(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影光学系と、該撮影光学系によって被写体の像が結像される受光面を有し、該受光面上に結像された前記被写体像を光電変換して蓄積した電荷によって画像を撮影する撮像手段と、
該撮像手段が蓄積した電荷を処理して画像を表す画像データを生成する画像データ生成手段と、
前記撮影光学系の光軸に直交する２つの軸の回りの角速度を検知する角速度検知手段と、
該角速度検知手段により検知された前記２つの軸の回りの角速度に基き、振れによる前記受光面上での結像位置の予測変位量を算出する変位量算出手段と、
該変位量算出手段により算出した予測変位量に基づいて、前記受光面上での結像位置を補正可能範囲内で前記２方向に変位させ振れによる受光面上での像振れを補正する振れ補正手段と、
露光中に前記変位量算出手段が算出した予測変位量が、前記振れ補正手段による前記補正可能範囲を超えるとき、それまでの露光によって前記撮像手段に蓄積された電荷を移行して保持するとともに露光を一時的に中断し、該露光中断の間に前記受光面上での結像位置を前記振れ補正手段により前記補正可能範囲の中央に変位させてから露光を再開して、残りの露光時間が経過した時点でシャッタを閉じて露光を終了する露光制御手段とを備え、
前記画像データ生成手段は、前記露光中断の前後で前記撮像手段にそれぞれ蓄積された電荷を別々に処理して２つの画像を表す画像データを生成し、
前記画像データ生成手段が生成する前記２つの画像データを別々に一時的に記憶する一時記憶手段と、
該一時記憶手段に記憶した２つの画像データを、前記露光中断の前後の画素位置を一致させた上で足し合わせて合成し、１つの合成画像データを得る画像合成手段とをさらに備える
ことを特徴とする撮影装置。
【請求項２】
請求項１記載の撮影装置において、
前記撮像手段が、前記受光面上に結像された被写体の像を光電変換して電荷を蓄積する受光部と、前記受光部に沿って遮光されて設けられ、前記露光制御手段の制御によって前記受光部から移行された電荷を一時的に蓄積する転送部とを有し、
前記画像データ生成手段は、前記転送部に蓄積されている前記露光中断の前に蓄積された電荷と、前記受光部に蓄積されている前記露光中断の後に蓄積された電荷とを別々に処理して前記２つの画像データを生成する
ことを特徴とする撮影装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の撮影装置において、
前記画像合成手段は、前記合成によって生じる前記２つの画像データの重なり合わない部分を不用情報として捨て去り、重なり部分により合成画像データを生成する
ことを特徴とする撮影装置。
【請求項４】
請求項３に記載の撮影装置において、
前記合成画像データにより画像を再生表示するとき又は印刷するとき、縦横比又は画素数の少なくとも一方が通常画像と同一となるように画像を拡大する画像拡大手段をさらに備える
ことを特徴とする撮影装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の撮影装置において、
前記露光制御手段を選択的に働かせるオン状態と、働かせないオフ状態の一方を選択する選択手段をさらに備える
ことを特徴とする撮影装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の撮影装置において、
前記画像合成手段によって得た合成画像データを記録する記録媒体をさらに備える
ことを特徴とする撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は撮影装置に係り、より詳細には、撮影光学系によって撮像手段の受光面上に結像された被写体の像を光電変換して電荷とすることによって画像を撮影し、該撮像手段が蓄積した電荷を処理して画像を表す画像データを生成するとともに、例えば、撮影の際の手振れによって生じる受光面上での像振れを補正し、振れによる撮影への影響ができるだけ小さくなるようにした撮影装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の撮影装置はビデオカメラやデジタルスチルカメラとして公知であり、例えばデジタルスチルカメラの場合は、撮影光学系によって撮像手段の受光面上に結像された被写体の像を光電変換して電荷とすることによって画像を撮影し、撮像手段が蓄積した電荷を処理して画像を表す画像データを生成するようになっている。このような撮像手段を使用したデジタルスチルカメラでは、シャッタが開かれている露光中、受光面上に結像された被写体の像を光電変換して電荷を蓄積し、この蓄積された電荷を処理して画像データを生成するようになっている関係で、感度に限界があり、銀塩写真のような短いシャッタ時間を実現しにくく、カメラ振れにより撮影によって得られた画像に「像の流れ」のようなボケが生じやすい。
【０００３】
振れ補正は通常、カメラの光軸に直交する固定された２つの軸回りの角速度を検知し、この２つの軸回りのカメラの「振れによる傾き角」を求め、この傾き角に対応する像振れを補正するように、撮影光学系に含まれる補正レンズを変位させたり、光軸の向きを調整したり、撮像手段を移動させたりすることが行われ、補正レンズ等の被駆動系の要素は、２つの軸方向に移動するような機構となっている。
【０００４】
一般には、像振れを補正するための機構として、カメラの光軸に直交する異なる２方向に受光面上での結像位置が移動して生じる像振れをそれぞれ独立に補正する振れ補正手段を備え、マイクロコンピュータ（以下、マイコンという）の中央演算処理装置（ＣＰＵ）が角速度センサなどの振れ検知センサの出力に基づいて２方向の振れ量をそれぞれ検出し、この検出した振れ量に基づいて受光面上での結像位置の変位量を予測し、この予測変位量に基づいて、像振れを解消するように振れ補正手段により被駆動系の要素を２方向に変位させ駆動させることにより、振れ補正を行っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、像振れを補正するための機構においては、振れ補正手段によって被駆動系の要素を２方向に変位させることにより、カメラの光軸に直交する異なる２方向に受光面上での結像位置を移動させて像振れをそれぞれ独立に補正するようになっている。このため、受光面上での結像位置を移動して補正することができる補正可能範囲が機械的に決まってしまっている。
【０００６】
従って、検出した振れ量に基づいて予測した、像振れを解消するように受光面上で結像位置を変位させるために必要な変位量が補正可能範囲内に入っていれば、像振れを解消することはできるが、この補正可能範囲を越えた変位を伴う補正を行わなければならないような大きな振れが生じた場合には、カメラ振れによる像振れが解消されずに残ってしまうという問題があった。
【０００７】
よって、本発明は、上述した点に鑑み、受光面上で結像位置を変位させて補正できる補正可能範囲を超えた像振れが生じたとき、一度結像位置を補正可能範囲の中央に戻してから、それまでの撮影とは別に残りの撮影を行うことによって、補正可能範囲を超えるような大きな像振れが生じても、像振れを解消した画像データを得ることができるようにした撮影装置を提供することを課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためなされた本願請求項１記載の発明は、撮影光学系と、該撮影光学系によって被写体の像が結像される受光面を有し、該受光面上に結像された前記被写体像を光電変換して蓄積した電荷によって画像を撮影する撮像手段と、該撮像手段が蓄積した電荷を処理して画像を表す画像データを生成する画像データ生成手段と、前記撮影光学系の光軸に直交する２つの軸の回りの角速度を検知する角速度検知手段と、該角速度検知手段により検知された前記２つの軸の回りの角速度に基き、振れによる前記受光面上での結像位置の予測変位量を算出する変位量算出手段と、該変位量算出手段により算出した予測変位量に基づいて、前記受光面上での結像位置を補正可能範囲内で前記２方向に変位させ振れによる受光面上での像振れを補正する振れ補正手段と、露光中に前記変位量算出手段が算出した予測変位量が、前記振れ補正手段による前記補正可能範囲を超えるとき、それまでの露光によって前記撮像手段に蓄積された電荷を移行して保持するとともに露光を一時的に中断し、該露光中断の間に前記受光面上での結像位置を前記振れ補正手段により前記補正可能範囲の中央に変位させてから露光を再開して、残りの露光時間が経過した時点でシャッタを閉じて露光を終了する露光制御手段とを備え、前記画像データ生成手段は、前記露光中断の前後で前記撮像手段にそれぞれ蓄積された電荷を別々に処理して２つの画像を表す画像データを生成し、前記画像データ生成手段が生成する前記２つの画像データを別々に一時的に記憶する一時記憶手段と、該一時記憶手段に記憶した２つの画像データを、前記露光中断の前後の画素位置を一致させた上で足し合わせて合成し、１つの合成画像データを得る画像合成手段とをさらに備えることを特徴とする撮影装置に存する。
【０００９】
上述した請求項１記載の構成によれば、撮像手段が撮影光学系によって受光面上に結像された被写体像を光電変換して蓄積した電荷によって画像を撮影し、画像データ生成手段は撮像手段が蓄積した電荷を処理して画像を表す画像データを生成する。変位量算出手段が、角速度検知手段により検知された撮影光学系の光軸に直交する２つの軸の回りの角速度に基き、振れによる受光面上での結像位置の予測変位量を算出し、振れ補正手段が算出した予測変位量に基づいて、受光面上での結像位置を補正可能範囲内で２方向に変位させ振れによる受光面上での像振れを補正する。そして、露光中に前記変位量算出手段が算出した予測変位量が、振れ補正手段による補正可能範囲を超えるとき、露光制御手段がそれまでの露光によって撮像手段に蓄積された電荷を移行して保持するとともに露光を一時的に中断し、露光中断の間に受光面上での結像位置を振れ補正手段により補正可能範囲の中央に変位させてから露光を再開して、残りの露光時間が経過した時点でシャッタを閉じて露光を終了し、画像データ生成手段が、露光中断の前後で撮像手段にそれぞれ蓄積された電荷を別々に処理して２つの画像を表す画像データを生成するので、１回の撮影で各々が像振れのない２つの画像データが得られ、この２つの画像データを一時記憶手段が別々に一時的に記憶し、この記憶した２つの画像データを画像合成手段が露光中断の前後の画素位置を一致させた上で足し合わせて合成して１つの合成画像データを得るので、２つの画像データの各像は露光不足であるが、２つの画像データを位置合わせした上で足し合わせて得られた１つの合成画像データは、足し合わされた部分で露光が十分で像振れのないものとなっている。
【００１０】
本願請求項２記載の発明は、請求項１記載の撮影装置において、前記撮像手段が、前記受光面上に結像された被写体の像を光電変換して電荷を蓄積する受光部と、前記受光部に沿って遮光されて設けられ、前記露光制御手段の制御によって前記受光部から移行された電荷を一時的に蓄積する転送部とを有し、前記画像データ生成手段は、前記転送部に蓄積されている前記露光中断の前に蓄積された電荷と、前記受光部に蓄積されている前記露光中断の後に蓄積された電荷とを別々に処理して前記２つの画像データを生成することを特徴とする撮影装置に存する。
【００１１】
請求項２記載の構成によれば、撮像手段は、その受光部が受光面上に結像された被写体の像を光電変換して電荷を蓄積し、受光部に沿って遮光されて設けられた転送部が、露光制御手段の制御によって受光部から移行された電荷を一時的に蓄積するようになっており、転送部に蓄積されている露光中断の前に蓄積された電荷と、受光部に蓄積されている露光中断の後に蓄積された電荷とを画像データ生成手段が別々に処理して２つの画像データを生成するので、露光中断中に受光部の電荷を転送部に移送するだけでよく、結像位置を振れ補正手段により補正可能範囲の中央に変位させるために必要な短時間の中断によって、像振れのない２つの画像データが得られる。
【００１２】
本願請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の撮影装置において、前記画像合成手段は、前記合成によって生じる前記２つの画像データの重なり合わない部分を不用情報として捨て去り、重なり部分により合成画像データを生成することを特徴とする撮影装置に存する。
【００１３】
請求項３記載の構成によれば、画像合成手段は１つの合成画像データを得るに当たって、合成によって生じる２つの画像データの重なり合わない部分を不用情報として捨て去り、重なり部分によりデータを生成しているので、合成画像データには像振れ及び露光不足のデータが含まれないようになる。
【００１４】
本願請求項４記載の発明は、請求項３に記載の撮影装置において、前記合成画像データにより画像を再生表示するとき又は印刷するとき、縦横比又は画素数の少なくとも一方が通常画像と同一となるように画像を拡大する画像拡大手段をさらに備えることを特徴とする撮影装置に存する。
【００１５】
請求項４記載の構成によれば、合成画像データにより画像を再生表示するとき又は印刷するとき、画像拡大手段が縦横比又は画素数の少なくとも一方が通常画像と同一となるように画像を拡大するので、合成によって生じる２つの画像データの重なり合わない部分が捨て去られて、縦横比又は画素数が通常画像と異なっていても、拡大によって表示或いは印刷された画像が通常画面と同一にすることができる。
【００１６】
本願請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の撮影装置において、
前記露光制御手段を選択的に働かせるオン状態と、働かせないオフ状態の一方を選択する選択手段をさらに備えることを特徴とする撮影装置に存する。
【００１７】
請求項５記載の構成によれば、選択手段によって露光制御手段を選択的に働かせたり、働せなくできるので、大きな振れが生じたときも像振れを生じさせないように振れ補正するかどうかを、撮影者の意志で自由に選択できる。
【００１８】
本願請求項６記載の発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載の撮影装置において、前記画像合成手段によって得た合成画像データを記録する記録媒体をさらに備えることを特徴とする撮影装置に存する。
【００１９】
請求項６記載の構成によれば、画像合成手段によって得た合成画像データを記録媒体に記録するので、記録媒体に記録された１つの合成画像データは、足し合わされた部分で露光が十分で像振れのないものとなっている。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明を説明する。図１は本発明に係る撮影装置の一実施の形態を示す図であって、振れ補正機能付きデジタルスチルカメラの概略構成を模式的に示している。
【００２１】
図１において、振れ補正機能付きデジタルスチルカメラは、カメラ本体に内蔵された撮影光学系１１によって被写体の像を、同じくカメラ本体に内蔵された電荷結合素子（ＣＣＤ）からなる撮像手段１３の受光面１３ａ上に結像させ、受光面１３ａ上に結像された被写体像を光電変換して蓄積した電荷によって画像を撮影し、また撮影の際の手振れによって発生する像振れを補正し、振れによる撮影への影響ができるだけ小さくなるように構成されている。
【００２２】
具体的には、撮影光学系１１は撮像レンズとしてズームレンズ１１Ａおよびフォーカスレンズ１１Ｂを有し、その光軸１１Ｃの延長上には、撮像手段１３との間に、撮像手段１３の受光面１３ａへの光の入射を開閉によって制御するシャッタ１４が配設されている。シャッタ１４が開されているとき、撮影光学系１１を介して撮像手段１３の受光面１３ａ上に被写体像が結像されることによって、被写体像を光電変換した電荷が画素単位で撮像手段１３に蓄積される。撮像手段１３に蓄積された電荷は、画像データ生成回路１６によって画素単位で処理された上で被写体の画像を表す画像データを生成するために利用される。画像データを生成するに当たっては、アナログ値である電荷量からなる画素の色や輝度情報がデジタル値に変換される。このデジタル値に変換された画像データは、カメラ本体に内蔵されたマイクロコンピュータ（マイコン）１５に取り込まれれ、撮影情報として、ＩＣメモリなどの不揮発性のメモリからなる可搬形の記録媒体１８に記録される。
【００２３】
図２は撮像手段１３の構成例を模式的に示し、撮像手段１３は、画素としてフォトダイオード３ａを有する。フォトダイオード３ａは水平方向と垂直方向に所定数づつ配列されている。フォトダイオードの垂直方向の列毎に、電荷結合素子（ＣＣＤ）により形成された転送部としての垂直転送レジスタ３ｂが設けられており、各フォトダイオード３ａは光電変換によって蓄積した電荷（信号）を垂直転送レジスタ３ｂの対応部位に出力することで、垂直転送レジスタ３ｂに移行され、そこからさらに転送されるまで、そこに一時的に保持される。
【００２４】
各垂直転送レジスタ３ｂは、同じくＣＣＤにより形成された水平転送レジスタ３ｃに接続されており、各フォトダイオードが出力した信号を水平転送レジスタの対応部位に順次出力する。また、水平転送レジスタ３ｃの出力は、蓄積された電荷を処理して画像を表す画像データを生成する画像データ生成回路１６に接続され、ここで生成された画像データはマイコン１５に取り込まれる。なお、垂直転送レジスタ３ｂおよび水平転送レジスタ３ｃは遮光されている。フォトダイオードから垂直転送レジスタへの信号の出力、垂直転送レジスタ内での信号の転送、水平転送レジスタ内での信号の転送は、マイコン１５からの制御信号によって制御される。
【００２５】
マイコン１５は、プログラムやデータを格納するメモリとこのメモリに格納したプログラムに従って動作する中央演算処理装置（マイコン）などから構成されている。
【００２６】
デジタルスチルカメラはまた、光軸１１Ｃに対して直交しかつ互いに直交する２つの軸ｘおよびｙのまわりの角速度をそれぞれ検知し、この検知した角速度の大きさに応じた検知信号を出力するｘ軸角速度センサ１７ａｘおよびｙ軸角速度センサ１７ａｙと、各角速度センサの出力する検知信号を所定レベルに増幅するｘ軸センサアンプ１７ｂｘおよびｙ軸センサアンプ１７ｂｙとを有し、これらはカメラ本体に内蔵されている。
【００２７】
ｘ軸角速度センサ１７ａｘおよびｘ軸センサアンプ１７ｂｘは軸ｘのまわりの角速度を検知するｘ軸角速度検知手段１７ｘを、ｙ軸角速度センサ１７ａｙおよびｙ軸センサアンプ１７ｂｙは軸ｙのまわりの角速度を検知するｙ軸角速度検知手段１７ｙをそれぞれ構成し、全体として、撮影光学系の光軸および互いに直交する２方向の振れを検知し、該検知した２方向の振れの大きさに応じた検知信号をそれぞれ出力する振れ検知手段を構成している。
【００２８】
マイコン１５は、ｘ軸角速度検知手段１７ｘおよびｙ軸角速度検知手段１７ｙが出力する検知した角速度に応じた検知信号を所定のサンプリング周期にてデジタル変換してそれぞれ取り込み、この取り込んだ検知信号を積分することによって各軸についてのカメラの「振れによる傾き角」を算出する。続いて、マイコン１５は、この算出した傾き角に基づいて、撮像手段１３の受光面１３ａ上に結像された像の受光面１３ａ上での軸ｘ方向および軸ｙ方向の移動量を所定の計算式によって予測変位量としてそれぞれ求め、この求めた変位量だけ受光面上の結像位置を２方向にそれぞれ変位させる。このことによって、マイコン１５は、検知された２つの軸の回りの角速度に基き、振れによる受光面上での結像位置の予測変位量を算出する変位量算出手段を構成している。
【００２９】
なお、マイコン１５による予測変位量の算出は、各軸について算出した傾き角だけカメラが傾くことによって生じる受光面１３ａ上での像の移動量、すなわち、受光面１３ａ上での結像位置の軸ｘ方向および軸ｙ方向の移動量を算出して求める。
【００３０】
デジタルスチルカメラはまた、算出した軸ｘ方向および軸ｙ方向の予測変位量に基づいて、撮像手段１３の受光面１３ａを軸ｘ方向と軸ｙ方向にそれぞれ独立に移動させ、振れによって受光面１３ａ上を移動した結像位置を元の位置に戻すｘ方向補正アクチュエータ１９ａｘおよびｙ方向補正アクチュエータ１９ａｙと、ｘ方向補正アクチュエータ１９ａｘおよびｙ方向補正アクチュエータ１９ａｙをそれぞれ駆動するｘ方向補正駆動回路１９ｂｘおよびｙ方向補正駆動回路１９ｂｙとを有し、これらはカメラ本体に内蔵されている。
【００３１】
上述したｘ方向補正アクチュエータ１９ａｘおよびｘ方向補正駆動回路１９ｂｘはｘ方向振れ補正手段１９ｘを、ｙ方向補正アクチュエータ１９ａｙおよびｙ方向補正駆動回路１９ｂｙはｙ方向振れ補正手段１９ｙをそれぞれ構成し、算出した振れ補正のための予測変位量に基づいて、ｘ方向振れ補正手段１９ｘおよびｙ方向振れ補正手段１９ｙを動作させて、振れによって受光面１３ａ上で移動した結像位置を元の位置に戻す補正駆動動作を制御するマイコン１５とともに、撮影光学系の光軸および互いに直交する２方向に受光面上の結像位置を独立に変位させる振れ補正手段を構成している。なお、振れ補正手段によって撮像手段１３の受光面１３ａを移動させることができる量には限度があり、これが像振れを補正できる補正可能範囲を決めている。
【００３２】
デジタルスチルカメラはさらに、振れ補正機能の作動、停止を選択する選択手段として、カメラ本体の外側に設けられた振れ補正ボタン２１の操作によってオンオフされる図示しないスイッチを備える他、撮影光学系１１の撮像レンズとしてズームレンズ１１Ａおよびフォーカスレンズ１１Ｂを駆動してズームおよびフォーカスをそれぞれ制御するズーム制御部２３Ａおよびフォーカス制御部２３Ｂを有し、これらはカメラ本体に内蔵されている。
【００３３】
マイコン１５はまた、振れ補正ボタン２１の操作によってオンオフされる図示しないスイッチの信号に基づいて行う振れ補正のための処理の他、カメラ本体の外側に設けられたズーム操作ボタン２５Ａおよびレリーズ操作ボタン２５Ｂの操作に基づいて、ズーム制御部２３Ａやフォーカス制御部２３Ｂを介して、撮影光学系１１のズームレンズ１１Ａおよびフォーカスレンズ１１Ｂをそれぞれズーム駆動およびフォーカス駆動するなどの他の処理も行う。
【００３４】
マイコン１５はさらに、レリーズ操作ボタン２５Ｂの操作に基づいて、シャッタ制御部２３Ｃを介して、シャッタ１４を駆動制御する処理の他、シャッタ１４が開されることによって撮影光学系１１を通じて受光面１３ａ上に結像された被写体像を光電変換して撮像手段１３に蓄積された電荷を画像データ生成回路１６が処理して画像を表す画像データを生成することを制御する制御処理を行う。
【００３５】
さらにまた、マイコン１５は、レリーズ操作ボタン２５Ｂの操作に応じてシャッタ１４が開かれた状態の露光中に算出した予測変位量が、補正可能範囲を超えるとき、それまでの露光によって撮像手段１３の受光部３ａ（図２）に蓄積された電荷を垂直転送部３ｂに移行して保持するとともに、シャッタ１４を閉じて露光を一時的に中断し、この露光中断の間に受光面１３ａ上での結像位置を振れ補正手段１７により補正可能範囲の中央に変位させてからシャッタ１４を開して露光を再開して、残りの露光時間が経過した時点でシャッタを閉じて露光を終了する露光制御処理を行う。なお、露光時間は図示しない露出計によって測定した被写体の明るさによってマイコン１５が決定する。
【００３６】
なお、マイコン１５が上述した露光制御処理を行ったときには、撮像手段１３の垂直転送部３ｂにはシャッタ１４の開から露光中断までに蓄積された電荷が、受光部３ａには露光中断の後シャッタ１４が閉じられるまでに蓄積された電荷がそれぞれ存在し、このようなときには画像データ生成回路１６は、マイコン１５の制御の下で、露光中断の前後で垂直転送部３ｂおよび受光部３ａにそれぞれ蓄積された電荷を別々に処理して２つの画像を表す画像データを生成する。
【００３７】
マイコン１５は、画像データ生成回路１６が生成した２つの画像データを取り込むと、内部のＲＡＭ内に形成した一時記憶手段としての２つのフレームメモリに別々に一時的に記憶させ、この一時記憶した２つの画像データを、前記露光中断の前後の画素位置を一致させた上で足し合わせて合成し、１つの合成画像データを得る画像合成処理を行い、この処理によって得た合成画像データを可搬形の記憶媒体１８に記録させる。
【００３８】
なお、マイコン１５は、上記画素位置の一致を行うに当たって、露光を中断した時点の撮像手段１３の位置と中断中に補正制御範囲の中央に戻した時の既知の位置との差を求め、この差に相当する量だけ位置の異なる画素を、被写体像の同一点の電荷を蓄積している画素と見なし、２つの画像データの同一点のデータ同士、すなわち、電荷同士を足し合わせることで、２つの画像データに基づいて本来の露光時間によって得られる画像データに相当する１つの合成画像データを得る。
【００３９】
マイコン１５は、上記画像合成処理を行うに当たって、合成によって生じる２つの画像データの重なり合わない部分は、露光時間の短い不完全が画像データ部分であるので、不用情報として捨て去り、このことで合成画像データは２つの画像データの重なり部分のみにより生成される。
【００４０】
上述した合成画像データは、不用情報の捨て去りによって、通常の画像データよりも、捨て去った分、縦横比が異なり、また画素数も少なくなっている。そこで、この合成画像データによって、画像を再生表示するとき、或いは、印刷するときには、縦横比又は画素数の少なくとも一方が通常画像と同一となるように画像を拡大する画像拡大処理を行うことで、通常の場合と同じサイズの表示や印刷が得られる。
【００４１】
なお、上述したような露光制御処理は常時行うようになっているのではなく、撮影者が必要と思わないときには働かせないようにできるように、図示しない選択ボタンの操作によって、選択的に働かせるオン状態と、働かせないオフ状態の一方を選択することができることが好ましい。
【００４２】
以上の構成において、振れ補正ボタン２１のオンによって、振れ補正機能が働かされているときの通常の振れ補正では、マイコン１５は、撮像手段１３に対する撮影光学系１１の光軸１１Ｃおよび互いに直交する２つの軸ｘおよび軸ｙまわりに振れが発生すると、ｘ軸角速度センサ１７ａｘ、ｘ軸センサアンプ１７ｂｘからなるｘ軸角速度検知手段１７ｘ、および、ｙ軸角速度センサ１７ａｙ、ｙ軸センサアンプ１７ｂｙからなるｙ軸角速度検知手段１７ｙがそれぞれ発生する角速度に応じた検知信号を第１の所定サンプリング周期にてデジタル変換して取り込む。そして、マイコン１５は、この取り込んだ検知信号に基づいて傾き角を検出し、この傾き角を基に振れ補正のための予測変位量を算出する。
【００４３】
さらに、マイコン１５は、この算出した予測変位量に基づいて、振れ補正手段１９ｘ、１９ｙの補正駆動回路１９ｂｘ、１９ｂｙに対して駆動信号を出力して、補正アクチュエータ１９ａｘ、１９ａｙを駆動させる。駆動された補正アクチュエータ１９ａｘ、１９ａｙは、撮像手段１３を光軸１１Ｃに直交する平面内を移動させて、ｘ軸方向である水平方向およびｙ軸方向である鉛直方向の振れ補正動作を行う。
【００４４】
以上、振れ補正機能付きデジタルスチルカメラの概略を説明したが、その詳細を、マイコン１５が行う処理を示す図３および図４のフローチャートを参照して以下説明する。
【００４５】
マイコン１５は、レリーズ操作ボタン２５Ｂの前後を通じて、角速度検出、傾き角度算出、振れ補正のための予測変位量算出、振れ補正駆動の通常の振れ補正処理を常時行っている。振れ補正動作を行っているマイコン１５は、この間に、レリーズ操作ボタン２５Ｂがオン操作されると、まず撮像手段１３を補正可能範囲の予め定めた中央位置に移動させてから、図示のフローチャートの処理を開始し、図示しない露出計からの信号に基づいて露光時間Ｔｒを算出する（ステップＳ１）とともに、シャッタ１４を開させるシャッタ開信号をシャッタ制御部２３Ｃに対して出力してシャッタ１４を開させ（ステップＳ２）、その後の時間Ｔの時間計測を開始する（ステップＳ３）。シャッタ１４を開した後の時間Ｔが被写体像を受光面１３ａに結像して電荷を蓄積させる上記算出した露光時間を経過した時点で（ステップＳ４がＹのとき）、シャッタ制御部２３Ｃに対してシャッタ閉信号を出力してシャッタ１４を閉させる（ステップＳ５）。
【００４６】
マイコン１５は、レリーズ操作ボタン２５Ｂの前後を通じて、角速度検出、傾き角度算出、振れ補正のための予測変位量算出、振れ補正駆動の通常の振れ補正処理を常時行っている。しかし、上記露光時間が経過しないときに、振れ補正のために算出した予測変位量が補正可能範囲を越えるようなとき（ステップＳ６がＹのとき）、この予測変位量による振れ補正を行っても像振れを解消しきれないと判断し、この時点で露光を終了するようにシャッタ１４を閉じて露光を中断し（ステップＳ７）、それまで振れ補正を行いながら露光し被写体像を光電変換して蓄積した電荷に、像振れによる電荷成分が入り込まないようにする。
【００４７】
そして、マイコン１５は、予め定めた一定時間ｔ（後述する）の計時を開始し、このシャッタ１４を閉じている間に、画像データ生成回路１６に対して制御信号を出力し、画像データ生成回路１６にシャッタ１４を閉じるまでに撮像手段１３の受光部３ａに蓄積した電荷を垂直転送部３ｂに移行させる（ステップＳ９）。また、マイコン１５は、このシャッタ１４を閉じている間に、振れ補正動作によってずれた位置に移動されている撮像手段１３を補正可能範囲の予め定めた中央位置に戻させる戻し補正処理を振れ補正処理において行わせる（ステップＳ１０）。この戻し補正処理は、撮像手段１３を補正可能範囲の中央に戻すというもので、このために戻し量を算出することが必要である。この戻し量算出は、撮像手段１３の位置を常に把握し、シャッタ１０４を閉じて露光を中断した時点での撮像手段１３の位置と既知の戻し位置との差を求めることで可能である。
【００４８】
また、マイコン１５は、上述した戻し補正処理を指示することに前後して、ステップＳ１で算出した露光時間Ｔｒから露光中断までの露光時間Ｔｒ１を差し引いた残りの露光時間Ｔｒ２を算出する（ステップＳ１１）。その後、マイコン１５は、一定時間ｔの経過を待って（ステップＳ１２）、シャッタ制御部２３Ｃに対してシャッタ開信号を出力してシャッタ１４を開させる（ステップＳ１３）とともに、その後の時間Ｔの時間計測を開始する（ステップＳ１４）。シャッタ１４を開した後の時間Ｔが被写体像を受光面１３ａに結像して電荷を蓄積させる上記算出した残りの露光時間Ｔｒ２を経過した時点で（ステップＳ１５がＹのとき）、シャッタ制御部２３Ｃに対してシャッタ閉信号を出力して最終的にシャッタ１４を閉じる（ステップＳ１６）。
【００４９】
上記ステップＳ６又はステップＳ１６においてシャッタ１４を閉じた後に、マイコン１５は画像データ生成回路１６に対して画像データの生成を指示する（ステップＳ１７）が、その内容が大きく異なる。前者の場合は、撮像手段１３の受光部３ａに保持されている電荷を処理して１つの画像を表す画像データを生成させればよい。また、生成された画像データを取り込んで記録媒体１８に記録すればよい。
【００５０】
これに対し、後者の場合には、露光を再開した後も、それ以前と変わらず振れ補正動作を行っており、撮像手段１３の受光面１３ａ上には、振れを補正した被写体像が結像され、被写体像を光電変換した電荷が受光部３ａに蓄積される。従って撮像手段１３には、露光中断までに結像されていた被写体像に対応して蓄積された電荷が垂直転送部３ｂに、露光再開後に結像された被写体像に対応して蓄積された電荷が受光部３ａにそれぞれ保持されていることになるので、マイコン１５は画像データ生成回路１６に対して制御信号を出力し、この撮像手段１３の受光部３ａおよび垂直転送部３ｂにそれぞれ保持されている電荷を別々に処理して２つの画像を表す画像データを生成させる。
【００５１】
露光中断前と中断再開後に撮像手段１３に蓄積された電荷に基づいて２つの画像データが生成される場合には、マイコン１５は、図５に示すようにＲＡＭ内に一時記憶手段として形成した２つのフレームメモリＦＭ１およびＦＭ２に、２つの画像データＤ１およびＤ２を別々に一時的に記憶し、記憶した２つの画像データＤ１およびＤ２を、露光中断の前後の画素位置を一致させた上で足し合わせて合成し、１つの合成画像データを得る画像合成処理を行う。なお、合成画像データを得るに当たっては、図５に斜線を付して示すように、合成によって生じる２つの画像データの重なり合わない部分を不用情報として捨て去り、重なり部分により合成画像データを生成する。画像合成によって得た合成画像データを記録媒体１８に記録する。なお、図５中一点鎖線で示す枠が、補正可能範囲を示している。
【００５２】
上述した本発明の実施形態によれば、撮像手段１３が撮影光学系１１によって受光面１３ａ上に結像された被写体像を光電変換して蓄積した電荷によって画像を撮影し、画像データ生成回路１６が撮像手段１３が蓄積した電荷を処理して画像を表す画像データを生成する。マイコン１５が、角速度検知手段１７ｘ，１７ｙにより検知された撮影光学系１１の光軸に直交する２つの軸の回りの角速度に基き、振れによる受光面１３ａ上での結像位置の予測変位量を算出し、この算出した予測変位量に基づいて、振れ補正手段１９ｘ，１９ｙが受光面１３ａ上での結像位置を補正可能範囲内で２方向に変位させ振れによる受光面１３ａ上での像振れを補正する。
【００５３】
そして、レリーズ操作ボタンの操作によってシャッタ１４が開した露光中にマイコン１５が算出した予測変位量が、振れ補正手段１９ｘ，１９ｙによる補正可能範囲を超えるとき、マイコン１５がそれまでの露光によって撮像手段１３に蓄積された電荷を移行して保持するとともに露光を一時的に中断し、露光中断の間に受光面１３ａ上での結像位置を振れ補正手段１９ｘ，１９ｙにより補正可能範囲の中央に変位させてから露光を再開して、残りの露光時間が経過した時点でシャッタ１４を閉じて露光を終了し、画像データ生成回路１６が、露光中断の前後で撮像手段１３にそれぞれ蓄積された電荷を別々に処理して２つの画像を表す画像データを生成する。したがって、１回の撮影で各々が像振れのない２つの画像データが得られるようになる。
【００５４】
撮像手段１３は、具体的には、その受光部３ａが受光面１３ａ上に結像された被写体の像を光電変換して電荷を蓄積し、受光部３ａに沿って遮光されて設けられた垂直転送部３ｂが、マイコン１５の制御によって受光部３ａから移行された電荷を一時的に蓄積するようになっており、垂直転送部３ｂに蓄積されている露光中断の前に蓄積された電荷と、受光部３ａに蓄積されている露光中断の後に蓄積された電荷とを画像データ生成回路１６が別々に処理して２つの画像データを生成する。したがって、露光中断中に受光部３ａの電荷を垂直転送部３ｂに移送するだけでよく、結像位置を振れ補正手段１９ｘ，１９ｙにより補正可能範囲の中央に変位させるために必要な短時間の中断によって、像振れのない２つの画像データが得られる。
【００５５】
さらに、画像データ生成回路１６が生成する２つの画像データをマイコン１５内のメモリに形成した２つのフレームメモリが別々に一時的に記憶し、この記憶した２つの画像データをマイコン１５が画像合成処理によって、露光中断の前後の画素位置を一致させた上で足し合わせて合成して１つの合成画像データを得、画像合成処理によって得た合成画像データを記録媒体１８に記録する。したがって、２つの画像データの各像は露光不足であるが、２つの画像データを位置合わせした上で足し合わせて得られ、記録媒体１８に記録された１つの合成画像データは、足し合わされた部分で露光が十分で像振れのないものとなっており、大きな振れが生じても像振れのない画像が得られる。
【００５６】
画像合成処理により１つの合成画像データを得るに当たって、合成によって生じる２つの画像データの重なり合わない部分を不用情報として捨て去り、重なり部分によりデータを生成しているので、合成画像データには像振れ及び露光不足のデータが含まれないようになり、通常画像とサイズは異なるが合成画像データによって通常画像と同品質の画像が得られる。
【００５７】
さらに、合成画像データにより得られる画像は縦横比又は画素数が通常画像と異なりサイズが小さいので、再生表示するとき又は印刷するとき、縦横比又は画素数が通常画像と同一となるように画像を拡大することで、通常画像とサイズ的にも同じ像振れのない画像が得られる。ただし、このようにした場合、拡大している分だけ画像が粗くなるが、拡大率がそれ程大きくないときには、品質上も問題ない。
【００５８】
露光制御処理を選択的に働かせたり、働せなくでき、大きな振れが生じたときも像振れを生じさせないように振れ補正するかどうかを、撮影者の意志で自由に選択できるので、撮影者が意識的に像振れを取り込んだ撮影を行いたい時にも対応できるようになっている。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、受光面上で結像位置を変位させて補正できる補正可能範囲を超えた像振れが生じたとき、一度結像位置を補正可能範囲の中央に戻してから、それまでの撮影とは別に残りの撮影を行うことによって、補正可能範囲を超えるような大きな像振れが生じても、１回の撮影で各々が像振れのない２つの画像データの形ではあるが、像振れを解消した画像データが得られ、この２つの画像データを位置合わせした上で足し合わせて得られた１つの合成画像データは、足し合わされた部分で露光が十分で像振れのないものとなっているので、通常の画像と同等に扱うことのできる画像データを得ることができる。
【００６０】
請求項２記載の発明によれば、露光中断中に受光部の電荷を転送部に移送するだけでよく、結像位置を振れ補正手段により補正可能範囲の中央に変位させるために必要な短時間の中断によって、像振れのない２つの画像データが得られるので、通常の撮影と大きく異なる違和感を撮影者に与えることなく実現できる。
【００６１】
請求項３記載の発明によれば、不用情報として捨て去り、重なり部分により合成画像データを生成し、合成画像データには像振れ及び露光不足のデータが含まれないようにしているので、何等の処理を行わなくても、通常の画像と同じに扱える画像データを得ることができる。
【００６２】
請求項４記載の発明によれば、合成によって生じる２つの画像データの重なり合わない部分が捨て去られて、縦横比又は画素数が通常画像と異なっていても、拡大によって表示或いは印刷された画像が通常画面と同一にしているので、通常画像と殆ど区別のつかない画像を得ることができる。
【００６３】
請求項５記載の発明によれば、大きな振れが生じたときも像振れを生じさせないように振れ補正するかどうかを、撮影者の意志で自由に選択できるので、撮影者が意識的に振れの生じた撮影を行うことを損なうことがない。
【００６４】
請求項６記載の発明によれば、記録媒体に記録された１つの合成画像データは、通常の画像と同等に扱うことのできる画像データとなっている。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による撮影装置の一実施の形態におけるカメラ本体の概略構成を示すブロック図である。
【図２】  図１中の撮像手段の構成を模式的に示す図である。
【図３】  図１中のマイコンが行う処理の一部を示すフローチャートである。
【図４】  図１中のマイコンが行う処理の他の部分を示すフローチャートである。
【図５】  図１中のマイコンが行う画像合成処理を説明するための説明図である。
【符号の説明】
１１            撮影光学系
１１Ｃ          光軸
１３            撮像手段
１３ａ          受光面
１４            シャッタ
１５            マイコン（変位量算出手段、露光制御手段、画像合成手段、画像拡大手段）
１６            画像データ生成回路（画像データ生成手段）
１７ｘ，１７ｙ  振れ検知手段（角速度検知手段）
１８            記録媒体
１９ｘ，１９ｙ  振れ補正手段
２１            振れ補正ボタン
２５Ｂ          レリーズ操作ボタン
３ａ            受光部
３ｂ            垂直転送部
ｘ，ｙ          軸
【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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