(57)【要約】【課題】撮影装置が振れた場合であっても、歪みの無い良好な画像を取得できるようにする。【解決手段】撮影装置の振れ量を検出するとともに（ステップＳ１２０）、撮像を行う際のレンズの画角を検出して、検出した振れ量と検出したレンズの画角とに基づいて撮影装置の振れに係る画像の補正量を演算し、当該演算結果に基づいて、撮像手段で撮像した画像に対して補正を行うようにする（ステップＳ１３０）。【選択図】図５
2007264074.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体の光学像を画像として撮像する撮像手段と、
自装置の振れ量を検出する振れ検出手段と、
前記撮像手段で撮像を行う際のレンズの画角を検出する画角検出手段と、
前記振れ検出手段で検出した振れ量と前記画角検出手段で検出したレンズの画角とに基づいて、自装置の振れに係る画像の補正量を演算する演算手段と、
前記演算手段での演算により算出された補正量に基づいて、前記撮像手段で撮像した画像に対して補正を行う補正手段と、
を有することを特徴とする撮影装置。
【請求項２】
前記演算手段は、前記撮像手段からの画像の読み出し速度に応じて前記補正量を演算処理することを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。
【請求項３】
前記補正手段は、前記撮像手段で撮像された画像の画像信号のうち、画像表示に供する画像領域よりも広い画像領域の画像信号を読み出して、前記補正を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の撮影装置。
【請求項４】
前記振れ検出手段は、自装置の水平方向及び垂直方向の少なくともいずれか一方向の振れ量を検出するものであり、
前記補正手段は、前記振れ検出手段により前記一方向の振れが検出された場合、前記撮像手段で撮像された画像に対して、画像表示に供する画像領域を移動させることにより、前記補正を行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮影装置。
【請求項５】
前記振れ検出手段は、自装置の水平方向及び垂直方向の少なくともいずれか一方向の振れ量を検出するものであり、
前記補正手段は、前記振れ検出手段により前記一方向の振れが検出された場合、前記撮像手段で撮像された画像に対して、画像表示に供する画像領域を伸縮させることにより、前記補正を行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮影装置。
【請求項６】
前記演算手段は、前記振れ検出手段による前記振れ量の検出のタイミングに合わせて前記補正量の演算を行い、
前記補正手段は、この時に前記撮像手段で撮像された画像に対して前記補正を行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮影装置。
【請求項７】
前記補正手段は、前記振れ検出手段による前記振れ量の検出のタイミングに合わせて前記補正量の演算を行って当該演算結果により算出された補正量を加算しておき、１フレームの画像に係る画像信号の読み出しのタイミングに合わせて、当該加算した補正量に基づき、前記１フレームの画像に対して前記補正を行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮影装置。
【請求項８】
前記補正手段は、前記演算手段により算出された補正量が補正可能範囲外の場合には、前記補正を行わないことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の撮影装置。
【請求項９】
前記補正手段は、前記演算手段により算出された補正量が予め設定されているしきい値よりも小さい場合には、前記補正を行わないことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の撮影装置。
【請求項１０】
被写体の光学像を画像として撮像する撮像手段を具備する撮影装置の制御方法であって、
前記撮影装置の振れ量を検出する振れ検出ステップと、
前記撮像手段で撮像を行う際のレンズの画角を検出する画角検出ステップと、
前記振れ検出ステップで検出した振れ量と前記画角検出ステップで検出したレンズの画角とに基づいて、前記撮影装置の振れに係る画像の補正量を演算する演算ステップと、
前記演算ステップでの演算により算出された補正量に基づいて、前記撮像手段で撮像した画像に対して補正を行う補正ステップと、
を有することを特徴とする撮影装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮影した画像の歪みを補正する撮影装置及びその制御方法に関し、特に、スリット露光時に発生する画像の歪みを補正する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
以下に、本発明の対象となる従来の技術を説明する。
【０００３】
現在のカメラでは、露出決定やピント合せ等の撮影において重要な作業は全て自動化されているため、カメラ操作に未熟な使用者でも撮影の失敗を起こす可能性は非常に少なくなっている。しかし、カメラの振れによる撮影画像振れの失敗だけは、自動的に防ぐことが困難とされていた。
【０００４】
そこで、近年、このカメラの振れに起因する撮影の失敗を防止することを可能とするカメラが意欲的に研究されており、特に、撮影者の手振れによる撮影失敗を防止することのできるカメラについての研究・開発が進められている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
撮影時のカメラの手振れは、通常、周波数１Ｈｚ〜１２Ｈｚの振動である。シャッタのレリーズ時点において、このような手振れを起こしていても像振れの無い画像を撮影可能とするためには、振れによるカメラの振動を検出し、その検出値に応じて補正レンズを変位させてやらなければならない。
【０００６】
したがって、カメラの振れが生じても像振れしない画像を撮影することを達成するには、第１にカメラの振動を正確に検出し、第２にカメラの振れによる光軸変化を補正することが必要となる。
【０００７】
このカメラの振動（カメラ振れ）の検出は、原理的には、角加速度、角速度、角変位等を検出する振動センサと、このセンサ出力をデジタル的、電気的あるいは機械的に積分して角変位を出力するカメラ振れ検出装置をカメラに搭載することによって実現できる。そして、この検出情報に基づいて撮影光軸を偏心させる補正光学機構を駆動させることにより、像振れを抑制することができる。
【０００８】
ここで、振れ補正装置を用いた防振システムについて、図９及び図１０を用いてその概要を説明する。
【０００９】
図９の例は、方向７１に示すカメラ縦振れ７１ｙ及びカメラ横振れ７１ｘに由来する画像振れを抑制する振れ補正システムの斜視図である。
【００１０】
図９において７２は、レンズ鏡筒である。図９において７３ｙ及び７３ｘは、各々、カメラ縦振れ角変位、カメラ横振れ角変位を検出する角変位検出手段（角速度センサ）であり、それぞれの検出方向を角変位検出方向７４ｙ及び７４ｘで示している。
【００１１】
図９において７５は、補正光学手段である。図９において７６ｙ及び７６ｘは、各々、補正光学系に推力を与える駆動コイルである。図９において７７ｙ、７７ｘは、各々、補正光学手段７５の位置を検出する位置検出回路である。補正光学手段７５は、位置制御ループが設けてあり、角変位検出手段７４ｙ及び７４ｘの出力を目標値として駆動し、撮像面７８の安定を確保する。
【００１２】
図１０は、補正光学手段７５の駆動制御を行う振れ補正装置のブロック図である。図９を用いた説明に対して、信号の処理と駆動の制御についてより詳しく説明する。
【００１３】
図１０において、角速度センサ７３ｙ及び７３ｘの出力を、増幅回路８１ｙ及び８１ｘで各々増幅し、更に、Ａ／Ｄ変換回路８２ｙ及び８２ｘで各々Ａ／Ｄ変換を行って、それぞれの出力をＣＰＵ８４に入力する。ここで、ＣＰＵ８４までの入力に関して、ｘ方向とｙ方向とを分離して処理を行い、また、信号の入力周期は１ｋＨｚ程度で行う。
【００１４】
ＣＰＵ８４では、角速度センサ７３ｙ及び７３ｘから入力された角速度の信号を、それぞれ、駆動コイル７６ｙ及び７６ｘで補正の行える角変位へ変換する。具体的には、手振れの周波数である約１Ｈｚ〜１２Ｈｚを取り出すためのバンドパスフィルタをかけて、角速度から角変位に変換するための積分を行う。ただし、この積分処理は、バンドパスフィルタのうち、ローパスフィルタをかけた時に積分処理が同時に行われてしまうために、ハイパスフィルタは省略されることもある。
【００１５】
ここで、角速度センサ７３ｙ及び７３ｘと補正光学手段７５との間に、光軸に対して回転方向のズレがあった場合には、適切な補正が行われなくなってしまう。そのため、バンドパスフィルタの出力に対して、回転方向の補正を加えたものを駆動コイル７６ｙ及び７６ｘの駆動信号としている。これらの処理は、ＣＰＵ８４内でデジタル信号として演算処理される。
【００１６】
駆動回路８３ｙ及び８３ｘは、ＣＰＵ８４の駆動信号に基づいて、駆動コイル７６ｙ及び７６ｘのデューティ駆動を行う。そして、駆動回路８３ｙ及び８３ｘは、ＣＰＵ８４で演算した位置へ補正光学手段７５が駆動するように、駆動コイル７６ｙ及び７６ｘを駆動させる。
【００１７】
位置検出回路７７ｙ及び７７ｘでは、補正光学手段７５の実際の駆動位置を検出し、ＣＰＵ８４が演算した位置と違いがあった場合には、駆動コイル７６ｙ及び７６ｘの駆動信号に補正を加えて、ＣＰＵ８４が演算した位置に駆動されるようにする。
【００１８】
以上の処理を行うことにより、撮像面７８の安定が確保される。
【００１９】
次に、動画時のＣＭＯＳセンサの駆動動作について説明を行う。
【００２０】
ＣＭＯＳセンサは、ＣＣＤセンサと異なり、全画素の信号を一度に転送路へ送ることができない。このため、ＣＣＤセンサでは一般的な、
「１．全画素を一度にリセット
２．所定時間後に全画素を転送路へ送る
３．順番に読み出し」
という処理による電子シャッタを実現することができない。なお、「１．」〜「２．」の間が蓄積時間となる。
【００２１】
そこで、ＣＭＯＳセンサでは、１行ずつ転送路に送って読み出しを行うスリットローリングシャッタという駆動動作により、蓄積時間の制御を行っている。このスリットローリングシャッタにおける駆動方法を図１１を用いて説明する。
【００２２】
図１１において、左から右への方向が時間の経過を示している。また、領域６ａは画像の読み出し期間等を示し、信号６ｂは行単位の同期をとるためのＨＤ信号、信号６ｃは画面単位の同期をとるためのＶＤ信号を示している。
【００２３】
ＣＭＯＳセンサでは、撮像面の上部から１行毎に読み出し動作を行うため、撮像面の上部と下部とで読み出しのタイミングが異なる。このため、６１に示すように読み出しラインが斜めになってしまう。また、この読み出しは、ＶＤ信号のタイミングで開始される。なお、本来は、読み出しは、行毎の読み出しＨＤ信号のタイミングで行われるので、読み出しライン６１はもっと離散的な階段状になるはずであるが、見やすくするために直線で表示している。
【００２４】
この読み出しライン６１に対して、撮像面全体での蓄積時間を一定にするために、読み出しライン６１と同じ形で読み出しライン６１に先行してリセットライン６２を設定する。このリセットライン６２は、各行毎に、読み出しライン６１よりも所定時間前にリセットをかける。ここで、６３は撮像面全体の蓄積時間を示しているが、このような駆動動作を行うことで撮像面全体にわたって蓄積時間が一定になる。
【００２５】
このリセットライン６２の制御は、正確には読み出しライン６１に先行してリセットをかけることはできないので、読み出しライン６１の後にいくつ目のＨＤ信号でリセットをかけるかを設定することで制御を行っている。このような読み出し及びリセットの動作を行うことにより、リセットライン６２と読み出しライン６１との間が、スリットシャッタを形成し、この間隔が蓄積時間となる。
【００２６】
【特許文献１】特開２００３−２５５４２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
上述したように、このような動画時のスリットシャッタによる蓄積時間の制御では、撮像面の上部と撮像面の下部とでは蓄積されている画像信号の読み出しのタイミングが異なっている。このため、その間にカメラが振れてしまうと、撮影した画像が上下に伸びる、あるいは斜めになるといった歪みが発生してしまう。この時、手振れのような小さな振れであれば像の歪みはあまり大きくないが、カメラをパンさせた（カメラを意図的に振った）場合には、見苦しいほどの画像の歪みが発生してしまう。
【００２８】
この現象について、図１２を用いて説明する。
図１２（ａ）は、カメラの振れが無かった場合に撮影された画像を示しており、画像の歪みが発生していない場合である。これに対して、図１２（ｂ）は、撮影中にカメラが横方向に動いた場合を示しており、特に右方向にパンされた場合に撮影された画像を示している。この場合、図１２（ｂ）のように画像全体が右に傾いてしまう。同様にカメラが逆方向の左方向にパンされた場合には、左に傾いた画像が撮影される。
【００２９】
また、図１２（ｃ）は、撮影中にカメラが縦方向に動いた場合を示しており、特に下方向にパンされた場合に撮影された画像を示している。この場合、図１２（ｃ）のように画像が上下方向につぶれてしまう。なお、カメラが逆方向の上方向にパンされた場合には、画像が上下方向に伸びた画像として撮影される。
【００３０】
このように、スリットシャッタで撮影された場合、カメラが動くと、画像の歪みが顕著に表れ見苦しい画像が撮影されてしまう。また、背景の技術として説明した防振システムを用いても、ここで説明したようなスリットシャッタによる画像の歪みを補正することはできない。
【００３１】
本発明は上述の問題点にかんがみてなされたものであり、自装置が振れた場合であっても、歪みの無い良好な画像を取得可能な撮影装置及びその制御方法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】
【００３２】
本発明の撮影装置は、被写体の光学像を画像として撮像する撮像手段と、自装置の振れ量を検出する振れ検出手段と、前記撮像手段で撮像を行う際のレンズの画角を検出する画角検出手段と、前記振れ検出手段で検出した振れ量と前記画角検出手段で検出したレンズの画角とに基づいて、自装置の振れに係る画像の補正量を演算する演算手段と、前記演算手段での演算により算出された補正量に基づいて、前記撮像手段で撮像した画像に対して補正を行う補正手段とを有する。
【００３３】
本発明の撮影装置の制御方法は、被写体の光学像を画像として撮像する撮像手段を具備する撮影装置の制御方法であって、前記撮影装置の振れ量を検出する振れ検出ステップと、前記撮像手段で撮像を行う際のレンズの画角を検出する画角検出ステップと、前記振れ検出ステップで検出した振れ量と前記画角検出ステップで検出したレンズの画角とに基づいて、前記撮影装置の振れに係る画像の補正量を演算する演算ステップと、前記演算ステップでの演算により算出された補正量に基づいて、前記撮像手段で撮像した画像に対して補正を行う補正ステップとを有する。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、撮影装置が振れた場合であっても、歪みの無い良好な画像を取得することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明に係る諸実施形態について図面を用いて説明する。
【００３６】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るデジタルカメラ（撮影装置）の概略構成図である。
図１において１０１は、被写体の光学像を後述の撮像素子１０７に結像させ、絞り機構を内包したレンズである。図１において１０２は、レンズ１０１を駆動させ、フォーカス制御と絞りの制御を行うレンズ駆動装置である。
【００３７】
図１において１０３は、レンズ１０１を通った光学像をファインダー（不図示）に導くためのミラーであり、一般的にクイックリターン（ＱＲ）ミラーと称される。このＱＲミラー１０３は、撮影時以外ではファインダーに光を導いているが、撮影時には跳ね上がって後述の撮像素子１０７に光学像が届くように動作する。図１において１０４は、このようなＱＲミラー１０３の駆動を行うミラー駆動装置である。
【００３８】
図１において１０５は、一眼レフカメラに使用されるフォーカルプレーン型のシャッタ幕を有するシャッタであり、レンズ１０１を通ってきた光学像の露光時間の制御と遮光を行うものである。図１において１０６は、シャッタ１０５の駆動を行うシャッタ駆動装置である。
【００３９】
図１において１０７は、レンズ１０１により結像された被写体を画像信号として取り込むための撮像素子（固体撮像素子）である。図１において１０８は、撮像素子１０７から出力される画像信号の増幅処理や、アナログ−ディジタル変換を行うＡ／Ｄ変換処理、Ａ／Ｄ変換後の画像データにキズ補正などの各種の補正処理、あるいは画像データの圧縮処理等を行う撮像信号処理回路である。図１において１０９は、撮像素子１０７と撮像信号処理回路１０８に各種のタイミング信号を出力する駆動手段であるタイミング発生部である。
【００４０】
図１において１１０は、後述の記録媒体１１１に記録又は読み出しを行うための記録媒体制御インターフェース（Ｉ／Ｆ）部である。図１において１１１は、画像データを記録する半導体メモリ等の着脱可能な記録媒体である。図１において１１２は、コンピュータ等の外部装置と通信を行うための外部インターフェース（Ｉ／Ｆ）部である。
【００４１】
図１において１１３は、被写体の輝度を測定する測光装置である。図１において１１４は、被写体までの距離を測定する測距装置である。フォーカスと露光量の制御は、後述する全体制御・演算部１１５が、測光装置１１３で測定した被写体の輝度情報と測距装置１１４で測定した被写体までの距離情報とに基づいて、レンズ駆動装置１０２及びシャッタ駆動装置１０６を制御することにより行われる。
【００４２】
図１において１１５は、各種の演算処理や当該デジタルカメラ全体を制御する全体制御・演算部である。図１において１１６は、画像データを一時的に記憶したり調整値などを恒久的に記憶したりするメモリ部である。図１において１１７は、デジタルカメラにおける振れを補正する振れ補正装置である。この振れ補正装置１１７は、図１０に示したものと同様の構成である。
【００４３】
次に、撮影時のデジタルカメラの動作について説明する。
デジタルカメラのメイン電源（不図示）がオンされると、各駆動装置の電源がオンし、更に、撮像信号処理回路１０８、撮像素子１０７、タイミング発生部１０９などの撮像系回路の電源がオンする。
【００４４】
その後、レリーズボタン（不図示）が半押しされると、露光量を制御するために全体制御・演算部１１５は、測光装置１１３に対して被写体輝度を測定させ、同時に測距装置１１４に対して被写体距離を測定させる。そして、全体制御・演算部１１５は、この測距結果に応じてレンズ駆動装置１０２を制御し、レンズ駆動装置１０２にレンズ１０１の合焦動作を行わせる。
【００４５】
続いて、レリーズボタン（不図示）が全押しされると、全体制御・演算部１１５は、測光装置１１３の測光値に基づいてレンズ駆動装置１０２を制御し、レンズ駆動装置１０２レンズ１０１の光学系の絞りを調整させる。また、全体制御・演算部１１５は、測光装置１１３の測光値に基づいて、ミラー駆動装置１０６を制御してミラー１０３を上げるとともに、シャッタ駆動装置１０６を制御してシャッタ１０５を開く。
【００４６】
そして、画像を撮影するために全体制御・演算部１１５は、タイミング発生部１０９と撮像信号処理回路１０８を制御し、撮像素子１０７から動画用の画像信号を取り出し処理して、処理した画像データを一旦メモリ部１１６に記録する。同時に、振れ補正装置１１７を動作させて、手振れを補正しながら、振れ量を演算して取り出した動画用画像を補正する。そして、このメモリ部１１６の画像データを記録媒体制御Ｉ／Ｆ部１１０を介して記録媒体１１１に順次記録していく。これらの動画用画像信号の取り出しから記録媒体１１１への記録の一連の動作は、レリーズボタン（不図示）が全押しされている間、続けられる。
【００４７】
そして、レリーズボタン（不図示）が離されると、全体制御・演算部１１５は、シャッタ駆動装置１０６を通じてシャッタ１０５を閉じるように制御し、また、ミラー駆動装置１０４を通じてミラー１０３を下げるように制御する。
【００４８】
以上により、一連の撮像シーケンスが終了し、また元の状態に戻る。
【００４９】
次に、スリットシャッタによる画像の歪み補正の概要について、図２〜図４を用いて説明する。
【００５０】
図２において１００１は、ＣＭＯＳセンサからなる撮像素子１０７の撮像面全体を示すものである。本実施形態では、撮像面１００１のうちの一部分の領域を画像表示に供する動画画像領域１００２として設定し、この動画画像領域１００２における画像信号を動画像として記録する。ただし、本実施形態では、画像の歪み補正を行うために、動画画像領域１００２よりも大きな領域（図２の点線で囲まれた領域）を読み出し領域１００３として設定している。すなわち、本実施形態では、動画画像領域１００２に対して、網点の部分を撮像素子１０７から余計に読み出しておく必要がある。また、画像の補正量がこの余計に読み出した領域を越える場合には、補正量をクリップする。もしくは、補正を行わないといった処理が必要となる。
【００５１】
図３は、図２に対してカメラが左右方向（水平方向）に振れた場合の動画画像領域１１０１を示す図である。この図３には、カメラが右に振れた場合について記載している。カメラが振れていない場合には、動画画像領域１００２の四角い動画画像領域を記録すれば良いが、カメラが左右に振れた場合には、図１２（ｂ）で説明したように、画像が斜めに歪んでしまう。
【００５２】
そこで、本実施形態では、単位時間毎の検出で振れが検出される度に、画像表示に供する動画画像領域１１０１を左右にずらし、図３の動画画像領域１１０１のように振れに合わせた動画像領域とすることで斜めの歪みの無い画像を得ることができる。ここで、横長の長方形１１０１ａは、単位時間に読み出される動画画像領域を示している。なお、カメラが右に振れた場合には動画画像領域１１０１ａを左に、カメラが左に振れた場合には動画画像領域１１０１ａを右に移動することにより適正な補正を行うことができる。
【００５３】
図４は、図２に対してカメラが上下方向（垂直方向）に振れた場合の動画画像領域１２０１を示す図である。この図４には、カメラが下に振れた場合について記載している。図４では、動画画像領域１２０１が図２の動画画像領域１００２と一致しているが、本来は上下方向の振れ量に応じて、動画画像領域１２０１の縦のサイズが伸びたり縮んだりする。
【００５４】
また、横長の長方形１２０１ａは、単位時間に読み出される動画画像領域を示しており、本実施形態では、カメラの振れに応じて、動画画像領域１２０１ａを上下方向に伸ばしたり縮めたりすることによって画像の補正を行う。そして、このような画像の補正を行わない場合には、図１２（ｃ）で説明したように、画像が伸び縮みして歪んでしまう。なお、カメラが上に振れた場合には動画画像領域１２０１ａを伸ばし、カメラが下に振れた場合には動画画像領域１２０１ａを縮めることにより適正な補正を行うことができる。
【００５５】
また、実際の撮影においては、カメラが上下左右に振れるため、動画画像領域の左右の移動と、上下の伸縮とを組み合わせて補正を行う。また、動画画像領域が撮像面１００１からはみ出す程のカメラの振れがあった場合には、補正を行うことはできないので、この場合には補正を行わない。
【００５６】
図５は、第１の実施形態に係るデジタルカメラ（撮影装置）での処理を示すフローチャートである。ここでは、動画撮影時における一連の画像歪み処理について説明する。
【００５７】
動画撮影が開始されると、まず、ステップＳ１１０において、全体制御・演算部１１５は、タイミング発生部１０９を制御し、撮像素子１０７から１フレーム分の画像データの読み出しを開始する。この際、撮像素子１０７から読み出した画像データは、メモリ部１１６に保存しておく。
【００５８】
続いて、ステップＳ１２０において、全体制御・演算部１１５は、振れ補正装置１１７を制御し、ｘ方向／ｙ方向の振れ量の検出を行う。この際の振れ量の検出は、振れ補正装置１１７のＣＰＵ８４のタイマ割り込み機能等を用いて１ｋＨｚ程度で周期的に動作できるようにする。このステップＳ１２０における詳細な処理については、図６において後述する。
【００５９】
続いて、ステップＳ１３０において、全体制御・演算部１１５は、画像の補正処理と現像処理を行う。ここで、ステップＳ１２０における振れ量の検出は、１ｋＨｚ程度の周期で行っているため、時間では１ｍｓｅｃとなる。これに対して、画像信号の読み出しは、画素１行あたり数十μｓｅｃなので、１回の振れ量を検出している間に数十行分の画素の読み出しが完了してしまう。ステップＳ１３０では、この読み出された画像信号に対して補正処理と現像処理を行う。このステップＳ１３０における詳細な処理については、図７において後述する。
【００６０】
続いて、ステップＳ１４０において、全体制御・演算部１１５は、１フレーム分の画像データの読み出しが完了したか否かを判断する。この判断の結果、１フレーム分の画像データの読み出しが完了していない場合には、ステップＳ１２０に戻る。一方、ステップＳ１４０での判断の結果、１フレーム分の画像データの読み出しが完了した場合には、ステップＳ１５０に進む。
【００６１】
続いて、ステップＳ１５０において、全体制御・演算部１１５は、撮影が完了しているか否かを判断する。この判断の結果、撮影が完了していない場合には、ステップＳ１１０に戻る。一方、ステップＳ１５０での判断の結果、撮影が完了した場合には、処理を終了する。
【００６２】
次に、図５のステップＳ１２０の詳細な処理について説明する。
図６は、図５のステップＳ１２０の詳細な処理を示すフローチャートである。
【００６３】
ステップＳ１２０のｘ方向／ｙ方向の振れ量検出処理にあたっては、まず、ステップＳ１２１において、ｘ方向／ｙ方向それぞれの角速度センサ７３ｘ及び７３ｙからの出力信号を、Ａ／Ｄ変換回路８２ｘ及び８２ｙでそれぞれＡ／Ｄ変換する。
【００６４】
続いて、ステップＳ１２２において、ＣＰＵ８４は、Ａ／Ｄ変換された各出力信号に対して、デジタル処理でハイパスのフィルタをかける。これにより、出力信号のＤＣ成分が除去され、オフセットエラーを発生しにくくさせることができる。
【００６５】
続いて、ステップＳ１２３において、ＣＰＵ８４は、ステップＳ１２２でハイパスフィルタをかけた各出力信号に対して、今度はローパスフィルタをかける。これにより、出力信号の高周波ノイズの除去と出力信号の積分を行うことができる。ここで、角速度センサ７３ｘ及び７３ｙからの出力信号は角速度であるため、振れの角度を求めるためには、出力信号を積分する必要がある。そこで、ローパスフィルタをかけることにより積分を行い、振れの角度（角変位）を求めている。
【００６６】
このステップＳ１２２及びステップＳ１２３で、バンドパスフィルタ処理を行っており、これによって、手振れの周波数である、１Ｈｚ〜１２Ｈｚのみを検出できるようにしている。
【００６７】
続いて、ステップＳ１２４において、出力信号の回転方向の補正を行う。本来、ｘ方向／y方向の角速度センサ７３ｘ及び７３ｙは、お互いに垂直に配置されていなくてはならない。また、本実施形態においては、撮像素子１０７のｙ方向に対して、角速度センサ７３ｙが平行になり、撮像素子１０７のｘ方向に対して、角速度センサ７３ｘが平行になっている必要がある。しかし、実際には、取り付け誤差や角速度センサの出力ゲインのズレなどがあり、出力信号をそのまま使用することができない。そのため、ここで出力信号に対して、信号差の補正と回転方向の補正を行うことにより、各角速度センサが正確に取り付けられている状態と同じ出力信号が得られるようにする。
【００６８】
続いて、ステップＳ１２５において、これまでの演算により求められた、ｘ方向／ｙ方向それぞれの角変位を振れ量として、例えばＣＰＵ８４内のメモリに記録する。
【００６９】
以上のステップＳ１２１〜ステップＳ１２５までの一連の処理により、ｘ方向／ｙ方向の振れ量の検出処理が終了する。
【００７０】
次に、図５のステップＳ１３０の詳細な処理について説明する。
図７は、図５のステップＳ１３０の詳細な処理を示すフローチャートである。
【００７１】
ステップＳ１３０の補正処理及び現像処理にあたっては、まず、ステップＳ１３１において、ステップＳ１２５でメモリに記録されたｘ方向／ｙ方向のそれぞれの振れ量（角変位）に基づいて、画像の補正量を演算により算出する。
【００７２】
具体的に、ｘ方向とｙ方向それぞれの補正量（ズレ量）の算出は、以下のようにして行う。
振れ角速度（角速度センサで検出可能）
ｄθ［度／ｔ］
振れ角度（角速度を読み出し時間で積分）
θ［度］＝∫ｄθ・ｄｔ
レンズの画角（レンズ１０１の位置を全体制御・演算部１１５で検知して取得）
Θ［度］
ズレ量・拡大率
ｒ［％］＝（Θ＋θ）／Θ ×１００
【００７３】
このズレ量が補正量となるわけであるが、このズレ量は、上述の数式に示すように、ステップＳ１２５でメモリに記録されたｘ方向／ｙ方向のそれぞれの振れ量（角変位）と、レンズ１０１の画角とに基づいて算出される。ここで、レンズ１０１の画角は、全体制御・演算部１１５において、レンズ１０１の位置を検知することにより取得される。また、ズレ量がある程度小さく、予め設定したしきい値よりも小さい場合には、画像の補正は行わない。このように補正量を演算処理することにより、小さな歪みを細かく補正することによるちらつきを押さえることができる。
【００７４】
続いて、ステップＳ１３２において、ステップＳ１３１で算出されたｘ方向の補正量に基づいて、画像の読み出し位置を設定する。ここで、ｘ方向の補正量に基づいて、例えば図３に示す単位時間毎の動画画像領域１１０１ａにおける読み出し位置を設定することにより、ｘ方向（水平方向）の歪み補正することができる。
【００７５】
続いて、ステップＳ１３３において、ステップＳ１３１で算出されたｙ方向の補正量に基づいて、画像に対してｙ方向（垂直方向）の拡大又は縮小を設定する。ここで、ｙ方向の補正量に基づいて、例えば図４に示す単位時間毎の動画画像領域１２０１ａにおける上下方向（垂直方向）の拡大又は縮小を設定することにより、ｙ方向（垂直方向）の歪み補正することができる。
【００７６】
続いて、ステップＳ１３４において、ステップＳ１３２で設定されたｘ方向の読み出し位置とステップＳ１３３で設定されたｙ方向の拡大／縮小率とに基づいて、画像の読み出しから現像までの処理を行う。その後、処理を終了する。
【００７７】
これにより、手振れ等による歪みの無い画像が生成される。
【００７８】
なお、ステップＳ１３０における画像の補正量の算出処理は、前述したように振れの検出周期と画像の読み出し周期との関係から、数十行毎に処理を行うこととなる。また、補正光学手段７５による補正も同時に実行されているので、その分を考慮する必要がある。
【００７９】
第１の実施形態によれば、動画像の読み出し数行毎に画像の歪み補正を行うことにより、大変精度良く歪みを補正することができる。
【００８０】
（第２の実施形態）
以下に、本発明に係る第２の実施形態について説明する。
第２の実施形態に係るデジタルカメラ（撮影装置）の概略構成については、第１の実施形態に係るデジタルカメラと同様に、図１に示すものとなる。
【００８１】
図８は、第２の実施形態に係るデジタルカメラ（撮影装置）での処理を示すフローチャートである。ここでは、動画撮影時における一連の画像歪み処理について説明する。
【００８２】
動画撮影が開始されると、まず、ステップＳ２１０において、全体制御・演算部１１５は、タイミング発生部１０９を制御し、撮像素子１０７から１フレーム分の画像データの読み出しを開始する。この際、撮像素子１０７から読み出した画像データは、メモリ部１１６に保存しておく。
【００８３】
続いて、ステップＳ２２０において、全体制御・演算部１１５は、振れ補正装置１１７を制御し、ｘ方向／ｙ方向の振れ量の検出を行う。この際の振れ量の検出は、振れ補正装置１１７のＣＰＵ８４のタイマ割り込み機能等を用いて１ｋＨｚ程度で周期的に動作できるようにする。このステップＳ２２０における詳細な処理については、第１の実施形態におけるステップＳ１２０と同様に、図６に示すフローチャートとなる。
【００８４】
続いて、ステップＳ２３０において、全体制御・演算部１１５は、１フレーム分の画像データの読み出しが完了したか否かを判断する。この判断の結果、１フレーム分の画像データの読み出しが完了していない場合には、ステップＳ２２０に戻る。一方、ステップＳ２３０での判断の結果、１フレーム分の画像データの読み出しが完了した場合には、ステップＳ２４０に進む。
【００８５】
続いて、ステップＳ２４０において、全体制御・演算部１１５は、画像の補正処理と現像処理を行う。ここで、ステップＳ２２０における振れ量の検出は、１ｋＨｚ程度の周期で行っているため、時間では１ｍｓｅｃとなる。これに対して、画像信号の読み出しは、画素１行あたり数十μｓｅｃなので、１回の振れ量を検出している間に数十行分の画素の読み出しが完了してしまう。ステップＳ２４０では、この読み出された画像信号に対して補正処理と現像処理を行う。このステップＳ２４０における詳細な処理については、第１の実施形態におけるステップＳ１３０と同様に、図７に示すフローチャートとなる。
【００８６】
続いて、ステップＳ２５０において、全体制御・演算部１１５は、撮影が完了しているか否かを判断する。この判断の結果、撮影が完了していない場合には、ステップＳ２１０に戻る。一方、ステップＳ２５０での判断の結果、撮影が完了した場合には、処理を終了する。
【００８７】
第２の実施形態では、振れ量の検出のタイミングに合わせて補正量の演算を行って当該演算結果により算出された補正量を加算しておき、当該加算した補正量に基づき、１フレーム分の画像データ毎に像歪みの補正を行うようにしている。この場合、第１の実施形態の場合と比べてその精度は劣るが、ある程度の精度をもって歪みを補正することができる。第２の実施形態に係るデジタルカメラのシステムでは、全体制御・演算部１１５やＣＰＵ８４での処理の負荷を軽減することができ、例えばコストダウンなどでマイコンの性能を落とした場合でも対応可能である。
【００８８】
前述した本発明の各実施形態に係るデジタルカメラを構成する図１の各手段、並びにデジタルカメラの制御方法を示した図５〜図８の各ステップは、コンピュータのＲＡＭやＲＯＭなどに記憶されたプログラムが動作することによって実現できる。このプログラム及び当該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は本発明に含まれる。
【００８９】
具体的に、前記プログラムは、例えばＣＤ−ＲＯＭのような記憶媒体に記録し、或いは各種伝送媒体を介し、コンピュータに提供される。前記プログラムを記録する記憶媒体としては、ＣＤ−ＲＯＭ以外に、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、光磁気ディスク、不揮発性メモリカード等を用いることができる。他方、前記プログラムの伝送媒体としては、プログラム情報を搬送波として伝搬させて供給するためのコンピュータネットワーク（ＬＡＮ、インターネットの等のＷＡＮ、無線通信ネットワーク等）システムにおける通信媒体を用いることができる。また、この際の通信媒体としては、光ファイバ等の有線回線や無線回線などが挙げられる。
【００９０】
また、コンピュータが供給されたプログラムを実行することにより本発明の各実施形態に係るデジタルカメラの機能が実現されるだけでなく、そのプログラムがコンピュータにおいて稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）或いは他のアプリケーションソフト等と共同して本発明の各実施形態に係るデジタルカメラの機能が実現される場合や、供給されたプログラムの処理の全て、或いは一部がコンピュータの機能拡張ボードや機能拡張ユニットにより行われて本発明の各実施形態に係るデジタルカメラの機能が実現される場合も、かかるプログラムは本発明に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】第１の実施形態に係るデジタルカメラ（撮影装置）の概略構成図である。
【図２】撮像素子の撮像面と動画画像領域との関係を示す模式図である。
【図３】カメラが左右方向（水平方向）に振れた場合の撮像素子の撮像面と動画画像領域との関係を示す模式図である。
【図４】カメラが上下方向（垂直方向）に振れた場合の撮像素子の撮像面と動画画像領域との関係を示す模式図である。
【図５】第１の実施形態に係るデジタルカメラ（撮影装置）での処理を示すフローチャートである。
【図６】図５のステップＳ１２０の詳細な処理を示すフローチャートである。
【図７】図５のステップＳ１３０の詳細な処理を示すフローチャートである。
【図８】第２の実施形態に係るデジタルカメラ（撮影装置）での処理を示すフローチャートである。
【図９】画像振れを抑制する振れ補正システムの斜視図である。
【図１０】振れ補正装置のブロック図である。
【図１１】スリットローリングシャッタにおける駆動方法を説明するための模式図である。
【図１２】カメラで撮影された画像を示す図である。
【符号の説明】
【００９２】
１０１  レンズ
１０２  レンズ駆動装置
１０３  ミラー
１０４  ミラー駆動装置
１０５  シャッタ
１０６  シャッタ駆動装置
１０７  撮像素子
１０８  撮像信号処理回路
１０９  タイミング発生部
１１０  記録媒体制御Ｉ／Ｆ部
１１１  記録媒体
１１２  外部Ｉ／Ｆ部
１１３  測光装置
１１４  測距装置
１１５  全体制御・演算部
１１６  メモリ部
１１７  振れ補正装置
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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