に順次位置決めさせつつ撮像動作を行わせる制御を行う。すなわち、連写制御部７１２は、駆動パターン記憶部７３に記憶されている駆動パターンに基づいて、Ｘ軸アクチュエータ３４及びＹ軸アクチュエータ３５を駆動させ、撮像素子３０を予め定められた順序で複数の位置に順次位置決めさせると共に、その位置決めされた各位置において撮像素子３０に撮像動作をそれぞれ行わせる。
【０１２９】
図１２、図１３は、連写制御部７１２による撮像エリア８１の移動パターンの例を示す模式図である。ここでは、撮像素子３０が矩形の撮像素子であって、光軸と直交する平面内で撮像素子３０の横辺と平行なＸ軸方向と、縦辺と平行なＹ軸方向とに移動可能とされているものとする。図１２は、水平方向（Ｘ軸方向）に長いパノラマ合成画像を生成する目的で行われる、撮像エリア８１の移動パターンを示す図である。この場合、先ず図１２（ａ）に示すように、撮像エリア８１のセンタリング位置（第１の位置）に相当する位置で撮像素子３０に撮像動作を行わせて第１の画像Ｐ１１を取得させる。
【０１３０】
続いて、図１２（ｂ）に示すように、Ｘ軸負方向に撮像エリア８１を移動させ、移動限界エリア８２のＸ軸負方向の突き当たり位置（第２の位置）まで到達したら、撮像素子３０に撮像動作を行わせて第２の画像Ｐ１２を取得させる。さらに、図１２（ｃ）に示すように、今度はＸ軸正方向に撮像エリア８１を移動させ、移動限界エリア８２のＸ軸正方向の突き当たり位置（第３の位置）まで到達したら、同様にして第３の画像Ｐ１３を取得させる。これにより、図１２（ｄ）に示すように、水平方向に長いパノラマ合成画像Ｐａを画像合成により生成可能な第１〜第３の画像Ｐ１１〜Ｐ１３が取得される。つまり、撮像素子３０の縦横比率と異なる縦横比率を有する合成画像が生成可能となり、撮像素子３０の縦横比率に依存することなく、ユーザが望む縦横比率を有する合成画像を自在に生成できるようになる。なお、連写を高速化するため、先ず第２の画像Ｐ１２を取得し、順次第１の画像Ｐ１１、第３の画像Ｐ１３を取得する移動パターンとしても良い。
【０１３１】
図１３は、移動限界エリア８２全域に相当するフルサイズの合成画像を生成する目的で行われる、撮像エリア８１の移動パターンを示す図である。この場合、先ず図１３（ａ）に示すように、撮像エリア８１のセンタリング位置（第１の位置）に相当する位置で撮像素子３０に撮像動作を行わせて第１の画像Ｐ２１を取得させる。次に、図１３（ｂ）に示すように、Ｘ軸正方向及びＹ軸正方向に撮像エリア８１を移動させ、移動限界エリア８２のＸ軸正方向及びＹ軸正方向の突き当たり位置（第２の位置＝右上コーナー位置）まで到達したら、撮像素子３０に撮像動作を行わせて第２の画像Ｐ２２を取得させる。
【０１３２】
以下、同様にして、図１３（ｃ）〜（ｅ）に示すように、順次撮像エリア８１を移動限界エリア８２の他の突き当たり位置まで移動させて、右下コーナー位置（第３の位置）で第３の画像Ｐ２３を、左下コーナー位置（第４の位置）で第４の画像Ｐ２４を、左上コーナー位置（第５の位置）で第５の画像Ｐ２５を、それぞれ取得させる。これにより、図１４に示すように、フルサイズの合成画像Ｐｂを画像合成により生成可能な第１〜第５の画像Ｐ２１〜Ｐ２５が取得されるものである。なお、撮像エリア８１の移動パターンは、図１３（ａ）〜（ｅ）の順序に限られず、適宜に設定することができる。
【０１３３】
画像記録制御部７１３は、シフト撮影により取得された複数の画像（図１２の例の場合は第１〜第３の画像Ｐ１１〜Ｐ１３、図１３の例の場合は第１〜第５の画像Ｐ２１〜Ｐ２５）を、互いに貼り合わせて合成画像を生成可能に関連付けてメモリカード６７に記憶させる制御を行う。
【０１３４】
図１５は、画像記録制御部７１３によりメモリカード６７へ前記複数の画像を画像ファイルとして記録する方法を示す図である。メモリカード６７の先頭の記憶領域にはホルダ情報と各ホルダに属する画像ファイルの情報とを記憶するインデックス領域６７１が設けられ、その後の領域に各画像ファイル６７２がファイル番号順に記憶されている。各画像ファイル６７２の記録領域は３つの領域からなり、上から各領域にタグ情報データ、撮影画像データ及びサムネイル画像データが記憶されている。
【０１３５】
画像記録制御部７１３は、このような記録方式において、タグ情報データ領域６７３にシフト撮影により取得された複数の画像を関連付けるための情報を記録する。図１５では、インデックス領域６７１の、ｎコマ目、ｎ＋１コマ目及びｎ＋２コマ目に、図１２に例示した第１〜第３の画像Ｐ１１〜Ｐ１３が記録されている場合を例示している。この場合、画像記録制御部７１３は、例えば第１の画像Ｐ１１について、タグ情報データ領域６７３に「シフト撮影モード」で取得された画像であること、シフト撮影の「撮影グループ」がパノラマ合成画像Ｐａに属すること、前記「撮影グループ」固有の「ファイル名」、画素配列数に換算された「撮像素子位置」（この点は後記で詳述）等の情報を書き込む。第２の画像Ｐ１２及び第３の画像Ｐ１３についても、同様な情報をタグ情報データ領域６７３に書き込む。これにより、第１〜第３の画像Ｐ１１〜Ｐ１３は互いに関連付けられてメモリカード６７に記憶されることとなり、事後的にメモリカード６７から第１〜第３の画像Ｐ１１〜Ｐ１３を読み出して、パノラマ合成画像Ｐａを容易に生成できるようになる。
【０１３６】
禁止制御部７１４は、カメラ本体１０に装着されたレンズユニット２の種別を判定すると共に、所定の種別のレンズユニットが装着された場合に、シフト撮影モードの実行を禁止させる制御を行う。例えば禁止制御部７１４は、レンズユニット２のレンズ制御部２６からの通信情報により、カメラ本体１０にＡＰＳ用レンズユニットが装着されたことを検知した場合、シフト撮影モードに基づく撮像素子３０の駆動機構３００による移動を禁止する。
【０１３７】
図１６は、ＡＰＳ用レンズユニットのイメージサークルＩＣ−ＡＰＳと撮像エリア８１との関係を示す図である。通常、イメージサークルＩＣ−ＡＰＳは小さく、センタリング位置にある撮像エリア８１を漸くカバーする程度の面積とされている。この場合、撮像エリア８１を移動限界エリア８２内で移動させてしまうとケラレが発生してしまう。そこで禁止制御部７１４は、ＡＰＳ用レンズユニットのようにイメージサークルが小さいレンズユニットが装着されたことを検知した場合、シフト撮影モードの実行を禁止するものである。
【０１３８】
図９に戻って、画像合成制御部７２は、前記シフト撮影制御部７１の動作により取得された複数のシフト撮影画像を貼り合わせて合成画像を生成するもので、シフト量算出部７２１、画像選択部７２２（選択手段）、主被写体特定部７２３（主被写体特定手段）、欠陥画素補完制御部７２４及び画像合成処理部７２５を備えて構成されている。
【０１３９】
シフト量算出部７２１は、撮像素子３０の移動可能量を、撮像素子３０の画素配列数に対応付けて記憶する移動量記憶部７４からの情報に基づき、前記駆動機構３００による撮像素子３０のＸ軸方向（第１軸方向）及びＹ軸方向（第２軸方向）の移動量を前記画素配列数に換算して求めることで、撮像エリア８１のシフト量を特定する。
【０１４０】
図１７は、シフト量算出部７２１によるシフト量算出方法を説明するための模式図である。いま、図１７（ａ）に示すように、撮像エリア８１がホームポジションに位置（センタリング位置）されている状態（第１の位置８１０とする）において、移動限界エリア８２のＸ軸正負方向の突き当たり位置までの距離（移動可能量）をそれぞれｘ１、ｘ２とし、Ｙ軸正負方向の突き当たり位置までの距離（移動可能量）をそれぞれｙ１、ｙ２とする。この場合、移動量記憶部７４には、前記距離ｘ１、ｘ２、ｙ１、ｙ２に相当する距離が、撮像素子３０の画素配列数に対応付けてそれぞれ記憶されている。例えば、距離ｘ１が、画素配列数に換算すると何画素分に相当するかが記憶されている。
【０１４１】
従って、駆動機構３００のＸ軸アクチュエータ３４又はＹ軸アクチュエータ３５による、撮像素子３０の距離ｘ１、ｘ２、ｙ１、ｙ２分の移動量が、画素配列数として把握可能とされている。そして、Ｘ軸アクチュエータ３４及びＹ軸アクチュエータ３５の分解能を、前記画素配列数に対応可能なものとすれば（図５に示したような圧電素子型アクチュエータであれば通常そのような分解能を有している）、撮像素子３０（撮像エリア８１）のＸ軸方向及びＹ軸方向の移動量を、前記画素配列数に換算して把握することができる。
【０１４２】
シフト量算出部７２１は、図１７（ｂ）に示すように、例えば撮像エリア８１が第１の位置８１０から移動限界エリア８２の右上コーナー位置（第２の位置８１１）まで移動された場合、Ｘ軸アクチュエータ３４によるＸ軸正方向の移動量Δｘ（この場合、Δｘ＝ｘ１である）と、Ｙ軸アクチュエータ３５によるＹ軸正方向の移動量Δｙ（この場合、Δｙ＝ｙ１である）とを画素配列数に換算して求め、これにより撮像エリア８１の第１の位置８１０における中心Ｏ１に対する、第２の位置８１１における中心Ｏ２のシフト量を、画素数情報として特定するものである。このシフト量特定情報は、画像ファイル６７２のタグ情報データ領域６７３に書き込まれてメモリカード６７にて保存される。これにより、第１の位置８１０と第２の位置８１１とで取得された画像を貼り合わせる場合に、画素のアドレス情報を利用すれば、両画像をズレ等が生じることなく、また両画像データを解析することなく、絶対位置で両者を貼り合わせることができる。
【０１４３】
画像選択部７２２は、シフト撮影により撮像された複数の画像のうち、貼り合わせに使用する画像の選択を行わせる機能部である。画像選択部７２２は、操作部６４（図８参照）から与えられるユーザによるマニュアル選択指示を受け付けて画像選択動作を行うと共に、所定の基準（例えば、後述の主被写体の位置）に基づいて自動的に画像選択動作を行う。また画像選択部７２２は、必要に応じて画像貼り合わせに際しての主画像と、該主画像を拡張する付け足し部分となる副画像との選別も行う。
【０１４４】
図１８及び図１９は、画像選択部７２２の機能を説明するための模式図である。図１８（ａ）〜（ｃ）に示すように、例えばシフト撮影制御部７１により、移動限界エリア８２内において撮像エリア８１が、右上コーナー位置から左下コーナー位置まで、Ｘ軸方向３段階、Ｙ軸方向３段階の合計９段階で移動されるシフト撮影が行われ、第１の画像Ｐ３１〜第９の画像Ｐ３９が取得された場合を例に挙げて説明する。
【０１４５】
この場合、図１９（ａ）に示すように、Ｘ軸方向に撮像エリアが拡大されたパノラマ画像の合成を行う場合は、例えば第２の画像Ｐ３２と第８の画像Ｐ３８との２つの画像が選択される。若しくは、図示は省略しているが、これらに第５の画像Ｐ３５を加えた３つの画像が選択される。勿論、第１の画像Ｐ３１と第７の画像Ｐ３７（若しくは、これらに加えて第６の画像Ｐ３６）、或いは第３の画像Ｐ３３と第９の画像Ｐ３９（若しくは、これらに加えて第４の画像Ｐ３４）が選択されても良い。このような、Ｘ軸方向に並ぶ２乃至は３の画像が画像選択部７２２にて選択された場合、後述の画像合成処理部７２５はこの選択された画像を用いてパノラマ合成画像Ｐｃを生成する。なお、図１９（ａ）では、第２の画像Ｐ３２全体に第８の画像Ｐ３８の一部を付け足すように貼り合わせた合成画像Ｐｃ（第２の画像Ｐ３２を主画像とし、第８の画像Ｐ３８を副画像とする合成画像）を例示しているが、貼り合わせ態様は任意であり、逆に第８の画像Ｐ３８を主画像とする態様であっても、或いは第２の画像Ｐ３２と第８の画像Ｐ３８とが等面積で張り合わされる態様であっても良い（以下も同じ）。
【０１４６】
次に、図１９（ｂ）に示すように、Ｙ軸方向に撮像エリアが拡大された正方形に近い画像の合成を行う場合は、例えば第４の画像Ｐ３４と第６の画像Ｐ３６との２つの画像が選択される。若しくは、これらに第５の画像Ｐ３５を加えた３つの画像が選択される。勿論、第１の画像Ｐ３１と第３の画像Ｐ３３（若しくは、これらに加えて第２の画像Ｐ３２）、或いは第７の画像Ｐ３７と第９の画像Ｐ３９（若しくは、これらに加えて第８の画像Ｐ３８）が選択されても良い。このような、Ｙ軸方向に並ぶ２乃至は３の画像が画像選択部７２２にて選択された場合、後述の画像合成処理部７２５はこの選択された画像を用いて正方形に近い合成画像Ｐｄを生成する。
【０１４７】
さらに、図１９（ｃ）に示すように、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に撮像エリアが拡大されたフルサイズ画像の合成を行う場合は、例えば第１の画像Ｐ３１、第３の画像Ｐ３３、第７の画像Ｐ３７及び第９の画像Ｐ３９の４つの画像が選択される。若しくは、これらに適宜な画像を加えた５つ以上の画像が選択される。勿論、第１の画像Ｐ３１〜第９の画像Ｐ３９の全てが選択されても良い。このように、移動限界エリア８２の少なくとも４つのコーナー位置を含む４つの画像が画像選択部７２２にて選択された場合、後述の画像合成処理部７２５はこの選択された画像を用いてフルサイズの合成画像Ｐｅを生成する。
【０１４８】
主被写体特定部７２３は、被写体光像から主被写体の位置を特定する機能部である。主被写体特定部７２３は、例えば焦点合わせのために取得される測距情報を利用し、被写体距離を撮像素子３０の撮像面に垂直な軸（Ｚ軸）とする３次元座標系を設定し、各測距点に対応する被写体距離をこの座標系にプロットすることで得られる３次元の距離画像を生成する。そして、例えば主被写体が人物である場合は、実際の人間の顔幅と胴幅の比などに基づき、この距離画像から人物を検出する。
【０１４９】
前記画像選択部７２２は、主被写体の位置情報の活用指定がなされている場合、主被写体特定部７２３により特定された主被写体の近傍部に画像同士の貼り合わせ部が存在しないよう、貼り合わせに使用する画像を自動選択する。図２０は、このような自動選択を説明するための模式図である。図２０（ａ）に示すように、移動限界エリア８２内に、主被写体となるべき人物Ｈｍが存在している場合において、例えば図１８に示したような９段階で移動されるシフト撮影が行われ、第１の画像Ｐ３１〜第９の画像Ｐ３９が取得されると共に、図１９（ｃ）に示したようなフルサイズの合成画像Ｐｅを生成する場合を考える。
【０１５０】
複数の画像を貼り合わせして合成画像を生成する場合、その貼り合わせ部にはどうしても画像乱れが生じやすい。この場合、人物Ｈｍが存在している近傍領域（主被写体近傍領域ＨＮ）に画像同士の貼り合わせ部が存在してしまうと、主被写体である人物Ｈｍを表す画像部分にスジや歪みが生じてしまう場合がある。そこで、このようなケースにおいて画像選択部７２２は、主被写体特定部７２３により特定された主被写体近傍領域ＨＮを完全にカバーしている第７の画像Ｐ３７を主画像として選択し、第１の画像Ｐ３１、第３の画像Ｐ３３及び第９の画像Ｐ３９を副画像として選択する動作を行う。これにより、主被写体近傍領域ＨＮに画像同士の貼り合わせ部が存在しない合成画像を生成できるようになり、主被写体である人物Ｈｍについて画像の高品質さを確保できるようになる。
【０１５１】
欠陥画素補完制御部７２４は、シフト撮影モードが実行されている場合において、シフト撮影により取得された複数の画像を貼り合わせる前のＲＡＷ画像の段階で、画素補完回路６１２において欠陥画素補完処理を行わせる制御を行う。画素補完には、画素のアドレス情報に基づいて欠陥画素を特定する処理が必須となるが、画像の貼り合わせ後に欠陥画素の補完を行うとすると、欠陥画素の特定が困難となる。従って、欠陥画素補完制御部７２４は、画像の合成処理の前にシフト撮影画像の各々について欠陥画素補完を行わせる。これにより、処理の高速化を図ることができる。
【０１５２】
画像合成処理部７２５は、メモリカード６７に合成画像を生成可能に関連付けられて記憶されている画像ファイルを読み出し、これらの画像ファイル（或いは上記画像選択部７２２で選択された画像にかかる画像ファイル）を用いて合成処理を施して合成画像を生成し、１つの画像ファイルとしてメモリカード６７に格納する。前記合成処理における各画像の位置関係の特定は、上記シフト量算出部７２１で特定された配列画素数に基づいて行われる。すなわち、貼り合わせる画像同士のシフト量を配列画素数で特定し、その特定結果に基づき複数のシフト撮影画像が絶対位置で貼り合わされるものである。
【０１５３】
駆動パターン記憶部７３は、駆動機構３００により、撮像素子３０を予め定められた順序で複数の位置に順次位置決めさせる駆動パターンを記憶する。この駆動パターンは、例えば、図１２、図１３に示したような駆動パターンである。前記連写制御部７１２は、シフト撮影モードにおいて前記駆動パターン記憶部７３から駆動パターン情報を読み出し、駆動機構３００により、撮像素子３０を前記駆動パターンに基づき順次移動させつつ、所定の位置で一連の撮像動作を行わせる。
【０１５４】
移動量記憶部７４は、撮像素子３０の所定のホームポジションに対するＸ軸方向（第１軸方向）及びＹ軸方向（第２軸方向）の移動可能量を、撮像素子３０の画素配列数に対応付けて記憶するものである。この記憶情報は、シフト量算出部７２１に読み出され、画像相互のシフト量を配列画素数に換算する処理に利用される。
【０１５５】
（デジタルカメラによる撮像処理の説明）
次に、本実施形態にかかるデジタルカメラ１による一連の撮像処理を、図１〜図９を適宜参照しながら説明する。図２１は、この撮像処理を示すフローチャートである。デジタルカメラ１が起動されると、メイン制御部６２は、シャッターボタン１３の半押し操作（Ｓ１：ＯＮ）が行われたか否かを判定し（ステップＳ１）、その半押し操作が行われていない場合には、該半押し操作が行われるまで待機する（ステッＳ１でＮＯ）。そして、シャッターボタン１３の半押し操作が行われると（ステップＳ１でＹＥＳ）、メイン制御部６２の振れ補正制御部６２２により、振れ検出センサ４９の振れ検出結果に基づき振れ補正量を算出する（ステップＳ２）。
【０１５６】
さらにメイン制御部６２は、被写体の輝度に基づいて露出制御値（シャッタースピード及び絞り値）を決定するとともに（ステップＳ３）、位相差検出方式によるＡＦ処理を開始する（ステップＳ４）。メイン制御部６２（ＡＦ制御部６２１）は、合焦したか否かを判断し（ステップＳ５）、合焦していない場合には（ステップＳ５でＮＯ）、ステップＳ４で行われた焦点調節処理（ＡＦ処理）で決定された駆動方向及び駆動量に基づきフォーカスレンズ２１１を駆動した後（ステップＳ６）、ステップＳ１の処理に戻って処理を繰り返し行う。
【０１５７】
そして、合焦すると（ステップＳ５でＹＥＳ）、メイン制御部６２は、シャッターボタン１３の操作状態を判定する。すなわち、メイン制御部６２は、シャッターボタン１３の半押し操作が解除されたか否かを判定し（ステップＳ７）、解除された場合には（ステップＳ７でＹＥＳ）、ステップＳ１の処理に戻り、解除されていない場合には（ステップＳ７でＮＯ）、シャッターボタン１３の全押し操作（Ｓ２：ＯＮ）が行われたか否かを判定し（ステップＳ８）、シャッターボタン１３の全押し操作が行われていない場合には（ステップＳ８でＮＯ）、ステップＳ７の処理に戻る。
【０１５８】
一方、シャッターボタン１３の全押し操作が行われると（ステップＳ８でＹＥＳ）、メイン制御部６２は、シフト撮影モードが設定されているか否かを判定する（ステップＳ９）。シフト撮影モードが設定されていない通常撮影モードの場合（ステップＳ９でＮＯ）、メイン制御部６２は、クイックリターンミラー４４１及びサブミラー４４２が水平姿勢（ミラーアップ）となるように、ミラー駆動制御部４４Ａを介してミラー駆動アクチュエータ４４Ｍに駆動を行わせる（ステップＳ１０）。そして、この段階でメイン制御部６２は、撮像素子３０（及びＡＦＥ５）に対して電源回路６９から電力が供給される状態とし、撮像素子３０に通電が開始される。この際、手振れ補正のための、駆動機構３００による撮像素子３０の振れ補正駆動も開始される。
【０１５９】
次に、メイン制御部６２は、シャッター駆動制御部４３Ａ及びシャッター駆動アクチュエータ４３Ｍを介して、シャッターユニット４３に対する開制御を行い（ステップＳ１１）、ステップＳ５で設定された位置にフォーカスレンズ２１１を位置させた状態で、且つステップＳ３で設定された露出制御値で、撮像素子３０に撮像動作（露光動作）を行わせる（ステップＳ１２）。
【０１６０】
その後、メイン制御部６２は、シャッターユニット４３に対する閉制御を行い（ステップＳ１３）、露光動作を終了させる。この際、駆動機構３００による撮像素子３０の振れ補正駆動も終了される。そして、撮像素子３０からＡＦＥ５を経由して、画像処理部６１へ前記露光動作により得られた画像信号の転送が開始される（ステップＳ１４）。また、メイン制御部６２は、クイックリターンミラー４４１及びサブミラー４４２が傾斜姿勢（ミラーダウン）となるようにミラー駆動アクチュエータ４４Ｍに駆動を行わせる（ステップＳ１５）。画像処理部６１へ転送されたデジタル画像信号は、一時的に画像メモリ６１５に格納される。なお、全ての画素についての画像信号転送が完了したら、撮像素子３０（及びＡＦＥ５）に対する電源回路６９からの電力供給が停止される。
【０１６１】
次に、メイン制御部６２は、画像処理部６１に対して黒レベル補正、欠陥画素補完、ホワイトバランス調整、ガンマ補正等の画像処理を実行させる（ステップＳ１６）。しかる後、この画像処理された画像に対して圧縮処理等を行った上で、メモリカード６７にその画像を記録する記録処理が実行される（ステップＳ１７）。一方、シフト撮影モードが設定されている場合（ステップＳ９でＹＥＳ）、後述のシフト撮影動作（ステップＳ２０）、画像合成動作（ステップＳ４０）が順次行われる。以上が、デジタルカメラ１による一連の撮像処理である。
【０１６２】
（シフト撮影動作及び画像合成動作の説明）
続いて、メイン制御部６２のエリア拡大制御部６２３から与えられる制御信号にて実行されるシフト撮影動作及び画像合成動作（図２１のフローチャートにおけるステップＳ２０、ステップＳ４０の処理）について、図２２〜図２４を参照して説明する。先ず図２２は、シフト撮影動作のフローを示すフローチャートである。ここでは、撮像素子３０を連続自動移動させるモード（連写制御部７１２が機能するモード）が実行される場合について説明する。
【０１６３】
シフト撮影モードが開始されると、シフト撮影制御部７１（禁止制御部７１４）は、装着されているレンズユニット２のレンズ制御部２６からデータ情報を取得し、イメージサークルＩＣに関する情報を確認する（ステップＳ２１）。禁止制御部７１４は、イメージサークルＩＣが小さい禁止対象のレンズユニット２（上述のＡＰＳ用レンズユニット等）が装着されているか否かを判定し（ステップＳ２２）、禁止対象である場合は（ステップＳ２２でＹＥＳ）、「シフト撮影は実行できません」などといったシフト撮影禁止警告メッセージをＬＣＤ１４に表示させ（ステップＳ２３）、処理を終了させる。
【０１６４】
禁止対象のレンズユニット２が装着されていない場合（ステップＳ２２でＮＯ）、シフト撮影制御部７１（連写制御部７１２）は、駆動機構３００を動作させて撮像素子３０を所定の位置、すなわち第１回目のシフト撮影を行う位置（第１の位置）に移動させる（ステップＳ２４）。例えば、図１８に示したようなシフト撮影を行う場合は、第１の画像Ｐ３１が取得される右上コーナー位置に撮像素子３０を移動させる。なお、撮像素子３０がセンタリング位置にあり、且つそのセンタリング位置から第１回目のシフト撮影が行われる場合は、ステップＳ２４はスキップされる。
【０１６５】
その後、メイン制御部６２により、クイックリターンミラー４４１及びサブミラー４４２が水平姿勢（ミラーアップ）とされる制御が行われ（ステップＳ２５）、シャッターユニット４３に対する開制御、露光制御、シャッターユニット４３に対する閉制御、及び画像転送等を含む撮像動作が行われる（ステップＳ２６）。このステップＳ２６の処理は、図２１に示したフローチャートにおけるステップＳ１１〜ステップＳ１４までの一連の処理と同様である。
【０１６６】
続いて、画像処理部６１により、撮像された画像に対して所定の画像処理が行われる（ステップＳ２６）。この際、欠陥画素補完制御部７２４により画素補完回路６１２が動作制御され、画像合成処理が行われる前に、欠陥画素の補完処理が行われる。そして、メモリカード６７に画像処理後の画像を記録する記録処理が実行される（ステップＳ２８）。この際、画像記録制御部７１３により、図１５に例示したように、タグ情報データ領域６７３に一連のシフト撮影により取得された画像を互いに貼り合わせて合成画像を生成できるよう、関連付け情報が記録される。
【０１６７】
次いで、連写制御部７１２により、予め設定されている回数の撮像が行われたか否かが確認される。つまり、駆動パターン記憶部７３に記憶されている駆動パターンのすべてを実行したか否かが確認される（ステップＳ２９）。設定回数の撮像が完了していない場合（ステップＳ２９でＮＯ）、連写制御部７１２はミラーアップを維持させたまま、駆動機構３００を動作させて撮像素子３０を第２回目のシフト撮影を行う位置（第２の位置）に移動させる（ステップＳ３０）。そして、上記ステップＳ２６〜ステップＳ２８の処理を行わせる。このようなループがシフト撮影の設定回数だけ繰り返される。
【０１６８】
一方、設定回数の撮像が完了した場合（ステップＳ２９でＹＥＳ）、メイン制御部６２によりクイックリターンミラー４４１及びサブミラー４４２が傾斜姿勢（ミラーダウン）とされる制御が行われ（ステップＳ３１）、処理が完了する。
【０１６９】
ここで、連写制御部７１２による撮像素子３０の好ましい移動制御方法について、図２３に示すタイムチャートに基づいて説明する。一般に、駆動機構３００（Ｘ軸アクチュエータ３４及びＹ軸アクチュエータ３５）に駆動信号が与えられたタイミングと、これにより駆動機構３００が動作して移動基板（第２基板３２、第３基板３３）が実際に移動され撮像素子３０の移動動作が開始される（若しくは停止される）タイミングとの間には、所定のタイムラグが存在する場合が多い。シフト撮影モードにおいて、露光動作中には撮像素子３０は停止していなければならないが、前記タイムラグを考慮しないと、撮像素子３０の移動動作中に露光動作を開始してしまったり、或いは時間ロスが発生したりする不具合が生じ得る。そこで、図２３のタイムチャートに示したような撮像素子３０の移動動作制御を行うことが望ましい。
【０１７０】
いま、撮像素子３０が所定の第１の位置に存在するものとし、時刻ｔ１で駆動機構３００（Ｘ軸アクチュエータ３４及びＹ軸アクチュエータ３５）にアクチュエータ駆動信号が与えられると、所定のタイムラグ時間Δｔが経過した時刻ｔ２から、前記第１の位置から所定の第２の位置への撮像素子３０の移動動作が開始される。
【０１７１】
そして、所定の時刻ｔ３でアクチュエータ駆動信号の出力が停止されるが、撮像素子３０は直ちに移動停止せず、時刻ｔ３からタイムラグ時間Δｔが経過する時刻ｔ４に、第２の位置に停止する。ここで、撮像素子３０の移動特性がこのようにタイムラグを備えたものであることから、連写制御部７１２は、時刻ｔ３を基準としてタイムラグ時間Δｔを加えた時刻ｔ４（＝ｔ３＋Δｔ）から撮像素子３０に露光動作を開始させる。
【０１７２】
露光時間ｔｅは、ＡＥ制御手段により設定されるが、次に連写制御部７１２は、この露光時間ｔｅの情報を取得して、露光の終了時点である時刻ｔ６を特定する。そして、この時刻ｔ６を基準として、前記タイムラグ時間Δｔに相当する時間を遡った時点である時刻ｔ５（＝ｔ４＋（ｔｅ−Δｔ））から、前記第２の位置から次の第３の位置へ撮像素子３０を移動させるためのアクチュエータ駆動信号を駆動機構３００に与える。これにより、時刻ｔ６で露光時間ｔｅが完了されると共に、前記第２の位置から第３の位置への撮像素子３０の移動動作が開始される。
【０１７３】
以下同様にして、連写制御部７１２は、時刻ｔ７でアクチュエータ駆動信号の出力を停止させ、撮像素子３０が第３の位置に停止する時刻ｔ８から撮像素子３０に露光動作を開始させる。そして、所定の露光時間ｔｅの終了時点である時刻ｔ１０から、タイムラグ時間Δｔに相当する時間を遡った時点である時刻ｔ９から、前記第３の位置から次の第４の位置へ撮像素子３０を移動させるためのアクチュエータ駆動信号を駆動機構３００に与えるものである。このように、タイムラグを考慮したタイミングでアクチュエータ駆動信号を与えることで、像ぶれなく、また時間ロスなく、的確に撮像素子３０を移動させてシフト撮影が行えるようになる。
【０１７４】
次に、図２４は、画像合成制御部７２（図９参照）よる画像合成動作のフローを示すフローチャートである。操作部６４から画像合成の指示信号が与えられる等して画像合成処理が開始されると、画像合成制御部７２は、メモリカード６７に対して画像ファイルの読み出し処理を行い、タグ情報データ領域６７３（図１５参照）の記録に基づいて、一連のシフト撮影動作で取得された画像を読み出す（ステップＳ４１）。
【０１７５】
続いて、画像選択部７２２による画像選択を実行するか否かが確認され（ステップＳ４２）、マニュアルによる画像選択情報が与えられている場合、或いは主被写体特定部７２３からの主被写体情報に基づく画像選択処理の実行が設定されている場合は（ステップＳ４２でＹＥＳ）、読み出された画像群の中から画像合成に用いられる画像の選択処理が行われる（ステップＳ４３）。ここでは、貼り合わせにおいてどの画像を主画像とするかの選択（貼り合わせ指定情報）等も受付けられる。なお、画像選択処理に関する指示、主画像の選択指示が与えられていない場合は（ステップＳ４２でＮＯ）、このステップＳ４３はスキップされる。この場合、主画像にはデフォルト設定された画像（例えばセンタリング位置の画像）が主画像として採用される。
【０１７６】
そして、シフト量算出部７２１により、貼り合わせに用いられる画像間のシフト量が、撮像素子３０の配列画素数に換算して算出される（ステップＳ４４）。このシフト量算出は、各画像ファイルのタグ情報データ領域６７３に格納されている位置特定用の画素数情報が用いられる。
【０１７７】
しかる後、画像合成処理部７２５により、複数のシフト撮影画像を、前記画素数情報及び主画像情報（貼り合わせ指定情報）等に基づき、画像同士がシフト量に応じて絶対位置で貼り合わされる処理が行われ、所定の合成画像が生成される（ステップＳ４５）。そして、画像合成処理部７２５は、当該合成画像について画像処理部６１で適宜な画像処理を行わせた後、合成画像ファイルとしてメモリカード６７（或いは画像メモリ６１５）に記録することで処理が完了する（ステップＳ４６）。
【０１７８】
以上の通り構成されたデジタルカメラ１によれば、撮像素子３０を移動させて撮像された第１の画像と第２の画像とが、メモリカード６７に互いに貼り合わせて合成画像を生成可能に関連付けて記憶されるので、これらを用いて所望の合成画像を生成することができる。これにより、撮像素子３０のサイズ（画素数）を増加させたものと実質的に同等の合成画像を取得できる。例えば、安価な汎用サイズの撮像素子（例えばＡＰＳサイズのＣＣＤカラーエリアセンサ）を用いて、大型サイズの撮像素子（例えばフィルムサイズのＣＣＤカラーエリアセンサ）で撮像したものと同等の画像（合成画像）を取得できる。また、撮像素子３０のサイズが組み付け領域の制限等で制限されている場合でも、撮像素子の画素ピッチを極小化する労を要することなく高画素画像を得ることができる。
【０１７９】
さらに、撮像素子３０を光軸と直交する方向に移動させることでシフト撮影を行う構成であるので、撮影光学系にシフトレンズを介在させる必要はなく、どのような撮影光学系が設定（装着）されている場合でもシフト撮影が行える。また、レンズ収差の影響を受けることはなく、綺麗な合成画像を生成できるという効果を奏する。
【０１８０】
（変形実施形態の説明）
以上、本発明の実施形態につき説明したが、言うまでもなく本発明はかかる実施形態に限定されるものではない。上記で説明した実施形態に加えて、或いは上記実施形態に代えて、次の［１］〜［８］ような実施形態を取ることができる。
【０１８１】
［１］上記実施形態では、駆動機構３００による撮像素子３０の移動機能を、手振れ補正用として機能させる場合（振れ補正モード）と、本発明にかかるシフト撮影のために機能させる場合（シフト撮影モード）とに兼用させている例を示したが、前記振れ補正モード又はシフト撮影モードのいずれかを択一的に行わせるようにしても良い。すなわち、振れ補正モードを実行させながらシフト撮影モードを実行することも可能であるが、いずれかのモードが実行されているときに他方のモードの実行を禁止することで、撮像素子３０の移動制御を単純化することができる。なお、手振れ補正機能の搭載を省略してもよく、また、撮像光学系（レンズ群２１）にシフトレンズ等を介在させる態様の手振れ補正機能が搭載される態様でも良い。
【０１８２】
［２］画像合成の手法として、撮像素子３０の画素配列情報に基づき絶対位置で貼り合わせる手法を例示したが、各種公知の画像合成方法が採用可能であり、例えば貼り合わせる画像同士を数ドットずつ２次元にずらしながら画像データの差分情報を採取し、その差分が最小となる位置で貼り合わせるようにしても良い。
【０１８３】
［３］撮像素子３０の移動範囲は、適宜に設定することができる。上記実施形態では、比較的撮像素子の移動範囲が狭い例を示したが、例えば撮像素子３０の縦サイズ、或いは横サイズ分の長さだけ移動可能に構成しても良い。この場合、ＡＰＳサイズ（１５．７ｍｍ×２３．５ｍｍ）の撮像素子を縦型に配置し、これを左右に移動させて２枚のシフト画像を取得して貼り合わせることで、フルサイズ（３０．０ｍｍ×２３．５ｍｍ）の合成画像を生成できるようになる。つまり、安価なＡＰＳサイズの撮像素子を用いて、高価なフルサイズの撮像素子で撮像した画像と同等の画像を得ることができるようになる。
【０１８４】
［４］駆動機構３００に用いるアクチュエータとして、圧電素子型アクチュエータを例示したが、これに代えて、ステッピングモータやムービングコイル等のアクチュエータを使用することもできる。或いは、クイックリターンミラー４４１に採用されているようなスプリングのチャージ機構を併用し、長距離高速移動が可能なように構成しても良い。
【０１８５】
［５］上記実施形態では、デジタルカメラ１に画像合成機能（画像合成制御部７２）まで具備させた例を示したが、図２５に示すように、デジタルカメラ１Ａとパーソナルコンピュータ９０（処理装置）とを通信ケーブル９００で接続した撮像システム９を構成し、画像合成処理をパーソナルコンピュータ９０に行わせるように構成しても良い。
【０１８６】
図２６は、このような撮像システム９の機能構成を示すブロック図である。この場合、デジタルカメラ１Ａには、撮像手段１０Ａと、撮像制御手段１０Ｂと、画像記憶手段１０Ｃとが具備される。前記撮像手段１０Ａは、上記実施形態における撮像素子３０及び駆動機構３００が相当し、撮像制御手段１０はシフト撮影制御部７１が相当し、画像記憶手段１０Ｃはメモリカード６７が相当することになる。また、パーソナルコンピュータ９０には、画像記憶手段１０Ｃに記憶された画像ファイルを取得する画像取得手段９１と、取得された画像に対して画像合成処理を行う画像合成手段９２（或いは画像処理手段）とが備えられる。前記画像合成手段９２は、上記実施形態における画像合成制御部７２が相当することになる。
【０１８７】
このような撮像システム９によれば、デジタルカメラ１Ａのシフト撮影モードで取得された複数の画像を用いて、パーソナルコンピュータ９０により、より高度な各種画像処理、画像合成が行えるようになる。
【０１８８】
［６］なお、デジタルカメラ１Ａにパーソナルコンピュータ９０を直接接続するのではなく、シフト撮影された画像ファイルが記録された記録メディアをパーソナルコンピュータ９０のドライブに接続する態様、或いは所定の通信回線を経由してサーバ装置や他のパーソナルコンピュータからシフト撮影された画像ファイルの転送を受ける態様とすることもできる。
【０１８９】
［７］撮像装置の例として、一眼レフレックス型のデジタルカメラ１を例示したが、一眼レフレックス型ではないデジタルカメラ、計測用の撮像装置等にも本発明を適用することができる。
【０１９０】
［８］また、本発明にかかる実施品の提供形態として、上述のデジタルカメラ１や撮像システム９としてではなく、デジタルカメラ１や撮像システム９が行う処理を実行する動作プログラムとして提供することもできる。このようなプログラムは、コンピュータに付属するフレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびメモリカードなどのコンピュータ読取り可能な記録媒体にて記録させて、プログラム製品として提供することもできる。また、ネットワークを介したダウンロードによって、プログラムを提供することもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１９１】
【図１】本発明の実施形態にかかるデジタルカメラの正面外観図である。
【図２】本発明の実施形態にかかるデジタルカメラの背面外観図である。
【図３】本発明の実施形態に係るデジタルカメラの内部構造を示す断面図である。
【図４】撮像素子を支持・駆動する駆動機構の構成を示す図であり、（ａ）は、撮像素子の撮像面と反対側の面から見た背面図、（ｂ）、（ａ）の矢印Ｂ方向の側面図である。
【図５】アクチュエータの構成を示す図であり、（ａ）は、その分解斜視図、（ｂ）は、組み立てられた状態を示す斜視図である。
【図６】アクチュエータを構成する圧電素子に印加される駆動パルスを示す波形図である。
【図７】駆動機構による撮像素子の移動状態を説明するための平面図である。
【図８】本発明の実施形態に係るデジタルカメラの電気的な構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の実施形態に係るデジタルカメラの要部であるエリア拡大制御部の機能的な構成を示す機能ブロック図である。
【図１０】レンズユニットが備える撮像光学系のイメージサークルＩＣと、撮像素子の撮像範囲（撮像エリア８１）との関係を示す模式図である。
【図１１】撮像素子をマニュアル移動させるモードにおける、撮像エリアの移動状態の一例を説明するための模式図である。
【図１２】水平方向（Ｘ軸方向）に長いパノラマ合成画像を生成する目的で行われる、撮像エリアの移動パターンを示す模式図である。
【図１３】フルサイズの合成画像を生成する目的で行われる、撮像エリアの移動パターンを示す模式図である。
【図１４】画像の貼り合わせ例を示す模式図である。
【図１５】画像記録制御部によりメモリカードへシフト撮影画像を画像ファイルとして記録する方法を示す図である。
【図１６】ＡＰＳ用レンズユニットのイメージサークルＩＣ−ＡＰＳと撮像エリア８１との関係を示す図である。
【図１７】シフト量算出部によるシフト量算出方法を説明するための模式図である。
【図１８】画像選択部の機能を説明するための、シフト撮影の一例を示す模式図である。
【図１９】画像の貼り合わせ例を示す模式図である。
【図２０】貼り合わせに使用する画像を自動選択する態様に関する説明図である。
【図２１】本実施形態にかかるデジタルカメラによる一連の撮像処理を示すフローチャートである。
【図２２】シフト撮影動作のフローを示すフローチャートである。
【図２３】連写制御部による撮像素子の好ましい移動制御方法を示すタイムチャートである。
【図２４】画像合成動作のフローを示すフローチャートである。
【図２５】本発明の他の実施形態に係る撮像システムを示す構成図である。
【図２６】上記撮像システムの機能構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１９２】
１      デジタルカメラ（撮像装置）
１０    カメラ本体部
２      レンズユニット
３０    撮像素子
３００  駆動機構（駆動手段）
４９    振れ検出センサ（振れ検出手段）
６１    画像処理部
６２    メイン制御部
６２３  エリア拡大制御部
６７    メモリカード（記憶手段）
７１    シフト撮影制御部（撮像制御手段）
７１１  マニュアル制御部
７１２  連写制御部
７１３  画像記録制御部
７１４  禁止制御部（判定手段）
７２    画像合成制御部（画像合成手段）
７２１  シフト量算出部
７２２  画像選択部（選択手段）
７２３  主被写体特定部（主被写体特定手段）
７２４  欠陥画素補完制御部
７２５  画像合成処理部
７３    駆動パターン記憶部
７４    移動量記憶部（移動量記憶手段）
９      撮像システム
９０    パーソナルコンピュータ（処理手段）
【図１】
2007028008.tif 000003
【図２】
2007028008.tif 000004
【図３】
2007028008.tif 000005
【図４】
2007028008.tif 000006
【図５】
2007028008.tif 000007
【図６】
2007028008.tif 000008
【図７】
2007028008.tif 000009
【図８】
2007028008.tif 000010
【図９】
2007028008.tif 000011
【図１０】
2007028008.tif 000012
【図１１】
2007028008.tif 000013
【図１２】
2007028008.tif 000014
【図１３】
2007028008.tif 000015
【図１４】
2007028008.tif 000016
【図１５】
2007028008.tif 000017
【図１６】
2007028008.tif 000018
【図１７】
2007028008.tif 000019
【図１８】
2007028008.tif 000020
【図１９】
2007028008.tif 000021
【図２０】
2007028008.tif 000022
【図２１】
2007028008.tif 000023
【図２２】
2007028008.tif 000024
【図２３】
2007028008.tif 000025
【図２４】
2007028008.tif 000026
【図２５】
2007028008.tif 000027
【図２６】
2007028008.tif 000028