(57)【要約】【課題】天体の日周運動による撮影面上での位置ずれを補正でき、かつ、より広い画角の撮影画像を得ることができる撮像装置を提供する。【解決手段】撮影面上に写る被写体の位置ずれを補正するための補正手段を備える撮像装置を設ける。撮像装置は、天体を撮影する撮影モードが指定された場合に、撮影手段が出力する撮影信号に基づいて、天体の移動情報を取得する。そして、撮像装置は、移動情報に応じて、複数の駆動位置に補正手段を駆動制御することで、天体の位置ずれを補正するとともに撮影範囲を移動し、各々の撮影範囲での撮影によって複数得られる天体の画像を合成する。【選択図】図１
2016005160.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を撮影する撮影手段と、
撮影面上に写る被写体の位置ずれを補正するための補正手段と、
天体を被写体として広角の撮影画像を得るための撮影モードが選択された場合に、前記撮影手段が出力する信号に基づいて、前記天体の移動情報を取得する取得手段と、
前記取得された移動情報に応じて、複数の駆動位置に前記補正手段を駆動制御することで、前記天体の位置ずれを補正するとともに撮影範囲を移動し、各々の撮影範囲での前記撮影によって複数得られる前記天体の撮影画像を合成する制御手段とを備える
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記移動情報は、少なくとも前記天体の移動方向を含んでおり、
前記制御手段は、前記天体の移動方向に応じた順序で前記撮影範囲を移動させる
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記補正手段の駆動により前記撮影範囲を前記天体の移動方向に移動させた後に、当該撮影範囲を前記天体の移動方向と反対方向に移動させる
ことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記天体の日周運動による当該天体の位置ずれを補正する
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記各々の駆動位置での前記撮影によって複数得られる前記天体の撮影画像を合成した後に、前記撮影手段を制御して、遮光状態で撮像された黒画像を取得する処理を実行する
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記取得手段は、前記撮影手段が出力する信号から動きベクトルを算出し、前記動きベクトルに基づいて、前記天体の移動情報を取得する
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記取得手段は、ＧＰＳセンサによる位置情報、撮影時の日時情報、方位角センサによる方位情報、重力センサによる前記撮像装置の姿勢情報のうちの少なくとも１つに基づいて前記天体の移動情報を取得する
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記制御手段は、
さらに、露光時間と、撮影枚数とを設定し、
前記設定された露光時間と撮影枚数とに応じて、前記補正手段の駆動量を変更する
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記補正手段の駆動量に応じて、前記露光時間と、前記撮影枚数の設定可能範囲とを変更する
ことを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。
【請求項１０】
被写体を撮影する撮影手段と、撮影面上に写る被写体の位置ずれを補正するための補正手段とを備える撮像装置の制御方法であって、
天体を被写体として広角の撮影画像を得るための撮影モードが選択された場合に、前記撮影手段が出力する信号に基づいて、前記天体の移動情報を取得する取得工程と、
前記取得された移動情報に応じて、複数の駆動位置に前記補正手段を駆動制御することで、前記天体の位置ずれを補正するとともに撮影範囲を移動し、各々の駆動位置での前記撮影によって複数得られる前記天体の撮影画像を合成する制御工程とを有する
ことを特徴とする制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像装置の撮影範囲は、撮影光学系の光学設計や撮像素子のサイズ等により決定されるが、風景撮影をする際に、より広角で撮影したいという要求がある。特許文献１は、手振れ補正機構を使用した画素ずらし手段を用いて、撮影光学系に対して垂直な平面内で２次元的に移動し、複数の位置において複数枚の画像を撮影を行う撮像装置を開示している。また、撮像装置が、撮影された複数枚の画像を合成することで、さらに広角な画像を撮影（広角撮影）することが考えられる。
【０００３】
撮像装置が、天体撮影を目的に長秒時露光を行う場合には、地球の自転によりカメラに対して相対的に天体が移動するので、日周運動の影響を受け、撮影面上に移る天体の位置ずれが生じてしまう。天体の移動軌跡が直線あるいは曲線状に撮影されるのを防いで静止撮影をするためには、一般的に自動追尾装置を備えた赤道儀が必要になる。そこで、赤道儀を使用せずに固定するだけで天体を静止した状態で撮影するデジタルカメラが提案されている。特許文献２は、露出時間内における天体像の移動軌跡を演算し、演算結果に基づいて撮影光学系の光軸に対して直行する平面内に対して移動可能な撮像素子移動機構を駆動制御して、天体像の撮像素子上での位置を一定に維持するデジタルカメラを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−６０９６７号公報
【特許文献２】特開２０１０−１２２６７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
風景撮影と同様に、天体撮影にて星空を撮影する際にも、より広角で撮影したいという要求がある。特許文献１が開示する撮像装置を用いた広角撮影方法を天体撮影に適用すると、日周運動の影響により長秒時露光での複数枚の撮影間で天体の位置が移動するので、画像の合成が困難になる。また、特許文献２が開示するデジタルカメラは、画角の１枚撮影の中で天体追尾撮影を行うものであり、撮影光学系の広角端の画角よりも広い画角の撮影画像を得ることができない。
【０００６】
本発明は、天体の日周運動による撮影面上での位置ずれを補正でき、かつ、より広い画角の撮影画像を得ることができる撮像装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態の撮像装置は、被写体を撮影する撮影手段と、撮影面上に写る被写体の位置ずれを補正するための補正手段と、天体を撮影する撮影モードが選択された場合に、前記撮像手段が出力する信号に基づいて、前記天体の移動情報を取得する取得手段と、前記取得された移動情報に応じて、複数の駆動位置に前記補正手段を駆動制御することで、前記天体の位置ずれを補正するとともに撮影範囲を移動し、各々の撮影範囲での前記撮影によって複数得られる前記天体の画像を合成する制御手段とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の撮像装置によれば、天体の日周運動による撮影面上での位置ずれを補正でき、かつ、より広い画角の撮影画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態の撮像装置の構成例を示す図である。
【図２】撮影した画像を合成して広角化した画像の一例を示す図である。
【図３】像振れ補正制御機構による撮影範囲の移動を説明する図である。
【図４】撮影した画像を合成して広角化した画像の一例を示す図である。
【図５】方角ごとの星の動きを示す図である。
【図６】撮像装置による撮影処理の例を説明するフローチャートである。
【図７】通常撮影処理の例を説明するフローチャートである。
【図８】広角撮影処理の例を説明するフローチャートである。
【図９】天体広角撮影処理の例を説明するフローチャートである。
【図１０】方角ごとの星の動きと、像振れ補正制御機構の移動順序の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、本実施形態の撮像装置の構成例を示す図である。
図１中に示す撮像装置は、像振れ補正制御機構を備えたデジタルカメラである。
ズームユニット１０１は、変倍を行うズームレンズを含む。ズーム駆動制御部１０２は、ズームユニット１０１を駆動制御する。像振れ補正レンズユニット１０３は、光軸に対して垂直な平面内の位置を変更することが可能な像振れ補正レンズ（ＩＳレンズ）を含む。光学式像振れ補正制御部１０４は、像振れ補正レンズユニット１０３の移動を制御する。像振れ補正レンズユニット１０３は、光学式像振れ補正制御部１０４が制御する駆動量にしたがって、手振れ検出部１１７によって検出される手振れによる像ブレを光学的に補正する光学式像振れ補正を行う。すなわち、カメラシステム制御部１１９および光学式像振れ補正制御部１０４は、手振れ検出部１１７によって検出された手振れによる像ブレを光学的に補正する光学式像振れ補正を行う制御手段として機能する。
【００１１】
絞り・シャッタ駆動制御部１０６は、絞り・シャッタユニット１０５を駆動制御する。フォーカスユニット１０７は、ピント調節を行うフォーカスレンズを含む。フォーカス駆動制御部１０８は、フォーカスユニット１０７を駆動制御する。
【００１２】
撮像部１０９は、各レンズ群を通ってきた光像を電気信号に変換する。撮像信号処理部１１０は、撮像部１０９から出力された電気信号を映像信号に変換処理して出力する。すなわち、撮像部１０９および撮像信号処理部１１０は、被写体像を撮影する撮影手段として機能する。映像信号処理部１１１は、撮像信号処理部１１０から出力された映像信号を用途に応じて加工する。表示部１１２は、映像信号処理部１１１から出力された信号に基づいて、必要に応じて画像表示を行う。
【００１３】
電源部１１３は、システム全体に用途に応じて電源を供給する。外部入出力端子部１１４は、外部との間で通信信号及び映像信号を入出力する。操作部１１５は、システムを操作するための操作情報を入力する。記憶部１１６は、映像情報など様々なデータを記憶する。手振れ検出部１１７は撮像装置の振れ（手振れ量）を検出する。カメラシステム制御部１１９はシステム全体を制御する。なお、光学式像振れ補正制御部１０４は、カメラシステム制御部１１９の一部であっても、独立していてもよい。
【００１４】
操作部１１５は、像振れ補正（防振）モードを選択可能にする像振れ補正スイッチを含む。像振れ補正スイッチにより像振れ補正モードが選択されると、カメラシステム制御部１１９が、光学式像振れ補正制御部１０４に像振れ補正動作を指示し、この指示を受けた光学式像振れ補正制御部１０４が、像振れ補正オフの指示がされるまで像振れ補正動作を行う。
【００１５】
また、操作部１１５には、静止画撮影モードと動画撮影モードとのうちの一方を選択可能にする撮影モード選択スイッチが含まれている。撮影モード選択スイッチの操作によって撮影モードが選択されると、選択された撮影モードに応じて、ズームユニット１０１、光学式像振れ補正制御部１０４、絞り・シャッタユニット１０５、フォーカスユニット１０７の各アクチュエータの動作条件が変更される。
【００１６】
また、操作部１１５には、撮影モード選択スイッチが含まれている。撮影者は、任意の撮影モードを選択し、撮像装置に搭載されたモードや機能を利用することができる。通常撮影モードの他に、広角撮影モードや、天体広角撮影モードなどの撮影モードを選択することができる。広角撮影モードは、広角の撮影画像を得るための撮影モードである。天体広角撮影モードは、天体を被写体として広角の撮影画像を得るための撮影モードである。
【００１７】
また、操作部１１５には、押し込み量に応じて第１スイッチ（ＳＷ１）および第２スイッチ（ＳＷ２）が順にＯＮするように構成されたシャッタレリーズボタンが含まれている。シャッタレリーズボタンが約半分押し込まれたときに、スイッチＳＷ１がＯＮし、シャッタレリーズボタンが最後まで押し込まれたときに、スイッチＳＷ２がＯＮする。
【００１８】
スイッチＳＷ１がＯＮされると、フォーカス駆動制御部１０８が，フォーカスユニット１０７を駆動してピント調節を行うとともに、絞り・シャッタ駆動制御部１０６が、絞り・シャッタ１０５を駆動して適正な露光量に設定する。スイッチＳＷ２がＯＮされると、撮像部１０９に露光された光像から得られた画像データが記憶部１１６に記憶される。
【００１９】
また、操作部１１５には、動画記録スイッチが含まれている。スイッチ押下後に動画撮影を開始し、記録中に再度スイッチを押すと記録を終了する。なお、動画撮影中にもシャッタレリーズボタンを押下することで、静止画撮影を行うことが可能である。さらに、操作部１１５には、再生モードを選択するための再生モード選択スイッチも含まれている。再生モード選択スイッチによって再生モードが選択された時には、カメラシステム制御部１１９は、像振れ補正動作を停止する。この時、像振れ補正レンズユニット１０３のアクチュエータへの通電を切っても良いし、アクチュエータへ通電して所定位置に固定するように制御しても良い。
【００２０】
また、操作部１１５には、ズーム変倍の指示を行う変倍スイッチが含まれている。変倍スイッチによってズーム変倍の指示が入力されると、カメラシステム制御部１１９を介してこの指示を受けたズーム駆動制御部１０２が、ズームユニット１０１を駆動して、指示されたズーム位置にズームユニット１０１を移動させる。また、フォーカス駆動制御部１０８が、映像信号処理部１１１から出力された映像信号に基づいて、フォーカスユニット１０７を駆動してピント調節を行う。本実施形態の制御方法は、図１に示す撮像装置が備える各処理部の機能によって実現される。
【００２１】
図２は、撮像装置が備える像振れ補正制御機構の構成の一例を示す図である。
手振れ検出部１１７は、手振れ検出センサとして、主にジャイロセンサを用いて角速度データを検出し、電圧として出力する。手振れ検出部１１７には、Ｐｉｔｃｈ（ピッチ）方向手振れ検出センサ２０１、Ｙａｗ（ヨー）方向手振れ検出センサ２０２がある。本実施例においては、光軸をＺ軸、正位置での鉛直方向をＹ軸、Ｙ，Ｚ軸にそれぞれ直交する方向をＸ軸とする。したがって、Ｐｉｔｃｈ方向は、Ｘ軸回り（チルティング方向）、Ｙａｗ方向は、Ｙ軸回り（パンニング方向）となる。つまり、ピッチ方向は、撮像装置の垂直方向において水平面に対する傾動方向であり、ヨー方向は、撮像装置の水平方向において鉛直面に対する傾動方向であり、互いに直交する方向である。
【００２２】
ピッチ方向手振れ検出センサ２０１は、ピッチ方向の撮像装置の振れに応じた振れ情報（角速度データ）を検出する。ヨー方向手振れ検出センサ２０２は、ヨー方向の撮像装置の振れに応じた振れ情報（角速度データ）を検出する。
【００２３】
手振れ検出部１１７が出力したデータは、ＡＤ変換部２０４、２０７を介して、デジタルデータに変換される。Ｐｉｔｃｈ方向手振れ検出センサ２０１、Ｙａｗ方向手振れ検出センサ２０２の出力電圧に対応するデジタルデータは、光学式像振れ補正制御部１０４に入力される。
【００２４】
光学式像振れ補正制御部１０４では、Ｐｉｔｃｈ方向手振れ検出センサ２０１の出力電圧に対応するデジタルデータが、フィルタ演算部２０５に入力される。フィルタ演算部２０５が有するハイパスフィルタが、振れ検出センサ（ジャイロセンサ）のオフセット成分や、温度ドリフト成分を除去する。また、フィルタ演算部２０５が有するローパスフィルタが、角速度データを積分し、角度データに変換して振れ量を生成する。この振れ量が、補正量演算部２０６に入力される。そして、補正量演算部２０６が、ズームレンズのポジションなどのパラメータに基づいて像振れ補正レンズユニット１０３の駆動制御を行うための補正量を演算する。
【００２５】
また、Ｙａｗ方向手振れ検出センサ２０２の出力電圧に対応するデジタルデータが、フィルタ演算部２０８に入力される。フィルタ演算部２０８が有するハイパスフィルタが、ジャイロセンサのオフセット成分や、温度ドリフト成分を除去する。また、フィルタ演算部２０８が有するローパスフィルタが、振れ情報（角速度データ）をそのまま積分し、角度データに変換して振れ量を生成する。この振れ量が、補正量演算部２０９に入力される。そして、補正量演算部２０９が、ズームレンズのポジションなどのパラメータに基づいて、像振れ補正レンズユニット１０３の駆動制御を行うための補正量を演算する。すなわち、像振れ補正レンズユニット１０３は、ピッチ方向およびヨー方向の像振れを補正する。
【００２６】
このように、撮像装置が備える像振れ補正制御機構は光軸に対して垂直な平面内の位置を変更することが可能であるので、光軸中心での画角に対して、撮影範囲を、例えば左上、右上、左下、右下の位置に移動することができる。撮像装置は、移動先の各々の撮影範囲で撮影を行い、撮影によって得られた複数枚の画像を合成することで、広角化した１枚の画像を生成することができる。
【００２７】
図３は、像振れ補正制御機構の駆動による撮影範囲の移動を説明する図である。
図３（Ａ）は、像振れ補正レンズユニット１０３が光軸中心位置にあるときの撮影範囲３０１と、像振れ補正レンズユニット１０３を左上可動端まで駆動したときの撮影範囲３０２を示す。図３（Ｂ）は、像振れ補正レンズユニット１０３を右上可動端まで駆動したときの撮影範囲３０３を示す。図３（Ｃ）は、像振れ補正レンズユニット１０３を左下可動端まで駆動したときの撮影範囲３０４を示す。図３（Ｄ) は、像振れ補正レンズユニット１０３を右下可動端まで駆動したときの撮影範囲３０５を示す。
【００２８】
図４は、複数の撮影範囲で撮影した画像を合成して広角化した画像の一例を示す図である。
像振れ補正レンズユニット１０３をそれぞれ可動端まで駆動し、撮影範囲３０２〜３０５で撮影した複数の画像を合成すると、合成画像の撮影範囲は、図４（Ａ）の撮影範囲４０１となる。図４（Ｂ）のように、像振れ補正レンズユニット１０３が光軸中心位置での撮影範囲３０１と比較しても、画角が広角化しているのがわかる。
【００２９】
図５は、方角ごとの星の動きを示す図である。
地球は地軸を中心に１日１回西から東へ自転するので、星の日周運動は東から西へ１日１周するように見える。したがって、東の空では星は上っていくように見え、南の空では東から西へ星が動き、西の空では星が沈むように見える。また、北の空では、北極星を中心に反時計回りに星が動いているように見える。このように、方角ごとに星の動きは異なる。しかし、天体の日周運動は、北の空の極軸付近を除けば、近似的には一定速度の平行移動とみなせる。そこで、撮像装置のスルー画表示時などに、一定の時間間隔での画像間の相関をとれば、天体像の移動方向と移動量を算出することができる。
【００３０】
図６は、撮像装置による撮影処理の例を説明するフローチャートである。
カメラシステム制御部１１９は、撮影モードの選択に応じて、撮影処理、像振れ補正制御機構の処理の変更を行う。まず、カメラシステム制御部１１９が、操作部１１５に含まれる撮影モード選択スイッチによって選択された撮影モードが、広角撮影モードであるかを判断する（ステップＳ１００）。撮影モードが、広角撮影モードである場合は、処理がステップＳ１０１に進む。撮影モードが、広角撮影モードでない場合は、処理がステップＳ１０８に進み、通常撮影処理を行う。通常撮影処理の詳細は、図７を参照して後述する。
【００３１】
次に、カメラシステム制御部１１９が、選択された撮影モードが、広角撮影モードのうち、天体広角撮影モードであるかを判断する（ステップＳ１０１）。撮影モードが、天体広角撮影モードである場合は、処理がステップＳ１０２に進む。撮影モードが、天体広角撮影モードでなく、通常の広角撮影モードである場合は、ステップＳ１０７に進み、通常の広角撮影処理を行う。通常の広角撮影処理の詳細は、図８を参照して後述する。
【００３２】
ステップＳ１０２において、カメラシステム制御部１１９が、フォーカス駆動制御部１０８に指示することによって、フォーカスユニット１０７を無限遠に設定する。天体撮影は被写体が暗く、ＡＦ（オートフォーカス）でピントを合わせることが困難であるので、フォーカスを無限遠に設定することでピントずれを防いでいる。
【００３３】
次に、映像信号処理部１１１が、撮像信号処理部１１０から出力された映像信号のフレーム間の相関演算を行って、動きベクトルを算出する（ステップＳ１０３）。カメラシステム制御部１１８が、動きベクトルに基づいて、天体の移動情報を取得（算出）する。天体の移動情報には、天体の移動方向と、移動速度とが含まれる。移動方向は、画素数、またはライン数で表現される。また、カメラシステム制御部１１８は、動きベクトルに基づいて求まる移動距離と、フレーム間の撮影時間間隔とから、移動速度を求める。
【００３４】
次に、カメラシステム制御部１１８が、天体の移動情報を取得できたかを判断する（ステップＳ１０４）。カメラシステム制御部１１８が、天体の移動情報を取得できていない場合は、処理がステップＳ１０３に戻る。カメラシステム制御部１１８が、天体の移動情報を取得できた場合は、処理がステップＳ１０５に進む。
【００３５】
ステップＳ１０５において、カメラシステム制御部１１８が、表示部１１２に天体広角撮影モードの撮影準備完了の表示を行う。そして、カメラシステム制御部１１８が、天体広角撮影処理を行う（ステップＳ１０６）。天体の移動情報は、天体広角撮影処理の天体の位置ずれ補正に用いる。天体広角撮影処理の詳細は、図９を参照して後述する。
【００３６】
図７は、撮像装置による通常撮影処理の例を説明するフローチャートである。
通常撮影処理では、手持ちでも、三脚等に載せた固定した状態でも撮影されることを想定している。まず、カメラシステム制御部１１９が、操作部１１５に含まれるスイッチＳＷ１がＯＮになったかを判断する（ステップＳ２００）。スイッチＳＷ１がＯＮになっていない場合は、処理がステップＳ２００に戻る。スイッチＳＷ１がＯＮになった場合は、処理がステップＳ２０１に進む。
【００３７】
次に、フォーカス駆動制御部１０８が，フォーカスユニット１０７を駆動してピント調節を行うことでＡＦ処理を実行する。また、絞り・シャッタ駆動制御部１０６が、絞り・シャッタ１０５を駆動して適正な露光量に設定（ＡＥ処理を実行）する（ステップＳ２０１）。
【００３８】
次に、カメラシステム制御部１１８が、操作部１１５に含まれるスイッチＳＷ２がＯＮになったかを判断する（ステップＳ２０２）。スイッチＳＷ２がＯＮになっていない場合は、処理がステップＳ２０２に戻る。スイッチＳＷ２がＯＮになった場合は、処理がステップＳ２０３に進む。次に、カメラシステム制御部１１８が、手振れ検出部１１７によって検出される手振れによる像ブレを光学的に補正する光学式像振れ補正を行いながら、撮影処理を行う（ステップＳ２０３）。具体的には、カメラシステム制御部１１８は、光学式像振れ補正制御部１０４に指示して、像振れ補正レンズユニット１０３を駆動することで、光学式像振れ補正を行う。カメラシステム制御部１１８が、撮影した画像データを記憶部１１６に記憶して（ステップＳ２０４）、処理を終了する。以上説明したように、通常撮影処理時には、光学式像振れ補正制御部１０４により光学式像振れ補正を行いながら撮影を行う。
【００３９】
図８は、撮像装置による広角撮影処理の例を説明するフローチャートである。
広角撮影処理では、例えば、撮像装置を三脚等に載せて固定した状態での撮影を想定している。まず、カメラシステム制御部１１９が、スイッチＳＷ１がＯＮになったかを判断する（ステップＳ３００）。スイッチＳＷ１がＯＮになっていない場合は、処理がステップＳ３００に戻る。スイッチＳＷ１がＯＮになった場合は、処理がステップＳ３０１に進む。
【００４０】
次に、フォーカス駆動制御部１０８が、ＡＦ処理を実行し、絞り・シャッタ駆動制御部１０６が、ＡＥ処理を実行する（ステップＳ３０１）。続いて、カメラシステム制御部１１９が、操作部１１５に含まれるスイッチＳＷ２がＯＮになったかを判断する（ステップＳ３０２）。スイッチＳＷ２がＯＮになっていない場合は、処理がステップＳ３０２に戻る。スイッチＳＷ２がＯＮになった場合は、処理がステップＳ３０３に進む。
【００４１】
次に、カメラシステム制御部１１９が、光学式像振れ補正制御部１０４により像振れ補正レンズユニット１０３を所定位置まで駆動することで、撮影範囲を移動させる（ステップＳ３０３）。カメラシステム制御部１１９が、移動先の撮影範囲での撮影処理を実行する（ステップＳ３０４）。例えば、カメラシステム制御部１１９は、像振れ補正制御機構を制御して、像振れ補正レンズユニット１０３が可動端まで駆動するようにする。これにより、通常撮影処理時の画角よりも広角の画像を合成により得ることができるようにする。
【００４２】
次に、カメラシステム制御部１１９が、所定回数の撮影が完了したかを判断する（ステップＳ３０５）。所定回数の撮影が完了していない場合は、処理がステップＳ３０３に戻る。所定回数の撮影が完了した場合は、処理がステップＳ３０６に進む。
【００４３】
次に、カメラシステム制御部１１９が、映像信号処理部１１１により画像合成処理を行う（ステップＳ３０６）。具体的には、映像信号処理部１１１は、ステップＳ３０３における撮影範囲の移動処理の際の像振れ補正レンズユニット１０３の駆動量に応じて、ステップＳ３０４で撮影された複数の画像を配置して合成する。事前に像振れ補正レンズユニット１０３の駆動量が設定されているので、合成処理も容易となる。最後に、カメラシステム制御部１１９が、合成された画像データと、それぞれの撮影位置で撮影された複数の画像データとを記憶部１１６に記憶して（ステップＳ３０７）、処理を終了する。以上説明したように、広角撮影処理時には、光学式像振れ補正制御部１０４により像振れ補正レンズユニット１０３を可動端まで駆動して撮影することで、できる限り広角の画像を合成できるようにする。
【００４４】
図９は、撮像装置による天体広角撮影処理の例を説明するフローチャートである。
天体広角撮影処理では、例えば、撮像装置を三脚等に載せて固定した状態で天体を撮影することを想定している。まず、カメラシステム制御部１１９が、スイッチＳＷ１がＯＮになったかを判断する（ステップＳ４００）。スイッチＳＷ１がＯＮになっていない場合は、処理がステップＳ４００に戻る。スイッチＳＷ１がＯＮになった場合は、処理がステップＳ４０１に進む。
【００４５】
次に、絞り・シャッタ駆動制御部１０６が、ＡＥ処理を実行する（ステップＳ４０１）。すなわち、天体広角撮影モードでは、図６のステップＳ１０２において、フォーカスユニット１０７が無限遠に設定されているので、露光量の調節のみを実行する。
【００４６】
次に、カメラシステム制御部１１９が、スイッチＳＷ２がＯＮになったかを判断する（ステップＳ４０２）。スイッチＳＷ２がＯＮになっていない場合は、処理がステップＳ４０２に戻る。スイッチＳＷ２がＯＮになった場合は、処理がステップＳ４０３に進む。
【００４７】
次に、カメラシステム制御部１１９が、光学式像振れ補正制御部１０４により像振れ補正レンズユニット１０３を駆動して、撮影範囲を移動させる（ステップＳ４０３）。この際、カメラシステム制御部１１９は、図６のステップＳ１０３で取得した天体の移動情報を用いて、日周運動の位置ずれ補正を行う。天体撮影では、撮影画像１枚ごとに長秒時露光を行うため、複数の位置で撮影する度に、星の位置はわずかながらも変化する。そこで、カメラシステム制御部１１９は、天体の移動情報を用いて、日周運動を考慮した像振れ補正レンズユニット１０３の駆動による位置ずれ補正を行う。すなわち、像振れ補正レンズユニット１０３は、撮影面上に写る被写体の位置ずれを補正するための補正手段として機能する。この位置ずれ補正により、撮影者は、天体の日周運動の影響を気にすることなく、容易に天体の静止撮影を行うことができる。さらに、カメラシステム制御部１１９は、天体の移動方向に応じた順序で、像振れ補正制御機構の駆動により撮影範囲を移動する。これにより、複数の位置で得られた画像の合成により、より広角な画像を得ることができる。続いて、カメラシステム制御部１１９が、移動先の撮影範囲での撮影処理を実行する（ステップＳ４０４）。
【００４８】
図１０は、方角ごとの星の動きと、像振れ補正制御機構の駆動による撮影範囲の移動順序の一例を示す図である。図１０中の番号は、像振れ補正制御機構の駆動順序を示す。例えば、南の空では、東から西に星が動く。そこで、より広角な画像を合成するためには、像振れ補正制御機構の駆動により撮影範囲を西側に移動させて撮影し、その後、東側の撮影を行う。先に西側の星を撮影している間にも星は西に動いていくので、東側の撮影をする際には星が西に動いた分、星の東側の撮影範囲が拡がっている。その結果、より広角の画像を合成することができる。
【００４９】
また、東の空では、星が上っていくように見える。また、西の空では、星が沈んでいくように見える。したがって、星が上る先、または沈む先から撮影を始めることで、上下に対してもより広角化した画像を合成することができる。すなわち、カメラシステム制御部１１９は、撮影範囲を天体の移動方向に移動させた後に、当該撮影範囲を天体の移動方向と反対方向に移動させる。
【００５０】
図９の説明に戻る。カメラシステム制御部１１９が、所定回数の撮影が完了したかを判断する（ステップＳ４０５）。所定回数の撮影が完了していない場合は、処理がステップＳ４０３に戻る。所定回数の撮影が完了した場合は、各々の駆動位置での撮影によって、天体の撮影画像が、所定回数分得られている。したがって、処理がステップＳ４０６に進む。
【００５１】
次に、カメラシステム制御部１１９が、撮像信号処理部１１０を制御して、黒引き撮影を行う（ステップＳ４０６）。黒引き撮影とは、撮像センサのダークノイズ（長時間ノイズ） だけが含まれたダークフレーム画像を撮影する処理、つまり、遮光状態で撮像された黒画像を取得する処理である。通常、長秒時露光の撮影では、撮影の直後に、露光時間と同じ時間だけ黒引き撮影を行い、ノイズリダクション処理を行う。しかし、天体広角撮影処理では、撮影範囲を移動して撮影する毎に黒引き撮影処理を行うと、それぞれの撮影処理時間により多くの時間がかかってしまう。したがって、各々の撮影処理の間に天体の日周運動により天体の位置が移動するのを防ぐため、カメラシステム制御部１１９は、設定された撮影枚数分の画像のうち、最終の画像の撮影後に黒引き撮影を行う。
【００５２】
次に、カメラシステム制御部１１９が、映像信号処理部１１１により画像合成処理を行う（ステップＳ４０７）。具体的には、カメラシステム制御部１１９は、まず、移動したそれぞれの撮影範囲での撮影により得られた全ての画像に対し、ステップＳ４０７で得られたダークフレーム画像の黒引き撮影を行う。そして、カメラシステム制御部１１９が、映像信号処理部１１１により、ステップＳ４０３における撮影範囲の移動処理の際の像振れ補正レンズユニット１０３の駆動量に応じて、黒引き撮影後の複数の画像を配置して合成する（ステップＳ４０８）。最後に、カメラシステム制御部１１９が、合成された画像データと、合成元の複数の画像データとを記憶部１１６に記憶して（ステップＳ４０９）、処理を終了する。すなわち、カメラシステム制御部１１９は、天体の移動情報に応じて、複数の駆動位置に像振れ補正レンズユニット１０３を駆動制御することで、天体の位置ずれを補正するとともに撮影範囲を移動する。そして、カメラシステム制御部１１９は、各々の撮影範囲での撮影によって複数得られる天体の撮影画像を合成する。
【００５３】
以上説明したように、本実施形態の撮像装置は、天体の移動情報を用いて、日周運動を考慮した位置ずれ補正を行いつつ、複数の撮影範囲で撮影された撮影画像を合成する。これにより、天体を静止した状態で撮影でき、かつ、撮影光学系本来の広角端の画角よりも広い画角の撮影画像を得ることができる。さらに、天体撮影時には、所定の回数分の撮影を全て終えた後に、黒引き撮影を実行することで、日周運動による天体の位置の移動を防ぐことができる。
【００５４】
また、本実施形態では、カメラシステム制御部１１８が、露光時間の設定を行う時間設定手段と、像振れ補正制御機構の駆動による撮影枚数の設定を行う枚数設定手段としても機能するが、露光時間と撮影枚数とは、ユーザ側で設定するようにしてもよい。その際には、カメラシステム制御部１１８は、設定された露光時間と撮影枚数とに応じて、像振れ補正制御機構の駆動量を変更するようにする。一方、カメラシステム制御部１１８が、像振れ補正制御機構の駆動量に応じて、露光時間と、像振れ補正制御機構の駆動による撮影枚数の設定可能範囲とを変更するようにしてもよい。
【００５５】
また、本実施形態では、映像信号のフレーム間の相関演算による動きベクトルから天体の移動情報を取得しているが、センサを用いてより正確な天体の情報を取得するようにしても良い。その際には、ＧＰＳセンサによる位置情報、撮影時の日時情報、方位角センサによる方位情報、重力センサによる撮像装置の姿勢情報のうちの少なくとも１つに基づいて天体の移動情報を取得する。ＧＰＳは、Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍの略称である。
【００５６】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【００５７】
（その他の実施例）
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。この場合、そのプログラム、及び該プログラムを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【符号の説明】
【００５８】
１０４  光学式像振れ補正制御部
１１８  カメラシステム制御部
【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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