JP2002077706A

JP2002077706A - 撮像装置および撮像方法

Info

Publication number: JP2002077706A
Application number: JP2000259197A
Authority: JP
Inventors: Yosuke Kusaka; 洋介日下
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2000-08-29
Filing date: 2000-08-29
Publication date: 2002-03-15

Abstract

(57)【要約】【課題】特別な像ブレ補正機構が不要で、かつ確実に
像ブレを防止できる撮像装置および撮像方法を提供す
る。【解決手段】ブレ検出部６により検出された像ブレ信
号に応じて、センサ制御部５は像ブレが許容範囲内であ
る期間に、撮像センサ４の電子シャッターを開き、各画
素において電荷蓄積を行わせ、像ブレが許容範囲内でな
い期間に、撮像センサ４の電子シャッターを閉め、各画
素において電荷蓄積を行わせないように制御することに
より、像ブレが許容範囲内である期間に発生した電荷を
撮像センサ４の各画素に累積して蓄積させる。このよう
に間欠的に行われた電荷蓄積の合計時間が所定の露光時
間に達すると、センサ制御部５は撮像センサ４の各画素
で累積して蓄積された電荷量に応じた画像信号を撮像セ
ンサ４より出力させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子カメラ等にお
ける手ブレ等による像ブレを防止する撮像装置および撮
像方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来カメラ等の撮影装置において、像ブ
レを検出し、検出した像ブレが所定条件（例えばカメラ
に加わる角速度が一定値以下）を満足した時点に撮影記
録媒体への露光動作を開始することにより像ブレを防止
する技術が、特開昭６３−５３５３１号公報、特開平３
−９２８３０号公報等に開示されている。

【０００３】また検出した像ブレに応じて撮影光学系の
一部の光学要素（補正レンズ）を光軸と垂直な面内で移
動させることにより、露光中に大きな手ブレが生じても
像ブレを補正する技術が、特開平２−３０４５３５号公
報等に開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、像ブレに応じ
て露光タイミングを制御する従来技術では、露光を開始
した後に大きな像ブレが生じた場合には像ブレの防止が
できなかった。

【０００５】また像ブレに応じて補正レンズを駆動する
従来技術では、補正レンズを駆動する駆動機構を組み込
むために撮影装置が大型化したり、補正レンズを駆動す
るためにエネルギー消費が多いという欠点があった。

【０００６】そこで本発明は、露光中に発生する像ブレ
を確実に防止できるとともに、小型でエネルギー消費の
少ない撮像装置および撮像方法を提供することを目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の撮像装置では、入射光を光電変換
し電荷を発生する複数の画素を備え、各画素で発生する
電荷の蓄積および非蓄積を電気的に制御する電子シャッ
ター動作と、各画素で蓄積された電荷を画像信号として
外部へ出力する画像出力動作とが可能な撮像センサ部
と、前記撮像センサ部の電子シャッター動作および画像
出力動作を制御するセンサ制御部と、前記複数の画素上
に被写体像を形成する撮影光学系とを備えた撮像装置に
おいて、前記被写体像の像ブレを逐次検出し、時々刻々
変化する像ブレ信号を発生するブレ検出部をさらに備え
るとともに、前記センサ制御部は前記電子シャッター動
作を制御して、前記像ブレ信号が所定条件を満足する期
間中に前記複数画素に電荷蓄積動作を行わせるととも
に、前記像ブレ信号が所定条件を満足する期間の累計が
予め定められた時間に達した時点に電荷蓄積動作を終了
させ、その後前記画像出力動作を制御して各画素に蓄積
された電荷を画像信号として外部に出力させることを特
徴とする。請求項２に記載の発明では、請求項１に記載
の撮像装置において、前記像ブレ信号は前記画素上での
相対的な像ブレ量を表すとともに、前記所定条件は前記
像ブレ信号の値が像ブレ基準値を基準に定められた像ブ
レ許容範囲内に入っているという条件であることを特徴
とする。請求項３に記載の発明では、請求項１に記載の
撮像装置において、前記像ブレ信号が所定条件を満足す
る期間の累計が制限時間内に予め定められた時間に達し
ない場合にはその旨を表示する表示部を更に備えること
を特徴とする。請求項４に記載の発明では、請求項１に
記載の撮像装置において、前記センサ制御部は前記像ブ
レ信号が所定条件を満足する期間の累計が所定期間内に
所定時間に達しない場合には、それまでに各画素に蓄積
された電荷信号を破棄することを特徴とする。請求項５
に記載の発明では、請求項１に記載の撮像装置におい
て、前記撮像センサ部による前記被写体像の撮像開始を
指示するレリーズ信号を発生するレリーズ部を更に備え
るとともに、前記センサ制御手段は、前記レリーズ信号
の発生した時点における前記像ブレ信号の状態に応じて
前記所定条件を定めることを特徴とする。請求項６に記
載の発明では、請求項１に記載の撮像装置において、前
記撮像センサ部による前記被写体像の撮像開始を指示す
るレリーズ信号を発生するレリーズ部を更に備えるとと
もに、前記センサ制御手段は、前記レリーズ信号の発生
する時点より以前における前記像ブレ信号の状態に応じ
て前記所定条件を定めることを特徴とする。請求項７に
記載の撮像方法では、光電変換により発生する電荷の蓄
積および非蓄積を電気的に制御可能な複数の画素上に被
写体像を形成し、前記被写体像の像ブレを逐次検出し
て、該像ブレに応じて時々刻々変化する像ブレ信号を発
生し、前記像ブレ信号が所定条件を満足する期間中に前
記複数の画素に電荷の蓄積を行わせるとともに、前記像
ブレ信号が所定条件を満足する期間の累計が予め定めら
れた時間に達した時点に電荷の蓄積を終了させ、その後
各画素に蓄積された電荷を画像信号として外部に出力す
ることを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態について説明する。図１は本発明の一実施形態を
示すもので、像ブレを防止する撮像装置および撮像方法
の概念を示すブロック構成図である。

【０００９】図１において、撮像装置１は、撮像光学系
３、撮像センサ部４、センサ制御部５、ブレ検出部６か
ら構成される。撮像センサ部４は複数の光電変換画素か
ら構成されており、該画素で発生する電荷はいわゆる電
子シャッター機能により蓄積制御される。撮影光学系３
により被写体２の像が撮像センサ部４の画素上に結像さ
れる。ブレ検出部６は撮像センサ部４の画素上に結像さ
れる被写体像の像ブレを検出し、時間的に変化する像ブ
レ信号を発生する。

【００１０】センサ制御部５は像ブレ信号が所定条件を
満足する（像ブレの影響が少ない）か否かを判定し、像
ブレ信号が所定条件を満足する期間には、前記電子シャ
ッター機能を制御して撮像センサ部４の画素に電荷蓄積
を行わせ、満足しない期間には前記電子シャッター機能
を制御して撮像センサ部４の画素に電荷蓄積を行わせな
い。

【００１１】このようにして撮像センサ部４の画素に
は、像ブレ信号に応じて像ブレの影響が少ない期間に電
荷蓄積が間欠的に行われ、その結果発生した電荷が累積
される。また電荷蓄積時間の累計が事前に設定された露
光時間に達すると、センサ制御部５は撮像センサ部４の
画素に蓄積された電荷を外部に出力させる。

【００１２】図２は、本発明をデジタルスチルカメラ１
０に適用した場合のブロック構成図である。

【００１３】撮影レンズ１１により形成された被写体像
は、後述する構成の複数の画素１２を備えたＣＣＤセン
サ１３により光電変換され、画像信号としてＣＣＤセン
サ１３の外部に出力される。なお画素１２は電荷蓄積型
の画素であり、入射光エネルギ量に応じた量の電荷を発
生し蓄積するとともに、蓄積された電荷量に応じたアナ
ログ信号が画像信号として出力される。画像信号はＡＤ
変換手段２１によりデジタル画像データに変換され、メ
モリ２２に格納される。メモリ２２に格納された画像デ
ータは液晶表示手段２３により画像表示されるととも
に、必要に応じて記録媒体２４に記録される。ＣＰＵ
（中央処理制御手段）２０は上述の撮像動作、格納動
作、表示動作、記録動作の制御を行う。

【００１４】角速度センサＶ１４と角速度センサＨ１５
は、デジタルスチルカメラ１０の手ブレを検出するため
のブレ検出センサであり、撮影レンズ１１の光軸に直交
で、かつ互いに直交する２つの軸回りの角速度をリアル
タイムに検出し、検出出力を像ブレ信号としてＣＰＵ２
０へ送る。

【００１５】タイマＡ１６は、画素の電荷蓄積時間（露
光時間）を計時するためのタイマである。タイマＢ１７
は、制限時間を計時するためのタイマである。レリーズ
ボタン１８は撮影者の意志によって操作される操作手段
であって、操作に応じて被写体像の撮像開始を指示する
レリーズ信号をＣＰＵ２０に発生する。測光センサ１９
は被写体の輝度を測光して、被写体輝度に応じた測光信
号をＣＰＵ２０に発生する。

【００１６】なお上記デジタルスチルカメラ１０には不
図示の光学ファインダが備えられており、これにより撮
影者は被写体を観察できる。

【００１７】以上のような構成によりＣＰＵ２０は、角
速度センサＶ１４と角速度センサＨ１５からの像ブレ信
号に応じて、ＣＣＤセンサ１３の画素１２の電荷蓄積動
作制御することにより、露光中に発生する像ブレを防止
する。その詳細については後述する。

【００１８】図３は画素１２の構造を示す図である。ゲ
ートＯＣＧ、ゲートＩＣＧ、ゲートＴＣＧは電気的にポ
テンシャルを制御可能なゲートである。光電変換部ＰＸ
Ｌは光電変換を行い、入射光量に応じた電荷を発生す
る。画素１２が非蓄積モードの場合は、光電変換部ＰＸ
Ｌで発生する電荷がゲートＯＣＧを介してオーバフロー
ドレインＯＦＤに廃棄される。画素１２が蓄積モードの
場合は、光電変換部ＰＸＬで発生する電荷がゲートＩＣ
Ｇを介して電荷蓄積部ＩＴＰに蓄積される。画素１２に
読出開始が指示されると、電荷蓄積部ＩＴＰに蓄積され
た電荷がゲートＴＣＧを介してシフトレジスタＴＳＲに
移され、その後転送クロックに従ってレジスタＴＳＲを
転送され、最終的に電荷電圧変換され、アナログ画像信
号として外部に出力される。図３においては一部の画素
が示されているが、実際にはこのような画素が２次元的
に複数配置されている。

【００１９】図４〜図７は、図３に示す画素構造のＡ−
Ｂ断面のポテンシャルと電荷の動きを示す図である。図
４〜図７において、縦方向がポテンシャルの高低を示
し、黒丸で表す電荷はポテンシャルの高い部分からポテ
ンシャルの低い部分に移動する。

【００２０】図４は画素１２が非蓄積モード（蓄積開始
前）である時のポテンシャルと電荷の動きを示す図であ
る。３つのゲートの中でゲートＯＣＧが下げられ、光電
変換部ＰＸＬで発生する電荷はオーバーフロードレイン
ＯＦＤに廃棄される。

【００２１】図５は画素１２が蓄積モードである時のポ
テンシャルと電荷の動きを示す図である。３つのゲート
の中でゲートＩＣＧが下げられ、光電変換部ＰＸＬで発
生する電荷は電荷蓄積部ＩＴＰに蓄積される。

【００２２】図６は画素１２が非蓄積モード（蓄積開始
後）である時のポテンシャルと電荷の動きを示す図であ
る。３つのゲートの中でゲートＯＣＧが下げられ、光電
変換部ＰＸＬで発生する電荷はオーバーフロードレイン
ＯＦＤに廃棄される。また電荷蓄積部ＩＴＰに蓄積され
ている電荷はそのまま維持される。

【００２３】図７は画素１２が読出開始を指示された時
のポテンシャルと電荷の動きを示す図である。３つのゲ
ートの中でゲートＴＣＧとゲートＯＣＧが下げられ、電
荷蓄積部ＩＴＰに蓄積された電荷はシフトレジスタＴＳ
Ｒに移送されるとともに、光電変換部ＰＸＬで発生する
電荷はオーバーフロードレインＯＦＤに廃棄される。

【００２４】ＣＰＵ２０の制御のもと、画素１２は以上
のような動作により像ブレの影響が少ない期間に電荷蓄
積を間欠的に行い、露光中に発生する像ブレを防止す
る。

【００２５】図８は、図２に示したＣＰＵ２０とその周
辺の構成をより詳細に示したブロック図である。図８を
用いて像ブレに応じた電荷蓄積制御動作について詳細に
説明する。

【００２６】角速度センサ１４、１５からは、デジタル
スチルカメラ１０に加わる手ブレなどに応じ、図９に示
すような角速度を表す信号が発生する。この角速度信号
はＡＤ変換部２１により、所定のサンプリング間隔でＡ
Ｄ変換され、デジタルデータに変換される。デジタルデ
ータに変換された角速度信号は、積分演算部４２によっ
て積分され相対角度信号（積分定数を除いた相対的な角
度変位を表す）に変換される。図１０は図９の角速度信
号を積分した相対角度信号を示す。

【００２７】像ブレ演算部４３では相対角度信号を画素
上での像ブレ量を示す像ブレ信号に変換する。像ブレ信
号への変換は、例えば数式１のように行われる。

【００２８】

【数１】ここでＢＲは像ブレ量、Ｋは定数、Ｆは撮影レンズの焦
点距離、ＡＧは相対角度である。

【００２９】数式１は１次元の像ブレ量を表している。
２次元での像ブレ量を求めるためには、まず角速度セン
サ１４、１５の検出出力から、互いに直交する方向での
像ブレ量を求める。次にそれら２つのブレ量をベクトル
合成すれば、最終的に像ブレ信号が生成される。像ブレ
信号は像ブレ基準設定部４５、像ブレ判定部４６に送ら
れる。

【００３０】一方レリーズボタン１８からは撮影者によ
る操作に応じたレリーズ信号が、像ブレ基準設定部４
５、像ブレ判定部４６、時間比較部４８、タイマＡ１
６、タイマＢ１７に送られる。

【００３１】また測光センサ１９の測光出力は露光時間
決定部５０に送られ、被写体の明るさに応じてＣＣＤセ
ンサの画素の電荷蓄積時間（露光時間）が決定される。
なお電荷蓄積時間は、被写体の輝度の他、撮影レンズの
絞り値、画素の感度の要因により決定される。決定され
た蓄積時間は時間比較部４８に送られる。

【００３２】図１１、図１２、図１３を図８と併用し、
像ブレ信号に応じた電荷蓄積時間の制御のやり方につい
て説明する。

【００３３】図１１において像ブレ信号は簡単のため１
次元（１方向のみ）で示す。

【００３４】レリーズ信号が時刻ｔ０に発生すると、像
ブレ基準設定部４５はその時点の像ブレ信号の値を像ブ
レ基準値として固定し、像ブレ判定部４６に送出する。
像ブレ判定部４６では、レリーズ信号と像ブレ基準値を
受け、レリーズ信号発生以降、像ブレ基準値を中心とし
た予め定められたブレ許容範囲と時々刻々変化する像ブ
レ信号とを比較し、像ブレ信号が像ブレ基準値を中心と
した予め定められた像ブレ許容範囲内である時は、ＣＣ
Ｄセンサに対し電荷蓄積を行わせるＣＣＤ制御信号を送
出し、像ブレ信号が像ブレ基準値を中心とした予め定め
られた像ブレ許容範囲外である時は、ＣＣＤセンサに対
し電荷蓄積を禁止（非蓄積）するＣＣＤ制御信号を送出
する。図１１においてはレリーズ信号発生時刻ｔ０から
時刻ｔ１の間に電荷蓄積が行われ、時刻ｔ１から時刻ｔ
２の間に電荷蓄積が禁止され、時刻ｔ２から時刻ｔ３の
間に電荷蓄積が行われ、時刻ｔ３から時刻ｔ４の間に電
荷蓄積が禁止される。

【００３５】一方像ブレ判定部４６が生成する電荷蓄積
／非蓄積を制御するためのＣＣＤ制御信号はタイマＡ１
６にも送られ、タイマＡ１６では電荷蓄積時間をレリー
ズ開始以降累計して計時する。このように累計して計時
された電荷蓄積時間は時間比較部４８に送られる。

【００３６】またタイマＢ１７はレリーズ信号発生以降
の経過時間を計時し、予め定められた制限時間に達する
と、割り込み信号を時間比較部４８に送る。

【００３７】時間比較部４８では図１２に示すように、
時刻ｔｒに累積された電荷蓄積時間が輝度に応じて決定
された電荷蓄積時間（露光時間）に達すると、ＣＣＤセ
ンサに対し読出開始を指示するＣＣＤ制御信号を発生す
る。

【００３８】一方図１３に示すように、累積された電荷
蓄積時間が電荷蓄積時間（露光時間）に達しないまま、
レリーズ開始時刻ｔ０からの経過時間が時刻ｔａに予め
定められた制限時間に達し、タイマＢ１７から時間比較
部４８に割り込みがかかると、時間比較部４８はＣＣＤ
センサに対し蓄積電荷の廃棄を指示するＣＣＤ制御信号
を発生する。これを受けたＣＣＤセンサは電荷蓄積部に
蓄積された電荷をシフトレジスタにより転送することな
く廃棄する。

【００３９】なお図１１において像ブレ信号を簡単のた
め１次元として説明したが、実際は２次元的にベクトル
合成された像ブレ信号に対して上述の処理を行う必要が
ある。

【００４０】図１４から図１７は、図２および図８で説
明したＣＰＵ２０の動作プログラムを示したフローチャ
ート図であり、図１４のメインプログラム実行中に、図
１５、図１６、図１７のタイマ割込みおよびレリーズ割
込みの処理プログラムが適宜割り込んで実行される構成
となっている。

【００４１】図１４においてデジタルスチルカメラ１０
の電源オンによりＣＰＵ２０の動作がスタートする。

【００４２】Ｓ１０１では、ＣＣＤセンサの動作リセッ
ト、タイマ類のリセットが行われ、その後タイマＣとレ
リーズ信号による割込が許可される。ここでタイマは電
荷蓄積時間の計時用のタイマＡ、レリ−ズ後の経過時間
計時用のタイマＢ、像ブレ信号サンプリング用のタイマ
Ｃが用いられ、タイマＢは予め設定された制限時間に経
過時間が達するとタイマＢ割込を発生し、タイマＣは所
定サンプリング時間間隔でタイマＣ割込を発生する。

【００４３】Ｓ１０２では、測光センサより測光信号を
受け取り、輝度、画素感度、絞り値に応じて、ＣＣＤセ
ンサの画素の電荷蓄積時間（露光時間）を演算する。以
降Ｓ１０２を繰り返す。

【００４４】図１５は角速度信号を所定のサンプリング
間隔でサンプリングし、像ブレデータを演算するための
タイマＣ割込の処理プログラムのフローチャートであ
る。Ｓ２０１では、角速度信号をＡＤ変換してメモリに
格納する。Ｓ２０２では、メモリに格納された角速度デ
ータを最新データまで積分して角度データを演算する。
Ｓ２０３では数式１を用いて角度データから像ブレデー
タを演算し、Ｓ２０４では演算した像ブレデータをメモ
リに格納し、リターンする。

【００４５】図１６は撮影動作を行うためのレリーズ割
込の処理プログラムのフローチャートであって、Ｓ３０
１ではタイマＡをリセットし、タイマＢをリセット・ス
タートさせるとともに、タイマＢ割り込みを許可する。
またＣＣＤセンサの動作リセットを行う。

【００４６】Ｓ３０２では、メモリから最新の像ブレデ
ータを抽出し、該データを像ブレ基準値として設定す
る。

【００４７】Ｓ３０３では、最新像ブレデータをメモリ
から読み出し、該像ブレデータが像ブレ基準値を中心と
した像ブレ許容範囲内に入っているかか否か判定する。
範囲内に入っている場合には、Ｓ３０４でタイマＡの計
時（カウントアップ）を許可し、Ｓ３０５でＣＣＤセン
サに対し電荷蓄積を許可するＣＣＤ制御信号を発生させ
る。Ｓ３０８では、タイマＡの計時時間が電荷蓄積時間
に達したか否かを判定し、達しない場合にはＳ３０３に
戻る。

【００４８】一方Ｓ３０３で像ブレデータが像ブレ許容
範囲内に入っていない場合には、Ｓ３０６でタイマＡの
計時（カウントアップ）を禁止し、Ｓ３０７でＣＣＤセ
ンサに対し電荷蓄積を禁止（非蓄積）するＣＣＤ制御信
号を発生させ、Ｓ３０３へ戻る。

【００４９】Ｓ３０８でタイマＡの計時時間が電荷蓄積
時間に達した場合には、Ｓ３０９でタイマＢを停止し、
タイマＢの割込も禁止する。Ｓ３１０では、ＣＣＤセン
サに読出開始のＣＣＤ制御信号を送出し、それに応じて
ＣＣＤセンサより出力される画像信号をＳ３１１でＡＤ
し、Ｓ３１２でＡＤ変換された画像データをメモリに格
納する。その後Ｓ３１３ではメモリに格納された画像デ
ータを液晶表示し、記録媒体へ書き込み、図１４のＳ１
０２へ戻る。

【００５０】図１７はタイマＢ割込の処理プログラムの
フローチャートであって、Ｓ４０１では、タイマＢを停
止し、タイマＢの割込も禁止する。Ｓ４０２ではＣＣＤ
センサに蓄積電荷の廃棄を指示するＣＣＤ制御信号を送
出する。Ｓ４０３では制限時間内にＣＣＤセンサの露光
が終了しなかった旨の警告表示を液晶表示し、図１４の
Ｓ１０２へ戻る。

【００５１】以上のような構成により、像ブレ信号に応
じて、像ブレの影響が少ない期間にＣＣＤセンサの電荷
蓄積が行われるので、像ブレの少ない画像データを得る
ことができる。

【００５２】（変形形態の説明）本発明は以上説明した
実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可
能である。

【００５３】図１１においては、像ブレ基準値をレリー
ズ信号が発生した時点ｔ０における像ブレ信号の値とし
ていたが、図１８に示すようにレリーズ信号が発生した
時点ｔ０直前の予め定められた平均時間中の像ブレ信号
の平均値を像ブレ基準値としてもよい。このようによれ
ば、レリーズ時点ｔ０における像ブレ信号がたまたま振
幅のピーク位置付近にあった場合でも、像ブレ基準値が
像ブレ信号振幅の略中央付近に設定されるため、ＣＣＤ
センサに電荷蓄積できる確率が上がり、撮像にかかる時
間を短縮できる。

【００５４】また図１１における像ブレ許容範囲は、レ
リーズ前の像ブレ信号の状況に応じて変更してもよい。
例えば、レリーズ前の像ブレ信号の振幅が大きい場合に
は許容範囲を拡大し、振幅が小さい場合には許容範囲を
縮小する。このようにすれば、撮影者の熟練度に応じて
像ブレを防止した画像を得ることができる。

【００５５】また像ブレ許容範囲をレリーズ信号発生時
点からの経過時間に応じて次第に拡大してもよい。この
ようにすれば、レリーズ信号が発生してから予め定めら
れた制限時間内にＣＣＤセンサの電荷蓄積が終了しない
ためにＣＣＤセンサに蓄積された電荷が廃棄される確率
が減少する。

【００５６】また図１７のタイマＢ割り込み処理におい
ては、レリーズ信号が発生してから予め定められた制限
時間内にＣＣＤセンサの電荷蓄積が終了しない場合に
は、ＣＣＤセンサに蓄積された電荷を廃棄し、その旨を
警告表示していたが、図１９に示すように、ＣＣＤセン
サに蓄積電荷の廃棄を指示するＣＣＤ制御信号を送出し
た後、図１６のＳ３０１へ戻り、もう一度その時点の像
ブレ信号を像ブレ基準値として、像ブレの影響の少ない
期間にＣＣＤセンサの電荷蓄積を行わせるようにしても
よい。

【００５７】あるいは図２０に示すように、Ｓ４０２で
ＣＣＤセンサに蓄積電荷の廃棄を指示するＣＣＤ制御信
号を送出した後、Ｓ４０４で再度ＣＣＤセンサに通常の
撮像処理（像ブレ信号とは無関係に露光時間だけ電荷蓄
積を行わせる）を行い、図１６のＳ３１０へ進むように
してもよい。

【００５８】あるいは図２１に示すように、ＣＣＤセン
サに蓄積電荷の廃棄を行わず、Ｓ４０５で残りの露光時
間をＣＣＤセンサに通常の撮像処理（像ブレ信号とは無
関係に残り露光時間だけ電荷蓄積を行わせる）を行い、
図１６のＳ３１０へ進むようにしてもよい。

【００５９】以上のような動作によれば、レリーズ信号
が発生してから予め定められた制限時間内にＣＣＤセン
サの電荷蓄積が終了しない場合でも、画像データを獲得
することができる。

【００６０】また図１に示す実施形態においては、像ブ
レ信号に応じて撮影光学系３や撮像センサ部４をシフト
することにより、像ブレをアクティブに補正する防振部
は備えていなかったが、図２２に示す他の実施形態で
は、ブレ検出部６の検出した像ブレ信号に応じて像ブレ
を補正する防振部７を備え、防振部７を作動させなが
ら、センサ制御部５は像ブレ信号が所定条件を満足する
期間には、前記電子シャッター機能を制御して撮像セン
サ部４の画素に電荷蓄積を行わせ、満足しない期間には
前記電子シャッター機能を制御して撮像センサ部４の画
素に電荷蓄積を行わせないようにしている。このような
構成によれば、像ブレ防止性能が更に向上するととも
に、防振部４の制御性能を緩和することができ、簡易な
防振機構を採用することが可能になる。

【００６１】また図２２の構成においてセンサ制御部５
は、像ブレ信号から防振部４の動きに応じた像ブレ補正
量を差し引いた補正像ブレ信号に基づいて、該補正像ブ
レ信号が所定条件を満足する期間には、前記電子シャッ
ター機能を制御して撮像センサ部４の画素に電荷蓄積を
行わせ、満足しない期間には前記電子シャッター機能を
制御して撮像センサ部４の画素に電荷蓄積を行わせない
ようにしてもよい。このような構成にすれば、撮像セン
サ部４の電荷蓄積できる確率が上がり、レリーズ信号が
発生してから予め定められた制限時間内にＣＣＤセンサ
の電荷蓄積が終了する確率が増加する。

【００６２】また図２２の構成において、像ブレ信号が
一定値を越えた時のみ、防振部４を動作させるようにし
てもよい。このような構成によれば、防振部４の消費す
るエネルギーを節約できるとともに、レリーズ信号が発
生してから予め定められた制限時間内にＣＣＤセンサの
電荷蓄積が終了する確率が増加する。

【００６３】また図１に示す実施形態においては、レリ
ーズ信号発生前は像ブレ補正動作が行われていなかった
が、図２２に示す他の実施形態では、レリーズ信号発生
前は撮像センサ部４において像ブレ信号とは無関係に通
常の撮像処理が一定のレート（例えば３０フレーム／
秒）で行われるとともに、像ブレ信号を受けた表示部８
では撮像センサ部４から送られる連続したフレーム間で
画像の動きベクトルを検出し、検出した動きベクトルに
応じて画像表示する領域を連続する画像から切り出して
表示する。このような構成によれば、レリーズ前におい
ても像ブレが補正された画像が表示されるため、撮影者
は撮影対象に対ししっかりとカメラを構えることがで
き、その結果撮影時においても像ブレが少なくすること
が期待できる。

【００６４】また図１７のレリーズ割り込み処理におい
ては、一律にＣＣＤセンサに像ブレ信号が所定条件を満
足する期間に電荷蓄積を行わせ、満足しない期間に電荷
蓄積を行わせないようにしているが、カメラの撮影モー
ドに応じて、像ブレ信号に応じた撮像処理を行うか、像
ブレ信号とは無関係に通常の撮像処理を行うかを選択し
てもよい。例えば静止画モード（高品質な画像を撮影す
るモード）と動画モード（コマ速優先の画像を撮るモー
ド）を備えたカメラにおいて、図２４に示すようにＳ５
０１で静止画モードの場合は図１６のＳ３０１へ進み、
動画モードであった場合にはＳ５０２へ進み、像ブレ信
号とは無関係に通常の撮像処理を行う。このようにすれ
ば、静止画モードでは像ブレを防止した高品質な画像が
撮れ、動画モードでは確実に一定のレートで動画像を撮
ることができる。なおカメラの撮影モードは静止画／動
画に限定されたものではなく、例えば像ブレが起こりや
すい夜景モードでは像ブレ防止を行った撮影を行い、そ
の他のモードでは通常撮影を行うようにしてもよい。

【００６５】また図２の実施例においては、ブレ検出部
として角速度センサを用いたが、これに限定されるもの
ではなく、加速度センサや画像センサ（像の動きにより
像ブレを検出）でも構わない。

【００６６】また図１１では像ブレ信号が像ブレ基準値
を基準に定められた像ブレ許容範囲内にある期間にＣＣ
Ｄセンサに電荷蓄積させていたが、これに限定されるも
のではなく、例えば像ブレ量と間接的に関係する角速度
信号または加速度信号が所定条件を満足する期間にＣＣ
Ｄセンサに電荷蓄積させるようにしてもよい。

【００６７】また以上の説明において撮像素子としてＣ
ＣＤセンサを例にあげたが、これに限定されることな
く、電荷蓄積動作を制御できるものであれば、ＣＭＯＳ
センサーであっても構わない。

【００６８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による撮像
装置および撮像方法においては、像ブレの影響の少ない
期間に電荷蓄積型センサの電荷蓄積を行うので、手ブレ
等により像ブレが生じた場合でも、像ブレのない画像を
得ることが可能になる。

【００６９】また像ブレ防止を電荷蓄積型センサの蓄積
制御によって実現しているため、像ブレ防止のために撮
影光学系または撮像素子を光軸と垂直な面内でシフトす
るような特別の機械的な構成が不要で、装置を小型化で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の構成を示すブロック図であ
る。

【図２】本発明を適用したデジタルカメラの構成を示す
ブロック図である。

【図３】画素の構造を示す図である。

【図４】画素におけるポテンシャルと電荷の動きを示す
図である。

【図５】画素におけるポテンシャルと電荷の動きを示す
図である。

【図６】画素におけるポテンシャルと電荷の動きを示す
図である。

【図７】画素におけるポテンシャルと電荷の動きを示す
図である。

【図８】ＣＰＵとその周辺の構成を示すブロック図であ
る。

【図９】角速度信号の波形を示す図である。

【図１０】角度信号の波形を示す図である。

【図１１】像ブレとＣＣＤ制御の関係を示す図である。

【図１２】ＣＣＤ画像信号の読み出し開始動作の説明図
である。

【図１３】ＣＣＤ画像信号の廃棄動作の説明図である。

【図１４】ＣＰＵ動作処理を示すフローチャート図であ
る。

【図１５】ＣＰＵ動作処理を示すフローチャート図であ
る。

【図１６】ＣＰＵ動作処理を示すフローチャート図であ
る。

【図１７】ＣＰＵ動作処理を示すフローチャート図であ
る。

【図１８】像ブレと像ブレ基準値の関係を示す図であ
る。

【図１９】ＣＰＵ動作処理を示すフローチャート図であ
る。

【図２０】ＣＰＵ動作処理を示すフローチャート図であ
る。

【図２１】ＣＰＵ動作処理を示すフローチャート図であ
る。

【図２２】本発明の実施形態の構成を示すブロック図で
ある。

【図２３】本発明の実施形態の構成を示すブロック図で
ある。

【図２４】ＣＰＵ動作処理を示すフローチャート図であ
る。

【符号の説明】

１撮像装置３撮影光学系４撮像センサ部５センサ制御部６ブレ検出部１２画素１３ＣＣＤセンサ１４角速度センサ１５角速度センサ２０ＣＰＵ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入射光を光電変換し電荷を発生する複数
の画素を備え、各画素で発生する電荷の蓄積および非蓄
積を電気的に制御する電子シャッター動作と、各画素で
蓄積された電荷を画像信号として外部へ出力する画像出
力動作とが可能な撮像センサ部と、前記撮像センサ部の
電子シャッター動作および画像出力動作を制御するセン
サ制御部と、前記複数の画素上に被写体像を形成する撮
影光学系と、を備えた撮像装置において、前記被写体像
の像ブレを逐次検出し、時々刻々変化する像ブレ信号を
発生するブレ検出部をさらに備えるとともに、前記セン
サ制御部は前記電子シャッター動作を制御して、前記像
ブレ信号が所定条件を満足する期間中に前記複数画素に
電荷蓄積動作を行わせるとともに、前記像ブレ信号が所
定条件を満足する期間の累計が予め定められた時間に達
した時点に電荷蓄積動作を終了させ、その後前記画像出
力動作を制御して各画素に蓄積された電荷を画像信号と
して外部に出力させることを特徴とした撮像装置。
【請求項２】請求項１に記載の撮像装置において、前
記像ブレ信号は前記画素上での相対的な像ブレ量を表す
とともに、前記所定条件は前記像ブレ信号の値が像ブレ
基準値を基準に定められた像ブレ許容範囲内に入ってい
るという条件であることを特徴とした撮像装置。
【請求項３】請求項１に記載の撮像装置において、前
記像ブレ信号が所定条件を満足する期間の累計が制限時
間内に前記予め定められた時間に達しない場合にはその
旨を表示する表示部を更に備えることを特徴とした撮像
装置。
【請求項４】請求項１に記載の撮像装置において、前
記センサ制御部は前記像ブレ信号が所定条件を満足する
期間の累計が所定期間内に所定時間に達しない場合に
は、それまでに各画素に蓄積された電荷信号を廃棄する
ことを特徴とした撮像装置。
【請求項５】請求項１に記載の撮像装置において、前
記撮像センサ部による前記被写体像の撮像開始を指示す
るためのレリーズ信号を発生するレリーズ部を更に備え
るとともに、前記センサ制御手段は、前記レリーズ信号
の発生した時点における前記像ブレ信号の状態に応じて
前記所定条件を定めることを特徴とした撮像装置。
【請求項６】請求項１に記載の撮像装置において、前
記撮像センサ部による前記被写体像の撮像開始を指示す
るレリーズ信号を発生するレリーズ部を更に備えるとと
もに、前記センサ制御手段は、前記レリーズ信号の発生
する時点より以前における前記像ブレ信号の状態に応じ
て前記所定条件を定めることを特徴とした撮像装置。
【請求項７】光電変換により発生する電荷の蓄積およ
び非蓄積を電気的に制御可能な複数の画素上に被写体像
を形成し、前記被写体像の像ブレを逐次検出して、該像
ブレに応じて時々刻々変化する像ブレ信号を発生し、前
記像ブレ信号が所定条件を満足する期間中に前記複数の
画素に電荷の蓄積を行わせるとともに、前記像ブレ信号
が所定条件を満足する期間の累計が予め定められた時間
に達した時点に電荷の蓄積を終了させ、その後各画素に
蓄積された電荷を画像信号として外部に出力することを
特徴とした撮像方法。