CN107465867A - 摄像装置和摄像方法 - Google Patents

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Abstract

提供摄像装置和摄像方法。摄像装置具有：摄像元件，其具有排列有将光转换为电信号的像素的摄像面；主体，其保持摄像元件；信息取得部，其取得在摄像面上形成被摄体像的摄像光学系统的光学特性；摄像控制部，其根据摄像指示使摄像元件进行多次曝光，取得与通过摄像光学系统形成在摄像面上的被摄体像对应的多个第1图像；姿态检测部，其在每次进行曝光时检测主体的姿态相对于基准姿态的变化量即倾角，该基准姿态是将与摄像光学系统的光轴垂直的方向作为旋转轴的方向上的预先设定的姿态；梯形校正部，其通过基于与各个第1图像对应的倾角和光学特性的梯形校正，校正由于主体的姿态变化而在多个第1图像中分别产生的畸变，生成多个第2图像；合成部，其对多个第2图像进行合成，生成第3图像。

Description

摄像装置和摄像方法
技术领域
本发明涉及摄像装置和摄像方法。
背景技术
检测伴随摄像装置的姿态变化而产生的摄像面上的被摄体像的像抖量(像移动量)并抵消所检测到的像移动量的摄像装置已经实用化。这种摄像装置例如通过利用机械机构对摄像面与被摄体像的位置关系进行校正的光学式像抖校正、或对图像数据中的有效区域进行变更的电子式像抖校正等，对伴随摄像装置的姿态变化的像抖进行校正。
光学式像抖校正例如存在日本特开2014-053720号公报(专利文献1)所公开的通过具有构成为能够在抵消像抖的方向上移动的校正光学系统的摄像镜头对像抖进行校正的镜头位移式像抖校正、以及通过具有构成为能够在与摄像镜头的光轴垂直的方向上移动的摄像面的摄像元件对像抖进行校正的图像传感器位移式像抖校正等方式。
发明内容
发明要解决的课题
焦距较短的镜头(所谓广角镜头)等受到远景的较大影响，因此，关于伴随摄像装置的姿态变化的摄像面上的像移动量，在穿过镜头光轴的光线成像的像中心的位置处产生的移动量和相对于像中心的位置的周边部分(像高较大的区域)的位置处产生的移动量中不同。在使用广角镜头时，在由于手抖而在摄像装置的姿态中产生伴有倾斜的旋转方向的变化时，基于形成在摄像面上的像的图像数据与像抖一起产生梯形畸变。该梯形畸变是由于通常照片用的镜头通过中心射影方式将被摄体像投影到摄像面上而产生的。因此，很难通过专利文献1这样的畸变像差校正对这种梯形畸变进行校正。
本发明的目的在于，提供能够在广角拍摄中抑制像抖校正时的图像周边部的像抖残余的摄像装置和摄像方法。
用于解决课题的手段
一个实施方式的摄像装置具有摄像元件、主体、信息取得部、摄像控制部、姿态检测部、梯形校正部、合成部。摄像元件具有排列有将光转换为电信号的像素的摄像面。主体保持所述摄像元件。信息取得部取得在所述摄像面上形成被摄体像的摄像光学系统的光学特性。摄像控制部根据摄像指示使所述摄像元件进行多次曝光，取得与通过所述摄像光学系统形成在所述摄像面上的被摄体像对应的多个第1图像。姿态检测部在每次进行曝光时，检测所述主体的姿态相对于基准姿态的变化量即倾角，其中，该基准姿态是将与所述摄像光学系统的光轴垂直的方向作为旋转轴的方向上的预先设定的姿态。梯形校正部通过基于与各个所述第1图像对应的所述倾角和所述光学特性的梯形校正，对由于所述主体的姿态的变化而在多个所述第1图像中分别产生的畸变进行校正，生成多个第2图像。合成部对多个所述第2图像进行合成，生成第3图像。
发明效果
根据本发明，能够提供能够在广角拍摄中抑制像抖校正时的图像周边部的像抖残余的摄像装置和摄像方法。
附图说明
图1是用于说明入射到中心射影方式的光学系统的光的入射角与通过该光而形成在摄像元件的摄像面上的被摄体像的像高之间的关系的图。
图2是用于说明通过使摄像面位移从而对根据摄像装置的姿态变化而产生的像抖进行了校正的情况下的像高与像抖残余量之间的关系的图。
图3是用于说明对通过中心射影方式的光学系统形成在摄像面上的被摄体像进行了摄像的情况下的图像的例子的图。
图4是用于说明对通过中心射影方式的光学系统形成在摄像面上的被摄体像进行了摄像的情况下的图像的例子的图。
图5是用于说明对通过中心射影方式的光学系统形成在摄像面上的被摄体像进行了摄像的情况下的图像的例子的图。
图6是用于说明第1实施方式的摄像装置的结构例的图。
图7是用于说明第1实施方式的摄像装置的拍摄条件决定部的功能的图。
图8是用于说明第1实施方式的摄像装置的抖动校正微计算机的功能的图。
图9是用于说明第1实施方式的摄像装置的动作的例子的图。
图10是用于说明第1实施方式的摄像装置的动作的例子的图。
图11是用于说明由第1实施方式的摄像装置取得的图像的例子的说明图。
图12是用于说明第1实施方式的摄像装置中的手抖校正有效的情况下的焦距与容许曝光时间之间的关系的说明图。
图13是用于说明第1实施方式的摄像装置中的手抖校正无效的情况下的焦距与容许曝光时间之间的关系的说明图。
图14是用于说明第2实施方式的摄像装置的动作的例子的图。
图15是用于说明由第2实施方式的摄像装置取得的图像的例子的说明图。
图16是用于说明第3实施方式的摄像装置的动作的例子的图。
图17是用于说明第3实施方式的摄像装置的动作的例子的图。
图18是用于说明第4实施方式的摄像装置的结构例的图。
图19是用于说明第4实施方式的摄像装置的动作的例子的图。
图20是用于说明第4实施方式的摄像装置的动作的例子的图。
具体实施方式
下面，参照附图对一个实施方式的摄像装置1进行详细说明。
首先，对由于摄像装置1的姿态的变化而产生的像抖的产生原理进行说明。
图1是示出入射到中心射影的光学系统的光的入射角与该光形成在摄像元件的摄像面上的被摄体像的像高(从穿过光学系统的光轴(光学中心)的光线成像的像中心位置起的距离)之间的关系的图。图1的A是示出未产生摄像装置1的姿态的变化的情况下的入射角与像高之间的关系的图。图1的B是示出产生了摄像装置1的姿态的变化的情况下的入射角与像高之间的关系的图。图1的C是示出通过使摄像面位移来抑制由于摄像装置1的姿态的变化而在摄像面上产生的被摄体像的像抖的情况的例子的图。
如图1的A所示，在设焦距为f、在与光学系统的光轴重合的坐标A存在被摄体、在相对于光学系统的光轴呈角度θ的直线上的坐标B存在被摄体、设坐标A的被摄体成像的摄像面上的坐标为a、设坐标B的被摄体成像的摄像面上的坐标为b的情况下，坐标a与坐标b之间的距离a-b即像高用ftanθ表示。
如图1的B所示，在摄像装置1中产生了Δθ的姿态的变化(角度抖动)的情况下，坐标a移动到坐标a’，坐标b移动到坐标b’。
如图1的C所示，在摄像装置1中根据Δθ的姿态的变化(角度抖动)使摄像面位移，由此，坐标A的被摄体的被摄体像移动到摄像面上的坐标a”，坐标B的被摄体的被摄体像移动到摄像面上的坐标b”。
在设从坐标a到坐标a’的像移动量为a-a’、设从坐标b到坐标b’的像移动量为b-b’、设像抖校正后的像移动量即从坐标a到坐标a”的像移动量为a-a”、设像抖校正后的像移动量即从坐标b到坐标b”的像移动量为b-b”的情况下，各移动量能够通过以下的数式1表示。
如上所述，通过单纯地根据角度抖动Δθ使摄像面位移，在摄像面中，能够对穿过光轴的光线成像的像中心位置处的像抖进行校正。但是，在摄像面的周边部，基于摄像面的位移而实现的像抖的校正量不足，像抖可能残余。即，即使像移动量a-a”成为零，像移动量b-b”也不为零。
在设摄像面的周边部的像移动量即b-b”为像抖残余量Δλ、设坐标a与坐标b之间的距离即a-b＝ftanθ为坐标b处的像高λ的情况下，根据正切的加法定理，能够通过以下的数式2表示Δλ。
这里，在Δθ≒0的情况下成为tanΔθ＝Δθ，所以，根据对λ＝ftanθ进行变形后的tanθ＝λ/f，能够通过以下的数式3表示Δλ。
Δλ＝λ2Δθ/f ···(数式3)
图2是示出通过使摄像面位移从而对根据摄像装置1的姿态变化而产生的像抖进行了校正的情况下的像高与像抖残余量之间的关系的图。另外，图2的曲线图针对通过焦距f为12mm的光学系统形成在摄像面的大小为17.3mm×13mm的摄像元件上的被摄体像，示出在摄像装置1中产生了Δθ＝0.7°的姿态的变化的情况下的像高与像抖残余量之间的关系。更具体而言，图2的曲线图示出使摄像面位移以使得像高＝0的位置的像移动量成为0的情况下的像高与像抖残余量之间的关系。如图2所示，根据像高，像抖残余量增大。
图3～图5示出对通过上述中心射影的光学系统形成在摄像面上的被摄体像进行了摄像的情况下的图像的例子。
图3的A示出未产生摄像装置1的姿态的变化的情况下的图像的例子。图3的B示出摄像装置1的姿态从拍摄了图3的A的图像时的姿态起向与光学系统的光轴垂直的第1方向即绕偏航轴(Yaw轴)的方向(偏航方向)变化的情况下的图像的例子。图3的C示出通过根据摄像装置1的偏航方向的姿态的变化而位移的摄像面拍摄的图像的例子。即，图3的C示出通过传感器位移方式进行了像抖校正的情况下的图像的例子。
图4的A示出未产生摄像装置1的姿态的变化的情况下的图像的例子。图4的B示出摄像装置1的姿态从拍摄了图4的A的图像时的姿态起向与光学系统的光轴和偏航轴垂直的第2方向即绕俯仰轴(Pitch轴)的方向(俯仰方向)变化的情况下的图像的例子。图4的C示出通过根据摄像装置1的俯仰方向的姿态的变化而位移的摄像面拍摄的图像的例子。即，图4的C示出通过传感器位移方式进行了像抖校正的情况下的图像的例子。
图5的A示出未产生摄像装置1的姿态的变化的情况下的图像的例子。图5的B示出摄像装置1的姿态从拍摄了图5的A的图像时的姿态起向俯仰方向和偏航方向变化的情况下的图像的例子。图5的C示出通过根据摄像装置1的俯仰方向和偏航方向的姿态的变化而位移的摄像面拍摄的图像的例子。即，图5的C示出通过传感器位移方式进行了像抖校正的情况下的图像的例子。
通常照片用的光学系统的原理是通过中心射影使被摄体像形成在摄像面上，所以，如数式3所示，周边部的像抖残余量Δλ与从穿过光学中心的光线成像的像中心位置起的像高λ的平方成比例地增加。因此，光学系统的焦距越短，则相对于光学中心的像移动量，从摄像面上的光学中心起的规定像高处产生的被摄体像的像移动量越大。这样，在画面整体中不一样，所以，例如在摄像装置1的姿态向偏航方向和/或俯仰方向变化的情况下，如图3的B、图4的B和图5的B所示，产生被摄体像变形为梯形状的梯形畸变。如图3的C、图4的C和图5的C所示，即使使摄像面位移也无法充分校正这种梯形畸变，周边部的像抖的校正残余即周边像抖残余。
(第1实施方式)
图6示出第1实施方式的摄像装置1的结构例。摄像装置1是搭载了像抖校正装置的镜头更换式照相机。摄像装置1具有更换镜头2和照相机主体3。摄像装置1分别对根据一次的摄像指示以比根据测光结果等决定的曝光时间短的曝光时间进行多次曝光而取得的多个图像进行梯形校正，对梯形校正后的图像进行合成，由此，对基于摄影像的梯形畸变而引起的像的变形进行校正，并且，执行在图像周边部也适当校正像抖的拍摄。
更换镜头2构成为相对于照相机主体3拆装自如。更换镜头2在安装在照相机主体3上的情况下，以相互能够通信的状态与照相机主体3连接。由此，更换镜头2和照相机主体3协作进行动作。更换镜头2具有光学系统11和镜头控制单元(LCU)12。
光学系统11是中心射影方式的摄像镜头。光学系统11使来自未图示的被摄体的光束成像在照相机主体3的摄像元件21的摄像面上。光学系统11例如具有多个透镜、对经由透镜入射到摄像元件21的光束的量进行调整的光圈、以及用于对光学系统11的焦距进行变更的透镜(变焦透镜)13。光学系统11通过使变焦透镜13的位置在光学系统11的光轴方向上移动，对光学系统11的焦距(视场角)进行变更。进而，光学系统11也可以构成为还具有用于对焦点位置进行变更的合焦用的对焦透镜。
LCU12例如是包含CPU和存储器等的控制器，对更换镜头2的动作进行控制。例如，LCU12根据来自照相机主体3的系统控制器23的指示对光学系统11的镜头和光圈的驱动进行控制。并且，LCU12也可以根据来自系统控制器23的指示对变焦透镜13的位置进行变更，由此对光学系统11的视场角进行变更。
LCU12在存储器中保持与更换镜头2有关的各种信息(光学特性信息)。LCU12例如在存储器中保持更换镜头2的机型名、焦距、射影方式、畸变的校正信息和表示光学系统11的当前设定的信息等作为光学特性信息。LCU12根据来自系统控制器23的指示，将存储器中存储的光学特性信息供给到照相机主体3。
照相机主体3具有摄像元件21、抖动校正部22、系统控制器23、抖动校正微计算机24、陀螺仪传感器25、电子实时取景器(EVF)26、记录介质27和操作部28。
摄像元件21具有构成为排列有多个对光进行光电转换并蓄积电荷的像素的摄像面。摄像元件21保持在照相机主体3内。摄像元件21例如由Charge Coupled Devices(CCD)图像传感器、Complementary Metal Oxide Semiconductor(CMOS)图像传感器或其他摄像元件构成。摄像元件21将通过光学系统11形成在摄像面上的被摄体像转换为电信号(图像信号)。摄像元件21将作为模拟电信号的图像信号转换为作为数字信号的图像数据并进行输出。
抖动校正部22根据由抖动校正微计算机24生成的驱动信号使摄像元件21的摄像面在与光学系统11的光轴垂直的面内移动，由此对伴随摄像装置1的姿态变化而产生的摄像面上的被摄体像的像抖进行校正。
系统控制器23例如是包含CPU和存储器等、并对照相机主体3的动作进行控制的控制器。例如，系统控制器23读出由摄像元件21得到的图像数据，对所读出的图像数据实施显示或记录所需要的各种图像处理。并且，系统控制器23对更换镜头2的LCU12指示曝光调整用的光圈的驱动和焦点调整用的镜头的驱动。并且，系统控制器23进行EVF26中的图像显示的控制、在记录介质27中记录图像文件的控制、根据操作部28的操作来切换动作模式的控制、以及拍摄动作的开始或结束的控制等。
并且，系统控制器23作为从更换镜头2取得光学特性信息的信息取得部发挥功能。即，系统控制器23是接收使被摄体像形成在摄像面上的更换镜头2的光学特性的接收电路。例如，系统控制器23通过在起动时和/或定期地从更换镜头2取得光学特性信息，逐次识别更换镜头2的光学特性。系统控制器23将所取得的光学特性信息输入到抖动校正微计算机24。
并且，系统控制器23具有摄像控制部31、曝光控制部32、拍摄条件决定部33、梯形校正部34、合成部35和裁剪部36。摄像控制部31、曝光控制部32、拍摄条件决定部33、梯形校正部34、合成部35和裁剪部36可以作为电路等硬件设置在系统控制器23内，也可以通过系统控制器23的CPU从存储器中读出的程序构成。
摄像控制部31根据所输入的摄像指示使摄像元件21进行曝光，取得与通过光学系统11形成在摄像元件21的摄像面上的被摄体像对应的多个图像(第1图像)。例如，摄像控制部31根据一次的摄像指示使摄像元件21进行多次曝光，取得与通过光学系统11形成在摄像元件21的摄像面上的被摄体像对应的多个第1图像。并且，摄像控制部31也可以构成为，在从输入作为摄像指示的摄像开始指示起到输入作为摄像指示的摄像结束指示为止的期间内，以规定的曝光时间使摄像元件21进行多次曝光，取得多个第1图像。
曝光控制部32根据形成在摄像面上的被摄体像测定表示被摄体像的明亮度的亮度信息，根据亮度信息决定使被摄体的明亮度成为适当明亮度所需要的曝光时间(合计曝光时间)。进而，曝光控制部32也可以构成为，根据亮度信息来设定光圈值和/或摄像元件21的感光度。另外，光圈值、摄像元件21的感光度和曝光时间也可以手动设定。
拍摄条件决定部33根据系统控制器23从LCU12取得的光学特性中包含的光学系统11的焦距，决定包含摄像元件21的曝光时间和摄像张数在内的拍摄条件。例如，拍摄条件决定部33根据系统控制器23从LCU12取得的光学特性中包含的光学系统11的焦距，决定一次的曝光时间即分割曝光时间，根据由曝光控制部32决定的合计曝光时间和分割曝光时间决定摄像张数。
图7是示出拍摄条件决定部33的功能块的框图。拍摄条件决定部33具有容许曝光时间计算部51和摄像张数决定部52。容许曝光时间计算部51根据焦距计算用于使像抖收敛在容许范围内的曝光时间即容许曝光时间。容许曝光时间计算部51设定容许曝光时间作为分割曝光时间。另外，容许曝光时间计算部51构成为设定比容许曝光时间短的曝光时间作为分割曝光时间即可，可以构成为设定任意的时间作为分割曝光时间。摄像张数决定部52判断在以分割曝光时间进行曝光的情况下取得几张第1图像则相当于合计曝光时间，从而决定摄像张数。例如，拍摄条件决定部33用合计曝光时间除以分割曝光时间，决定摄像张数。
梯形校正部34根据多个第1图像中的每个第1图像的照相机主体3的姿态，对由于照相机主体3的姿态的变化而在多个第1图像中分别产生的畸变进行梯形校正，生成第2图像。梯形校正部34的详细动作在后面叙述。
合成部35使多个第2图像的中心对齐并进行合成，生成第3图像。此时，在第1图像的拍摄中始终使抖动校正部22进行动作的情况下，摄像面的中心的像保持为一定的被摄体。因此，合成部35不用特别进行位置对齐，构成为仅使图像的中心(视场角中心)对齐并进行合成即可。
另外，合成部35也可以构成为，通过模式匹配等方法检测图像的位置偏移，使检测到的偏移位置对齐并进行合成。根据这种结构，例如在一连串的拍摄中产生了无法通过抖动校正部22充分校正像中心位置的像抖的较大像抖的情况下，也能够通过位置对齐来校正多个图像间的位置偏移，进行合成处理，取得第3图像，由此，能够得到更高精度的像抖校正效果。
合成部35能够使用已知的各种图像合成方法对多个第2图像进行合成，取得第3图像。例如，合成部35通过按照各坐标对多个第2图像的像素的输出值进行平均的平均合成来进行合成，取得第3图像。
并且，例如，合成部35也可以构成为，通过按照各坐标对多个第2图像的像素的输出值进行相加的相加合成来进行合成，取得第3图像。
并且，作为其他处理的例子，例如，合成部35也可以构成为，通过按照各坐标对多个第2图像的像素的输出值进行比较而采用更亮的值的较亮合成来进行合成，取得第3图像。合成部35通过进行较亮合成，按照各坐标对多个第2图像的像素的输出值进行比较，在合成后的图像的像素的输出值中采用更亮的像素的输出值。
裁剪部36从第3图像中切出矩形状的图像。在第2图像中包含有从第1图像进行了梯形校正时不存在图像信息的区域。裁剪部36在多个第2图像中设定不包含不存在图像信息的区域的矩形状的区域作为切出范围，按照所设定的切出范围从第3图像中切出图像。系统控制器23将切出的图像记录在记录介质27中。
抖动校正微计算机24是进行与像抖校正有关的控制的微计算机。抖动校正微计算机24从陀螺仪传感器25取得角速度信号，从系统控制器23取得更换镜头2的光学特性信息。抖动校正微计算机24根据所取得的角速度信号和光学特性信息对抖动校正部22进行控制，由此对像抖进行校正。例如，抖动校正微计算机24根据所取得的角速度信号和光学特性信息计算摄像面上的被摄体像的像抖的方向和像移动量。即，抖动校正微计算机24作为像抖检测传感器发挥功能。
抖动校正微计算机24根据计算出的像抖的方向和像移动量对抖动校正部22进行控制，以使摄像面在抵消像抖的方向上移动，由此对像抖进行校正。即，抖动校正微计算机24对通过光学系统11形成在摄像面上的被摄体像与摄像面的位置关系进行调整，由此对像抖进行校正。即，抖动校正微计算机24和抖动校正部22作为抖动校正致动器发挥功能。
陀螺仪传感器25检测伴随照相机主体3的姿态的变化而产生的照相机主体3的旋转运动作为角速度信号。更具体而言，陀螺仪传感器25检测与光学系统11的光轴垂直的第1方向即绕偏航轴(Yaw轴)的方向(偏航方向)的照相机主体3的姿态的变化、以及与光学系统11的光轴和偏航轴垂直的第2方向即绕俯仰轴(Pitch轴)的方向(俯仰方向)的照相机主体3的姿态的变化作为角速度信号。
抖动校正微计算机24作为姿态检测部发挥功能，其根据由陀螺仪传感器25检测到的角速度信号检测照相机主体3的姿态相对于预先设定的基准姿态的变化量即倾角。即，抖动校正微计算机24和陀螺仪传感器25作为检测倾角的姿态检测传感器发挥功能。例如，抖动校正微计算机24将输入摄像指示后最初进行曝光时的照相机主体3的姿态作为基准姿态，在多次曝光时的每次曝光时，检测倾角作为照相机主体3相对于基准姿态的变化量。
EVF26是显示各种画面的显示部。EVF26例如具有液晶显示器或有机EL显示器等显示装置。EVF26在显示装置中显示由系统控制器23生成的画面。由此，EVF26能够在显示装置中显示由摄像元件21拍摄的图像和设定用的菜单画面等。另外，EVF26也可以构成为，还具有设置在取景器目镜部内的目镜光学系统，经由目镜光学系统使用户视觉辨认显示装置。
记录介质27是记录图像文件的记录介质。记录介质27例如是存储卡。
操作部28具有由用户操作的操作部件。例如，操作部28具有释放按钮等作为操作部件。释放按钮是根据操作而将上述摄像指示提供给系统控制器23、用于使照相机主体3执行静态图像拍摄处理的按钮。进而，操作部28也可以具有用于对照相机主体3的动作模式或曝光控制等各种设定进行变更的按钮作为操作部件。例如，操作部28还可以具有用于对梯形校正的实施/不实施的设定、周边像抖校正拍摄的实施/不实施的设定、合成方法的设定和切出区域的尺寸的设定等进行变更的按钮作为操作部件。
接着，对抖动校正微计算机24进行详细说明。图8是示出抖动校正微计算机24的结构的例子的图。如图8所示，抖动校正微计算机24具有模拟数字转换器(ADC)41、基准值减法部42、乘法部43、积分部44和校正量输出部45。根据图8所示的结构，能够进行摄像面中的一个方向的像抖校正的控制。即，抖动校正微计算机24通过在进行像抖校正的每个方向上具有图8所示的结构，能够进行多个方向的像抖校正的控制。这里，为了简化说明，对抖动校正微计算机24的一个方向的像抖校正的控制进行说明。
ADC41将从陀螺仪传感器25输出的模拟的角速度信号转换为数字信号，输出数字的角速度信号。
基准值减法部42从由ADC41输出的角速度信号的值中减去角速度基准值。角速度基准值是照相机主体3静止时的角速度信号的值。通过从ADC41的输出中减去角速度基准值，基准值减法部42输出具有符号的角速度的值。此时，角速度的值的符号表示旋转方向。
乘法部43对基准值减法部42的输出(具有符号的角速度的值)乘以光学特性。具体而言，乘法部43通过对基准值减法部42的输出乘以与光学系统11的焦距对应的系数，计算摄像面中的像移动量和像的移动的方向。
积分部44通过对乘法部43的输出进行积分，计算每单位时间的像移动量。例如，积分部44根据曝光时间内的检测结果进行积分，由此计算曝光时间内产生的像移动量。
校正量输出部45生成用于使抖动校正部22进行动作以抵消被摄体像的像抖的驱动信号。即，校正量输出部45根据由积分部44计算出的像移动量，计算用于抵消像移动的摄像元件21的摄像面的驱动量，根据该驱动量生成用于驱动抖动校正部22的驱动信号并进行输出。驱动信号是包含用于驱动设置在抖动校正部22内的马达的驱动脉冲或基于抖动校正部22的像抖校正的目标驱动位置这样的信息在内的信号。
图9是示出进行周边像抖校正拍摄时的摄像装置1的动作的流程图。另外，在图9中，示出与周边像抖校正拍摄有关的动作，但是，并行执行与手抖校正有关的控制和测光等处理。系统控制器23在输入了摄像指示的情况下执行图9的处理。
系统控制器23判定是否实施周边像抖校正(步骤S11)。即，系统控制器23作为判定是否通过进行梯形校正来抑制周边像抖的梯形校正实施判定部发挥功能。例如，系统控制器23根据预先从LCU12取得的光学特性所表示的信息，判定是否实施周边像抖校正。具体而言，在预先从LCU12取得的光学特性示出比预先设定的焦距短的焦距、且射影方式是中心射影的情况下，系统控制器23判定为实施周边像抖校正。另外，也可以通过曝光控制部32进行测光，逐次计算合计曝光时间，在计算出的合计曝光时间比预先设定的容许曝光时间长的情况下，系统控制器23判定为实施周边像抖校正。容许曝光时间表示能够抑制曝光时的像抖的曝光时间。容许曝光时间可以是固定的，也可以由系统控制器23根据光学系统11的焦距进行计算。
另外，系统控制器23也可以构成为，根据光学特性所表示的焦距和射影方式中的至少一方，判定是否实施周边像抖校正。
在判定为实施周边像抖校正的情况下(步骤S11：是)，系统控制器23通过曝光控制部32和拍摄条件决定部33决定分割曝光时间和摄像张数作为曝光条件(步骤S12)。
图10是示出进行曝光条件决定处理时的摄像装置1的动作的流程图。例如，系统控制器23通过曝光控制部32进行自动曝光处理(AE处理)，由此计算合计曝光时间、摄像元件21的感光度和光圈值等(步骤S21)。
拍摄条件决定部33判断抖动校正部22的手抖校正是否有效(是否使手抖校正进行动作)(步骤S22)。在判断为抖动校正部22的手抖校正有效的情况下(步骤S22：是)，拍摄条件决定部33根据作为测光结果的亮度信息、由于手抖校正而引起的摄像面的移动量、光学系统11的焦距，计算手抖校正有效时的容许曝光时间，决定比该容许曝光时间短的分割曝光时间(步骤S23)。进而，拍摄条件决定部33根据合计曝光时间和分割曝光时间决定摄像张数(步骤S24)。
在判断为抖动校正部22的手抖校正不是有效的情况下(步骤S22：否)，拍摄条件决定部33根据测光结果即亮度信息和光学系统11的焦距，计算手抖校正无效时的容许曝光时间，决定比该容许曝光时间短的分割曝光时间(步骤S25)。进而，拍摄条件决定部33根据合计曝光时间和分割曝光时间决定摄像张数(步骤S24)。
如上所述，拍摄条件决定部33通过使手抖校正有效，能够延长容许曝光时间，能够减少摄像张数，因此，能够减轻梯形校正和合成的处理负荷。
接着，如图9所示，系统控制器23根据步骤S12的处理结果，通过摄像控制部31使摄像元件21执行曝光，进行影像读出(步骤S13)。即，摄像控制部31根据由拍摄条件决定部33决定的分割曝光时间使摄像元件21执行曝光，取得第1图像。并且，此时，系统控制器23取得由抖动校正微计算机24计算出的倾角。
系统控制器23将第1图像和该第1图像的曝光时的照相机主体3的倾角输入到梯形校正部34，通过梯形校正部34对第1图像进行梯形校正，取得第2图像(步骤S14)。
系统控制器23判定步骤S12中决定的摄像张数的摄像是否结束(步骤S15)。
系统控制器23在判定为步骤S12中决定的摄像张数的摄像未结束的情况下(步骤S15：否)，转移到步骤S13的处理。由此，系统控制器23取得与所决定的摄像张数对应的数量的第1图像，对所取得的第1图像进行梯形校正，取得第2图像。
图11示出通过图9和图10的流程而取得的图像的例子。图11的A示出通过多次的曝光而取得的多个第1图像的例子。图11的B示出对第1图像进行梯形校正后的多个第2图像的例子。
系统控制器23在判定为步骤S12中决定的摄像张数的摄像结束的情况下(步骤S15：是)，通过合成部35对所取得的多个第2图像进行合成，取得第3图像(步骤S16)。例如，合成部35使多个第2图像中的像中心位置对齐，按照各坐标，通过平均合成、相加合成或较亮合成对多个第2图像的像素的值进行合成，取得第3图像。图11的C示出对多个第2图像进行合成而得到的第3图像的例子。系统控制器23也可以构成为，在每次取得第1图像时，将第1图像校正为第2图像，在每次取得校正后的第2图像时，使用此前取得的多个第2图像生成第3图像，还可以构成为，在所决定的摄像张数的摄像完成后生成第3图像。
如图11的C所示，系统控制器23通过裁剪部36根据多个第2图像在第3图像上设定矩形状的切出范围，按照所设定的切出范围从第3图像中切出图像(步骤S17)，结束周边像抖校正处理。系统控制器23将由裁剪部36切出的图像数据转换为记录用的图像格式，由此生成记录用的图像文件，将图像文件记录在记录介质27中。
并且，在步骤S11中判定为不实施周边像抖校正的情况下(步骤S11：否)，系统控制器23进行通常的摄像处理(步骤S18)。
通过上述处理，如图11所示，摄像装置1能够取得适当抑制了图像周边的像抖的图像。
接着，对容许曝光时间的计算方法进行详细说明。
在设容易产生手抖的曝光时间为手抖极限秒时t、设光学系统11的实际焦距为f、设35mm相当换算的焦距为f35、设摄像元件21的摄像面的尺寸相对于35mm相当的倍率为α的情况下，手抖极限秒时t一般通过以下的数式4表示。
在设角度抖动为Δθ、设手抖极限秒时t的像抖量为Δλ、设从摄像面上的光学系统11的光学中心起的距离为λ、设手抖极限秒时t的摄像面的画面中心的像抖量为D的情况下，能够如以下的数式5那样表示像抖量Δλ与角度抖动Δθ之间的关系。
可以认为画面中心的像抖量D是能够容许手抖的极限的像抖量，所以，根据数式4和数式5，能够如以下的数式6那样表示角度抖动Δθ、像抖量D、手抖极限秒时t和倍率α的关系。
Δθ＝Dt/a …(数式6)
进而，通过将数式6代入数式3，得到以下的数式7。
Δλ＝Δλtλ2/af …(数式7)
针对手抖极限秒时t求解数式7，由此，得到表示从光学中心起的距离为λ的位置处的手抖极限秒时t的数式8。
t＝af/λ2 …(数式8)
根据该数式8，能够计算从光学中心起的距离为λ、焦距为f的情况下的手抖极限秒时t。
例如，根据以下的数式9，能够计算如下的容许曝光时间t0，该容许曝光时间t0是手抖校正无效、且从尺寸为17.3mm×13mm的摄像面的中心起的摄像面的对角长度的0.4倍的距离λ的位置处的像抖残余量收敛在与手抖极限秒时t相同程度的快门速度。
并且，根据上述数式8，能够如图12那样示出手抖校正有效的情况下的焦距与容许曝光时间之间的关系。根据上述数式8，例如，设焦距f为7mm、设距离λ为从尺寸为17.3mm×13mm的摄像面的中心起的摄像面的对角长度的0.4倍、设曝光时间(合计曝光时间)为1秒的情况下的容许曝光时间(像抖校正有效时)成为0.046729[sec]，摄像张数(像抖校正有效时)成为21.4张。
并且，在设手抖校正无效的情况下的周边部的最大像抖量为Δλ’的情况下，能够如以下的数式10那样表示。
Δλ′＝λ2Δθ/f+fΔθ …(数式10)
这里，可以认为在Δλ’和D相等的情况下，成为手抖校正无效的情况下的容许曝光时间t0’，所以，能够如以下的数式11那样表示数式10。
D＝Δλ′＝λ2Δθ/f+fΔθ …(数式11)
进而，通过在数式11中代入数式6，能够如以下的数式12那样表示数式11。
D＝Dt(λ2/f+f)/a …(数式12)
进而，通过对数式12进行变形，得到表示手抖校正无效的情况下的容许曝光时间t0’的以下的数式13。
例如，根据以下的数式14，能够计算用于使从尺寸为17.3mm×13mm的摄像面的中心起的摄像面的对角长度的0.4倍的距离λ的位置处的像抖量收敛在容许范围内的容许曝光时间t0’。
并且，根据上述数式14，能够如图13那样示出手抖校正无效的情况下的焦距与容许曝光时间之间的关系。
并且，根据上述数式14，例如，设焦距f为7mm、设距离λ为从尺寸为17.3mm×13mm的摄像面的中心起的摄像面的对角长度的0.4倍、设曝光时间(合计曝光时间)为1秒的情况下的容许曝光时间(像抖校正无效时)成为0.028249[sec]，摄像张数(像抖校正无效时)成为35.4张。
如上所述，拍摄条件决定部33在根据焦距进行合计曝光时间的曝光的情况下，预测从摄像面上的光学系统11的光学中心起的规定距离的位置处产生的被摄体像的移动量即像移动量。拍摄条件决定部33计算用于使像移动量收敛在预先设定的容许范围内的容许曝光时间。拍摄条件决定部33设定比容许曝光时间短的曝光时间作为连续曝光中的一次的曝光时间即分割曝光时间。另外，上述容许曝光时间的计算方法只不过是一例，可以通过任意方法进行计算。
接着，对梯形校正部34的梯形校正进行详细说明。
梯形校正部34根据以数字方式再现移位透镜的图像的技术，对第1图像进行梯形校正(坐标转换)。梯形校正部34根据分别取得多个第1图像时的倾角θ和光学系统11的焦距f进行梯形校正，取得多个第2图像。由此，梯形校正部34对由于照相机主体3的姿态的变化而在多个第1图像中分别产生的梯形畸变进行校正。
另外，在抖动校正部22不使摄像面位移的情况下，视场角中心与像中心位置(光轴)重合，所以，梯形校正部34将视场角中心作为像中心位置进行梯形校正。另一方面，在抖动校正部22使摄像面位移的情况下，梯形校正部34根据由于位移而移动的像中心位置进行梯形校正。
在设为以下的数式15的情况下，射影转换前后的坐标的关系成为以下的数式16。
f：焦距
射影转换前图像的坐标
射影转换后的坐标
射影转换后焦点面投影坐标 …(数式15)
R：照相机的旋转矩阵
照相机的平移移动量
R是针对偏航方向和俯仰方向的旋转矩阵，所以，在设偏航方向的倾角为θyaw、俯仰方向的倾角为θpitch的情况下，成为以下的数式17。
并且，在设画面上的基准点为以下的数式18的情况下，成为以下的数式19。
画面上的基准点：
以中心射影方式将该坐标投影到摄像面上时，如下所述。
该坐标(x”,y”)是对坐标(x,y)进行梯形校正后的坐标。
例如，在设焦距f＝7mm、偏航方向的倾角θyaw＝3.0deg、俯仰方向的倾角θpitch＝1.0deg、基准点(x,y)＝(0,0)的情况下，摄像面上的坐标P0(0,0)、坐标P1(3,4)、坐标P2(-4,-3)的梯形校正后的坐标P0”、坐标P1”、坐标P2”、成为坐标P0”(0,0)、坐标P1”(3.037,4.050)、坐标P2”(-3.910,-2.934)。
如上所述，第1实施方式的摄像装置1根据一次的摄像指示使摄像元件21进行多次曝光，取得与通过光学系统11形成在摄像面上的被摄体像对应的多个第1图像。摄像装置1在每次取得第1图像时，检测照相机主体3的姿态相对于基准姿态的变化量即倾角，其中，该基准姿态是将与光学系统11的光轴垂直的方向作为旋转轴的方向上的预先设定的姿态。摄像装置1根据多个第1图像中的每个第1图像的倾角和光学系统11的焦距等光学特性，对由于照相机主体3的姿态的变化而在多个第1图像间产生的梯形畸变进行梯形校正，取得多个第2图像。摄像装置1检测多个第2图像间的位置偏移量，根据检测到的位置偏移量使多个第2图像位置对齐，对多个第2图像进行合成，取得第3图像。根据这种结构，摄像装置1在对梯形畸变进行校正后对图像进行合成，所以，能够对倾角不同的图像进行合成。其结果，摄像装置1能够对图像进行合成，而不残余周边部的像抖。
(第2实施方式)
接着，对第2实施方式的摄像装置1进行说明。另外，第2实施方式的摄像装置1与图6所示的摄像装置1的不同之处在于照相机主体3的基准姿态的决定方法。
第2实施方式的摄像装置1的抖动校正微计算机24将输入摄像指示后最初进行曝光时的照相机主体3的姿态作为基准姿态，在多次曝光时的每次曝光时，检测倾角作为照相机主体3相对于基准姿态的变化量。进而，抖动校正微计算机24根据按照多个第1图像中的每个第1图像检测到的倾角的最大值和最小值，对基准姿态进行更新，根据更新后的基准姿态再次检测多个第1图像中的每个第1图像的倾角。抖动校正微计算机24将再次检测到的倾角输入到系统控制器23。该情况下，梯形校正部34根据按照多个第1图像中的每个第1图像再次检测到的倾角θ和光学系统11的焦距f进行梯形校正，取得多个第2图像。
图14是示出第2实施方式的进行周边像抖校正拍摄时的摄像装置1的动作的流程图。另外，在图14中，示出与周边像抖校正拍摄有关的动作，但是，并行执行与手抖校正有关的控制和测光等处理。系统控制器23在输入了摄像指示的情况下执行图14的处理。
系统控制器23判定是否实施周边像抖校正(步骤S31)。
在判定为实施周边像抖校正的情况下，系统控制器23通过曝光控制部32和拍摄条件决定部33决定分割曝光时间和摄像张数作为曝光条件(步骤S32)。
接着，系统控制器23根据步骤S32的处理结果，通过摄像控制部31使摄像元件21执行曝光，进行影像读出(步骤S33)。
系统控制器23将第1图像和该第1图像的曝光时的照相机主体3的倾角对应起来进行记录(步骤S34)。
系统控制器23判定步骤S32中决定的摄像张数的摄像是否结束(步骤S35)。
系统控制器23在判定为步骤S32中决定的摄像张数的摄像未结束的情况下(步骤S35：否)，转移到步骤S33的处理。由此，系统控制器23取得与所决定的摄像张数对应的数量的第1图像。
系统控制器23在判定为步骤S32中决定的摄像张数的摄像结束的情况下(步骤S35：是)，根据多个第1图像中的每个第1图像的倾角对基准姿态进行更新，根据更新后的基准姿态对多个第1图像中的每个第1图像的倾角进行更新(步骤S36)。例如，拍摄条件决定部33根据多个第1图像中的每个第1图像的倾角的平均值或中央值等中心倾向，对照相机主体3的基准姿态进行更新。拍摄条件决定部33根据更新后的照相机主体3的基准姿态，对多个第1图像中的每个第1图像的倾角进行更新。
系统控制器23将多个第1图像和由拍摄条件决定部33更新后的多个第1图像中的每个第1图像的倾角输入到梯形校正部34，通过梯形校正部34对第1图像进行梯形校正，取得多个第2图像(步骤S37)。
系统控制器23对所取得的多个第2图像进行合成，取得第3图像(步骤S38)。例如，合成部35使多个第2图像中的像中心位置对齐，按照各坐标，通过平均合成、相加合成或较亮合成对多个第2图像的像素的值进行合成，取得第3图像。
系统控制器23通过裁剪部36根据多个第2图像在第3图像上设定矩形状的切出范围，按照所设定的切出范围从第3图像中切出图像(步骤S39)，结束周边像抖校正处理。系统控制器23将由裁剪部36切出的图像数据转换为记录用的图像格式，由此生成记录用的图像文件，将图像文件记录在记录介质27中。
并且，在步骤S31中判定为不实施周边像抖校正的情况下(步骤S31：否)，系统控制器23进行通常的摄像处理(步骤S40)。
图15示出通过图14的流程而取得的图像的例子。图15的A示出通过多次的曝光而取得的多个第1图像的例子。图15的B示出将通过上述步骤更新后的基准姿态作为基准而对多个第1图像进行了梯形校正的情况下的多个第2图像的例子。图15的C示出对多个第2图像进行合成而得到的第3图像的例子。
根据上述实施方式，系统控制器23在对第1图像进行梯形校正并取得第2图像之前，根据取得多个第1图像时的照相机主体3的姿态的中心倾向决定基准姿态，根据所决定的基准姿态分别对多个第1图像进行梯形校正，取得第2图像。由此，与将最初曝光时的摄像装置1的姿态作为基准姿态来进行梯形校正的第1实施方式相比，能够减小由于梯形校正而引起的各个图像的变形。其结果，能够进一步减小第2图像中包含的不存在图像的区域。因此，如图15的C所示，与第1实施方式相比，第2实施方式的摄像装置1能够设定更大的切出范围。
(第3实施方式)
接着，对第3实施方式的摄像装置1进行说明。另外，第3实施方式的摄像装置1与图6所示的摄像装置1的不同之处在于曝光条件的决定方法和图像处理的步骤。
第3实施方式的摄像装置1进行如下的所谓实时取景B门(bulb)拍摄：在从输入作为摄像指示的摄像开始指示起到输入作为摄像指示的摄像结束指示为止的期间内，以规定的曝光时间使摄像元件21进行多次曝光，取得多个第1图像，对多个第1图像进行梯形校正，取得多个第2图像，在每次取得第2图像时，对此前取得的多个第2图像进行合成，取得合成图像。
图16和图17是示出第3实施方式的进行周边像抖校正并进行实时取景B门拍摄时的摄像装置1的动作的流程图。在图16和图17中，示出与实时取景B门拍摄有关的动作，但是，并行执行与手抖校正有关的控制和测光等处理。系统控制器23在输入了摄像开始指示的情况下执行图16的处理。
系统控制器23通过曝光控制部32和拍摄条件决定部33决定分割曝光时间作为曝光条件(步骤S51)。
如图17所示，拍摄条件决定部33判断抖动校正部22的手抖校正是否有效(步骤S61)。在判断为抖动校正部22的手抖校正有效的情况下(步骤S61：是)，拍摄条件决定部33根据由于手抖校正而引起的摄像面的移动量和光学系统11的焦距，计算手抖校正有效时的容许曝光时间，决定比该容许曝光时间短的分割曝光时间(步骤S62)。
并且，在判断为抖动校正部22的手抖校正无效的情况下(步骤S61：否)，拍摄条件决定部33根据光学系统11的焦距计算手抖校正无效时的容许曝光时间，决定比该容许曝光时间短的分割曝光时间(步骤S63)。
接着，系统控制器23根据步骤S51的处理结果，通过摄像控制部31使摄像元件21执行曝光，进行影像读出(步骤S52)。
系统控制器23将第1图像和该第1图像的曝光时的照相机主体3的倾角对应起来进行记录(步骤S53)。
系统控制器23判定是否需要对所取得的第1图像进行梯形校正(步骤S54)。例如，系统控制器23根据预先从LCU12取得的光学特性所表示的信息判定是否需要进行梯形校正。具体而言，在预先从LCU12取得的光学特性示出比预先设定的焦距短的焦距、且射影方式是中心射影的情况下，系统控制器23判定为需要进行梯形校正。
系统控制器23在判定为需要对所取得的第1图像进行梯形校正的情况下(步骤S54：是)，将第1图像和每个第1图像的倾角输入到梯形校正部34，通过梯形校正部34对第1图像进行梯形校正，取得第2图像(步骤S55)。并且，系统控制器23在判定为不需要对所取得的第1图像进行梯形校正的情况下(步骤S54：否)，转移到步骤S56的处理。
使输入摄像开始指示后取得的多个第2图像位置对齐并进行合成，取得第3图像(步骤S56)。即，系统控制器23在每次取得第2图像时，通过合成部35合成多个第2图像，取得第3图像，其中，该多个第2图像是对开始多次曝光后取得的多个第1图像进行梯形校正而得到的。该情况下，合成部35通过相加合成或较亮合成对多个第2图像进行合成，取得第3图像。另外，系统控制器23也可以将第3图像转换为用于显示在EVF26中的显示用的图像格式，将其显示在EVF26中。
另外，在步骤S54中判定为不需要对第1图像进行梯形校正的情况下，合成部35检测多个第1图像间的位置偏移量，根据检测到的位置偏移量使多个第1图像位置对齐，对多个第1图像进行合成，取得第3图像。进而，合成部35也可以构成为，在第1图像和第2图像混合的状态下进行合成，取得第3图像。
系统控制器23判断是否输入了摄像结束指示(步骤S57)。例如，系统控制器23在输入了摄像结束指示的情况下，判断为结束摄像。
在未输入摄像结束指示的情况下(步骤S57：否)，系统控制器23判断抖动校正部22的抖动校正中使用的像移动量是否成为预先设定的阈值以上(步骤S58)。即，系统控制器23作为判断像移动量是否达到抖动校正部22能够校正的校正极限的校正极限判定部发挥功能。在判断为像移动量不是预先设定的阈值以上的情况下(步骤S58：否)，系统控制器23转移到步骤S52，继续进行实时取景B门拍摄。
在输入了摄像结束指示的情况下(步骤S57：是)、或判断为像移动量为预先设定的阈值以上的情况下(步骤S58：是)，系统控制器23判断为结束实时取景B门拍摄，转移到步骤S59的处理。
系统控制器23在最后取得的第3图像上设定矩形状的切出范围，按照所设定的切出范围从第3图像中切出图像(步骤S59)，结束实时取景B门拍摄。系统控制器23将由裁剪部36切出的图像数据转换为记录用的图像格式，由此生成记录用的图像文件，将图像文件记录在记录介质27中。
根据上述实施方式，系统控制器23在每次取得第1图像时进行梯形校正，取得第2图像，在每次取得第2图像时对输入摄像开始指示后取得的多个第2图像进行合成，取得第3图像。由此，能够在适当校正了梯形畸变的状态下执行实时取景B门拍摄。其结果，能够进一步提高用户的便利性。
另外，系统控制器23也可以构成为，在对多个第2图像进行合成时进行相加合成，在通过相加合成而合成的第3图像成为适当曝光的情况下，判断为结束实时取景B门拍摄。进而，系统控制器23也可以构成为，以在对多个第2图像进行合成时进行平均合成或较亮合成为前提，进行曝光以使得多次曝光的每张图像成为适当曝光，由此得到慢速快门的效果。
(第4实施方式)
图18示出第4实施方式的摄像装置1A的结构例。另外，对与第1实施方式相同的结构标注相同参照标号并省略详细说明。
摄像装置1A未搭载像抖校正装置，通过使摄像面上的记录图像的区域即有效区域位移，抑制多个图像间的被摄体像的像抖。摄像装置1A具有更换镜头2和照相机主体3A。摄像装置1A分别对根据一次的摄像指示以比根据测光结果等决定的曝光时间短的曝光时间进行多次曝光而取得的多个图像进行梯形校正，对梯形校正后的图像进行合成，由此，执行像抖校正和适当抑制畸变的周边像抖校正拍摄。
照相机主体3A具有摄像元件21、系统控制器23A、电子实时取景器(EVF)26、记录介质27和操作部28。
与系统控制器23同样，系统控制器23A是包含CPU和存储器等、并对照相机主体3A的动作进行控制的控制器。例如，系统控制器23A读出由摄像元件21得到的图像数据，对所读出的图像数据实施显示或记录所需要的各种图像处理。并且，系统控制器23A对更换镜头2的LCU12指示曝光调整用的光圈的驱动和焦点调整用的镜头的驱动。并且，系统控制器23A进行EVF26中的图像显示的控制、在记录介质27中记录图像文件的控制、根据操作部28的操作来切换动作模式的控制、以及拍摄动作的开始或结束的控制等。
并且，系统控制器23A从更换镜头2取得光学特性信息。例如，系统控制器23A通过在起动时和/或定期地从更换镜头2取得光学特性信息，逐次识别更换镜头2的光学特性。
系统控制器23A具有摄像控制部31、曝光控制部32、拍摄条件决定部33、梯形校正部34、合成部35、裁剪部36和抖动检测部37A。
抖动检测部37A根据通过基于一次的摄像指示进行的多次曝光而取得的多个第1图像，计算多个第1图像间的像移动量。抖动检测部37A例如通过在多个第1图像间进行模式匹配，检测多个第1图像间的像移动量。抖动检测部37A根据检测到的像移动量和光学特性所表示的光学系统11的焦距，计算将拍摄了多个第1图像中的一个第1图像时的照相机主体3A的姿态作为基准姿态的情况下的各第1图像的摄像时的倾角。即，抖动检测部37A计算相对于照相机主体3A的姿态为基准姿态的情况下的第1图像的像移动量，根据计算出的像移动量和光学系统11的焦距，计算照相机主体3A的姿态相对于基准姿态的变化量即倾角。
梯形校正部34根据由抖动检测部37A计算出的第1图像的摄像时的倾角对第1图像进行梯形校正，取得第2图像。
图19和图20是示出进行周边抖动校正拍摄时的摄像装置1A的动作的流程图。另外，在图19和图20中，示出与周边抖动校正拍摄有关的动作，但是，并行执行与手抖校正有关的控制和测光等处理。系统控制器23A在输入了摄像指示的情况下执行图19和图20的处理。
系统控制器23A判定是否实施周边抖动校正(步骤S71)。
在判定为实施周边抖动校正的情况下(步骤S71：是)，系统控制器23A通过曝光控制部32和拍摄条件决定部33决定分割曝光时间和摄像张数作为曝光条件(步骤S72)。
图20是示出进行曝光条件决定处理时的摄像装置1A的动作的流程图。例如，系统控制器23A通过曝光控制部32进行自动曝光处理(AE处理)，由此计算合计曝光时间、摄像元件21的感光度和光圈值等(步骤S81)。
拍摄条件决定部33根据测光结果即亮度信息和光学系统11的焦距，计算手抖校正有效时的容许曝光时间，决定比该容许曝光时间短的分割曝光时间(步骤S82)。
进而，拍摄条件决定部33根据合计曝光时间和分割曝光时间决定摄像张数(步骤S83)。
接着，如图19所示，系统控制器23A根据步骤S72的处理结果，通过摄像控制部31使摄像元件21执行曝光，进行影像读出(步骤S73)。
系统控制器23A通过抖动检测部37A计算第1图像中的像移动量和取得第1图像时的照相机主体3A的倾角(步骤S74)。例如，抖动检测部37A将通过多次曝光中的最初曝光而取得的第1图像作为基准来计算像移动量。进而，抖动检测部37A按照每个第1图像计算相对于取得通过多次曝光中的最初曝光而取得的第1图像时的照相机主体3A的姿态的倾角。
系统控制器23A将第1图像和根据多个第1图像计算出的倾角输入到梯形校正部34，通过梯形校正部34对第1图像进行梯形校正，取得第2图像(步骤S75)。
系统控制器23A判定步骤S72中决定的摄像张数的摄像是否结束(步骤S76)。
系统控制器23A在判定为步骤S72中决定的摄像张数的摄像未结束的情况下(步骤S76：否)，转移到步骤S73的处理。
系统控制器23在判定为步骤S72中决定的摄像张数的摄像结束的情况下(步骤S76：是)，通过合成部35对所取得的多个第2图像进行合成，取得第3图像(步骤S77)。
系统控制器23A通过裁剪部36根据多个第2图像在第3图像上设定矩形状的切出范围，按照所设定的切出范围从第3图像中切出图像(步骤S78)，结束周边像抖校正处理。系统控制器23A将由裁剪部36切出的图像数据转换为记录用的图像格式，由此生成记录用的图像文件，将图像文件记录在记录介质27中。
如上所述，第4实施方式的摄像装置1A根据多个第1图像计算拍摄各第1图像时的照相机主体3A的倾角。摄像装置1A根据倾角对第1图像进行梯形校正，取得第2图像，对多个第2图像进行合成，取得第3图像。这样，在不具有陀螺仪传感器等的情况下，摄像装置1A也能够根据连续取得的多个第1图像计算取得各第1图像时的照相机主体3A的倾角，所以，能够适当校正梯形畸变。其结果，摄像装置1A能够对图像进行合成，而不残余周边部的像抖。
另外，上述各实施方式中说明的功能不限于使用硬件构成，也可以使用软件使计算机读入记载了各功能的程序来实现。并且，各功能也可以适当选择软件、硬件中的任意一方来构成。
另外，本发明不限于上述实施方式，能够在实施阶段在不脱离其主旨的范围内对结构要素进行变形而具体化。并且，通过上述实施方式所公开的多个结构要素的适当组合，能够形成各种发明。例如，可以从实施方式所示的全部结构要素中删除若干个结构要素。进而，可以适当组合不同实施方式的结构要素。

Claims (15)

1.一种摄像装置，其具有：
摄像元件，其具有排列有将光转换为电信号的像素的摄像面；
主体，其保持所述摄像元件；
信息取得部，其取得在所述摄像面上形成被摄体像的摄像光学系统的光学特性；
摄像控制部，其根据摄像指示使所述摄像元件进行多次曝光，取得与通过所述摄像光学系统形成在所述摄像面上的被摄体像对应的多个第1图像；
姿态检测部，其在每次进行曝光时，检测所述主体的姿态相对于基准姿态的变化量即倾角，其中，该基准姿态是将与所述摄像光学系统的光轴垂直的方向作为旋转轴的方向上的预先设定的姿态；
梯形校正部，其通过基于与各个所述第1图像对应的所述倾角和所述光学特性的梯形校正，对由于所述主体的姿态的变化而在多个所述第1图像中分别产生的梯形畸变进行校正，生成多个第2图像；以及
合成部，其对多个所述第2图像进行合成，生成第3图像。
2.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，
所述姿态检测部将输入所述摄像指示后最初进行曝光时的所述主体的姿态作为所述基准姿态，检测所述倾角。
3.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，
所述姿态检测部根据按照多个所述第1图像中的每个所述第1图像检测到的倾角的最大值和最小值，对所述基准姿态进行更新，根据更新后的所述基准姿态再次检测多个所述第1图像中的每个所述第1图像的所述倾角。
4.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，
所述光学特性至少包含所述摄像光学系统的焦距，
所述摄像装置还具有：
曝光控制部，其根据形成在所述摄像面上的被摄体像测定表示所述被摄体像的明亮度的亮度信息，根据所述亮度信息决定合计曝光时间；以及
拍摄条件决定部，其根据所述焦距决定一次的曝光时间即分割曝光时间，
所述摄像控制部进行多次与所述分割曝光时间对应的时间的曝光，取得多个所述第1图像。
5.根据权利要求4所述的摄像装置，其中，
所述拍摄条件决定部根据所述合计曝光时间和所述分割曝光时间决定摄像张数，
所述摄像控制部进行与所述摄像张数对应的次数的与所述分割曝光时间对应的时间的曝光，取得多个所述第1图像。
6.根据权利要求5所述的摄像装置，其中，
所述拍摄条件决定部将所述合计曝光时间除以所述分割曝光时间来决定所述摄像张数。
7.根据权利要求4所述的摄像装置，其中，
所述拍摄条件决定部在根据所述焦距进行所述合计曝光时间的曝光的情况下，预测在所述摄像面上从像中心位置起的规定距离的位置处产生的被摄体像的移动量即像移动量，计算用于使所述像移动量收敛在预先设定的容许范围内的曝光时间作为所述分割曝光时间，其中，该像中心位置是图像上的与所述摄像光学系统的光轴对应的位置。
8.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，
所述合成部对多个所述第2图像进行使像中心位置一致的处理来进行位置对齐，通过按照各坐标对多个所述第2图像的像素的输出值进行平均的平均合成对多个所述第2图像进行合成，取得所述第3图像，其中，该像中心位置是图像上的与所述摄像光学系统的光轴对应的位置。
9.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，
所述合成部对多个所述第2图像进行使像中心位置一致的处理来进行位置对齐，通过按照各坐标对多个所述第2图像的像素的输出值进行相加的相加合成对多个所述第2图像进行合成，取得所述第3图像，其中，该像中心位置是图像上的与所述摄像光学系统的光轴对应的位置。
10.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，
所述合成部对多个所述第2图像进行使像中心位置一致的处理来进行位置对齐，通过按照各坐标对多个所述第2图像的像素的输出值进行比较而采用更亮的值的较亮合成对多个所述第2图像进行合成，取得所述第3图像，其中，该像中心位置是图像上的与所述摄像光学系统的光轴对应的位置。
11.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，
所述摄像控制部在从输入作为所述摄像指示的摄像开始指示起到输入作为所述摄像指示的摄像结束指示为止的期间内，以规定的曝光时间使所述摄像元件进行多次曝光，取得多个所述第1图像，
所述梯形校正部在每次取得所述第1图像时，对所述第1图像进行梯形校正而取得所述第2图像，
所述合成部在每次取得所述第2图像时，通过相加合成或较亮合成对输入所述摄像开始指示后取得的多个所述第2图像进行合成，取得所述第3图像。
12.根据权利要求11所述的摄像装置，其中，
所述光学特性至少包含所述摄像光学系统的焦距，
所述摄像装置还具有：
像抖检测部，其根据所述焦距和所述倾角检测所述摄像面上的所述被摄体像的曝光中的像移动量；
像抖校正部，其根据所述像移动量对所述被摄体像与所述摄像面的位置关系进行调整；以及
校正极限判定部，其判定所述像移动量是否为预先设定的阈值以上，在判定为所述像移动量为预先设定的阈值以上的情况下，对所述摄像控制部输入所述摄像结束指示。
13.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，
所述光学特性包含所述摄像光学系统的焦距和射影方式，
所述摄像装置还具有梯形校正实施判定部，该梯形校正实施判定部根据所述焦距和射影方式中的至少一方判定是否进行所述梯形校正，
在所述梯形校正实施判定部判定为不进行所述梯形校正的情况下，所述合成部对多个所述第1图像进行合成，取得所述第3图像。
14.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，
所述姿态检测部在多个所述第1图像之间进行模式匹配，根据模式匹配的结果来检测多个所述第1图像之间的所述倾角的变化。
15.一种摄像方法，其由摄像装置来执行，该摄像装置具有：摄像元件，其具有排列有将光转换为电信号的像素的摄像面；主体，其保持所述摄像元件；以及摄像光学系统，其在所述摄像面上形成被摄体像，其中，所述摄像方法具有以下步骤：
信息取得步骤，取得所述摄像光学系统的光学特性；
摄像控制步骤，根据摄像指示使所述摄像元件进行多次曝光，取得与通过所述摄像光学系统形成在所述摄像面上的被摄体像对应的多个第1图像；
姿态检测步骤，在每次进行曝光时，检测所述主体的姿态相对于基准姿态的变化量即倾角，其中，该基准姿态是将与所述摄像光学系统的光轴垂直的方向作为旋转轴的方向上的预先设定的姿态；
梯形校正步骤，通过基于与各个所述第1图像对应的所述倾角和所述光学特性的梯形校正，对由于所述主体的姿态的变化而在多个所述第1图像中分别产生的梯形畸变进行校正，生成多个第2图像；以及
合成步骤，对多个所述第2图像进行合成，生成第3图像。
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