JP2006262222A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 適切に手ブレを抑制する撮像装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 露光により入力した撮影光像を光電変換し、該変換により蓄積された電荷に基づいて撮影画像を生成する撮像装置であって、露光の開始に先だって、露光条件としての適正露光時間と、該適正露光時間よりも短く、撮影画像の生成において許容できる許容露光時間とを設定する露光条件設定手段と、露光の間の撮像装置に生じたブレを検出し、ブレが所定以上であるときは手ブレの発生として検出するブレ検出手段と、露光を開始し、許容露光時間の経過後、適正露光時間までの間に、手ブレの発生が検出された場合に、該手ブレの発生までに蓄積された電荷を抽出して撮影画像を生成する画像生成手段と、露光の開始から許容露光時間までに、手ブレの発生が検出された場合に、撮影画像の生成手法を変更して、該撮像画像の形成を行なう再形成手段とを備える。
【選択図】 図４

Description

本発明は、露光開始により入力した撮影光像を光電変換して撮影画像を生成する撮像装置に関し、詳しくは手ブレの抑制手法に関する。

従来から、デジタルスチルカメラなどの撮像装置において、撮影時の手ブレを補正する種々の技術がある。例えば、ジャイロセンサによる手ブレの検出機構を設け、この検出値に基づき、レンズなどの光学系を移動して手ブレ補正を行なう技術や、被写体からの光像を電荷として蓄える撮像センサ自体を移動して手ブレ補正を行なう技術などが周知である。こうした技術では、適切な手ブレ補正を行ない手ブレの発生を抑制することができるが、光学系やセンサを移動する機能が必要となる。そのため、デジタルスチルカメラとしての部品点数が増加し、高価なものとなる。

こうした手ブレ補正に対して、撮影時の露光時間に着目して手ブレを補正する技術が提案されている。例えば、下記特許文献１では、撮影時に発生する手ブレが許容値を超えると、所定の最長撮影時間に達するまで露光を繰り返し、露光不足が許容できる許容露光時間に至るデータが取得できる場合には、これを撮影画像として出力する技術が開示されている。かかる技術によれば、繰り返しの露光により、手ブレの少ない画像を出力することができるとされている。

特開２００２−１１６４７７号公報

しかしながら、この手法では、繰り返しの露光における露光条件が同一であり、一度手ブレを検出して再度の露光を開始しても、また手ブレが発生する可能性が高いという問題があった。例えば、比較的露光時間の長い条件で撮影を始め、許容露光時間に至るまでに手ブレが生じた場合、再度、露光を開始するが、露光条件が同じであるため、再度の露光の際の許容露光時間も長いものとなる。したがって、手ブレを許容範囲内に収めた状態で、許容露光時間まで露光を続けることが難しい。つまり、露光を繰り返しても、手ブレが生じる可能性は撮影を始めた時と同じである。こうした露光を繰り返すうちに、最長撮影時間に到達してしまうと、撮影は失敗に終わってしまう場合があった。

本発明は、繰り返しの露光の際に手ブレを抑えた画像の取得が困難であるといった問題を踏まえて、特別な手ブレ補正機構を用いることなく、適切に手ブレを抑制する撮像装置を提供することを目的とする。

本発明の撮像装置は、上記課題を鑑み、以下の手法を採った。すなわち、露光により入力した撮影光像を光電変換し、該変換により蓄積された電荷に基づいて撮影画像を生成する撮像装置であって、前記露光の開始に先だって、露光条件としての適正露光時間と、該適正露光時間よりも短く、前記撮影画像の生成において許容できる許容露光時間とを設定する露光条件設定手段と、前記露光の間の当該撮像装置に生じたブレを検出し、該ブレが所定以上であるときは手ブレの発生として検出するブレ検出手段と、前記露光を開始し、前記許容露光時間の経過後、前記適正露光時間までの間に、前記手ブレの発生が検出された場合に、該手ブレの発生までに蓄積された電荷を抽出して前記撮影画像を生成する画像生成手段と、前記露光の開始から前記許容露光時間までに、前記手ブレの発生が検出された場合に、前記撮影画像の生成手法を変更して、該撮影画像の形成を行なう再形成手段とを備えたことを要旨としている。

また、本発明の撮像方法は、露光により入力した撮影光像を光電変換し、該変換により蓄積された電荷に基づいて撮影画像を生成する撮像方法であって、前記露光の開始に先だって、露光条件としての適正露光時間と、該適正露光時間よりも短く、前記撮影画像の生成において許容できる許容露光時間とを設定し、前記露光の間の当該撮像装置に生じたブレを検出し、該ブレが所定以上であるときは手ブレの発生として検出し、前記露光を開始し、前記許容露光時間の経過後、前記適正露光時間までの間に、前記手ブレの発生が検出された場合に、該手ブレの発生までに蓄積された電荷を抽出して前記撮影画像を生成し、前記露光の開始から前記許容露光時間までに、前記手ブレの発生が検出された場合に、前記撮影画像の生成手法を変更して、該撮影画像の形成を行なうことを要旨としている。

本発明の撮像装置および撮像方法によれば、適正露光時間よりも短い許容露光時間を設定し、手ブレが許容露光時間経過後に発生した場合には、手ブレの発生までの電荷に基づいて撮影画像を生成し、手ブレが許容露光時間経過前に発生した場合には、撮影画像の生成手法を変更して撮影画像の形成を行なう。したがって、ハード的な手ブレを補正する構成を備えることなく、適切に手ブレを抑制することができる。特に、手ブレが露光開始から早い段階で発生した場合には、手ブレの発生前とは異なる条件における撮影画像を生成することができる。

上記の構成を有する撮像装置における撮影画像の生成手法の変更は、前記手ブレの発生までに蓄積された電荷を掃き捨て、新たな露光条件により再度露光を開始することによって行なうものとしても良い。

かかる撮像装置によれば、手ブレが許容露光時間経過前に発生した場合には、新たな露光条件により再度露光を開始する。すなわち、手ブレが露光開始から早い段階で発生した場合には、露光条件を変更して露光を繰り返し、撮影画像を生成する。したがって、例えば同一露光条件の繰り返しにより撮影画像の生成を試みる場合に比べ、手ブレの発生する可能性を低減し、手ブレを抑制した撮影画像を生成することができる。

上記の構成を有する撮像装置の新たな露光条件は、該新たな露光条件の設定前に設定された前記適正露光時間よりも短い露光時間を、該適正露光時間として新たに設定し直すと共に、当該新たに設定された適正露光時間に基づいて前記許容露光時間を設定し直すことで行なうものとしても良い。

かかる撮像装置によれば、手ブレが許容露光時間経過前に発生した場合には、露光時間を短く設定し直した露光条件のもと露光を行なう。すなわち、再度の露光を行なう場合には、短い露光時間で撮影画像を生成する。したがって、再度の露光において手ブレの発生する可能性を抑制することができ、手ブレを抑制した撮影画像を生成することができる。

上記の構成を有する撮像装置の新たな適正露光時間の設定は、該新たな露光条件の設定前に設定された前記適正露光時間に対応する適正絞り値よりも小さい絞り値を設定することで行なうものとしても良い。こうすることで、短い露光時間で撮影画像を生成し、手ブレを抑制することができる。

上記の構成を有する撮像装置の新たな適正露光時間の設定は、該新たな露光条件の設定前に設定された前記適正露光時間に対応する感度よりも高い感度を設定することで行なうものとしても良い。こうすることで、短い露光時間で撮影画像を生成し、手ブレを抑制することができる。

上記の構成を有する撮像装置における撮影画像の生成手法の変更は、前記手ブレの発生を契機として前記適正露光時間を複数の区間に分け、該区間毎に蓄積された電荷に基づく画像信号を抽出し、該抽出した複数の画像信号間において前記手ブレの発生により生じた位置のずれを修正し、当該修正した複数の画像信号を合成することで行なうものとしても良い。

かかる撮像装置によれば、手ブレが許容露光時間経過前に発生した場合には、前記適正露光時間を複数の区間に分け、区間毎の画像信号におけるずれを修正して合成する。つまり、手ブレ発生前に蓄積された電荷を有効に利用する。したがって、ソフト的に手ブレを抑制した撮影画像を生成することができる。

以下、本発明の実施の形態について、実施例に基づき以下の順序で説明する。
Ａ．撮像装置の構成：
Ｂ．ブレ抑制の概念：
Ｃ．ブレ抑制処理：
Ｄ．変形例：

Ａ．撮像装置の構成：
図１は、本発明の撮像装置であるデジタルスチルカメラの概略構成を示すブロック図である。図示するように、本実施例のデジタルスチルカメラ１０は、被写体の撮影光像を結像するレンズ１５、レンズ１５を介して入射する光量を調整する絞り２０、入射する光を必要に応じて遮蔽するシャッター２５、ローパスフィルタや赤外線カットフィルタなどからなるフィルタ３０、入射した光を電気信号に変換する撮像センサ３５、相関二重サンプリングを行なうＣＤＳ回路４０、電気信号を増幅して画像信号とするＡＧＣアンプ４５、アナログの画像信号をデジタルの画像信号に変換するＡ／Ｄ変換回路５０、ＡＤ変換された画像信号に対してホワイトバランス，階調再現，色再現，輪郭強調や、圧縮などの画像処理を行ない画像データを生成する画像処理部６０、画像データを記憶するメモリ７０、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えた制御ユニット８０などから構成されている。

撮像センサ３５，ＣＤＳ回路４０，ＡＧＣアンプ４５，Ａ／Ｄ変換回路５０，画像処理部６０，メモリ７０は、この順に電気的に接続され、レンズ１５等を介して入射した撮影光像は、最終的にデジタル信号である画像データとしてメモリ７０に記憶される。

撮像センサ３５には、ＣＣＤを用いており、レンズ１５等を介して入射した光は、光電変換によって、電荷として一時的にＣＣＤの受光素子に蓄積される。蓄えられた電荷は、ＣＣＤ内の電荷転送用の電極の作用により順次転送されて、ＣＤＳ回路４０に電気信号として出力される。なお、ＣＣＤに代えて、ＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）センサを用いるものとしても良い。

ＣＤＳ回路４０は、相関二重サンプリングの処理によって、入力した電気信号のノイズを低減し、これをＡＧＣアンプ４５に出力する。ＡＧＣアンプ４５は、入力した電気信号に所定の増幅率（ゲイン量）を与えて増幅し、画像信号を生成する。すなわち、ＡＧＣアンプ４５は、感度の調整を行なう。生成された画像信号はＡ／Ｄ変換回路５０に出力されるが、この画像信号はアナログ信号である。Ａ／Ｄ変換回路５０は、アナログ信号をデジタル信号に変換して、画像処理部６０へ出力する。

画像処理部６０は、必要に応じて上記の各種画像処理を行なう。特にデジタル信号である画像信号の圧縮処理として、非可逆方式であるＪＰＥＧ形式の圧縮処理を行ない、データ量を低減した画像データを出力する。この圧縮された画像データは、メモリ７０に記憶される。なお、本実施例では、メモリ７０としてコンパクトフラッシュ（登録商標）を使用しているが、デジタルスチルカメラの取り扱い可能な記録媒体（不揮発性の書換え可能な記録媒体）であれば、どのような媒体を用いるものとしても良い。

制御ユニット８０は、こうした各処理回路と電気的に接続し、各処理回路に動作の指令信号を出力してデジタルスチルカメラ１０全体を制御すると共に、レンズ１５，絞り２０，シャッター２５を動作する各アクチュエータや、シャッターボタン９１やモードボタン９２等、複数のボタンを備えた操作部９０、撮像対象である被写体、撮影画像を表示する液晶ディスプレイからなる表示部１００、被写体からの反射光を測定する測光部１４０とも電気的に接続している。

操作部９０のシャッターボタン９１は、完全な押下げ状態で露光を開始する機能を有すると共に、半押しの状態で所定の被写体に対する測光を行なう機能を有している。シャッターボタン９１が判押しされると、測光部１４０による被写体の明るさの測定が行なわれる。

測光部１４０は、この測光の結果により、予め設定された適正な絞り値とシャッター速度（適正な露光時間）とを設定する。制御ユニット８０は、測光部１４０から、こうした適正値を受けて、絞り２０，シャッター２５のアクチュエータを制御する。つまり、いわゆるプログラムＡＥ（自動露出）機能を備えている。

また、本実施例のデジタルスチルカメラ１０はズーム機能を備えており、例えばユーザが操作部９０を介してズーム操作を行なうと、制御ユニット８０はユーザ操作に応じてレンズ１５のアクチュエータに指令を出し、レンズ１５の光学動作を制御する。さらに、操作部９０のモードボタン等の操作を行なうことで、撮影画像のみならずメモリ７０内に記憶された撮影済みの画像を表示部１００に表示することもできる。

本実施例のデジタルスチルカメラ１０は、こうした各種機器の他に、撮影時の手ブレを検出するブレ検出部１１０を備えている。ブレ検出部１１０は、圧電振動式の角速度センサであるジャイロセンサを備えており、デジタルスチルカメラ１０の撮影時の手ブレを検出する。ブレ検出部１１０は、ジャイロセンサの検出値である角速度をデジタルスチルカメラ１０自体の位置の変化量に変換し、この変化量が所定の許容値を超える場合に、手ブレの発生と判断する。ブレ検出部１１０は、制御ユニット８０と電気的に接続し、手ブレの発生を制御ユニット８０に出力している。

以上の構成を有するデジタルスチルカメラ１０の制御ユニット８０は、各処理回路と共に、撮影条件、撮影した画像の表示や、撮影画像の画像処理など、種々の処理を実行する処理プログラムをＲＯＭ内に備えている。こうした処理プログラムの一つとして、制御ユニット８０は撮影画像のブレを抑制するブレ抑制処理のプログラムを備えている。以下に、ブレの抑制について説明する。

Ｂ．ブレ抑制の概念：
図２は、本実施例におけるブレの抑制の概念を示した説明図である。図示するように、撮影開始前の所定の被写体の測光の結果から、適正露光時間Ｔｒ０と、許容露光時間Ｔａ０とが設定されたものとする。

許容露光時間Ｔａ０とは、露光不足の画像として許容できる最低限の露光時間である。図３は、露光時間と蓄積電荷量との関係を示している。図３に示すように、露光開始から適正露光時間Ｔｒまで露光を続ける間に、ＣＣＤには徐々に電荷が蓄積されていく。適正露光時間Ｔｒまでに蓄積された電荷に基づく画像を適正露出の画像とすると、適正露光時間Ｔｒよりも長い露光時間の画像は露出過多の画像となり、適正露光時間Ｔｒよりも短い露光時間の画像は露出不足の画像となる。露出不足の範囲の画像には、ＡＧＣアンプ４５の増幅率を上げるなど、所定処理で補完可能な範囲の画像がある。この範囲を許容範囲とした場合、その範囲で最低限の露光時間を許容露光時間Ｔａとしている。つまり、許容露光時間Ｔａまで露光を続けることで蓄積された電荷であれば、露出不足ではあるものの撮影画像として使用できる。こうした許容露光時間Ｔａは、適正露光時間Ｔｒに基づいて設定される。

図２に戻り、設定された適正露光時間Ｔｒ０のもと、撮影（露光）を開始する。この露光時間の間、つまり露光時間０〜Ｔｒ０までの間に、許容値を超える手ブレを検出することなく露光が終了した場合には、ＣＣＤに蓄積された電荷から画像１を取得する。この画像は、通常の撮影条件のもと撮影された手ブレのない撮影画像である。

また、許容露光時間Ｔａ０を超えて適正露光時間Ｔｒ０までの間であるタイミングＴｖ１において手ブレを検出した場合には、露光時間０〜タイミングＴｖ１までの間にＣＣＤに蓄積された電荷から画像２を取得する。この場合、適正露光時間Ｔｒ０よりは撮影に費やす露光時間が短いが、許容範囲であり、手ブレもないため、これを撮影画像とする。

他方、許容露光時間Ｔａ０にも満たない早い露光時間であるタイミングＴｖ２において手ブレを検出した場合には、それまでの蓄積された電荷をクリアし、再度露光を開始する。すなわち、撮影画像の生成手法を変更する。この再度の露光の際には、適正露光時間Ｔｒ１（許容露光時間Ｔａ１）が先の適正露光時間Ｔｒ０（許容露光時間Ｔａ０）よりも短くなるように、露光条件を変更する。つまり、２度目に設定された露光時間（Ｔｒ１）は、１度目の露光時間（Ｔｒ０）よりも短いため、手ブレを生じ難くすることができる。こうした露光条件を変えた露光を繰り返し、手ブレを検出せず、少なくとも許容露光時間Ｔａｎに至った場合には、ＣＣＤに蓄積された電荷から画像３を取得する。

本実施例におけるブレの抑制の手法は、手ブレの発生タイミングによって場合を分け、特に手ブレが早いタイミングで検出された場合には、撮影画像の生成手法を変更し、ブレの少ない画像を取得するものである。以下に、撮影画像の生成手法の変更の一態様として、手ブレ発生までに蓄積された電荷を捨て、露光条件を変更して再度露光を繰り返すブレ抑制処理について説明する。

Ｃ．ブレ抑制処理：
図４は、本実施例のブレ抑制処理のフローチャートである。この処理は、手ブレを抑制した画像を出力する処理であり、ユーザが所定の構図を決めてシャッターボタン９１を判押しする操作を行なうことで、制御ユニット８０のＣＰＵにより実行される。なお、この処理プログラムは制御ユニット８０のＲＯＭ内に記憶されており、ＣＰＵがこれを読み出し、ＲＡＭ上に展開することで処理が実行される。

処理が開始されると、制御ユニット８０は、半押し操作による測光の結果に基づいて、適正露光時間Ｔｒと許容露光時間Ｔａとを取得する（ステップＳ４００）。具体的には、測光部１４０に指令を出し、測光部１４０で設定された適正露光時間Ｔｒや許容露光時間Ｔａ、さらには、適正絞り値Ｆ１、適正ゲイン量などを取得している。

制御ユニット８０は、取得した適正絞り値Ｆ１に絞り２０を設定するためアクチュエータに指令信号を出力する。こうして撮影開始の準備を整え、ユーザ操作の指令の信号の入力待ちをする。ユーザがシャッター操作を行なうと、これをトリガとして露光を開始する（ステップＳ４１０）。具体的にはシャッター２５のアクチュエータに指令信号を出力してシャッターを開き、適正露光時間Ｔｒまで撮像センサ３５に電荷を蓄積する処理を始める。制御ユニット８０は、このタイミングで、手ブレの検出も開始している。

続いて、制御ユニット８０は、許容値を超えるブレを検出したか否かを判断する（ステップＳ４２０）。手ブレは、ブレ検出部１１０のジャイロセンサによる検出値に基づいて判断されており、制御ユニット８０の指令のもと、ブレ検出部１１０で許容値を超える手ブレを検出した場合に、ブレ検出部１１０から制御ユニット８０へ検出信号が出力される。

ステップＳ４２０で、許容値を超えるブレを検出していない（Ｎｏ）と判断した場合には、露光開始から現時点までの露光時間が、適正露光時間Ｔｒに到達したか否かを判断する（ステップＳ４３０）。ステップＳ４３０で、適正露光時間Ｔｒに到達していない（Ｎｏ）と判断した場合には、ステップＳ４２０に処理を戻し、ブレの検出処理を繰り返す。こうした処理を繰り返し、ステップＳ４３０で、適正露光時間Ｔｒに到達した（Ｙｅｓ）と判断した場合には、ＣＣＤから信号を読み出し、適正露光時間Ｔｒまでのデータに所定の処理を施し、画像データとしてメモリ７０に書き込む（ステップＳ４４０）。こうして画像データを取得して、一連の処理を終了する。ここで得られる画像は、手ブレのほとんどない適切な撮影画像である。

他方、ステップＳ４２０で、許容値を超えるブレを検出した（Ｙｅｓ）と判断した場合には、ブレを検出したタイミング（ブレ検出時間Ｔｖ）が許容露光時間Ｔａよりも早いタイミング（短い時間）であるか否かを判断する（ステップＳ４５０）。

ステップＳ４５０で、ブレ検出時間Ｔｖが許容露光時間Ｔａ以上（Ｎｏ）である、つまり、ブレの検出は許容露光時間Ｔａよりも遅いタイミングであると判断した場合には、ＣＣＤから信号を読み出し、ブレ検出時間Ｔｖまでのデータに所定の処理を施し、画像データとしてメモリ７０に書き込み（ステップＳ４６０）、一連の処理を終了する。ここで得られる画像は、手ブレのほとんどない撮影画像であるが、許容範囲内の露光不足の撮影画像である。

他方、ステップＳ４５０で、ブレ検出時間Ｔｖが許容露光時間Ｔａより小さい（Ｙｅｓ）である、つまり、ブレの検出は許容露光時間Ｔａよりも早いタイミングであると判断した場合には、ＣＣＤ内に蓄積された電荷を掃き捨てる（クリアする）処理を行なう（ステップＳ４７０）。

続いて、制御ユニット８０は、絞り値を変更することで、適正露光時間Ｔｒ、許容露光時間Ｔａを再度取得し直す（ステップＳ４８０）。具体的には、先に取得した絞り値Ｆ１よりも１段階小さい絞り値Ｆ２を設定する。この絞り値Ｆ２から、先の測光の結果、必要とされる露出を得るための適正露光時間を設定し、これを新たな適正露光時間Ｔｒとし、新たに設定された適正露光時間Ｔｒに基づいて許容露光時間Ｔａを設定する。

制御ユニット８０は、新たに設定された絞り値Ｆ２を取得して、絞り２０を絞り値Ｆ２に設定するようにアクチュエータを制御している。こうして新たな露光条件を設定すると共に、ステップＳ４１０に処理を戻し、再度適正露光時間Ｔｒまでの露光を開始する。かかる露光を繰り返すことで、ステップＳ４４０またはＳ４６０を経由して、手ブレのほとんどない画像データを取得し、一連の処理を終了する。

以上のブレ抑制処理によれば、手ブレが許容露光時間Ｔａの経過後に発生した場合には、手ブレの発生までの電荷に基づいて撮影画像を生成し、手ブレが許容露光時間Ｔａの経過前に発生した場合には、露光条件としての露光時間を短くして再度露光を行ない、撮影画像を生成する。したがって、ハード的な手ブレを補正する構成を備えることなく、適切に手ブレを抑制することができる。

特に、手ブレが露光開始から早いタイミングで発生した場合には、短い露光時間により撮影画像を生成するため、再度の露光の際における手ブレの生じる可能性を低減することができる。

なお、本実施例では、許容露光時間Ｔａから適正露光時間Ｔｒまでの間に許容値を超えるブレを検出した（Ｔａ≦Ｔｖ≦Ｔｒ）場合には、ブレ検出時間Ｔｖまでのデータを用いて画像データを生成するものとしたが、許容露光時間Ｔａまでのデータを用いるものとしても良い。この場合、ステップＳ４２０のブレ検出の前に、許容露光時間Ｔａに至る段階でＣＣＤから信号を読み出し、ＲＡＭに一時的に書き込むステップを設ける。このステップにより、ＣＣＤの電荷はクリアされるが、ステップＳ４４０の処理では、許容露光時間Ｔａから適正露光時間Ｔｒまでの信号を読み出し、これとＲＡＭ内の信号とを足し合わせることで、結果的に適正露光時間Ｔｒまでに蓄積された電荷による画像データを生成することができる。そして、ステップＳ４６０の処理では、先にＲＡＭに記憶した許容露光時間Ｔａまでの信号に基づいて画像データを生成するものとすれば良い。

また、本実施例では、露光条件として絞り値を小さくして露光を繰り返すものとしたが、いわゆるＩＳＯ相当感度を変更して露光を繰り返すものとしても良い。

一般に、ＩＳＯ感度はフィルムの感度を表わす数値であるため、フィルムのような適正露出の基準がないデジタルスチルカメラではＩＳＯ相当感度と表現される。ＩＳＯ相当感度は、適正露出とするための光量の度合を示す数値であり、数値が大きいほど高感度となり、少ない光量（露出）で撮影が可能となる。例えば、デジタルスチルカメラに、「１００」，「２００」，「４００」などのＩＳＯ相当感度の設定項目を備えている場合には、ＩＳＯ相当感度を小さな値に変更して露光を繰り返す。ＩＳＯ相当感度を小さな値に変更することで、撮影に必要な露出を少なくすることができる。つまり、絞り値が同じでも、露出が少なくて良いため、結果的に露光時間を短く（シャッター速度を速く）することができる。

こうしたＩＳＯ相当感度を変更する場合には、図４のステップＳ４８０において、絞り値の変更に代えて、ＩＳＯ相当感度の変更を行なうものとすれば良い。勿論、絞り値の変更と、ＩＳＯ相当感度の変更とを組み合わせて実行するものとしても良い。例えば、繰り返しの露光において、１回目は絞り値を変更して露光を行ない、再度、露光を行なう必要が有る場合には、ＩＳＯ相当感度を変更するものとしても良いし、同時に、両者を変更するものとしても良い。こうすることで、露光時間を短くすることができ、繰り返しの露光の際に手ブレが生じる可能性を低減することができる。

さらに、本実施例では許容値を超える手ブレが発生し続ける限り露光を繰り返すものとしたが、許容できる最長の露光時間を予め設定し、これを経過した場合には撮影を中止するものとしても良い。

Ｄ．変形例：
本実施例では、許容露光時間Ｔａに至らない早いタイミングで手ブレが生じた場合における撮影画像の生成手法の変更の一態様として、ブレ抑制処理について説明したが、撮影画像の生成手法の変更の別の態様として、手ブレの発生毎にＣＣＤ内の信号を読み取り、手ブレによる画像の位置のずれを補正して合成することで手ブレを抑制した画像を生成することもできる。

図５は、手ブレが早い段階で生じた場合の画像の合成による手ブレの抑制を概念的に示した説明図である。図示するように、測光結果から設定された適正露光時間Ｔｒ０と許容露光時間Ｔａ０との露光条件に基づいて露光を開始する。露光中に手ブレを検出することなる適正露光時間Ｔｒ０に至ると画像１を生成（取得）し、許容露光時間Ｔａ０の経過後に手ブレを検出した場合には、手ブレの発生したタイミングＴｖ１までの電荷により画像２を生成（取得）する。ここまでは、図２のブレ抑制の概念に示した内容と同様である。

ここで、許容露光時間Ｔａ０にも満たない早い露光時間であるタイミングＴｖ２において手ブレを検出した場合には、そのタイミングＴｖ２までの電荷に基づく画像信号（ここでは画像３ａと呼ぶこととする）を抽出すると共に、手ブレにより生じる画像における位置のずれを記憶する。例えば、位置のずれは、ジャイロセンサによる出力値により算出することができる。なお、電荷の抽出により、ＣＣＤ内の電荷の状態は空の状態となる。

続いて、露光を継続し、手ブレが検出されない場合には、タイミングＴｖ２から適正露光時間Ｔｒまでの間に蓄積された電荷に基づく画像信号（ここでは画像３ｂと呼ぶこととする）を抽出する。なお、タイミングＴｖ２の後に、再度、手ブレが検出された場合には、そのタイミングで電荷に基づく画像信号を抽出する。

抽出した２つの画像３ａ，３ｂには、図示する位置のずれがあるため、このずれを補正して２つの画像を合成することで、画像３を生成（取得）する。つまり、図２に示した露光の繰り返しとは異なり、一端蓄積された電荷を有効に使用し、手ブレの影響を画像処理によって低減する。以下、こうした概念に基づくブレ抑制処理について説明する。

図６は、変形例として、図４の処理の一部を変更したブレ抑制処理のフローチャートである。図示するように、図４の処理のステップＳ４７０，Ｓ４８０を、ステップＳ５７０〜Ｓ５９５に置き換えた処理である。

所定の露光条件における露光中に許容値を超えるブレが検出され、そのブレ検出時間Ｔｖが許容露光時間Ｔａよりも短い場合には、制御ユニット８０は、ＣＣＤから信号を読み出し、露光開始からブレ検出時間ＴｖまでのデータをＲＡＭに書き込む（ステップＳ５７０）。すなわち、許容値を超える手ブレが早期に検出されると、そのブレ検出時間までにＣＣＤに蓄積された電荷を読み出し、手ブレが生じる前のデータを取得する。ここでＲＡＭに一時的に書き込まれるデータは、Ａ／Ｄ変換後の画像信号である。

続いて、手ブレの検出時のジャイロセンサの出力値から、撮影画像の位置のずれ量である移動量を算出する（ステップＳ５７３）。ジャイロセンサはデジタルスチルカメラ１０自体のブレ（位置のずれ）を検出するが、この位置のずれは撮影している構図の位置の移動に相当する。制御ユニット８０は、ジャイロセンサの出力値に基づく移動量をブレ検出部１１０から取得する。

制御ユニット８０は、ＣＣＤの電荷をクリアして手ブレが生じる前のデータを破棄し、露光を開始する（ステップＳ５７５）。つまり、手ブレを検出したブレ検出時間Ｔｖから露光を開始することとなる。この露光の際にも、手ブレを検出する。

続いて、制御ユニット８０は、許容値を超えるブレを検出したか否かを判断する（ステップＳ５８０）。ステップＳ５８０で、ブレ検出時間Ｔｖからの露光中に、許容値を超えるブレを検出した（Ｙｅｓ）と判断した場合には、ＣＣＤから信号を読み出し、先に算出した移動量を用いてこれを補正すると共に、ＲＡＭ内のデータを読み出して、補正したデータと加算平均を取る。こうして合成したデータを、先に書き込んだデータに上書きしてＲＡＭ内に一時的に記憶し（ステップＳ５８５）、処理をステップＳ５７３に戻す。すなわち、許容値を超える手ブレを検出する度に、その間にＣＣＤに蓄積された電荷を読み出し、移動量を用いて位置のずれを補正し、加算平均を取ることで合成する処理を繰り返している。なお、ここで加算平均を取るのは、ＡＧＣアンプ４５によって露光不足を補うための増幅率が調整されているためである。

他方、ステップＳ５８０で、許容値を超えるブレを検出していない（Ｎｏ）と判断した場合には、露光時間が適正露光時間Ｔｒに到達したか否かを判断する（ステップＳ５９０）。ステップＳ５９０で、適正露光時間Ｔｒに到達していない（Ｎｏ）と判断した場合には、処理をステップＳ５８０に戻してブレ検出を繰り返す。また、ステップＳ５９０で、適正露光時間Ｔｒに到達した（Ｙｅｓ）と判断した場合には、ＣＣＤから信号を読み出し、先に算出した移動量を用いてこれを補正すると共に、ＲＡＭ内のデータを読み出して、補正したデータと加算平均を取る。こうして合成したデータを、メモリ７０に記憶し（ステップＳ５９５）、一連の処理を終了する。なお、ステップＳ５９５にて行なう合成処理（加算平均）は、ステップＳ５８５の合成処理と同様の処理である。

以上のように、ブレを検出する度にブレ発生前のデータを取得し、移動量を用いて位置のずれを補正し、これらを合成することで、画像処理により手ブレを抑制した撮影画像を生成することができる。許容露光時間Ｔａにも満たない早期の段階で許容値を超える手ブレが生じた場合にも、手ブレ発生までに蓄積された電荷を捨てることなく有効に利用することができる。こうした処理を実行することで、ソフト的に手ブレを抑制した撮影画像を生成することができる。一方、許容露光時間Ｔａを超えてから手ブレが生じた場合には、そのまま手ブレの発生前の電荷による撮影画像を生成する。したがって、合成処理の時間は不要となり、迅速な撮影画像の処理を行なうことができる。いずれの場合でも良好な撮影画像を入手することができる。

なお、図６に示したブレ抑制処理では、許容露光時間Ｔａの経過前に手ブレが生じた場合に、測光の結果により設定された適正露光時間Ｔｒまで露光を継続するものとしたが、少なくとも許容露光時間Ｔａまで露光を継続するものとしても良い。手ブレの発生毎に抽出する電荷を合成して生成される撮影画像のもととなる電荷の量は、ほぼ許容露光時間Ｔａまで手ブレを生じることなく蓄積された電荷の量と同等になる。したがって、許容露光時間Ｔａまでの露光の継続し、合成した撮影画像もほぼ良好な画像となる。こうすることで、処理時間を短くすることができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこうした実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において様々な形態で実施し得ることは勿論である。本実施例ではハード的な手ブレ補正機構を備えない構成としたが、勿論、ハード的な手ブレ補正機構を備えていても良い。この場合、手ブレの検出結果に応じて、選択的に本発明の処理を行なうものとすることで、効果的に手ブレ補正を行なうことができる。また、本発明の撮像装置は、デジタルビデオカメラであっても良い。デジタルビデオカメラにおいて撮影する静止画像に本発明を適用することで、手ブレを抑制した撮影画像を取得することができる。

本発明の撮像装置であるデジタルスチルカメラの概略構成を示すブロック図である。 本実施例におけるブレの抑制の概念を示した説明図である。 露光時間と蓄積電荷量との関係図である。 本実施例のブレ抑制処理のフローチャートである。 ブレの抑制の別の態様の説明図である。 変形例としてのブレ抑制処理のフローチャートである。

符号の説明

１０...デジタルスチルカメラ
１５...レンズ
２０...絞り
２５...シャッター
３０...フィルタ
３５...撮像センサ
４０...ＣＤＳ回路
４５...ＡＧＣアンプ
５０...Ａ／Ｄ変換回路
６０...画像処理部
７０...メモリ
８０...制御ユニット
９０...操作部
９１...シャッターボタン
９２...モードボタン
１００...表示部
１１０...ブレ検出部
１４０...測光部

Claims (7)

1. 露光により入力した撮影光像を光電変換し、該変換により蓄積された電荷に基づいて撮影画像を生成する撮像装置であって、
   前記露光の開始に先だって、露光条件としての適正露光時間と、該適正露光時間よりも短く、前記撮影画像の生成において許容できる許容露光時間とを設定する露光条件設定手段と、
   前記露光の間の当該撮像装置に生じたブレを検出し、該ブレが所定以上であるときは手ブレの発生として検出するブレ検出手段と、
   前記露光を開始し、前記許容露光時間の経過後、前記適正露光時間までの間に、前記手ブレの発生が検出された場合に、該手ブレの発生までに蓄積された電荷を抽出して前記撮影画像を生成する画像生成手段と、
   前記露光の開始から前記許容露光時間までに、前記手ブレの発生が検出された場合に、前記撮影画像の生成手法を変更して、該撮影画像の形成を行なう再形成手段と
   を備えた撮像装置。
2. 請求項１に記載の撮像装置であって、
   前記撮影画像の生成手法の変更は、前記手ブレの発生までに蓄積された電荷を掃き捨て、新たな露光条件により再度露光を開始することによって行なう撮像装置。
3. 請求項２に記載の撮像装置であって、
   前記新たな露光条件は、該新たな露光条件の設定前に設定された前記適正露光時間よりも短い露光時間を、該適正露光時間として新たに設定し直すと共に、当該新たに設定された適正露光時間に基づいて前記許容露光時間を設定し直すことで行なう撮像装置。
4. 請求項３に記載の撮像装置であって、
   前記新たな適正露光時間の設定は、該新たな露光条件の設定前に設定された前記適正露光時間に対応する適正絞り値よりも小さい絞り値を設定することで行なう撮像装置。
5. 請求項３に記載の撮像装置であって、
   前記新たな適正露光時間の設定は、該新たな露光条件の設定前に設定された前記適正露光時間に対応する感度よりも高い感度を設定することで行なう撮像装置。
6. 請求項１に記載の撮像装置であって、
   前記撮影画像の生成手法の変更は、前記手ブレの発生を契機として前記適正露光時間を複数の区間に分け、該区間毎に蓄積された電荷に基づく画像信号を抽出し、該抽出した複数の画像信号間において前記手ブレの発生により生じた位置のずれを修正し、当該修正した複数の画像信号を合成することで行なう撮像装置。
7. 露光により入力した撮影光像を光電変換し、該変換により蓄積された電荷に基づいて撮影画像を生成する撮像方法であって、
   前記露光の開始に先だって、露光条件としての適正露光時間と、該適正露光時間よりも短く、前記撮影画像の生成において許容できる許容露光時間とを設定し、
   前記露光の間の当該撮像装置に生じたブレを検出し、該ブレが所定以上であるときは手ブレの発生として検出し、
   前記露光を開始し、前記許容露光時間の経過後、前記適正露光時間までの間に、前記手ブレの発生が検出された場合に、該手ブレの発生までに蓄積された電荷を抽出して前記撮影画像を生成し、
   前記露光の開始から前記許容露光時間までに、前記手ブレの発生が検出された場合に、前記撮影画像の生成手法を変更して、該撮影画像の形成を行なう
   撮像方法。

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