(57)【要約】【課題】光学像を画像データとして記録するための撮像装置および撮像方法において、解像度やサイズを犠牲にすることなく、撮像時の傾きが補正された画像データを得る。【解決手段】光学像に対する受光面の相対位置を互いに異ならせた複数の画像を撮像手段により撮像し、受光面の法線周りの受光面のローリング傾き角度を検出し、撮像した複数の画像をと、検出された受光面のローリング傾き角度とに基づき、受光面の傾きを補正した画像に対応する画像データを作成し記録する。【選択図】図７
2012147070.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学像を受光する受光面を有し、該受光面に入射した光学像に対応する電気信号を出力することで前記光学像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段の前記受光面に光学像を結像させる結像光学系と、
前記結像光学系により結像された光学像に対して前記撮像手段の前記受光面を相対移動させる相対移動手段と、
前記結像光学系の光軸周りの、鉛直方向に対する前記受光面のローリング傾き角度を検出する傾き検出手段と、
前記相対移動手段により前記光学像に対する前記受光面の相対位置を互いに異ならせて前記撮像手段が撮像した複数の画像と、前記傾き検出手段の検出結果とに基づいて、前記受光面の傾きを補正した画像データを作成する画像データ作成手段と
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記撮像手段が撮像した前記複数の画像を一時的に保持する画像保持手段を備える請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記画像データ作成手段は、前記撮像手段が撮像した複数の画像と前記傾き検出手段の検出結果とに基づいて前記受光面の傾きを補正した画像データを作成する傾き補正モードと、前記撮像手段が撮像した一の画像に対応する画像データを作成する補正なしモードとを選択的に実行する請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記画像データ作成手段は、前記傾き補正モードと前記補正なしモードとの間で同一サイズの画像に対応する前記画像データを作成する請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
撮像手段の受光面に入射した光学像を画像データとして記録する撮像方法において、
前記光学像に対する前記受光面の相対位置を互いに異ならせた複数の画像を前記撮像手段により撮像し、
前記受光面の法線周りの前記受光面のローリング傾き角度を検出し、
前記複数の画像と、検出された前記受光面のローリング傾き角度とに基づき、前記受光面の傾きを補正した画像に対応する画像データを作成し記録する
ことを特徴とする撮像方法。
【請求項６】
前記複数の画像を仮想的につなぎ合わせて得られる前記受光面よりも大きなサイズを有する仮想画像のうち、前記受光面のサイズに対応するサイズを有するとともに当該仮想画像に対し前記受光面の傾き角度に対応する傾きを有する有効領域内の画像に対応する前記画像データを作成する請求項５に記載の撮像方法。
【請求項７】
前記撮像手段により撮像した前記複数の画像のうち一の画像を主画像として、前記仮想画像の前記有効領域のうち前記主画像と一致する領域については当該主画像に基づいて画像データを作成する一方、一致しない領域については前記複数の画像のうち前記主画像と異なる画像であって当該領域を含む画像に基づいて画像データを作成する請求項６に記載の撮像方法。
【請求項８】
前記複数の画像間で、画像内容の一部を互いに重複させる請求項５ないし７のいずれかに記載の撮像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光学像を画像データとして記録するための撮像装置および撮像方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えばデジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラなど、光学像を画像データとして記録する撮像装置の技術分野においては、カメラの傾きを自動的に検出して画像データを補正するように構成されたものがある。例えば特許文献１に記載の技術においては、撮像素子たるＣＣＤ（Charge Coupled Device）により撮像しデジタルデータとして記録する際に、撮像時のカメラ本体の傾きをジャイロセンサー等で検出し、その傾き量を画像データと共に記録している。そして、画像データの出力時には、画像データに対しカメラの傾き量をキャンセルするような回転処理を施して出力することにより、画像の傾きを補正するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１２９３９１号公報（例えば、図１５）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した従来技術では、記録された画像の周縁部をトリミングすることによって見かけ上の画像の傾きを補正しているため、補正後の画像が原画像よりも小さくなってしまったり、周縁部の画像情報が欠落するという問題があった。また、特許文献１では補正後の画像を補間により拡大処理することで原画像サイズに復元する点についても言及されているが、このような補間処理によっても、画像情報の欠落に起因する解像度や画像品質の低下を回避することはできなかった。
【０００５】
この発明にかかるいくつかの態様は、光学像を画像データとして記録するための撮像装置および撮像方法において、上記課題を解決し、解像度やサイズを犠牲にすることなく、撮像時の傾きが補正された画像データを得ることのできる技術を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の一の態様である撮像装置は、上記課題を解決するため、光学像を受光する受光面を有し、該受光面に入射した光学像に対応する電気信号を出力することで前記光学像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段の前記受光面に光学像を結像させる結像光学系と、前記結像光学系により結像された光学像に対して前記撮像手段の前記受光面を相対移動させる相対移動手段と、前記結像光学系の光軸周りの、鉛直方向に対する前記受光面のローリング傾き角度を検出する傾き検出手段と、前記相対移動手段により前記光学像に対する前記受光面の相対位置を互いに異ならせて前記撮像手段が撮像した複数の画像と、前記傾き検出手段の検出結果とに基づいて、前記受光面の傾きを補正した画像データを作成する画像データ作成手段とを備えることを特徴としている。
【０００７】
このように構成された発明では、撮像手段の受光面に入射する光学像と受光面との相対位置を異ならせて複数の画像を撮像する。これらの画像を仮想的につなぎ合わせると、実質的に受光面のサイズよりも大きな光学像に対応する画像を得ることができる。したがって、例えば前記した従来技術のようなトリミングによって傾き補正を行う場合でも、本来の画像サイズよりも大きな画像から補正を行うことができるので、画像の解像度やサイズを犠牲にすることなく、撮像時の傾きが補正された画像データを得ることが可能である。
【０００８】
この撮像装置では、例えば、撮像手段が撮像した複数の画像を一時的に保持する画像保持手段を備えてもよい。これにより、撮像手段による撮像が完了してから補正処理を行うことができる。撮像された画像は傾き補正を伴う画像データの作成が終了すれば不要であるので、一時的に保持されれば足りる。
【０００９】
また、例えば、画像データ作成手段は、撮像手段が撮像した複数の画像と傾き検出手段の検出結果とに基づいて受光面の傾きを補正した画像データを作成する傾き補正モードと、撮像手段が撮像した一の画像に対応する画像データを作成する補正なしモードとを選択的に実行するように構成されてもよい。傾き補正モードでは画像の傾きが補正される一方、補正なしモードでは傾きが補正されないので、これらを切り替え可能とすることで、ユーザーの要求に応じた、またはユーザーの撮影技術に応じた多様な撮像が可能となり、より多様なニーズに応えることができる。
【００１０】
この場合において、傾き補正モードと補正なしモードとの間では画像のサイズが同一であることがより好ましい。こうすることで、モードの切り替えによって画像のサイズが変化することでユーザーに違和感を与えるという問題を回避することができる。
【００１１】
また、この発明の他の態様は、撮像手段の受光面に入射した光学像を画像データとして記録する撮像方法であって、上記課題を解決するため、前記光学像に対する前記受光面の相対位置を互いに異ならせた複数の画像を前記撮像手段により撮像し、前記受光面の法線周りの前記受光面のローリング傾き角度を検出し、前記複数の画像と、検出された前記受光面のローリング傾き角度とに基づき、前記受光面の傾きを補正した画像に対応する画像データを作成し記録することを特徴としている。
【００１２】
このように構成された発明では、上記した撮像装置の発明と同様に、撮像手段の受光面に入射する光学像と受光面との相対位置を異ならせて撮像した複数の画像による、実質的に受光面のサイズよりも大きな光学像に対応する画像から補正を行うことができるので、画像の解像度やサイズを犠牲にすることなく、撮像時の傾きが補正された画像データを得ることが可能である。
【００１３】
具体的には、例えば、複数の画像を仮想的につなぎ合わせて得られる受光面よりも大きなサイズを有する仮想画像のうち、受光面のサイズに対応するサイズを有するとともに当該仮想画像に対し受光面の傾き角度に対応する傾きを有する有効領域内の画像に対応する画像データを作成することで、撮像時の受光面の傾きを完全にキャンセルすることができる。
【００１４】
この場合において、例えば、撮像手段により撮像した複数の画像のうち一の画像を主画像として、仮想画像の有効領域のうち主画像と一致する領域については当該主画像に基づいて画像データを作成する一方、一致しない領域については、複数の画像のうち主画像と異なる画像であって当該領域を含む画像に基づいて画像データを作成するようにしてもよい。このようにすると、画像の大部分は主画像の内容に準じたものとなるので主画像の画像品質が維持される一方、主画像のみでは傾き補正によって欠落してしまう周囲部分を他の画像によって補うことができるので、補正後も欠落のない画像を得ることができる。
【００１５】
ここで、主画像以外の画像については、傾き補正による欠落を補うべく主画像を取り囲む周囲領域の画像があれば足りるので、主画像と同様のサイズを持つ画像である必要は必ずしもない。主画像以外の画像を主画像よりも小さなものとすれば、その撮像に要する時間（光学像に対する撮像手段の相対移動に要する時間を含む）および保存に必要な記憶容量を小さくすることが可能である。
【００１６】
これらの発明において、複数の画像間では、画像内容の一部を互いに重複させることが望ましい。こうすることで、これらの画像を仮想的につなぎ合わせてなる仮想画像に欠落部分が生じないので画像を補間する必要がなく、画像品質を落とすことなく傾きが補正された画像データを得ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明の一実施形態であるデジタルカメラの構成を示すブロック図。
【図２】このデジタルカメラの主要な内部構造を模式的に示す図。
【図３】被写体画像の一例を示す図。
【図４】カメラが傾いた状態で撮像された画像の例を示す図。
【図５】この実施形態における傾き補正の原理を説明するための第１の図。
【図６】この実施形態における傾き補正の原理を説明するための第２の図。
【図７】この実施形態における傾き補正の原理を説明するための第３の図。
【図８】この実施形態における撮像動作を示すフローチャート。
【図９】傾き補正処理により得られる画像データを模式的に示す図。
【図１０】撮像領域の他の例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１はこの発明の一実施形態であるデジタルカメラの構成を示すブロック図である。また、図２はこのデジタルカメラの主要な内部構造を模式的に示す図である。なお、図２においては本発明を説明するのに必要な構成のみを図示している。このデジタルカメラ１では、カメラ筐体１０の内部に、当該カメラの主たる動作を司るプロセッサー部１００、光学像を受光して電気信号に変換する撮像部２００、および、ユーザーインターフェースを司るインターフェース部３００を備えている。
【００１９】
プロセッサー部１００は、所定の制御プログラムを実行することでカメラ１の各部を制御して撮像やそれに伴う画像データの作成・記録など種々の機能を実現するＣＰＵ（Central processing unit）１０１と、撮像データを一時的に保存記憶するワークメモリ１０２と、撮像データに種々の処理の施して画像データを作成するＤＳＰ（Digital signal Processor）１０３と、こうして作成された画像データを保存記憶しておく画像メモリ１０４とを備えている。これらの機能については後に詳述する。さらに、ＣＰＵ１０１には重力方向、すなわち鉛直下向き方向を基準としてカメラ筐体１０の姿勢を検出する例えばジャイロセンサーからなる姿勢センサー４０が接続されている。
【００２０】
また、撮像部２００は、複数のレンズおよびアクチュエータを有し被写体の光学像を結像させる光学系２０１と、光学系２０１の光軸に対し垂直な所定サイズの矩形形状である受光面２０２ａを有し、該受光面２０２ａに入射した光学像を電気信号に変換して出力する撮像素子、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）２０２と、ＣＣＤ２０２から出力される電気信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換器（Ａ／Ｄ）２０３とを備えている。このような構成により、光学系２０１に入射した光学像に対応するデジタル信号が生成されて、該デジタル信号はプロセッサー部１００に与えられる。
【００２１】
ＣＣＤ２０２の走査方向に直交する方向を当該ＣＣＤ２０２の上下方向としたとき、図２（ａ）の斜視図に示すように、カメラ筐体１０が正立状態に保持されたときにＣＣＤ２０２の上下方向が鉛直方向と一致し、かつ受光面２０２ａの法線が水平方向となるように、ＣＣＤ２０２はカメラ筐体１０に取り付けられている。また、姿勢センサー４０もカメラ筐体１０に固定されている。したがって、カメラ筐体１０の姿勢変化に応じてＣＣＤ２０２と姿勢センサー４０とは一体的に動き、これにより姿勢センサー４０は、重力方向に対するＣＣＤ２０２の受光面２０２ａの姿勢を検出することが可能となっている。
【００２２】
この実施形態では、図２（ｂ）の正面図に示すように、カメラ筐体１０が任意の姿勢で保持されたときの、鉛直方向に対するＣＣＤ２０２の上下方向の角度の差異、すなわち受光面２０２ａの法線周りにおける受光面２０２ａのローリング傾き角度Ｄを検出するために、姿勢センサー４０の検出出力が用いられる。
【００２３】
また、撮像部２００には、ＣＣＤ２０２をその上下方向およびこれに直交する横方向に移動させるためのＣＣＤ駆動機構２０４が設けられている。より具体的には、ＣＣＤ駆動機構２０４は例えば圧電素子、ソレノイドまたはモーターなどのアクチュエータを有しており、図２（ｃ）に示すように、ＣＰＵ１０１からの制御指令に応じて該アクチュエータが作動する。これにより、ＣＣＤ２０２の受光面２０２ａが上下方向および横方向に所定距離だけ移動可能となっている。このとき、受光面２０２ａの可動範囲は光学系２０１により結像される光学像Ｉoptの内側である。つまり、光学像Ｉopt自体はＣＣＤ２０２の受光面２０２ａ全体を覆うように光学系２０１により結像されており、ＣＣＤ２０２が移動してもその受光面２０２ａが光学像Ｉoptから外れることがないように、ＣＣＤ２０２の移動量が定められている。その移動量は、後述するように、最大でも受光面２０２ａの１辺の長さの１０分の１程度あればよい。したがって数ｍｍ角のＣＣＤ２０２であれば最大移動量は１ｍｍ以下でよい。
【００２４】
ＣＣＤ２０２の受光面２０２ａを少しずつ移動させてその都度光学像Ｉoptを撮像することにより、撮像範囲を光学像Ｉopt内で少しずつ異ならせた複数の画像を得ることができる。これらを、その重複部分を重ねてつなぎ合わせれば、結果的に受光面２０２ａよりも広い範囲の光学像Ｉoptを記録することが可能である。後に詳述するように、本実施形態では、こうして得られた受光面２０２ａよりも広い範囲の画像をカメラの傾き補正のために使用する。
【００２５】
また、インターフェース部３００は、ＣＣＤ２０２に入射した画像や画像メモリ１０４に記憶された画像等を表示するための表示部、例えば液晶ディスプレイ（Liquid Crystal Display；ＬＣＤ）３０１と、ユーザーからの操作入力を受け付けるシャッターボタン３０２ａを含む操作ボタン３０２と、画像データ等を外部装置と受け渡しする際の外部記録媒体、例えばメモリカードやＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ等を装着可能なメディアスロット３０３と、これらとＣＰＵ１０１との間のデータ授受を司るインターフェース（Ｉ／Ｆ）３０４とを備えている。
【００２６】
上記のように構成されたデジタルカメラ１では、ＣＣＤ２０２に入射した光学像をそのまま画像データとして記録する撮像モード（補正なしモード）と、カメラ筐体１０が傾いた状態で保持されることに起因する、水平面に対する画像の傾きを補正した上で画像データとして記録する撮像モード（傾き補正モード）とを実行可能となっている。以下、その原理および具体的な動作について説明する。
【００２７】
図３は被写体画像の一例を示す図である。ここでは傾き補正についての理解を容易にするために、図３に示すような水平線Ｈを含む被写体画像を例として用いる。光学系２０１によってＣＣＤ２０２の受光面２０２ａに集光される被写体の光学像Ｉoptは、図３に示すように、受光面２０２ａの全体を覆うように結像する。ＣＣＤ２０２は、光学像Ｉoptのうち受光面２０２ａ内に結像した像に対応する電気信号を出力する。まず、カメラ筐体１０が傾いた状態で、かつ傾き補正なしで撮像が行われた場合を考える。
【００２８】
図４はカメラが傾いた状態で撮像された画像の例を示す図である。図４（ａ）に示すように、光学系２０１に設けられたレンズ群により結像される光学像Ｉopt自体は、カメラ筐体１０が傾いていてもその方向は不変である。一方、カメラ筐体１０が鉛直方向に対して角度Ｄだけ傾いた状態では、ＣＣＤ２０２の受光面２０２ａの上下方向は光学像Ｉoptの上下方向（鉛直方向）に対して相対的に傾いた状態となる。このため、この状態で撮像された画像データは、図４（ｂ）に示すように、ＣＣＤ２０２の受光面２０２ａの上下方向を基準として見たときには傾いた画像Ｉｂを表すこととなってしまう。
【００２９】
図５ないし図７はこの実施形態における傾き補正の原理を説明するための図である。図５に示すように、この実施形態では、光学像ＩoptのうちＣＣＤ２０２の受光面２０２ａのサイズよりも実効的に大きい範囲の撮像領域ＲＲ内の画像を撮像する。このためにＣＣＤ駆動機構２０４が用いられる。具体的には、図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、ＣＣＤ駆動機構２０４によってＣＣＤ２０２を上下左右に移動させることにより、その受光面２０２ａを一点鎖線で示す標準位置から左上方、右上方、右下方および左下方に所定距離だけ変位させ、その都度ＣＣＤ２０２からの電気信号を記録することにより、光学像Ｉopt内に占める位置が少しずつ異なる原画像Ｉ1、Ｉ2、Ｉ3およびＩ4をそれぞれ撮像する。なお、図６では、４つの原画像Ｉ1、Ｉ2、Ｉ3およびＩ4を図６（ａ）、図６（ｂ）の２面に分けて記載しているが、これは単に標準位置に対する各原画像の位置関係をわかりやすく例示する目的で図面を分けたものであって、これらの図示が撮像の位置や順序等を限定するものではない。
【００３０】
このようにして撮像された原画像Ｉ1〜Ｉ4をその重複部分を重ねてつなぎ合わせることで、図５に示すような、光学像ＩoptのうちのＣＣＤ２０２の受光面２０２ａよりも広い範囲（撮像領域ＲＲ）を含んだ仮想的な合成画像として記録することができる。
【００３１】
カメラ筐体１０が鉛直方向に対して角度Ｄだけ傾いた状態を考える。このとき、図７（ａ）に示すように、光学像Ｉoptにおいて撮像領域ＲＲが占める範囲も、本来の上下方向に対して角度Ｄだけ傾いたものとなる。しかしながら、このような傾いた撮像領域ＲＲのうち、画像データとして記録する必要があるのはＣＣＤ２０２の受光面２０２ａのサイズに対応するサイズ（すなわち撮像領域ＲＲのサイズよりも小さい）を有する中央領域ＣＲのみである。撮像領域ＲＲは画像として必要な中央領域ＣＲよりも広い範囲の画像を含んでいるので、同図に示すように、撮像領域ＲＲの内部に光学像Ｉoptに対する傾きのない中央領域ＣＲを確保することができる。
【００３２】
すなわち、姿勢センサー４０の出力によって光学像Ｉoptに対するＣＣＤ２０２の傾きが把握されるから、この傾きに対応する傾きを、撮像領域ＲＲの上下方向に対して相対的に有する中央領域ＣＲを撮像領域ＲＲの内部に設定し、該中央領域ＣＲ内の画像を画像データとして作成・記録することにより、図７（ｂ）に示すように、カメラの傾きがキャンセルされた画像Ｉｃに対応する画像データを得ることができる。
【００３３】
図８はこの実施形態における撮像動作を示すフローチャートである。この撮像動作では、ＣＣＤ２０２を標準位置に位置決めした状態で（ステップＳ１０１）、光学系２０１を介して入射した被写体の光学像をＣＣＤ２０２により受光して電気信号に変換する（ステップＳ１０２）。受光した画像についてはリアルタイムでＬＣＤ３０１に表示させることで（ステップＳ１０３）、ＬＣＤ３０１をファインダーとして機能させる。
【００３４】
ユーザーにより構図が決定されシャッターボタン３０２ａが押されるまでの間、上記動作を繰り返して実行する（ステップＳ１０４）。ユーザーによりシャッターボタン３０２ａが押された後の動作は、ユーザーによって選択されているカメラの撮像モードが、補正なしモード、傾き補正モードのいずれであるかによって異なる（ステップＳ１０５）。この撮像モードについては、ユーザー操作によって予め設定されていてもよく、また姿勢センサー４０で検出されたカメラの傾きの大きさに応じて自動的に選択されるようにしてもよい。
【００３５】
まず、上記原理に基づきカメラの傾きを補正して画像データを作成する傾き補正モードが選択されている場合の処理（ステップＳ１０６〜Ｓ１１１）について説明する。この場合、シャッターボタン３０２ａが押されると、その時点でＣＣＤ２０２に入射している光学像がＣＣＤ２０２により電気信号に変換されてＡＤ変換器２０３を介して撮像データとしてＣＰＵ１０１に入力され、ＣＰＵ１０１が該撮像データをワークメモリ１０２に記憶させる（ステップＳ１０６）。ワークメモリ１０２に記憶される撮像データは、標準位置に位置決めされたＣＣＤ２０２の受光面２０２ａ全体に入射した光学像に対応するものである。
【００３６】
続いて、ＣＣＤ駆動機構２０４により、ＣＣＤ２０２を標準位置から左上方、右上方、右下方および左下方に順次変位させて、その都度ＣＣＤ２０２から出力される電気信号を撮像データとしてワークメモリ１０２に記憶させる（ステップＳ１０７）。つまりこの撮像動作では、シャッターボタン３０２ａに対する１回の押下動作で、標準位置を含む互いに異なる５つの位置へのＣＣＤ２０２の位置決めと各位置での撮像とが短時間のうちに行われる。その結果として、傾き補正に適用する原画像５面分に対応する撮像データがワークメモリ１０２に記録されることになる。
【００３７】
続いて、姿勢センサー４０から、シャッターボタン３０２ａが押されたときのカメラ筐体１０の傾き角度Ｄを取得する（ステップＳ１０８）。その結果に基づき、上記した５面の原画像をつなぎ合わせてなる仮想的な合成画像内に、図７（ａ）に示すようにカメラの傾きをキャンセルするような傾き、すなわち傾き角度（−Ｄ）を有する中央領域ＣＲを設定する（ステップＳ１０９）。
【００３８】
ＤＳＰ１０３は、こうして取得された合成画像の素となる撮像データに基づき、中央領域ＣＲに対応する部分について画像データを作成する（ステップＳ１１０）。このとき、標準位置で撮像された原画像と、設定された中央領域ＣＲとが重複する部分については、当該原画像の撮像データに基づいて画像データを作成する。一方、設定された中央領域ＣＲのうち標準位置で撮像された原画像の撮像データが存在しない領域については、当該領域を撮像した他の位置での撮像データに基づいて画像データを作成する。
【００３９】
このようにすることで、次のような利点が得られる。ＣＣＤ２０２のローリング傾き、つまりカメラ光軸周りの傾きを補正する本実施形態では、記録すべき画像の大部分、特にその中央部は標準位置で撮像された原画像に含まれる筈である。したがって、中央領域ＣＲと重複する部分については標準位置で撮像された原画像の撮像データを優先的に用いることで、標準位置で撮像された画像が品質を落とすことなくそのまま記録される。これにより、特に画像の中央部分での画像品質が確保される。この意味において、この実施形態では、標準位置で撮像された画像が、画像データとして記録される画像に主として用いられる「主画像」であるということができる。
【００４０】
一方、中央領域のうち主画像の撮像データが存在しない領域については他の位置で撮像された撮像データから当該領域に対応するデータを補って画像データを作成することで、画像の解像度やサイズを犠牲にすることなく傾きが補正された画像データを得ることができる。この意味において、主画像以外の画像は傾き補正のために補助的に用いられる「補正用画像」であるということができる。
【００４１】
補正用画像から補われた撮像データでは、主画像に由来する撮像データとの画像のつながりが問題となり得るが、傾き補正後の画像において周縁部の補正のみに適用されること、および、主画像と補正用画像とが互いに重複するように撮像されていることから、補正後の画像における連続性の乱れを最小限に抑えることができる。
【００４２】
画像データは標準規格として規格化された記録方式、例えばＪＰＥＧ（Joint Photographic Expert Group）形式で作成されることが望ましい。こうして作成された画像データに対し、ＣＰＵ１０１は、撮影日時や撮影条件などの付帯情報を付して画像ファイルを作成し、画像メモリ１０４に保存記憶する（ステップＳ１１１）。画像メモリ１０４に記憶された画像ファイルについては、必要に応じインターフェース３０４を介してメディアスロット３０３に送ることで、メディアスロット３０３に装着されたメモリカード等の外部記録媒体に書き出すことができる。
【００４３】
画像データが作成されれば、ワークメモリ１０２に記憶された主画像および補正用画像に対応する撮像データについてはそれ以上保存しておく必要はなく、削除してもよい。したがって、連続して次の撮像が行われる場合には、ワークメモリ１０２上の処理済みの撮像データを削除して、あるいはそれに上書きするように、新たな撮像データを記録すればよい。このように、撮像データについては傾き補正処理が行われるまでの間、一時的に保持されていればよい。
【００４４】
図９は傾き補正処理により得られる画像データを模式的に示す図である。同図において、破線で囲まれた正方形の１つ１つは、補正前の撮像データにおける画素を示している。カメラ筐体１０が重力方向（鉛直下方）に対して角度Ｄだけ傾いた状態で撮像が行われたとき、ＣＣＤ２０２の位置を異ならせて撮像した各画像を合成してなる仮想的な画像Ｉｒも、傾いた画像としてワークメモリ１０２に記憶されている。一方、画像メモリ１０４に記憶すべき画像データは、傾いた画像Ｉｒ内の中央領域ＣＲに相当する部分の撮像データに基づいて、しかも重力方向に直交する方向（水平方向）に沿って作成される。斜線を付した正方形の１つ１つは、補正後の画像データにおける画素を示している。
【００４５】
このとき、補正後の画像データにおける画素と補正前の撮像データにおける画素とがほぼ一致する場合には、撮像データにおける画素の値を補正後の画像データにおける画素の値とすることができる。一方、補正後の画像データにおける画素が補正前の撮像データにおける複数の画素にまたがる場合には、それらの複数画素の値を面積比に応じて加重平均することで、補正後の画像データにおける画素の値を求めることができる。このように画素単位の演算により傾き補正を行うことで、補正後の画素数は補正前の画素数とほぼ同じになり、傾き補正による解像度の低下や画像品質の劣化を防止することができる。
【００４６】
図８に戻って、撮像動作の説明を続ける。傾き補正モードではない、補正なしモードが選択されていた場合（ステップＳ１０５においてＮＯ）の動作は以下の通りである。ユーザーによりシャッターボタン３０２ａが押されると、標準位置にあるＣＣＤ２０２からの撮像データがワークメモリ１０２に記録され（ステップＳ１２１）、ＤＳＰ１０３は当該撮像データに基づいて画像データを作成する（ステップＳ１２２）。こうして作成された画像データは画像メモリ１０４に記憶保存される（ステップＳ１１１）。
【００４７】
このときの画像データが表す画像内容は当然に、標準位置で撮像された画像そのものであり、そのサイズはＣＣＤ２０２の受光面２０２ａのサイズに対応するものとなっている。一方、傾き補正モードにおいて傾き補正処理を施された画像データが表す画像は主画像と補正用画像との合成画像のうち中央領域ＣＲに対応するものであり、そのサイズもＣＣＤ２０２の受光面２０２ａのサイズに対応するものとなっている。画像に含まれる画素数もほぼ同じである。このように、この実施形態によれば、傾き補正の有無によって画像の解像度やサイズが変化することがない。
【００４８】
図１０は撮像領域の他の例を示す図である。上記した例では、ＣＣＤ２０２を標準位置で撮像された原画像と、当該画像からみてそれぞれ左上方、右上方、右下方および左下方に変位させた４つの位置で撮像した４枚の原画像とを用いて傾き補正処理を行っている。しかしながら、これに限定されず、例えば図１０に示すように、標準位置で撮像した主画像Ｉ10と、該標準位置からそれぞれ上方、下方、左方および右方に変位させて撮像した補正用画像Ｉ11，Ｉ12，Ｉ13およびＩ14とを用いてもよい。図１０から明らかなように、このような撮像方法によっても、上記と同様の傾き補正を行うことが可能である。すなわち、こうして得られた画像をつなぎ合わせた仮想的な画像から、画像の欠落を生じることなく中央領域ＣＲに対応する画像を取り出すことが可能である。
【００４９】
また、補正用画像は主画像と同等のサイズを有する必要はなく、主画像の中心軸周りの傾きを補正するという目的のためには、主画像の周囲を幾らか四方に拡張することができるに足りる撮像データを得られれば十分である。例えば数度程度のカメラの傾きを補正するためには、各補正用画像の１辺の長さＸｃ，Ｙｃとしては主画像の１辺の長さＸｍ，Ｙｍのそれぞれ１０分の１程度あれば足りる。したがって、補正用画像の撮像時には、ＣＣＤ２０２の受光面２０２ａに入射した光学像の全てを電気信号に変換あるいは撮像データとして記録する必要はなく、後の傾き補正に必要な部分だけを記録するようにしてもよい。こうすることで、撮像処理に要する時間の短縮およびワークメモリ１０２の低容量化を図ることも可能である。ただし、前記した画像の連続性を担保するために、主画像と補正用画像とが少なくともその端辺で接しており、より望ましくは画像の少なくとも一部が互いにオーバーラップしていることが好ましい。
【００５０】
以上のように、この実施形態では、入射する光学像Ｉoptに対するＣＣＤ２０２の相対位置を変化させながら各位置でＣＣＤ２０２の受光面２０２ａに入射する光学像を電気信号に変換して原画像として記録する。そして、これらの原画像の重複部分を重ね合わせることで得られる、ＣＣＤ２０２の受光面２０２ａよりサイズの大きな仮想的な合成画像のうち、中央領域ＣＲに対応する画像データを作成し画像ファイルとして記録する。このとき、合成画像に占める中央領域ＣＲは一定でなく、姿勢センサー４０により検出されたカメラ筐体１０の傾き角度Ｄに対応した傾きを有するように設定される。これにより、この実施形態では、作成された画像データにおいては原画像の傾きがキャンセルされることとなる。そして、補正後の画像はＣＣＤ２０２の受光面２０２ａのサイズに対応するものとなっているため、補正の有無によって画像の解像度やサイズが異なるという従来技術の問題点も解消されている。
【００５１】
また、ＣＣＤ２０２を標準位置に位置決めして撮像した主画像の撮像データから画像の中央部分に相当する画像データを作成する一方、画像の周縁部では必要に応じて補正用画像から採った撮像データを適用することで、補正による画質への影響は周縁部に限られ、補正なしの場合と同等の画像品質を維持することができる。
【００５２】
以上説明したように、この実施形態においては、撮像部２００、特にＣＣＤ２０２が本発明の「撮像手段」として機能している。また、ＣＰＵ１０１およびＤＳＰ１０３が一体として本発明の「画像データ作成手段」として機能している。また、この実施形態においては、光学系２０１が本発明の「結像光学系」として機能する一方、ＣＣＤ駆動機構２０４が本発明の「相対移動手段」として機能している。また、この実施形態では、姿勢センサー４０が本発明の「傾き検出手段」として機能している。さらに、この実施形態では、ワークメモリ１０２が本発明の「画像保持手段」として機能している。
【００５３】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上記したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態における、ＣＣＤ駆動機構２０４によるＣＣＤ２０２の変位の態様はその一部の例を示したものにすぎず、ＣＣＤの変位についてはこれらに限定されることなく種々の態様のものを採用することが可能である。
【００５４】
また、上記では、ＣＣＤ２０２の位置を異ならせて撮像した複数の画像を合成してなる仮想的な合成画像を用いて傾き補正処理を説明している。すなわち、撮像された各画像を結合して１つの合成画像に対応するデータとした上でその中から中央領域ＣＲのデータを取り出すという考え方を採っている。しかしながら、内部処理においてこのような合成画像に対応するデータが作成される必要は必ずしもない。例えば、主画像をカメラの傾き角度Ｄだけ回転処理するとともに、これによって周縁部に生じる空白部分のデータを補正用画像から補うことによっても同様の補正を行うことが可能である。
【００５５】
また、上記実施形態の補正なしモードでは、ＣＣＤ２０２を標準位置に位置決めした状態でのみ撮像を行っているが、これに限定されない。例えば、補正なしモードにおいても傾き補正モードと同様に、ＣＣＤを変位させて複数の画像を撮像した上で標準位置での撮像結果を採用するようにしてもよい。このようにすれば、撮像時における光学系およびＣＣＤの制御を両モード間で共通化することができる。また、撮像が終了した後で事後的に傾き補正を選択実行することが可能となる。例えば、画像データを作成する前に標準位置での撮像結果をＬＣＤ３０１に表示して、傾き補正の要否をユーザーに判断させるようにすることができる。このとき、傾き補正が必要とされれば撮像済みの複数の画像を用いて補正を行う一方、補正が不要とされれば標準位置での撮像結果を採用すればよい。
【００５６】
また、上記実施形態では、光学系２０１により結像される光学像Ｉoptに対して相対的にＣＣＤ２０２の受光面２０２ａを移動させるために、ＣＣＤ駆動機構２０４によりＣＣＤ２０２を変位させているが、これに代えて、例えば光学系２０１を変位させるようにしても同様の結果を得られる。他の目的（手ブレ補正）でこのような構造を採った例としては、例えば特許第３３６０１２３号公報に記載されたものがある。
【００５７】
また、上記実施形態ではデジタルカメラ１が傾き補正を施した画像データを作成して画像ファイルとして保存するようにしているが、本発明にかかる傾き補正は、デジタルカメラから画像ファイルを受け取ったパーソナルコンピューターやプリンターなどの外部装置で実行することも可能である。この場合、ＣＣＤ２０２を標準位置に位置決めして撮像した主画像に対応する（補正前の）画像データをファイル化するとともに、補正に必要な主画像の周囲の画像に対応するデータを同ファイルの空き領域に記録しておき、画像ファイルを受け取った外部装置側で、これらの情報に基づき傾き補正を行うようにすればよい。
【符号の説明】
【００５８】
４０…姿勢センサー（傾き検出手段）、  １０１…ＣＰＵ（画像データ作成手段）、  １０２…ワークメモリ（画像保持手段）、  １０３…ＤＳＰ（画像データ作成手段）、  ２００…撮像部（撮像手段）、  ２０１…光学系（結像光学系）、  ２０２…ＣＣＤ（撮像手段）、  ２０４…ＣＣＤ駆動機構（相対移動手段）、  ３０１…ＬＣＤ、  ＣＲ…中央領域、  ＲＲ…撮像領域
【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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