JP2000224461A - カメラシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＣＣＤ等の撮像素子を用いて複数の画像を撮
像し、先に画像を撮像してから後に画像を撮像するまで
の間のカメラの移動による画像の動きを補正しうるカメ
ラシステムにおいて、画像データの補正処理を簡単かつ
迅速に処理する。 【解決手段】 実画面サイズよりも大きな有効領域を有
する撮像素子により画像を撮像し、基準時点から画像を
撮像するまでの間のカメラの移動量を検出して、光軸
（Ｚ軸）に直交する２軸（Ｘ軸、Ｙ軸）回りの回転振れ
補正は画像データ読み出し範囲を移動させることにより
行い、光軸（Ｚ軸）回りの回転振れ補正は画像データの
回転処理により行うか、あるいはアフィン変換を用いて
Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸回りの回転振れ補正を同時に行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＣＤ(Charge Co
upled Device)等の撮像素子を用い、手振れ補正可能な
ディジタルカメラやビデオカメラ等のカメラシステムに
関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、特開平６−１４１２２８号公報
に示されているように、ＣＣＤ等の固体撮像素子を用い
たディジタルカメラを用いて被写体を分割撮像し、撮像
した各画像をつなぎ合わせることにより、撮像素子の見
かけの解像度を向上させる方法が提案されている。

【０００３】また、従来からビデオカメラの分野におい
ては、撮影者の動きによるカメラの移動（カメラ振れ）
を検出し、撮像素子により撮像した画像データをカメラ
の移動と逆の方向にシフトさせて、モニタ画面上に再生
される映像上の手振れを補正することが行われている。

【０００４】上記いずれのカメラシステムにおいても、
例えば角速度センサ等を用いて撮像素子の縦方向（垂直
方向又はＹ軸方向）及び横方向（水平方向又はＸ軸方
向）におけるカメラの移動方向及び移動量を検出し、撮
像素子により撮像した画像データの読み出し位置を補正
している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】手振れの成分は、撮像
素子の縦方向及び横方向だけでなく、撮像光学系の光軸
（Ｚ軸）回りの回転成分も含まれる。しかしながら、従
来のビデオカメラにおいては、撮像素子の縦方向及び横
方向のみの手振れ補正され、光軸回りの回転振れは補正
されていなかった。また、特開平６−１４１２２８号公
報に示されたディジタルカメラでは、連続して撮像され
た２つの画像のうち、被写体の同じ部分の相関をとり、
複数の動きベクトルを用いて画像の回転中心、回転量及
び平行移動量をソフトウエア的に演算処理より求めてい
た。そのため、画像データの補正処理が複雑になると共
に、演算時間が長くなると言う問題点を有していた。

【０００６】本発明は、上記従来例の問題点を解決する
ためになされたものであり、複数の画像を撮像し、先に
画像を撮像してから後に画像を撮像するまでの間のカメ
ラの移動による画像の動きを補正しうるカメラシステム
において、画像データの補正処理を簡単、かつ迅速に処
理することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のカメラシステムは、基準時点から画像を撮
像するまでの間のカメラの移動量を検出して、撮像素子
から画像データを読み出す範囲を補正しうるカメラシス
テムであって、画像データの補正は、撮像光学系の光軸
を座標軸の１つとする直交座標系の各軸回りの回転振れ
補正であり、光軸回りの回転振れと、光軸に直交する２
軸回りの回転振れとをアフィン変換により同時に補正す
ることを特徴とする。

【０００８】上記構成において、補正前の画素データの
座標を（Ｘｉ，Ｙｉ）、補正後の座標を（Ｘｏ，Ｙ
ｏ）、Ｘ軸方向の画像読み出し位置をｐｘ、Ｙ軸方向の
画像読み出し位置をｐｙ、Ｚ軸回りの画像回転量をｄｅ
ｇｚとして、以下の補正式

【０００９】

【数２】

【００１０】に基づいてアフィン変換を行うように構成
しても良い。

【００１１】また、前記撮像素子は実画面サイズよりも
大きな有効領域を有し、画像データ読み出し範囲を実画
面サイズよりも大きくするように構成しても良い。

【００１２】また、基準時点から画像を撮像するまでの
時間に応じて、画像データ読み出し範囲を変化させるよ
うに構成しても良い。

【００１３】また、複数の画像データを同時に記憶可能
であり、１つの基準画像データ以外の画像データを圧縮
して、前記基準画像データ容量よりも小さい容量の一時
記憶領域に記憶し、撮像条件に応じて少なくとも圧縮方
法及び圧縮率のいずれか一方を変更するように構成して
も良い。

【００１４】また、前記撮像条件は、少なくとも被写体
輝度、撮像回数、画像データ読み出し範囲、基準時点か
ら画像を撮像するまでの時間のいずれかであるように構
成しても良い。

【００１５】また、前記複数の画像データを用いて１つ
の画像を合成するように構成しても良い。

【００１６】また、前記複数の画像データは、被写体の
略同一部分を複数回撮像して得られたものであるように
構成しても良い。

【００１７】また、各画像データは、手振れ限界積分時
間又はそれよりも短い積分時間で撮像されるように構成
しても良い。

【００１８】また、第２回目以降に撮像された画像デー
タの読み出し範囲を徐々に拡大するように構成しても良
い。

【００１９】また、最初の画像データを撮像してから第
２回目以降の画像データを撮像するまでのカメラの移動
量及び移動方向に応じて、画像データ読み出し範囲の中
心を順次移動させるように構成しても良い。

【００２０】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）本発明のカメ
ラシステムの第１の実施形態について、図面を参照しつ
つ説明する。まず、第１の実施形態であるディジタルカ
メラの構成及び各構成要素の配置を図１に示す。

【００２１】カメラボディ１００の中央部には撮像レン
ズ２００が設けられている。撮像レンズ２００は特に限
定されず、カメラボディ１００に対して交換可能であっ
ても良いし、固定されていても良い。また、撮像レンズ
２００の光学系２０１も特に限定されず、ズームレンズ
等のような焦点距離可変式のもの、焦点距離が固定され
たもの（単焦点レンズ）、焦点調節可能なもの、焦点が
固定されたもの、自動焦点調節可能なもの等、いずれで
あっても良い。

【００２２】撮像レンズ２００の光学系２０１光軸Ｚ
（Ｚ軸と称する場合もある）上で、かつ光学系２０１の
焦点位置近傍にはＣＣＤ等の固体撮像素子１１０が設け
られている。図３に示すように、撮像素子１１０は、例
えば手振れ補正機能を有するビデオカメラ等に用いられ
ているタイプのものであって、図中一点鎖線で示す実画
面サイズ（記録画像サイズ）よりも、実線で示すように
上下左右各方向に所定サイズだけ大きい有効領域を有
し、かつ任意の範囲を指定して画素データの出力が可能
である。なお、図中の数値は撮像素子１１０の画素数の
一例を表す。近年の固体撮像素子の高画素密度化に対応
して、１５０万画素以上の画素数を有するＣＣＤを用い
ている。また、後述するように、画像データを補正する
際、Ｚ軸回りに画像データを回転させる必要があるた
め、図中点線で示すように、実画面サイズよりも若干広
い範囲を画像データとして読み出す。

【００２３】露光量調節に関しては、専ら撮像素子１１
０による電荷蓄積時間（積分時間）調節により行う。な
お、被写体輝度が一定以上の場合には、光学系２０１中
にＮＤフィルタを挿入するように構成しても良いし、機
械的な絞りを設けても良い。

【００２４】カメラボディ１００の上面で、かつ撮影者
から見て右端近傍には、シャッタレリーズボタン１０１
が設けられている。シャッターレリーズボタン１０１に
は、例えば２段式スイッチＳ１及びＳ２が設けられてお
り、第１スイッチＳ１は、撮影者がシャッターレリーズ
ボタン１０１に指を載せた状態又は途中までシャッター
レリーズボタン１０１を押し込んだ状態でオンする。ま
た、第２スイッチＳ２は、シャッターレリーズボタン１
０１を最後まで押し込んだ状態でオンする。

【００２５】カメラボディ１００には、撮像レンズ２０
０の光学系２０１の光軸をＺ軸とする直交座標系のＸ軸
（水平軸に対応）、Ｙ軸（垂直軸に対応）及びＺ軸回り
の回転振れ量を検出するためのＸ軸角速度センサ１２
１、Ｙ軸角速度センサ１２２、Ｚ軸角速度センサ１２３
が設けられている。角速度センサ１２１，１２２，１２
３としては、例えば圧電素子を用いたジャイロ等を使用
することができる。

【００２６】また、カメラボディ１００には、液晶表示
素子等を用いたモニタ装置１３０やメモリカードやフロ
ッピーディスク等の記録媒体１４１に画像データを記録
するための記録装置１４０、ＣＰＵやメモリ等で構成さ
れた制御回路１５０が設けられている。モニタ装置１３
０は、専らビューファインダーとして使用され、またカ
メラボディ１００の大きさに制限されるので、例えば２
インチサイズで約８万画素程度の液晶表示素子を用い
る。

【００２７】制御回路１５０のブロック構成を図２に示
す。制御回路１５０は、被写体輝度を測定するためのシ
リコンフォトダイオード等からなる測光センサ３０１を
有する。測光センサ３０１は、撮像レンズ２００を透過
し、撮像素子１１０上に結像される被写体像の光量を測
定する、いわゆるＴＴＬ方式のものであっても良いし、
直接被写体からの光を測定するいわゆる外光式のもので
あっても良い。測光センサ３０１の出力は積分時間演算
部３０２に入力され、撮像素子１１０による適正積分時
間Ｔ１及び手振れ限界積分時間Ｔ０が演算される。適正
積分時間Ｔ１及び手振れ限界積分時間Ｔ０が演算される
と、これらのデータが撮像回数設定部３０３に入力さ
れ、複数回撮像する必要があるか否か及び複数回撮像す
る場合の撮像回数が演算され、後述する全体制御部３０
０に出力される。手振れ限界積分時間Ｔ０については後
述する。

【００２８】全体制御部３００は、第１の実施形態のデ
ィジタルカメラ全体のシーケンスを制御するものであ
り、積分時間演算部３０２により演算された適正積分時
間Ｔ１、手振れ限界積分時間Ｔ０及び撮像回数設定部３
０３により設定された撮像回数を用いて撮像素子駆動部
３０４を制御する。撮像素子駆動部３０４は、撮像素子
（ＣＣＤ）１１０に対して積分開始信号及び積分終了信
号等を出力する。積分開始信号と積分終了信号を出力す
るタイミングにより、撮像素子１１０の積分時間が制御
される。撮像素子１１０の積分が完了すると、画像デー
タ読出部３０５は撮像素子１１０に対して各画素に蓄積
された電荷を転送するための駆動信号を入力し、撮像素
子１１０から画像データを読み出す。

【００２９】画像データ補正部３０６は、撮像回数設定
部３０３により複数回の撮像が設定された場合に、画像
データ読出部３０５から出力された第２回目以降の撮像
データに対して、最初の撮像から第２回目以降の各回の
撮像までの間の画像データの補正する。画像データの補
正方法に関しては後述する。

【００３０】画像データ蓄積部３０７は、撮像回数設定
部３０３により複数回の撮像が設定された場合に、画像
データ読出部３０５から出力された最初の画像データの
上に、画像データ補正部３０６により補正された第２回
目以降の画像データを加算する。すなわち、第１の実施
形態では、第２回目以降の画像が撮像されるごとに画像
データを補正し、補正された画像データを加算する。画
像データ蓄積部３０７は、所定回数撮像された画像デー
タの加算を完了すると、加算したデータを最終画像デー
タとして、画像データ処理部３０８及び記録装置１４０
に出力する。

【００３１】画像データ処理部３０８は、画像データ蓄
積部３０７により蓄積された最終画像データをモニタ装
置１３０上に再生するためにＮＴＳＣ信号やＰＡＬ信号
に変換し、モニタ装置１３０に出力する。また、記録装
置１４０は、最終画像データをメモリカードやフロッピ
ーディスク等の記録媒体１４１に記録し、保存する。

【００３２】また、圧電素子を用いたジャイロであるＸ
軸角速度センサ１２１、Ｙ軸角速度センサ１２２、Ｚ軸
角速度センサ１２３には、それぞれ積分機能及び周波数
フィルタ機能等を有するＸ軸検出処理回路３０９、Ｙ軸
検出回路３１０、Ｚ軸検出回路３１１が接続されてい
る。各検出回路３０９〜３１１からのアナログ出力は手
振れ検出部３１２に入力され、Ａ／Ｄ変換された後、そ
れぞれ時系列に比較され、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸周りの回
転振れ量として検出され、全体制御部３００に入力され
る。全体制御部３００は、手振れ検出部３１２からの各
軸回りの回転振れ量を用いて、画像データ補正部３０６
による手振れ補正を制御する。

【００３３】次に、手振れ限界積分時間Ｔ０について説
明する。例えば、１３５サイズ銀塩フィルムを用いたカ
メラでは、手振れ限界積分時間に相当する手振れ限界シ
ャッタ速度として、撮像光学系の焦点距離ｆの逆数であ
る１／ｆの値を用いている。例えば、焦点距離ｆ＝３０
ｍｍの場合、手振れ限界シャッタ速度は１／３０秒とな
る。ディジタルカメラの場合も同様であり、撮像素子１
１０のサイズに応じて撮像光学系２０１の焦点距離ｆに
補正係数ｋを掛けたものの逆数である１／ｋ・ｆの値を
手振れ限界積分時間Ｔ０とする。

【００３４】手振れ限界シャッタ速度又は手振れ限界積
分時間は、人間の目の分解能から逆算されるものであ
る。すなわち、所定サイズに引き伸ばされたプリント上
又はモニタ画面上に再生された画像の像振れ量が人間の
目の分解能以下である場合、像振れを認識することがで
きないので、その画像では手振れが生じていないことに
なる。これら画像の拡大倍率を考慮すると、フィルム上
又は撮像素子１１０上での手振れ認識が可能な限界像振
れ量が求まる。なお、ディジタルカメラの場合、撮像素
子１１０の画素ピッチ以下の像振れ量は検出できないの
で、ディジタルカメラにおける手振れ認識可能な限界像
振れ量と銀塩フィルムを用いたカメラの限界像振れ量と
はその値が若干異なる。

【００３５】一方、カメラを手持ち撮影する場合、積分
時間にかかわらず、心臓の鼓動等により常に手振れは生
じている。手振れは、被写体に対して撮像レンズ２００
の光学系２０１が相対的に移動することにより生じる。
従って、撮像素子１１０上の像振れ量は、被写体に対す
る像倍率、すなわち撮像レンズ２００の光学系２０１の
焦点距離ｆに比例する。また、撮像レンズ２００の光学
系２０１の焦点距離（像倍率）及び手振れ速度を一定と
仮定すると、撮像素子１１０上の像振れ量は積分時間Ｔ
に比例する。従って、像振れ量をＤとすると、Ｄ∝ｆ・
Ｔで表される。限界像振れ量ΔＤを一定とすると、手振
れ限界積分時間Ｔ０∝ΔＤ／ｆで表される。比例係数
（補正係数）をｋとすると、上記のように手振れ限界積
分時間Ｔ０＝１／ｋ・ｆとなる。

【００３６】次に、手振れの種類と像振れ量の関係につ
いて、図４及び図５を参照しつつ説明する。図４は、Ｘ
軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に平行な方向に手振れが
生じた場合に関する。（ａ）は手振れがない状態を示
し、Ｌ１は撮像レンズ２００の光学系２０１の主点から
被写体Ｏまでの距離、Ｌ２は光学系２０１の主点から撮
像素子１１０までの距離を表す。（ｂ）はディジタルカ
メラ１００がＸ軸方向（水平）にｘだけ平行に移動した
場合を示す。撮像素子１１０上における像振れ量Δｘ
は、Δｘ＝ｘ・Ｌ２／Ｌ１で表される。Ｌ１≫Ｌ２の場
合、像振れ量Δｘはほとんど無視することができる。
（ｃ）はディジタルカメラ１００がＹ軸方向（垂直）に
ｙだけ平行に移動した場合を示す。撮像素子１１０上に
おける像振れ量Δｙも同様に、Δｙ＝ｙ・Ｌ２／Ｌ１で
表される。Ｌ１≫Ｌ２の場合、像振れ量Δｙもほとんど
無視することができる。（ｄ）はディジタルカメラ１０
０がＺ軸方向（光軸方向）にｚだけ平行に移動した場合
を示す。この場合、被写体Ｏまでの距離Ｌ１がＬ１＋ｚ
に変化し、ぼけの原因となる。しかしながら、Ｌ１≫Ｌ
２の場合、撮像素子１１０上の像はほとんどぼけること
なく、また像の大きさもほとんど変化しない。このよう
に、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の平行移動の場合、それに起
因する像振れは、被写体Ｏまでの距離Ｌ１に反比例し、
遠方の被写体に対する像振れはほとんど問題とはならな
い。また、Ｚ軸方向の平行移動は像振れを起こさない。

【００３７】これに対して、図５は、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ
軸の回りに回転振れが生じた場合に関する。（ａ）はデ
ィジタルカメラ１００がＸ軸方向にθｘだけ回転した場
合を示す。撮像素子１１０上ではＹ軸方向の像振れとな
って現れ、像振れ量Δｙは、Δｙ＝Ｌ２ｔａｎθｘで表
される。（ｂ）はディジタルカメラ１００がＹ軸方向に
θｙだけ回転した場合を示す。撮像素子１１０上ではＸ
軸方向の像振れとなって現れ、像振れ量Δｘは、Δｘ＝
Ｌ２ｔａｎθｙで表される。（ｃ）はディジタルカメラ
１００がＺ軸方向にθｚだけ回転した場合を示す。撮像
素子１１０上の像はθｚ回転する。このように、Ｘ軸、
Ｙ軸、Ｚ軸回りの回転振れは、被写体Ｏまでの距離に関
係なく、直接像振れに影響する。遠方の被写体に対する
像振れは、専ら回転振れがその原因である。従って、本
実施形態では、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸回りの回転振れ量を
検出すべく、Ｘ軸角速度センサ１２１、Ｙ軸角速度セン
サ１２２、Ｚ軸角速度センサ１２３を用いている。

【００３８】像振れを防止するには、撮像素子１１０の
積分時間を手振れ限界積分時間Ｔ０以下にすれば良い。
撮像素子１１０としてＣＣＤを用いた場合、その感度は
ＩＳＯ１００のフィルムと同程度である。そこで、撮像
素子１１０の感度をＳＶ５とし、撮像レンズ２００の光
学系２０１の開放Ｆ値をＡＶ４（Ｆ４）、撮像レンズ２
００の撮像光学系２０１の焦点距離ｆ＝３０ｍｍ、補正
係数ｋ＝１とする。この場合、手振れ限界積分時間Ｔ０
＝ＴＶ５（１／３０秒）である。

【００３９】ここで、被写体輝度をＢＶ５と仮定する
と、その被写体に適した露光量ＥＶは、ＥＶ＝ＢＶ＋Ｓ
Ｖであるので、ＥＶ１０となる。また、ＥＶ＝ＡＶ＋Ｔ
Ｖであるので、適正績分時間Ｔ１はＴＶ６（１／６０
秒）となり、手振れは生じない。これから逆算すると、
被写体輝度がＢＶ４までは手振れが生じないことにな
る。

【００４０】一方、被写体輝度がＢＶ４以下の場合（例
えば、ＢＶ３とする）、適正積分時間Ｔ１＝ＴＶ４（１
／１５秒）となり、手持ち撮影では手振れが生じる可能
性が極めて高くなる。そこで、本発明のディジタルカメ
ラでは、このような手持ち撮影で手振れが生じる可能性
がある場合に、手振れを防止すべく第１及び第２の手振
れ防止撮像機能が設けられている。

【００４１】第１の手振れ防止撮像は、モニタ装置１３
０にモニタ画像を表示するだけで、撮像した画像を記録
しないモードにおける手振れ防止に関する。

【００４２】前述のように、撮像素子１１０の実画面サ
イズは１４０万画素であるが、モニタ装置１３０の画素
は約８万画素しかない。従って、モニタ装置１３０に画
像を表示するだけであれば、撮像素子１１０の画素のう
ち、縦方向に４個及び横方向に４個の合計１６個の画素
データのうち１つの画素データがあればよい。そこで、
第１の手振れ防止撮像機能では、撮像素子１１０の各画
素データを加算処理せずにそのまま出力する画素不加算
モードと、隣接する２つの画素データを加算して１つの
画素データとして出力する２画素加算モードと、隣接す
る上下左右合計４個の画素データを加算して１つの画素
データとして出力する４画素加算モードの３つの撮像素
子制御モードを用意している。

【００４３】画素不加算モードの場合、撮像素子１１０
の各画素の電荷量がそのまま画素データとして出力され
る。２画素加算モードの場合、隣接する２つの画素の電
荷量が加算されるので、画像データ数は１／２になる
が、個々の画像データの感度は約２倍になる。すなわ
ち、２画素加算モードを選択した場合、画素密度が１／
２で、かつ感度が２倍の撮像素子を用いるのと等価であ
り、適正露光時間Ｔ１が１／２になる。同様に、４画素
加算モードの場合、隣接する上下左右合計４個の画素の
電荷量が加算されるので、画素データ数が１／４になる
が、個々の画像データの感度は約４倍になる。すなわ
ち、４画素加算モードを選択した場合、画素密度が１／
４で、かつ感度が４倍の撮像素子を用いるのと等価であ
り、適正露光時間Ｔ１が１／４になる。

【００４４】適正積分時間Ｔ１が手振れ限界積分時間Ｔ
０と等しいかそれよりも短い場合、適正積分時間Ｔ１で
撮像した画像に手振れは生じないので、画素不加算モー
ドを選択する。一方、適正積分時間Ｔ１が手振れ限界積
分時間Ｔ０よりも長い場合、適正積分時間Ｔ１と手振れ
限界積分時間Ｔ０の比に応じて２画素加算モード又は４
画素加算モードのいずれかを選択する。上記具体例で
は、２画素加算モードを選択した場合、被写体輝度がＢ
Ｖ３でも手振れは生じない。また、４画素加算モードを
選択した場合、被写体輝度がＢＶ２でも手振れは生じな
い。

【００４５】なお、本実施形態では４画素加算モードま
でしか予定していないが、８画素加算モードや１６画素
加算モードを設定しても良い。４画素加算モードでも対
応できない場合、後述するように、４画素加算モードで
撮像した複数の画像データを合成して１つの画像データ
を得るように構成しても良い。

【００４６】第２の手振れ防止撮像は、記録媒体等に画
像データを記録し、マイクロコンピュータ等を介してプ
リンタ等に出力するモードにおける手振れ防止に関す
る。すなわち、第２の手振れ防止撮像は、手振れがな
く、かつ高画質の画像を得ることを目的としているの
で、上記第１の手振れ防止撮像における画素不加算モー
ドで、かつ手振れ限界積分時間Ｔ０かそれよりも短い積
分時間で撮像した複数の画像データを合成して１つの最
終画像データを得る。さらに、最初の画像を撮像してか
ら、第２回目以降の各画像の撮像までの間に、カメラの
位置が動いているので、第２回目以降の画像データを補
正し、最初の画像データに加算していく。

【００４７】なお、第２の手振れ防止撮像においても、
個々の画像は手振れ限界積分時間か又はそれよりも短い
積分時間で撮像されるので、露光不足状態ではあるけれ
ども、像振れ（手振れ）はない。また、最初に撮像した
画像を基準として、第２回目以降に撮像された画像の位
置を補正して画像合成を行うので、厳密には撮像素子１
１０から読み出された画像の位置補正であって、手振れ
限界積分時間で撮像し、手振れが生じた画像の補正（手
振れ補正）とはその意味合いが異なる。

【００４８】基本動作シーケンス（メインルーチン） 次に、第１の実施形態に係るディジタルカメラの基本動
作シーケンスについて、図６〜７に示すフローチャート
を用いて説明する。

【００４９】まず、カメラボディ１００のメインスイッ
チ（図示せず）がオンされると、全体制御部３００は、
撮像素子１１０の初期化や撮像レンズ２００の撮影可能
状態設定等の起動処理を行う（ステップ＃１０）。次
に、全体制御部３００は、メインスイッチがオフされた
か否かを判断し（ステップ＃１５）、メインスイッチが
オンされ続けている場合、シャッターレリーズボタン１
０１の第１スイッチＳ１がオンしているか否かを判断す
る（ステップ＃２０）。第１スイッチＳ１がオフの場合
（ステップ＃２０でＮＯ）、全体制御部３００は、電源
スイッチオンから一定時間経過したか否かを判断し（ス
テップ＃２５）、一定時間第１スイッチＳ１がオンされ
ない場合（ステップ＃２５でＹＥＳ）、電池消耗を防止
するため、全体制御部３００は、ステップ＃９５の終了
処理にジャンプする。また、ステップ＃１５においてメ
インスイッチがオフされた場合もステップ＃９５の終了
処理にジャンプする。

【００５０】ステップ＃２５で一定時間が経過していな
い場合、全体制御部３００は、メインスイッチオンを確
認しながら第１スイッチＳ１がオンされるのを待つ。前
述のように、第１スイッチＳ１はシャッターレリーズボ
タン１０１に指を載せた状態又はシャッターレリーズボ
タンを途中まで押し込んだ状態でオンするので、第１ス
イッチＳ１のオンにより、ユーザーが撮影状態に入って
いることがわかる。

【００５１】第１スイッチＳ１がオンされると（ステッ
プ＃２０でＹＥＳ）、全体制御部３００は次に、シャッ
ターレリーズボタン１０１の第２スイッチＳ２がオンさ
れたか否かを判断する（ステップ＃３０）。第２スイッ
チＳ２がオンされた場合、ユーザーは記録保存用の画像
の撮像を指示しているので、ステップ＃５０にジャンプ
して上記第２の手振れ防止撮像により撮像を行う。

【００５２】一方、第２スイッチＳ２がオンされていな
い場合（ステップ＃３０でＮＯ）、ユーザーはモニタ用
の画像を求めているので、モニタ用の画像を撮像するた
めに、積分時間演算部３０２は、測光センサ３０１の出
力信号から被写体輝度を測定し（ステップ＃３５）、撮
像レンズ２００の光学系２０１の焦点距離ｆ及び絞り値
（Ｆナンバー）から、適正積分時間Ｔ１及び手振れ限界
積分時間Ｔ０を演算する（ステップ＃４０）。

【００５３】適正積分時間Ｔ１及び手振れ限界積分時間
Ｔ０が演算されると、全体制御部３００はこれらの値に
応じて、上記第１の手振れ防止撮像における画素不加算
モード、２画素加算モード又は４画素加算モードのいず
れかの撮像モードを選択し（ステップ＃４５）、そのモ
ードに従って手振れ防止撮像を行う（ステップ＃５
０）。ステップ＃４５におけるモード選択及びステップ
＃５０における手振れ防止撮像の詳細は後述する。ステ
ップ＃５０における手振れ防止撮像により手振れのない
画像が撮像されると、全体制御部３００は、画像データ
蓄積部３０７や画像データ処理部３０８を制御してモニ
タ装置１３０の画面上に再生する（ステップ＃５５）。

【００５４】次に、全体制御部３００は、シャッターレ
リーズボタン１０１の第２スイッチＳ２がオンされたか
否かを判断する（ステップ＃６０）。第２スイッチＳ２
がオンされるまで、上記ステップ＃１５〜＃５０を繰り
返す。第２スイッチＳ２がオンされると、ユーザーは記
録用の画像を求めているので、ステップ＃３５において
既に被写体輝度が測定されている場合であっても、積分
時間演算部３０２は、改めて測光センサ３０１の出力信
号から被写体輝度を測定し（ステップ＃６５）、撮像レ
ンズ２００の光学系２０１の焦点距離ｆ及び絞り値（Ｆ
ナンバー）から、適正積分時間Ｔ１、手振れ限界積分時
間Ｔ０、撮像回数Ｃ及び制御積分時間Ｔ２を演算する
（ステップ＃７０）。一例として、撮像回数Ｃは、適正
積分時間Ｔ１を手振れ限界積分時間Ｔ０で割ったものを
整数化したもの、すなわちＴ２＝ＩＮＴ（Ｔ１／Ｔ０）
である。また、制御積分時間Ｔ２は、適正積分時間Ｔ１
を撮像回数Ｃで割ったものとする。この場合、Ｔ２≒Ｔ
０となる。なお、制御積分時間Ｔ２はこれに限定され
ず、手振れ限界積分時間Ｔ０以下であれば良い。従っ
て、例えば、Ｔ２＝Ｔ１／（Ｃ＋ｊ）、（但し、ｊは１
以上の任意の整数）又はＴ２＝Ｔ１／ｊ・Ｃ、（但し、
ｊは１以上の任意の数）としても良い。

【００５５】撮像回数Ｃ及び制御限界積分時間Ｔ２が演
算されると、全体制御部３００は、上記第２の手振れ防
止撮像手順に従って手振れ防止撮像を行う（ステップ＃
７５）。ステップ＃７５における手振れ防止撮像の詳細
は後述する。ステップ＃７５において、振れのない画像
が撮像されると、記録装置１４０は、最終画像データを
記憶媒体１４１に記録する（ステップ＃８０）。なお、
最終画像データをモニタ装置１３０に再生しても良い。

【００５６】最終画像データが記録されると、全体制御
部３００はシャッターレリーズボタン１０１の第１スイ
ッチＳ１がオフされたか否か、すなわちユーザーがシャ
ッターレリーズボタン１０１から指を離したか否かを判
断する（ステップ＃８５）。第１スイッチＳ１がオンの
ままの場合（ステップ＃８５でＮＯ）、ユーザーは続け
て画像を撮像する意思があるので、ステップ＃３０に戻
って次の撮像に備える。

【００５７】第１スイッチがオフされた場合（ステップ
＃８５でＹＥＳ）、全体制御部３００はメインスイッチ
がオフされたか否かを判断する（ステップ＃９０）。メ
インスイッチがオンのままの場合（ステップ＃９０でＮ
Ｏ）、ステップ＃２０に戻って第１スイッチＳ１がオン
されるのを待つ。一方、メインスイッチがオフされた場
合（ステップ＃９０でＹＥＳ）、撮像素子１１０や撮像
レンズ２００を待機状態にする等の終了処理を行い（ス
テップ＃９５）、撮像を終了する。

【００５８】モード選択サブルーチン 次に、ステップ＃４５におけるモード選択サブルーチン
の詳細について、図８に示すフローチャートを参照しつ
つ説明する。

【００５９】まず、シャッターレリーズボタン１０１の
第１スイッチＳ１がオンしているが第２スイッチＳ２が
オンしていない場合、積分時間演算部３０２は、適正積
分時間Ｔ１が手振れ限界積分時間Ｔ０以下であるか否か
を判断する（ステップ＃１００）。

【００６０】適正積分時間Ｔ１が手振れ限界積分時間Ｔ
０以下である場合（ステップ＃１００でＹＥＳ）、その
まま適正積分時間Ｔ１で撮像素子１１０を駆動しても手
振れのない適正な画像が得られる。そこで、全体制御部
３００は、画素不加算モードを選択し（ステップ＃１１
５）する。さらに、撮像回数設定部３０３は、撮像回数
Ｃとして、演算を行うことなくＣ＝１を設定する（ステ
ップ＃１２０）。これと並行して、積分時間演算部３０
２は、適正積分時間Ｔ１を制御積分時間Ｔ２として（Ｔ
２＝Ｔ１）設定する（ステップ＃１２５）。

【００６１】適正積分時間Ｔ１が手振れ限界積分時間Ｔ
０よりも長い場合、適正積分時間Ｔ１で撮像すると手振
れが生じる可能性が高いので、積分時間演算部３０２
は、適正積分時間Ｔ１が手振れ限界積分時間Ｔ０の２倍
の積分時間２・Ｔ０以下であるか否かを判断する（ステ
ップ＃１３０）。

【００６２】適正積分時間Ｔ１が手振れ限界積分時間Ｔ
０の２倍の積分時間２・Ｔ０以下の場合（ステップ＃１
３０でＹＥＳ）、２画素加算モードで撮像することによ
り、手振れがなく、かつ適正な露光量の画像が得られ
る。そこで、全体制御部３００は、２画素加算モードを
選択する（ステップ＃１３５）。さらに、撮像回数設定
部３０３は、撮像回数Ｃとして、演算を行うことなくＣ
＝１を設定する（ステップ＃１４０）。これと並行し
て、積分時間演算部３０２は、適正積分時間Ｔ１の１／
２の積分時間を制御積分時間Ｔ２として（Ｔ２＝Ｔ１／
２）設定する（ステップ＃１４５）。

【００６３】一方、適正積分時間Ｔ１が手振れ限界積分
時間Ｔ０の２倍の積分時間２・Ｔ０よりも長い場合（ス
テップ＃１３０でＮＯ）、上記２画素加算モードで撮像
しても、なお手振れが生じる可能性が高い。そこで、全
体制御部３００は、４画素加算モードを選択する（ステ
ップ＃１５０）。本実施形態では、４画素加算モードま
でしか用意していないため、４画素加算モードで撮像し
ても１回の撮像で適正な露光量の画像が得られるとは限
らない。そこで、撮像回数設定部３０３は、適正積分時
間Ｔ１及び手振れ限界積分時間Ｔ０に基づいて、撮像回
数Ｃを演算する（ステップ＃１５５）。撮像回数Ｃは整
数であるので、適正積分時間Ｔ１を手振れ限界積分時間
Ｔ０で割ったものを切り上げて整数化する。なお、適正
積分時間Ｔ１が手振れ限界積分時間Ｔ０の４倍の積分時
間４・Ｔ０以下の場合、１回の撮像により、手振れがな
くかつ適正な露光量の画像が得られるので、Ｃ＝１が設
定される。次に、撮像回数Ｃが設定されると、積分時間
演算部３０２は、適正積分時間Ｔ１を撮像回数Ｃで割っ
たものを制御積分時間Ｔ２として（Ｔ２＝Ｔ１／Ｃ）設
定する（ステップ＃１６０）。

【００６４】以上のように、撮像モード、撮像回数及び
制御積分時間Ｔ２が設定されると、モード選択サブルー
チンを終了し、図９〜１０に示す手振れ防止撮像サブル
ーチンに移行する。図６〜７のステップ＃５０における
手振れ防止撮像サブルーチンとステップ＃７５における
手振れ防止撮像サブルーチンは基本的に同じであるの
で、両者をあわせて説明する。

【００６５】手振れ防止撮像サブルーチン 次に、ステップ＃５０又は＃７５における手振れ防止撮
像サブルーチンを図９〜１０に示す。まず、手振れ防止
撮像サブルーチンを開始すると、全体制御部３００は、
検出モードを設定する（ステップ＃２００）。

【００６６】第１の手振れ防止撮像では、モニタ装置１
３０上に表示するための画像を得ることを目的としてい
るので、完璧な画像データ補正は必要なく、高周波のみ
の補正で表示上の効果は充分である。また、高周波のみ
を補正するので、後述する撮像素子１１０の画像読み出
し位置が撮像素子１１０の周辺に近付きすぎることもな
く、後にシャッターレリーズボタン１０１の第２スイッ
チＳ２がオンされ、記録用の画像を撮像する場合に、画
像データ補正できない状態を回避することができる。従
って、高周波成分（５〜２０Ｈｚ）のみを補正すべく、
検出モードとして高周波モードを選択する。

【００６７】一方、第２の手振れ防止撮像の場合、記録
用の画像データを取り込むので、低周波から高周波まで
全域（０．１〜２０Ｈｚ）での最高の画像データ補正を
行う必要がある。そのため、検出モードとして全域（低
周波）モードを選択する。なお、低周波を０．１Ｈｚか
らとしているのは、角速度センサ１２１〜１２３の有す
るＤＣドリフト誤差の影響を受けないようにするためで
ある。なお、人がカメラを手持ちで撮像する場合、０．
１〜２０Ｈｚ程度の振れを検出すれば充分であり、それ
以外の周波数はノイズと考えてカットすればよい。

【００６８】検出モードが設定されると、全体制御部３
００は、撮像回数計数用のカウンタｎをリセット（ｎ＝
０）し（ステップ＃２０５）、撮像素子駆動部３０４を
制御して撮像素子１１０の積分（撮像）を開始する（ス
テップ＃２１０）。撮像素子１１０の積分を開始する
と、積分開始からの時間が上記設定された制御積分時間
Ｔ２に達したか否か、すなわち積分が終了したか否かを
判断する（ステップ＃２１５）。

【００６９】撮像素子１１０の積分が終了すると、手振
れ検出部３１２は、手振れ検出の初期データを取り込む
（ステップ＃２２０）。具体的には、Ｘ軸角速度センサ
１２１、Ｙ軸角速度センサ１２２、Ｚ軸角速度センサ１
２３による各軸の回りの回転量（アナログデータ）を、
Ｘ軸検出処理回路３０９、Ｙ軸検出処理回路３１０、Ｚ
軸検出処理回路３１１によりそれぞれＡ／Ｄ変換し、ｄ
ｅｔｘ（０）、ｄｅｔｙ（０）、ｄｅｔｚ（０）として
メモリに記憶する。

【００７０】これと並行して、全体制御部３００は、画
像データ読出部３０５を制御して、撮像素子１１０から
の画像データを読み出し（ステップ＃２２５）、撮像素
子１１０の画面中央位置（ｘ＝０、ｙ＝０）のデータを
取り込む（ステップ＃２３０）。読み出した画像データ
は最初の画像データであるので、画像データ補正部３０
６による画像データの補正を行わずに、読み出した画像
データ（現在画像データ）を画像データ蓄積部３０７に
転送し、記憶（蓄積）する（ステップ＃２３５）。

【００７１】画像データを画像データ蓄積部３０７に記
憶すると、全体制御部３００は、カウンタｎのカウント
数を１つ進め（ステップ＃２４０）、撮像回数ｎが設定
された撮像回数Ｃに達したか否かを判断する（ステップ
＃２４５）。この場合、最初の撮像であり、ｎ＝１であ
る。少なくとも２回以上撮像する場合（ステップ＃２４
５でＮＯ）、全体制御部３００は、撮像素子制御部３０
４を制御して、撮像素子１１０による第２回目の画像の
積分（撮像）を開始する（ステップ＃２５０）。撮像素
子１１０の積分を開始すると、積分開始からの時間が上
記設定された制御積分時間Ｔ２に達したか否か、すなわ
ち積分が終了したか否かを判断する（ステップ＃２５
５）。

【００７２】撮像素子１１０の積分が終了すると、手振
れ検出部３１２は、手振れ検出データｄｅｔｘ（ｎ）、
ｄｅｔｙ（ｎ）、ｄｅｔｚ（ｎ）（この場合、ｎ＝１）
を取り込む（ステップ＃２６０）。手振れ検出データを
取り込むと、全体制御部３００は、先に取り込んでおい
た手振れ検出初期データを用いて手振れ量Δｄｅｔｘ、
Δｄｅｔｙ、Δｄｅｔｚを算出する（ステップ＃２６
５）。手振れ量の算出は以下の式に従う。

【００７３】 Δｄｅｔｘ＝ｄｅｔｘ（ｎ）−ｄｅｔｘ（０） Δｄｅｔｙ＝ｄｅｔｙ（ｎ）−ｄｅｔｙ（０） Δｄｅｔｚ＝ｄｅｔｚ（ｎ）−ｄｅｔｚ（０） 手振れ量を算出すると、全体制御部３００は、振れ検出
量から振れ補正量に変換するための計数変換を行う（ス
テップ＃２７０）。計数変換は以下の式に従う。

【００７４】ｐｘ＝ａｘ・Δｄｅｔｙ ｐｙ＝ａｙ・Δｄｅｔｘ ｄｅｇｚ＝ａｚ・Δｄｅｔｚ 但し、ａｘはＹ軸回りの回転振れ量ΔｄｅｔｙからＸ軸
方向の画像読み出し位置ｐｘを算出するための変換係
数、ａｙはＸ軸回りの回転振れ量ΔｄｅｔｘからＹ軸方
向の画像読み出し位置ｐｙを算出するための変換係数、
ａｚはＺ軸回りの回転振れ量ΔｄｅｔｚからＺ軸回りの
画像回転量ｄｅｇｚを算出するための変換係数である。

【００７５】計数変換が完了すると、画像データ補正部
３０６は、撮像素子１１０から画像データを読み出す範
囲を補正するためのＸ方向及びＹ方向の位置補正データ
ｐｘ及びｐｙを読み出し（ステップ＃２７５）、画面中
心を補正位置に移動させた後、画像データ読出部３０５
を制御して、撮像素子１１０上の所定範囲の画素データ
（各画素の電荷量）を画像データとして読み出す（ステ
ップ＃２８０）。

【００７６】所定範囲の画像データが読み出されると、
画像データ補正部３０６は、Ｚ軸回りの画像回転量ｄｅ
ｇｚを用いて、読み出した画像データを−ｄｅｇｚ分回
転させる（ステップ＃２８５）。この画像データ補正処
理により、最初に撮像した画像データに対して、第２回
目に撮像した画像データは、ユーザーの手振れによるカ
メラの移動量が補正された画像データとなる。補正され
た画像データは、画像データ蓄積部３０７に蓄積される
（ステップ＃２９０）。このように、画像データを逐次
補正しながら画像データ蓄積部３０７に蓄積することに
より、補正前の画像データを一時的に記憶するための一
時記憶メモリが不要となる。また、画像データの処理速
度が速い場合、画像撮像後、モニタ装置１３０に画像が
再生されるまでの待ち時間がほとんどないというメリッ
トを有する。

【００７７】補正された画像データを蓄積すると、ステ
ップ＃２４０に戻って、カウンタｎのカウント数を１つ
進め、撮像回数ｎが設定された撮像回数Ｃに達したか否
かを判断する（ステップ＃２４５）。撮像回数ｎが設定
された撮像回数Ｃに達するまで、ステップ＃２５０〜＃
２９０を繰り返す。撮像回数ｎが設定された撮像回数Ｃ
に達すると、画像データ蓄積部３０７には、適正露光量
の画像データ（電荷量）が蓄積されているので、手振れ
防止撮像ルーチンを終了し、ステップ＃５５の画像再生
サブルーチンか又はステップ＃８０の画像データ記録サ
ブルーチンに移行する。

【００７８】ここで、ステップ＃２７５〜＃２８５にお
ける画像データ補正処理を図１１（ａ）及び図１１
（ｂ）に示す。図１１（ａ）中、点Ｓ１は最初に撮像さ
れた画像における画面中心を表し、点Ｓ２は第２回目に
撮像された画像における画面中心を表す。また、点Ｓ１
上の十字は最初に撮像された画像中のＸ軸方向及びＹ軸
方向の空間周波数成分を表し、点Ｓ２上の十字は点Ｓ１
上の十字がＺ軸回りに回転したものを表す。

【００７９】図１１（ａ）からわかるように、最初の撮
像から第２回目の撮像までの間に、カメラがＸ軸回り及
びＹ軸回りに回転振れすることにより、撮像素子１１０
上の画像がＸ軸方向及びＹ軸方向にそれぞれ（ｐｘ，ｐ
ｙ）だけ平行移動している。また、Ｚ軸回りの回転振れ
により画像がＺ軸回りにｄｅｇｚ回転している。なお、
図１１（ａ）中点線で示す領域Ｒ１，Ｒ２は、それぞれ
点Ｓ１，Ｓ２を中心とする読み出し画像サイズを表す。
領域Ｒ２をＸ軸方向及びＹ軸方向にそれぞれ（−ｐｘ，
−ｐｙ）平行移動させると、領域Ｒ２と領域Ｒ１が完全
に重複する（自明につき図示せず）。しかしながら、領
域Ｒ２の画像は領域Ｒ１の画像に対してＺ軸回りにｄｅ
ｇｚだけ回転したままであり、両者をそのまま合成する
ことはできない。

【００８０】そこで、図１１（ｂ）に示すように、点Ｓ
２を点Ｓ１上に移動させた状態で、領域Ｒ２を点Ｓ２を
中心として−ｄｅｇｚ回転させる。このように画像デー
タの読み出し位置をＸ軸方向及びＹ軸方向に平行移動さ
せ、かつ読み出した画像データをＺ軸回りに回転させる
ことにより、第２回目の撮像による画像を最初に撮像し
た画像上に完全に一致するように合成することができ
る。さらに、回転させた領域Ｒ２と領域Ｒ１の重複部分
は、１点鎖線で示す実画面サイズＲ０よりも大きいの
で、合成した画像の周辺部においても、画像データの欠
けや露光量むら等は生じない。

【００８１】なお、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の補正は、撮
像素子１１０からの画像データの読み出し領域Ｒ２をＸ
軸方向及びＹ軸方向に平行移動させることにより可能で
あり、データを読み出すべき画素のＸ軸方向及びＹ軸方
向のアドレスにそれぞれ移動量に応じた一定画素数を一
律に加算又は減算する等のソフトウエア処理により、比
較的容易に対処することができる。一方、Ｚ軸回りの回
転補正をソフトウエアで処理しようとすると、回転中心
に対する画素の距離に応じて、画素のアドレスに加算又
は減算すべき画素数が変化するため、処理が非常に複雑
となり、また処理時間が非常に長くなる。そのため、Ｚ
軸回りの回転補正に関しては、専用のＩＣ等を用いてハ
ードウエア的に処理することが望ましい。

【００８２】また、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の補正とＺ軸
回りの回転補正をそれぞれ独立して行う場合、画像デー
タ補正の順序としては、上記のようにＸ軸方向及びＹ軸
方向の補正を行った後、Ｚ軸回りの回転補正を行うこと
が望ましい。その理由は、Ｚ軸回りの回転補正を専用の
ＩＣを用いてハードウエア的に処理する場合、画面中心
Ｓ１の回りにしか回転させることができない。もし、先
にＺ軸回りの回転補正を行い、その後Ｘ軸方向及びＹ軸
方向の補正を行うとすれば、図１２に示すように、点Ｓ
２が点Ｓ１の位置には重ならず、画像合成を行うことが
できない。

【００８３】図１２（ａ）は、図１１（ａ）に示す点Ｓ
１，Ｓ２及びそれらの上の十字を拡大誇張して描いたも
のである。また、点Ｓ２'及び１点鎖線で示す十字は、
点Ｓ２及びその上の十字を画面中心である点Ｓ１の回り
に−ｄｅｇｚ回転させたものである。図１２（ｂ）中点
Ｓ"及び２点鎖線で示す十字は、図１２（ａ）における
点Ｓ２'からＸ軸方向及びＹ軸方向に（−ｐｘ、−ｐ
ｙ）平行移動させた状態を示す。図からわかるように、
先にＺ軸回りの回転補正を行い、後からＸ軸方向及びＹ
軸方向の平行移動を行うと、点Ｓ２の写像は点Ｓ１には
重ならず、点Ｓ１とは異なる位置に移動する。このよう
に補正された画像を無理に合成すると、Ｘ軸方向及びＹ
軸方向にずれた画像（２線ぼけしたような画像）が得ら
れる。従って、上記のように画像補正を行う順序は重要
である。

【００８４】画像再生サブルーチン 次に、図６〜７におけるステップ＃５５の画像再生サブ
ルーチンを図１３に示す。前述のように、撮像素子１１
０の実画面サイズに相当する画素数は約１４０万画素で
ある。これに対して、モニタ装置１３０の画素数は約８
万画素である。従って、画像再生に当たり、撮像素子１
１０の１６個の画素データから表示用の１つの画素デー
タを作成すればよい。

【００８５】ステップ＃５０において画像データが得ら
れると、画像データ処理部３０８は、ステップ＃４５に
おいて選択された撮像モードが４画素加算モードか否か
を判断する（ステップ＃３００）。４画素加算モードが
選択されている場合（ステップ＃３００でＹＥＳ）、画
像データ処理部３０８は４画素加算モードを選択し（ス
テップ＃３０５）、以下のような画像データ処理を行
い、表示用画像データを作成する。

【００８６】ステップ＃５０において画像データ蓄積部
３０７の各画素に蓄積されている画像データ（電荷量）
は、上下左右に隣接する４画素分を加算してちょうど適
正な露光量となる。従って、画像データ処理部３０８
は、画像データ蓄積部３０７に蓄積されている画像デー
タを読み出し（ステップ＃３１０）、モニタ装置１３０
の１画素に対応する撮像素子１１０の１６個の画素デー
タから上下左右に隣接する４個の画素データを読み出し
て加算するか、あるいは、１６個の画素データを全て加
算した後、それを１／４にして、１画素分の表示用画素
データを作成する。この処理を約８万画素全てについて
実行し、表示用画像データを作成する（ステップ＃３１
５）。

【００８７】ステップ＃４５において、４画素加算モー
ドが選択されていない場合（ステップ＃３００でＮ
Ｏ）、画像データ処理部３０８は、ステップ＃４５にお
いて選択された撮像モードが２画素加算モードか否かを
判断する（ステップ＃３２０）。２画素加算モードが選
択されている場合（ステップ＃３２０でＹＥＳ）、画像
データ処理部３０８は２画素加算モードを選択し（ステ
ップ＃３２５）、以下のような画像データ処理を行い、
表示用画像データを作成する。

【００８８】ステップ＃５０において画像データ蓄積部
３０７の各画素に蓄積されている画像データ（電荷量）
は、左右に隣接する２画素分を加算してちょうど適正な
露光量となる。従って、画像データ処理部３０８は、画
像データ蓄積部３０７に蓄積されている画像データを読
み出し（ステップ＃３３０）、モニタ装置１３０の１画
素に対応する撮像素子１１０の１６個の画素データから
左右に隣接する２個の画素データを読み出して加算する
か、あるいは、１６個の画素データを全て加算した後、
それを１／８にして、１画素分の表示用画素データを作
成する。この処理を約８万画素全てについて実行し、表
示用画像データを作成する（ステップ＃３３５）。

【００８９】ステップ＃４５において、画素不加算モー
ドが選択されている場合（ステップ＃３２０でＮＯ）、
画像データ処理部３０８は画素不加算モードを選択し
（ステップ＃３４０）、以下のような画像データ処理を
行い、表示用画像データを作成する。

【００９０】ステップ＃５０において画像データ蓄積部
３０７の各画素に蓄積されている画像データ（電荷量）
は、ちょうど適正な露光量となっている。従って、画像
データ処理部３０８は、画像データ蓄積部３０７に蓄積
されている画像データを読み出し（ステップ＃３４
５）、モニタ装置１３０の１画素に対応する撮像素子１
１０の１６個の画素データからいずれかの画素データを
読み出すか、あるいは、１６個の画素データを全て加算
した後、それを１／１６にして、１画素分の表示用画素
データを作成する。この処理を約８万画素全てについて
実行し、表示用画像データを作成する（ステップ＃３５
０）。

【００９１】表示用画像データが作成されると、表示用
画像データを表示用データメモリに記憶し（ステップ＃
３５５）、ＮＴＳＣ信号やＰＡＬ信号又はＲＧＢ各色の
ディジタル信号に変換した後、一定間隔でモニタ装置１
３０に出力する（ステップ＃３６０）。これにより、画
像表示サブルーチンを終了する。

【００９２】画像データ記録サブルーチン 次に、図６〜７におけるステップ＃８０の画像データ記
録サブルーチンを図１４に示す。ステップ＃７５で記録
用の画像データが画像データ蓄積部３０７に蓄積される
と、全体制御部３００は記録装置１４０を制御して、画
像データ蓄積部３０７に蓄積されている画像データを読
み出し（ステップ＃４００）、読み出した画像データを
間引いて、表示用又は画像内容確認用のサムネル画像デ
ータ（例えば、縦１００画素、横１４０画素）を作成す
る（ステップ＃４０５）。さらに、読み出した画像デー
タを、例えばＪＰＥＧ圧縮等を用いてデータ圧縮する
（ステップ＃４１０）。

【００９３】さらに、ファイルネーム、画像の解像度、
圧縮率等の所定のヘッダデータを作成し（ステップ＃４
１５）、ヘッダデータ、サムネル画像データ及び品画像
データを合成して１つのファイルとし（ステップ＃４２
０）、合成したデータを記録媒体１４１（図１参照）に
記録し（ステップ＃４２５）、画像データ記録サブルー
チンを終了する。

【００９４】（第２の実施形態）次に、本発明のカメラ
システムの第２の実施形態について、図面を参照しつつ
説明する。なお、第２の実施形態に係るディジタルカメ
ラの構成及び各構成要素の配置は第１の実施形態の場合
とほぼ同様であるため、共通する部分の説明を省略し、
相違点を中心に説明する。

【００９５】第２の実施形態に係るディジタルカメラの
制御回路１５０のブロック構成を図１５に示す。

【００９６】上記第１の実施形態では、第２回目以降の
画像を撮像するごとに画像データ補正部３０６により画
像データを補正し、補正した画像データを画像データ蓄
積部３０７に蓄積するように構成した。一方、第２の実
施形態では、第２回目以降の画像を撮像すると、画像デ
ータを画像データ一時記憶部３１４に一時的に記憶する
と共に、各画像を撮像した時点における手振れ検出結果
も手振れ検出結果記憶部３１３に記憶する。

【００９７】所定数の撮像が完了すると、全体制御部３
００は、手振れ検出結果記憶部３１３に記憶されている
手振れ検出データを用いて画像データ補正部３０６を制
御し、第２回目以降に撮像した画像の画像データ補正を
行い、画像データ蓄積部３０７に記憶されている最初の
画像データ上に蓄積していく。

【００９８】次に、制御回路１５０のうち、画像データ
補正に関する主要部分の構成を図１６に示す。手振れ検
出結果記憶部３１３及び画像データ一時記憶部３１４
は、それぞれ複数撮像される画像データに対応して、複
数の記憶領域３１３ａ，３１４ａが割り当てられてい
る。撮像素子１１０により画像が撮像されるごとに、画
像データは、画像データ一時記憶部３１４の撮像番号に
対応する記憶領域に３１４ａに、また画像を撮像したと
きの手振れ検出結果は、手振れ検出結果記憶部３１３の
撮像番号に対応する記憶領域３１３ａにそれぞれ記憶さ
れる。

【００９９】手振れ検出結果に関するデータは、それほ
ど大きな容量を必要としないが、余裕を持って、手振れ
検出結果記憶部３１３の各記憶領域３１３ａを大きめに
確保することが好ましい。例えば、露光量ＥＶ値で３段
分の手振れ防止を行う場合、２³＝８回分のデータを記
憶できるように８領域設定する。なお、手振れ防止の段
数及び記憶領域数はこれに限定されず、目標とする手振
れ防止段数に応じて適宜設定すればよい。

【０１００】画像データ一時記憶部３１４も、手振れ防
止段数に応じて、手振れ検出結果記憶部３１３の記憶領
域３１３ａと同数の記憶領域３１４ａが設けられてい
る。本実施形態の場合、撮像素子１１０により撮像され
た１つの画像データを記憶するのに必要なメモリ容量は
約１．９ＭＢ（メガバイト）である。従って、上記数値
例による最大８回分の画像データを、データ圧縮せずに
保存しようとすると、非常に大きなメモリ容量を必要と
し、ディジタルカメラのコストアップの要因となる。従
って、必要に応じて、画像データを圧縮して保存するこ
とが好ましい。画像データの圧縮に関しては後述する。

【０１０１】画像データ補正部３０６は、アフィン変換
部３０６ａと読出領域設定部３０６ｂとからなる。第２
の実施形態では、画像データ補正方法として、Ｘ軸、Ｙ
軸及びＺ軸回りの回転振れを同時に補正するアフィン変
換を行う。アフィン変換の詳細は後述する。また、撮像
素子１１０の各画素データの内、画像データとして読み
出す方法に関しても後述する。

【０１０２】基本動作シーケンス（メインルーチン） 次に、第２の実施形態に係るディジタルカメラの基本動
作シーケンスについて、図１７〜１８に示すフローチャ
ートを用いて説明する。

【０１０３】まず、カメラボディ１００のメインスイッ
チ（図示せず）がオンされると、全体制御部３００は、
撮像素子１１０の初期化や撮像レンズ２００の撮影可能
状態設定等の起動処理を行う（ステップ＃１０）。次
に、全体制御部３００は、メインスイッチがオフされた
か否かを判断し（ステップ＃１５）、メインスイッチが
オンされ続けている場合、シャッターレリーズボタン１
０１の第１スイッチＳ１がオンしているか否かを判断す
る（ステップ＃２０）。第１スイッチＳ１がオフの場合
（ステップ＃２０でＮＯ）、全体制御部３００は、電源
スイッチオンから一定時間経過したか否かを判断し（ス
テップ＃２５）、一定時間第１スイッチＳ１がオンされ
ない場合（ステップ＃２５でＹＥＳ）、電池消耗を防止
するため、全体制御部３００は、ステップ＃９５の終了
処理にジャンプする。また、ステップ＃１５においてメ
インスイッチがオフされた場合もステップ＃９５の終了
処理にジャンプする。

【０１０４】ステップ＃２５で一定時間が経過していな
い場合、全体制御部３００は、メインスイッチオンを確
認しながら第１スイッチＳ１がオンされるのを待つ。前
述のように、第１スイッチＳ１はシャッターレリーズボ
タン１０１に指を載せた状態又はシャッターレリーズボ
タンを途中まで押し込んだ状態でオンするので、第１ス
イッチＳ１のオンにより、ユーザーが撮影状態に入って
いることがわかる。

【０１０５】第１スイッチＳ１がオンされると（ステッ
プ＃２０でＹＥＳ）、全体制御部３００は次に、シャッ
ターレリーズボタン１０１の第２スイッチＳ２がオンさ
れたか否かを判断する（ステップ＃３０）。第２スイッ
チＳ２がオンされた場合、ユーザーは記録保存用の画像
の撮像を指示しているので、ステップ＃５０にジャンプ
して上記第２の手振れ防止撮像により撮像を行う。

【０１０６】一方、第２スイッチＳ２がオンされていな
い場合（ステップ＃３０でＮＯ）、ユーザーはモニタ用
の画像を求めているので、モニタ用の画像を撮像するた
めに、積分時間演算部３０２は、測光センサ３０１の出
力信号から被写体輝度を測定し（ステップ＃３５）、撮
像レンズ２００の光学系２０１の焦点距離ｆ及び絞り値
（Ｆナンバー）から、適正積分時間Ｔ１及び手振れ限界
積分時間Ｔ０を演算する（ステップ＃４０）。

【０１０７】適正積分時間Ｔ１及び手振れ限界積分時間
Ｔ０が演算されると、全体制御部３００はこれらの値に
応じて、上記第１の手振れ防止撮像における画素不加算
モード、２画素加算モード又は４画素加算モードのいず
れかの撮像モードを選択する（ステップ＃４５）。撮像
モードが選択されると、特に４画素加算モードが選択さ
れると複数の画像を撮像するので、画像データ一時記憶
部３１４のメモリ容量や撮像回数から、画像データ圧縮
を行うか否か及び画像データ圧縮方法等の画像データ記
録設定を行う（ステップ＃４７）。画像データ記録設定
されると、ステップ＃４５で設定されたモードに従って
手振れ防止撮像を行う（ステップ＃５０）。ステップ＃
４５におけるモード選択及びステップ＃５０における手
振れ防止撮像の詳細は後述する。ステップ＃５０におけ
る手振れ防止撮像により手振れのない画像が撮像される
と、全体制御部３００は、画像データ蓄積部３０７や画
像データ処理部３０８を制御してモニタ装置１３０の画
面上に再生する（ステップ＃５５）。

【０１０８】次に、全体制御部３００は、シャッターレ
リーズボタン１０１の第２スイッチＳ２がオンされたか
否かを判断する（ステップ＃６０）。第２スイッチＳ２
がオンされるまで、上記ステップ＃１５〜＃５０を繰り
返す。第２スイッチＳ２がオンされると、ユーザーは記
録用の画像を求めているので、ステップ＃３５において
既に被写体輝度が測定されている場合であっても、積分
時間演算部３０２は、改めて測光センサ３０１の出力信
号から被写体輝度を測定し（ステップ＃６５）、撮像レ
ンズ２００の光学系２０１の焦点距離ｆ及び絞り値（Ｆ
ナンバー）から、適正積分時間Ｔ１、手振れ限界積分時
間Ｔ０、撮像回数Ｃ及び制御積分時間Ｔ２を演算する
（ステップ＃７０）。一例として、撮像回数Ｃは、適正
積分時間Ｔ１を手振れ限界積分時間Ｔ０で割ったものを
整数化したもの、すなわちＴ２＝ＩＮＴ（Ｔ１／Ｔ０）
である。また、制御積分時間Ｔ２は、適正積分時間Ｔ１
を撮像回数Ｃで割ったものとする。この場合、Ｔ２≒Ｔ
０となる。なお、制御積分時間Ｔ２はこれに限定され
ず、手振れ限界積分時間Ｔ０以下であれば良い。従っ
て、例えば、Ｔ２＝Ｔ１／（Ｃ＋ｊ）、（但し、ｊは１
以上の任意の整数）又はＴ２＝Ｔ１／ｊ・Ｃ、（但し、
ｊは１以上の任意の数）としても良い。

【０１０９】撮像回数Ｃ及び制御限界積分時間Ｔ２が演
算されると、全体制御部３００は、画像データ一時記憶
部３１４のメモリ容量や撮像回数Ｃから、画像データ圧
縮を行うか否か及び画像データ圧縮方法等の画像データ
記録設定を行い（ステップ＃７２）、上記第２の手振れ
防止撮像手順に従って手振れ防止撮像を行う（ステップ
＃７５）。ステップ＃７２における画像データ圧縮方法
及びステップ＃７５における手振れ防止撮像の詳細は後
述する。ステップ＃７５において、振れのない画像が撮
像されると、記録装置１４０は、最終画像データを記憶
媒体１４１に記録する（ステップ＃８０）。なお、最終
画像データをモニタ装置１３０に再生しても良い。

【０１１０】最終画像データが記録されると、全体制御
部３００はシャッターレリーズボタン１０１の第１スイ
ッチＳ１がオフされたか否か、すなわちユーザーがシャ
ッターレリーズボタン１０１から指を離したか否かを判
断する（ステップ＃８５）。第１スイッチＳ１がオンの
ままの場合（ステップ＃８５でＮＯ）、ユーザーは続け
て画像を撮像する意思があるので、ステップ＃３０に戻
って次の撮像に備える。

【０１１１】第１スイッチがオフされた場合（ステップ
＃８５でＹＥＳ）、全体制御部３００はメインスイッチ
がオフされたか否かを判断する（ステップ＃９０）。メ
インスイッチがオンのままの場合（ステップ＃９０でＮ
Ｏ）、ステップ＃２０に戻って第１スイッチＳ１がオン
されるのを待つ。一方、メインスイッチがオフされた場
合（ステップ＃９０でＹＥＳ）、撮像素子１１０や撮像
レンズ２００を待機状態にする等の終了処理を行い（ス
テップ＃９５）、撮像を終了する。

【０１１２】なお、ステップ＃４５におけるモード選択
サブルーチン、ステップ＃５５における画像再生サブル
ーチン及びステップ＃８０における画像データ記録サブ
ルーチンは上記第１の実施形態の場合と同様であるた
め、その説明を省略する。

【０１１３】手振れ防止撮像サブルーチン 次に、ステップ＃５０及び＃７５における手振れ防止撮
像サブルーチンを図１９〜２０に示す。まず、手振れ防
止撮像サブルーチンを開始すると、全体制御部３００
は、検出モードを設定する（ステップ＃５００）。

【０１１４】第１の実施形態の場合と同様に、ステップ
＃５０の第１の手振れ防止撮像では、高周波成分（５〜
２０Ｈｚ）のみを補正すべく、検出モードとして高周波
モードを選択する。また、ステップ＃７５の第２の手振
れ防止撮像では、低周波から高周波まで全域（０．１〜
２０Ｈｚ）での最高の画像データ補正を行うために、検
出モードとして全域（低周波）モードを選択する。

【０１１５】検出モードが設定されると、全体制御部３
００は、撮像回数計数用のカウンタｎをリセット（ｎ＝
１）し（ステップ＃５０５）、撮像素子駆動部３０４を
制御して撮像素子１１０の積分（撮像）を開始する（ス
テップ＃５１０）。これと並行して、手振れ検出部３１
２は、手振れ検出データ、すなわち、Ｘ軸角速度センサ
１２１、Ｙ軸角速度センサ１２２、Ｚ軸角速度センサ１
２３による各軸の回りの回転量（アナログデータ）を、
Ｘ軸検出処理回路３０９、Ｙ軸検出処理回路３１０、Ｚ
軸検出処理回路３１１を介してを取り込む（ステップ＃
５１５）。

【０１１６】撮像素子１１０の積分を開始すると、全体
制御部３００は、積分開始からの時間が上記設定された
制御積分時間Ｔ２に達したか否か、すなわち積分が終了
したか否かを判断する（ステップ＃５２０）。

【０１１７】撮像素子１１０の積分が終了すると、全体
制御部３００は、手振れ検出部３１２からの手振れ検出
データｄｅｔｘｎ、ｄｅｔｙｎ、ｄｅｔｚｎ（この場
合、ｎ＝１）を手振れ検出結果記憶部３１３の該当する
記憶領域３１３ａに記憶する（ステップ＃５２５）。

【０１１８】読出領域設定部３０６は、撮像素子１１０
の各画素データのうち、画像データとして読み出す領域
を設定する（ステップ＃５３０）。画像データ読出領域
の設定方法について以下に説明する。

【０１１９】第１の方法は、画像データ読出領域の中心
を撮像素子１１０の画面中心（０，０）に固定し、手振
れを考慮して画像データ読出領域を順次拡大する。Ｘ軸
方向の読出範囲をｑｘ、Ｙ軸方向の読出範囲ｑをｑｙ、
ｎをカウンタのカウント数として、ｑｘ，ｑｙは以下の
式で与えられる。

【０１２０】ｑｘ＝１４００＋（ｎ−１）・２０ ｑｙ＝１０００＋（ｎ−１）・２０ 上記式から明らかなように、撮像を繰り返すごとに画像
データ読出領域が拡がっていく。なお、撮像素子１１０
の有効領域は有限であるので（図３参照）、この方法で
は撮像可能回数に一定の限界がある。

【０１２１】第２の方法は、画像データ読出領域の中心
をＸ軸方向及びＹ軸方向の手振れ検出位置（ｐｘ，ｐ
ｙ）として移動させ、Ｚ軸回りの回転振れを考慮して、
撮像を繰り返すごとに画像データ読出領域を順次少しず
つ拡大する。Ｘ軸方向の読出範囲をｑｘ、Ｙ軸方向の読
出範囲ｑをｑｙ、ｎをカウンタのカウント数として、ｑ
ｘ，ｑｙは以下の式で与えられる。

【０１２２】ｑｘ＝１４００＋（ｎ−１）・１０ ｑｙ＝１０００＋（ｎ−１）・１０ 第３の方法は、画像データ読出領域の中心をＸ軸方向及
びＹ軸方向の手振れ検出位置（ｐｘ，ｐｙ）として移動
させ、Ｚ軸回りの回転振れを考慮して、画像データ読出
領域を最初から余裕を持って大きめに設定し、その範囲
を固定する。Ｘ軸方向の読出範囲をｑｘ、Ｙ軸方向の読
出範囲ｑをｑｙとして、ｑｘ，ｑｙは以下の式で与えら
れる。

【０１２３】ｑｘ＝１４００＋１００ ｑｙ＝１０００＋１００ 画像データ読出領域が設定すると、全体制御部３００
は、画像データ読出部３０５を制御して、撮像素子１１
０からの画像データを読み出し（ステップ＃５３５）、
必要に応じて読み出した画像データを圧縮し（ステップ
＃５４０）、画像データを画像データ一時記憶部３１４
の該当する記憶領域３１４ａに記憶する（ステップ＃５
４５）。

【０１２４】ここで、ステップ＃５４０におけるデータ
圧縮方法の一例について説明する。第１の画像データ圧
縮方法は、２つの画像データ、例えば最初に撮像された
画像データと第２回目以降に撮像された画像データの差
を求め、最初の画像データと最初の画像データに対する
各画像の差分データを、当該２つの画像データとして記
憶することにより、画像データの圧縮を行う。この差分
データ圧縮方法は、データ圧縮率は低いが処理速度が速
いというメリットがある。

【０１２５】第２の画像データ圧縮方法は、各画像デー
タにＪＰＥＧ圧縮をかける。この方法によれば、差デー
タを記憶する第１のデータ圧縮方法に比べて、処理時間
を要するが、データ圧縮率が大きいため、画像データ一
時記憶部３１４のメモリ容量を大きくできない場合に有
効である。

【０１２６】なお、画像データ圧縮方法はこれらに限定
されず、ＧＩＦ等のその他の画像データ圧縮方法を用い
ても良い。また、これらの画像データ圧縮方法を複数用
意しておき、撮像回数Ｃに応じて適宜最適な画像データ
圧縮方法を選択するように構成しても良い。

【０１２７】画像データ圧縮方法選択フローチャートを
図２１に示す。まず、全体制御部３００は、撮像回数Ｃ
が２以下か否かを判断する（ステップ＃７００）。撮像
回数Ｃが１又は２の場合（ステップ＃７００でＹＥ
Ｓ）、記憶すべき画像データはそれほど多くないので、
全体制御部３００は、画像データを圧縮せずそのまま画
像データ一時記憶部３１４に記憶する（ステップ＃７０
５）。

【０１２８】撮像回数が２よりも大きい場合、全体制御
部３００は、撮像回数Ｃが４以下か否かを判断する（ス
テップ＃７１０）。撮像回数Ｃが３又は４の場合（ステ
ップ＃７１０でＹＥＳ）、全体制御部３００は上記差分
データ圧縮方法を選択し、最初に撮像された画像データ
と最初の画像データに対する各画像の差分データを、画
像データ一時記憶部３１４に記憶する（ステップ＃７１
５）。

【０１２９】撮像回数Ｃが５以上の場合（ステップ＃７
１０でＮＯ）、全体制御部３００は、撮像回数Ｃが８以
下か否かを判断する（ステップ＃７２０）。撮像回数Ｃ
が５〜８の場合（ステップ＃７２０でＹＥＳ）、全体制
御部３００は上記ＪＰＥＧ圧縮方法を選択し、圧縮率１
／４で各画像データを圧縮し、画像データ一時記憶部３
１４に記憶する（ステップ＃７２５）。

【０１３０】撮像回数Ｃが９以上の場合（ステップ＃７
２０でＮＯ）、全体制御部３００は上記ＪＰＥＧ圧縮方
法を選択し、圧縮率１／Ｃで各画像データを圧縮し、画
像データ一時記憶部３１４に記憶する（ステップ＃７３
０）。

【０１３１】図１９〜２０に示すフローチャートに戻っ
て、ステップ＃５４５で画像データを画像データ一時記
憶部３１４に記憶すると、全体制御部３００は、撮像回
数ｎが設定された撮像回数Ｃに達したか否かを判断する
（ステップ＃５５０）。この場合、最初の撮像であり、
ｎ＝１である。少なくとも２回以上撮像する場合（ステ
ップ＃５５０でＮＯ）、全体制御部３００は、カウンタ
ｎのカウント数を１つ進め（ステップ＃５５５）、ステ
ップ＃５１０に戻って、撮像素子１１０による第２回目
の画像の積分（撮像）を開始する。

【０１３２】撮像回数ｎが設定された撮像回数Ｃに達す
ると（ステップ＃５５０でＹＥＳ）、全体制御部３００
は、画像データ補正部３０６を制御して、手振れ検出結
果記憶部３１３に記憶されている手振れ検出結果を用い
て、画像データ一時記憶部３１４に記憶されている画像
データの補正を行う。

【０１３３】画像データの補正を開始すると、全体制御
部３００は、別のカウンタｍをリセット（ｍ＝１）し
（ステップ＃５６０）、手振れ検出結果記憶部３１３か
ら手振れ検出データｄｅｔｘ（ｍ）、ｄｅｔｙ（ｍ）、
ｄｅｔｚ（ｍ）（但し、ｎ≧ｍ≧１）を取り込み（ステ
ップ＃５６５）、各画像を撮像した時点における手振れ
量Δｄｅｔｘ、Δｄｅｔｙ、Δｄｅｔｚを算出するを算
出する（ステップ＃５７０）。

【０１３４】手振れ量の算出は以下の式に従う。

【０１３５】 Δｄｅｔｘ＝ｄｅｔｘ（ｍ）−ｄｅｔｘ（１） Δｄｅｔｙ＝ｄｅｔｙ（ｍ）−ｄｅｔｙ（１） Δｄｅｔｚ＝ｄｅｔｚ（ｍ）−ｄｅｔｚ（１） 手振れ量を算出すると、全体制御部３００は、振れ検出
量から振れ補正量に変換するための計数変換を行う（ス
テップ＃５７５）。計数変換は以下の式に従う。

【０１３６】ｐｘ＝ａｘ・Δｄｅｔｙ ｐｙ＝ａｙ・Δｄｅｔｘ ｄｅｇｚ＝ａｚ・Δｄｅｔｚ 但し、ａｘはＹ軸回りの回転振れ量ΔｄｅｔｙからＸ軸
方向の画像読み出し位置ｐｘを算出するための変換係
数、ａｙはＸ軸回りの回転振れ量ΔｄｅｔｘからＹ軸方
向の画像読み出し位置ｐｙを算出するための変換係数、
ａｚはＺ軸回りの回転振れ量ΔｄｅｔｚからＺ軸回りの
画像回転量ｄｅｇｚを算出するための変換係数である。

【０１３７】計数変換が完了すると、画像データ補正部
３０６は、画像データ一時記憶部３１４に一時的に記憶
していた画像データを再度読み出す（ステップ＃５８
０）。この時、画像データが圧縮して記憶されている場
合、画像データを補正するために展開する（ステップ＃
５８５）。

【０１３８】所定範囲の画像データが読み出されると、
画像データ補正部３０６のアフィン変換部３０６ａは、
以下の補正式に基づいて補正を行う。

【０１３９】

【数３】

【０１４０】ここで、（Ｘｉ，Ｙｉ）は補正前のある画
素データの座標であり、（Ｘｏ，Ｙｏ）は補正後の座標
である。アフィン変換によれば、例えば図１１（ａ）及
び（ｂ）に示したＸ軸方向及びＹ軸方向のシフト（−ｐ
ｘ、−ｐｙ）及びＺ軸回りの回転（−ｄｅｇｚ）の補正
を同時に行うことができる。

【０１４１】この画像データ補正処理により、最初に撮
像した画像データに対して、第２回目以降に撮像した画
像データは、ユーザーの手振れによるカメラの移動量が
補正された画像データとなる。画像データを補正する
と、読み出し領域設定部３０６ｂは、画像表示及び記録
に必要な領域、例えば固体撮像素子１１０の画面中心Ｓ
１を基準とする実画面サイズ（図３参照）の範囲を指定
し、その範囲の画素データを画像データとして、画像デ
ータ蓄積部３０７に蓄積する（ステップ＃６００）。

【０１４２】補正された画像データを蓄積すると、全体
制御部３００は、カウンタのカウント数ｍが設定された
撮像回数Ｃに達したか否かを判断する（ステップ＃６０
５）。カウント数ｍが撮像回数Ｃに達していない場合、
カウンタを１つ進め（ステップ３６１０）、カウント数
ｍが設定された撮像回数Ｃに達するまで、ステップ＃５
６５〜＃６０５を繰り返す。カウント数ｍが設定された
撮像回数Ｃに達すると、画像データ蓄積部３０７には、
適正露光量の画像データ（電荷量）が蓄積されているの
で、手振れ防止撮像ルーチンを終了し、ステップ＃５５
の画像再生サブルーチンか又はステップ＃８０の画像デ
ータ記録サブルーチンに移行する。

【０１４３】（その他の実施形態）上記第１の実施形態
では、画像データ補正方法として、Ｘ軸回り及びＹ軸回
りの回転振れ補正を撮像素子１１０からの画像データの
読み出し位置の平行移動により行い、Ｚ軸回りの回転振
れ補正を画像の回転により行うように構成したが、これ
に限定されるものではなく、第２の実施形態のようにア
フィン変換を用いても良い。

【０１４４】また、第２の実施形態では、画像データ補
正方法としてアフィン変換を用いたが、これに限定され
るものではなく、第１の実施形態のようにＸ軸回り及び
Ｙ軸回りの回転振れ補正とＺ軸回りの回転振れ補正を異
なる方法で行っても良い。

【０１４５】また、上記各実施形態では、ディジタルカ
メラにおいて、被写体が低輝度の場合に、手振れ限界積
分時間か又はそれよりも短い積分時間で撮像した複数の
画像を合成して適正な露光量の１つの画像データを得る
場合について例示したが、これに限定されるものではな
く、被写体を複数の部分に分割して撮像し、撮像した各
画像データを補正した後、それらを合成して１つの画像
データを作成し、撮像素子の見かけ上の解像度を高くし
たり、あるいは撮像レンズの画角を見かけ上拡げるよう
な用途に応用することが可能である。

【０１４６】さらに、ディジタルカメラに限定される手
振れ補正機能を有するビデオカメラの手振れ補正に応用
することも可能である。

【０１４７】

【発明の効果】上記説明したように、本発明のカメラシ
ステムは、基準時点から画像を撮像するまでの間のカメ
ラの移動量を検出して、撮像素子から画像データを読み
出す範囲を補正しうるカメラシステムであって、画像デ
ータの補正は、撮像光学系の光軸を座標軸の１つとする
直交座標系の各軸回りの回転振れ補正であり、光軸回り
の回転振れと、光軸に直交する２軸回りの回転振れとを
アフィン変換により同時に補正することを特徴とする。
すなわち、アフィン変換を用いることにより、Ｘ軸、Ｙ
軸及びＺ軸回りの回転振れを同時に補正することができ
るので、画像データ補正に要する時間を非常に短くする
ことが可能となる。

【０１４８】また、撮像素子は実画面サイズよりも大き
な有効範囲を有し、画像データ読み出し範囲を実画面サ
イズよりも大きくすることにより、先に撮像した画像上
に補正した画像を合成する際、画面周辺部における画像
データ不足を防止することが可能となる。

【０１４９】また、複数の画像データを同時に記憶可能
であり、１つの基準画像データ以外の画像データを圧縮
して、前記基準画像データ容量よりも小さい容量の一時
記憶領域に記憶し、撮像条件に応じて少なくとも圧縮方
法及び圧縮率のいずれか一方を変更するように構成する
ことにより、撮像条件、例えば被写体輝度、撮像回数、
画像データ読み出し範囲、基準時点から画像を撮像する
までの時間等に応じて、限られた画像データ一時記憶領
域を有効に利用することができる。

【０１５０】また、前記複数の画像データを用いて１つ
の画像を合成するように構成することにより、例えば撮
像光学系の画角よりも広い範囲の画像等、任意の画像が
得られる。特に、手振れ限界積分時間又はそれよりも短
い積分時間で、被写体の略同一部分を複数回撮像するこ
とにより、被写体輝度が低い場合でも手振れのない鮮明
な画像を得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のカメラシステムの第１の実施形態であ
るディジタルカメラの構成及び各構成要素の配置を示す
図である。

【図２】第１の実施形態における制御回路１５０のブロ
ック構成を示す図である。

【図３】第１の実施形態で使用する撮像素子１１０にお
ける実画面サイズ（記録画像サイズ）、有効領域及び読
み出し画像サイズの関係を示す図である。

【図４】手振れの種類と像振れ量の関係を示す図であ
り、（ａ）は手振れがない状態、（ｂ）はカメラがＸ軸
方向（水平）にｘだけ平行に移動した状態、（ｃ）はカ
メラがＹ軸方向（垂直）にｙだけ平行に移動した状態、
（ｄ）はカメラがＺ軸方向（光軸方向）にｚだけ平行に
移動した状態を示す。

【図５】手振れの種類と像振れ量の関係を示す図であ
り、（ａ）はカメラがＸ軸方向にθｘだけ回転した状
態、（ｂ）はカメラがＹ軸方向にθｙだけ回転した状
態、（ｃ）はカメラがＺ軸方向にθｚだけ回転した状態
を示す。

【図６】第１の実施形態に係るディジタルカメラの基本
動作シーケンスを示すフローチャートである。

【図７】図６のフローチャートの続きである。

【図８】図６〜７に示すフローチャートのステップ＃４
５におけるモード選択サブルーチンを示すフローチャー
トである。

【図９】図６〜７に示すフローチャートのステップ＃５
０又は＃７５における手振れ防止撮像サブルーチンを示
すフローチャートである。

【図１０】図９のフローチャートの続きである。

【図１１】第１の実施形態における画像データ補正処理
を示す図である。

【図１２】先にＺ軸回りの回転補正を行い、その後Ｘ軸
方向及びＹ軸方向の補正を行うと、画像合成を行うこと
ができないことを示す図である。

【図１３】図６〜７におけるステップ＃５５の画像再生
サブルーチンを示すフローチャートである。

【図１４】、図６〜７におけるステップ＃８０の画像デ
ータ記録サブルーチンを示すフローチャートである。

【図１５】本発明のカメラシステムの第２の実施形態で
あるディジタルカメラにおける制御回路１５０のブロッ
ク構成を示す図である。

【図１６】第２の実施形態における制御回路１５０のう
ち、画像データ補正に関する主要部分の構成を示す図で
ある。

【図１７】第２の実施形態に係るディジタルカメラの基
本動作シーケンスを示すフローチャートである。

【図１８】図１７に示すフローチャートの続きである。

【図１９】図１７〜１８に示すフローチャートのステッ
プ＃５０及び＃７５における手振れ防止撮像サブルーチ
ンを示すフローチャートである。

【図２０】図１９のフローチャートの続きである。

【図２１】画像データ圧縮方法選択サブルーチンを示す
フローチャートである。

【符号の説明】

１００ ：カメラボディ １０１ ：シャッターレリーズスイッチ １１０ ：撮像素子 １２１ ：Ｘ軸角速度センサ １２２ ：Ｙ軸角速度センサ １２３ ：Ｚ軸角速度センサ １３０ ：モニタ装置 １４０ ：記録装置 １４１ ：記録媒体 １５０ ：制御回路 ２００ ：撮像レンズ ２０１ ：光学系 ３０１ ：測光センサ ３０２ ：積分時間演算部 ３０３ ：撮像回数設定部 ３０４ ：撮像装置駆動部 ３０５ ：画像データ読出部 ３０６ ：画像データ補正部 ３０６ａ：アフィン変換部 ３０６ｂ：読出領域設定部 ３０７ ：画像データ蓄積部 ３０８ ：画像データ処理部 ３０９ ：Ｘ軸検出処理回路 ３１０ ：Ｙ軸検出処理回路 ３１１ ：Ｚ軸検出処理回路 ３１２ ：手振れ検出部 ３１３ ：手振れ検出結果記憶部 ３１３ａ：記憶領域 ３１４ ：画像データ一時記憶部 ３１４ａ：記憶領域

フロントページの続き Ｆターム(参考） 5C022 AA00 AA13 AB17 AB22 AB55 AC03 AC32 AC42 AC54 AC55 AC56 AC69 5C024 AA01 BA01 CA11 CA17 DA07 EA02 EA08 FA01 FA08 GA11 HA13 HA14 HA17 HA21 HA24 HA27

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基準時点から画像を撮像するまでの間の
   カメラの移動量を検出して、撮像素子からの画像データ
   を補正するカメラシステムであって、画像データの補正
   は、撮像光学系の光軸を座標軸の１つとする直交座標系
   の各軸回りの回転振れ補正であり、光軸回りの回転振れ
   と、光軸に直交する２軸回りの回転振れとをアフィン変
   換により同時に補正することを特徴とするカメラシステ
   ム。
2. 【請求項２】 補正前の画素データの座標を（Ｘｉ，Ｙ
   ｉ）、補正後の座標を（Ｘｏ，Ｙｏ）、Ｘ軸方向の画像
   読み出し位置をｐｘ、Ｙ軸方向の画像読み出し位置をｐ
   ｙ、Ｚ軸回りの画像回転量をｄｅｇｚとして、以下の補
   正式 【数１】 に基づいてアフィン変換を行うことを特徴とする請求項
   １記載のカメラシステム。
3. 【請求項３】 前記撮像素子は実画面サイズよりも大き
   な有効領域を有し、画像データ読み出し範囲を実画面サ
   イズよりも大きくすることを特徴とする請求項１又は２
   記載のカメラシステム。
4. 【請求項４】 基準時点から画像を撮像するまでの時間
   に応じて、画像データ読み出し範囲を変化させることを
   特徴とする請求項３記載のカメラシステム。
5. 【請求項５】 複数の画像データを同時に記憶可能であ
   り、１つの基準画像データ以外の画像データを圧縮し
   て、前記基準画像データ容量よりも小さい容量の一時記
   憶領域に記憶し、撮像条件に応じて少なくとも圧縮方法
   及び圧縮率のいずれか一方を変更することを特徴とする
   請求項１から３のいずれかに記載のカメラシステム。
6. 【請求項６】 前記撮像条件は、少なくとも被写体輝
   度、撮像回数、画像データ読み出し範囲、基準時点から
   画像を撮像するまでの時間のいずれかであることを特徴
   とする請求項５記載のカメラシステム。
7. 【請求項７】 前記複数の画像データを用いて１つの画
   像を合成することを特徴とする請求項５又は６記載のカ
   メラシステム。
8. 【請求項８】 前記複数の画像データは、被写体の略同
   一部分を複数回撮像して得られたものであることを特徴
   とする請求項７記載のカメラシステム。
9. 【請求項９】 各画像データは、手振れ限界積分時間又
   はそれよりも短い積分時間で撮像されることを特徴とす
   る請求項８記載のカメラシステム。
10. 【請求項１０】 第２回目以降に撮像された画像データ
    の読み出し範囲を徐々に拡大することを特徴とする請求
    項７から９のいずれかに記載のカメラシステム。
11. 【請求項１１】 最初の画像データを撮像してから第２
    回目以降の画像データを撮像するまでのカメラの移動量
    及び移動方向に応じて、画像データ読み出し範囲の中心
    を順次移動させることを特徴とする請求項１０記載のカ
    メラシステム。