JP2009014831A - 撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】静止画撮影時において電子的にぶれの補正が行なわれ、かつ撮影者が撮影前にフレーミングした画像がそのまま得られる撮影装置を提供する。
【解決手段】システム制御部１１０が、操作部１０１の操作を受けて撮像エリアに対する記録エリアの面積比率を信号処理部１６０内の画像読出部１６１に設定する。システム制御部１１０は、タイミング発生部１１１に指示して撮像部内の撮像素子に所定の間隔ごとにスルー画を生成させては手ぶれ補正部１４０に出力させ画像表示部が備えるＬＣＤ１５０上に上記面積比率に応じたサイズのスルー画を表示させる。さらにレリーズボタンが押されたら、システム制御部はタイミング発生部１１１に指示して撮像素子に高速連写を行なわせて手ぶれ補正部に次々に本画像を出力させ手ぶれ補正部に手ぶれ補正を行なわせ、記録再生部は信号処理部がフレームメモリから上記面積比率で読み出した画像を受け取って記録媒体に記録する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、撮像素子を備え、その撮像素子上に被写体像を形成して画像信号を生成する撮影装置に関する。

最近のデジタルカメラには、手ぶれ補正機能が搭載されているものも多い。この手ぶれ補正機能を実現する構成には、レンズや撮像素子を動かすことにより手ぶれを補正する光学式のものと、連写した複数枚の画像を相互に位置があうように重ね合わせることにより手ぶれを補正する電子式のものとがある。後者の電子式のものにあっては、大抵の撮像素子のフレームレートが３０フレーム／秒であったために１／３０秒の間に起きたぶれを補正することができないという欠点を有していたが、最近になって１．２メガピクセル３００フレーム／秒という高速フレームレートの撮像素子が開発され、このような撮像素子を採用することで上記欠点を解消することができるようになってきている。

上記撮像素子を採用して電子式手ぶれ補正機能を使って手ぶれを補正するときには、一回の撮影操作で高速連写が行なわれて複数枚の画像が取得され取得された画像のうちの最初の画像をベースにして各画像ごとに動きベクトルが検出され検出された動きベクトルに基づいて画像のぶれが補正される。このときには、撮像素子上の撮像エリアをすべて用いることができないので、撮像素子上の撮像エリアに対して面積比率の小さい記録エリアを設けその記録エリアで複数枚それぞれの画像の位置が相互にあうように各撮影画像の画像加算が行なわれる（特許文献１〜特許文献４）。

図１２は、特許文献１〜特許文献４の技術を用いてぶれ補正を行なうときの状態を説明する図である。

図１２には、撮像素子が有する撮像エリア（図１２では有効画素エリアと記載されている）に対する記録エリアの面積比率が示されている。

図１２の右側に示す様に、電子的にぶれが補正される場合には一回の撮影操作で得られた複数枚の画像をぶれ量に応じてずらしながら重ね合せていくことによってぶれが補正される。このときには図１２に示す様に複数枚の各画像の画角がそれぞれ異なるので、最初の画像をベースにして以降の各画像の位置をその最初の画像の位置にあうようにずらしながら画像の重ね合わせを行なった後、撮像エリアに対して小さい面積比率を持つ記録エリアを設定してその記録エリアの画像を切り出し読み出すことでぶれが補正された画像を得ている。

しかし、画像上のぶれがあまり大きくなってくると、図１２に示す面積比率の記録エリアではぶれを補正することができなくなってしまうという問題を抱えている。

ところで、静止画用のぶれ補正技術ではないが、動画用のぶれ補正技術の中には撮像エリアを複数の領域に分けてそれぞれの領域で動きベクトルを検出することによって手ぶれと被写体ぶれを区別して動画のぶれ補正を適正に行なう技術が提案されている（特許文献５参照）。本出願人は、特許文献５の技術により得られる効果を静止画撮影において得ることができるようにするために、特願２００７−０７６８２１号等の未公開特許で被写体中の顔を検出することによって被写体ぶれと手ぶれとを区別して補正する技術を提案している。

また同じ動画用のぶれ補正技術の中には映像信号の空間周波数を分析することでぶれの状態を検知し画像上のぶれの大きさに応じて電子ズームにより記録エリアのサイズを変化させながら図１２で説明した様に電子的にぶれを補正する技術が提案されている（例えば特許文献６参照）。この特許文献６の技術を静止画撮影に適用することができれば図１２で説明した従来の問題点を解決することができるが、上記特許文献６の技術をそのまま静止画撮影に適用すると、静止画撮影中に像ぶれのぶれ量に応じて電子的に像ぶれ補正が行なわれた後、ぶれ量に応じて撮像エリアに対する記録エリアの面積比率が自動的に切り替えられて画像がその面積比率で切り出されてしまうため、撮影者がフレーミングした画像とは異なる画角の画像が得られてしまう恐れがある。
特開平１１−２５２４４５号公報 特開２０００−３４１５７７号公報 特開２００５−１３０１５９号公報 特開２００６−２６２２２０号公報 特開平４−３０９０７８号公報 特開平７−１２３３０９号公報

本発明は、上記欠点を解決し、静止画撮影時において電子的にぶれの補正が行なわれ、かつ撮影者が撮影前にフレーミングした画像がそのまま得られる撮影装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明の撮影装置は、撮像素子上に被写体を結像させてその被写体を表わす画像を生成する撮影装置において、
上記撮像素子上の撮像エリアに対する記録エリアの面積比率を撮影操作に先立って切り替える切替手段と、
一回の撮影操作で複数枚の撮影画像を生成し、画像上のぶれが補正されるように重ね合せて１枚の重ね合せ画像を生成するぶれ補正手段と、
上記ぶれ補正手段で生成された重ね合せ画像から上記面積比率に従った記録エリア内の画像を切り出して記録する画像記録手段とを備えたことを特徴とする。

上記本発明の撮影装置によれば、撮影に先立って上記切替手段によって上記記録エリアの面積比率が切り替えられる。例えば上記面積比率を指定する操作手段を設けると、撮影者自らの操作に応じて上記切替手段によって上記記録エリアの面積比率が切り替えられる。

そうすると、撮影者が、例えば被写界輝度が暗くシャッタ速度が遅くなって手ぶれが発生する確率が高いと思ったときには、撮影に先立って操作により上記記録エリアの面積比率を小さくして撮影を行なうことができ、逆に被写界輝度が明るくシャッタ速度が速くなって手ぶれが発生する恐れが少ないと思ったときには、記録エリアの面積比率を大きくして撮影を行なうことができる。このときには例えばファインダとして利用される表示画面上の画像を、上記切替手段によって切り替えられた面積比率に応じて切り替える構成にしておくと良く、そうすると撮影者は表示画面上でフレーミングした画像の撮影を確実に行なうことができる。

ここで上記操作手段を設けるという構成は、撮影知識を持つ撮影者にとっては便利であるが、初心者にとっては多少使いづらい。

そこで、撮影に先立って撮影時のシャッタ速度を算出するシャッタ速度算出手段を備え、
上記切替手段は、上記シャッタ速度算出手段で算出されたシャッタ速度に応じて撮影に先立って上記面積比率を切り替えるものであると良い。

そうすると当該撮影装置が被写界輝度に応じてシャッタ速度を算出し算出したシャッタ速度に応じて上記切替手段が撮影に先立って自動的に上記面積比率を切り替えることになるので撮影者が初心者であっても当該撮影装置を使って好適な撮影を行なうことができるようになる。

さらに焦点距離可変の撮影光学系を備えている場合には、
上記切替手段が、上記撮影光学系の焦点距離に応じて、面積比率を切り替えるものであるものであるとなお良い。

また上記切替手段により切り替えられた上記面積比率を表示する表示手段を備えた態様であることが好ましい。

上記表示手段が備える表示画面上に上記面積比率が表示されると、画像が切り出されるときの撮像エリアに対する記録エリアの面積比率が撮影者に通知される。この面積比率を表示するにあたっては、面積比率そのものではなく、例えば面積比率を焦点距離に換算して表示しても、面積比率をズーム倍率に換算して表示しても良い。

また、上記画像記録手段は、上記ぶれ補正手段で生成された重ね合せ画像から上記面積比率に従った記録エリア内の画像に、その面積比率の情報を付して記録するものであることが好ましい。

そうすると、撮影時に電子的にぶれが補正されたときの撮像エリアに対する記録エリアの面積比率が表示画面上の表示により撮影者に示されることによって撮影者に撮影時の記録エリアの面積比率が通知される。

さらに、上記複数枚の撮影画像から動きベクトルを算出する動きベクトル算出手段を備え、
上記ぶれ補正手段は、上記複数枚の撮影画像を、上記動きベクトル算出手段で算出された動きベクトルに基づいて画像上のぶれが補正されるように重ね合せるものであっても良く、
また当該撮影装置の角速度を検出する角速度センサを備え、
上記ぶれ補正手段は、上記複数枚の撮影画像を、上記角速度センサにより検出された角速度に基づいて画像上のぶれが補正されるように重ね合せるものであっても良い。

以上、説明したように、静止画撮影時において電子的にぶれの補正が行なわれ、かつ撮影者が撮影前にフレーミングした画像がそのまま得られる撮影装置が実現する。

以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の撮影装置の一実施形態であるデジタルカメラを示す図である。

図１には本発明の一実施形態であるデジタルカメラ１００の斜視図が示されている。図１（ａ）には正面上方から見た斜視図が示されており、図１（ｂ）には背面上方から見た斜視図が示されている。

図１（ａ）に示すように、本実施形態のデジタルカメラ１００のボディ中央にはレンズ鏡胴１７０が備えられており、そのレンズ鏡胴１７０の上方にはファインダ１０５が備えられている。またそのファインダ１０５の脇には撮影補助光発光窓１６１が備えられている。

また、図１（ｂ）に示すように本実施形態のデジタルカメラ１００の背面および上面にはユーザがこのデジタルカメラ１００を使用するときにいろいろな操作を行うための操作子群１０１が備えられている。

この操作子群１０１の中にはデジタルカメラ１００を作動させるための電源スイッチ１０１ａのほか、十字キー１０１ｂ、メニュー／ＯＫキー１０１ｃ、キャンセルキー１０１ｄ、モードレバー１０１ｅなどがある。これらの操作子群１０１の中のモードレバー１０１ｅによっては、再生モードと撮影モードの切替や撮影モードの中でさらに動画モード、静止画モードの切替が行なわれる。上記モードレバー１０１ｅが撮影モードに切り替えられた状態にあるときに電源スイッチ１０１ａが投入されるとＬＣＤ１５０上に動画（以降においては撮影レンズが捉えている画像がスルーされてＬＣＤ１５０上に表示されるのでスルー画という）が表示されて、そのスルー画を見ながらシャッタチャンスにレリーズボタン１０２が押されると被写体の撮影が行なわれる。なお上記モードレバー１０１ｅが再生側に切り替えられた状態にあるときには既撮影画像がＬＣＤ１５０上に再生表示される。

なお本実施形態のデジタルカメラ１００が備えるレリーズボタン１０２は半押しと全押しの二つの操作態様を有しており、半押しされたときのタイミングで測光と測距との双方が撮影装置内で行なわれて測光値に応じた絞りおよびシャッタ秒時が設定され、さらに測距された被写体距離に合うピント位置にフォーカスレンズが配置された後、全押し操作に応じて設定されたシャッタ秒時でシャッタが駆動され撮像素子で露光が行なわれる。また本実施形態のデジタルカメラが備えるシャッタにはメカニカルシャッタと撮像素子が備える電子シャッタとの２つのシャッタがあり、シャッタ秒時が長いときにはメカニカルシャッタが用いられメカニカルシャッタでは駆動することができないくらいまでシャッタ秒時が短くなってきたときには電子シャッタが用いられる。ただし、静止画撮影においてはスミア等が発生する恐れがあるので、なるべくメカニカルシャッタが用いられる。またスルー画においてはメカニカルシャッタが用いられることもあるが主に電子シャッタが用いられる。なお、以降の説明においては、ファインダ用のスルー画と撮影画像とを区別するために
、レリーズボタン１０２の全押し操作により得られる撮影画像のことをスルー画に対して本画像ということがある。

図２は、図１のデジタルカメラ１００内部の電気系統の構成ブロック図である。

図２を参照してこのデジタルカメラ１００の内部の構成および動作を簡単に説明する。

図２のデジタルカメラ１００には、光学レンズ系１７０１、タイミング発生部１１１、システム制御部１１０、絞り調節機構１７０２、撮像部１２０、前処理部１３０、手ぶれ補正部１４０、信号処理部１６０、記録再生部１８０が備えられている。なお上記メカニカルシャッタも備えられているが、本発明にはあまり関係ないので省略されている。

これら各部の構成を順次に説明する。

まず、光学レンズ系１７０１は、例えば複数枚の光学レンズ（フォーカスレンズやズームレンズといった光学レンズ等）が組み合わされ構成されている。光学レンズ系１７０１には、図示しないが光学レンズ系の中にあるズームレンズの位置を調節して焦点距離を調節するズーム機構や光学レンズ系の中にあるフォーカスレンズの位置を調節してピントを調節するＡＦ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｆｏｃｕｓ）調節機構等が含まれている。これらの機構を作動させるにあたっては、タイミング発生部１１１で生成された駆動信号が供給される。

タイミング発生部１１１には、デジタルカメラ１００のシステムクロックを発生する発信器が内蔵されており、さらにこのタイミング発生部１１１には、そのシステムクロックに同期したタイミング信号を生成するタイミング信号生成部とシステムクロックに同期した駆動信号を生成する駆動信号生成部とが備えられている。システム制御部１１０から制御信号が供給されてくると、その制御信号に応じてタイミング信号発生部１１１が撮像部１３０や前処理部１４０、さらにタイミング信号発生部１１１内の駆動信号生成部にタイミング信号を出力する。タイミング発生部１１１内の駆動信号生成部ではそのタイミング信号を受けて上記機構に駆動信号を出力する。

このタイミング発生部１１１に制御信号を供給するシステム制御部１１０には、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ：中央演算処理装置）とこのデジタルカメラ１００の動作手順が書き込まれたＲＯＭとが備えられている。システム制御部１１０では、例えばユーザの操作に伴って操作部１０１（レリーズボタンを含む）から供給されてくる情報と上記ＲＯＭの情報とを用いて各部の動作を制御する制御信号が生成され、生成された制御信号が、タイミング発生部１１１、前処理部１３０、手ぶれ補正部１４０、信号処理部１６０、記録再生部１８０等に供給される。

光学レンズ系１７０１の後方に配備されている絞り調節機構１７０２は、被写体の撮影において最適な入射光の光束を撮像素子に供給することができるように入射光束断面積（すなわち、絞り開口面積）を調節する機構である。この絞り調節機構１７０２には、前述のタイミング発生部１１１から駆動信号が供給される。図示はしないが、このときの駆動信号はシステム制御部１１０が、撮像部１２０で光電変換された信号電荷を基にＡＥ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ：自動露出）処理を行なって算出した絞り・露光時間に基づくものであり、システム制御部１１０がタイミング発生部１１１にその絞り・露光時間に応じた制御信号を供給してタイミング発生部１１１内の駆動信号生成部に駆動信号を生成させている。

また撮像部１２０には、光電変換する撮像素子が備えられており、その撮像素子が撮影光学系の光軸に直交するように配置される。その撮像素子の入射側には、一体的に個々の光電変換素子に対応して色分解する色フィルタが２次元的に配列されている。タイミング発生部１１１からのタイミング信号に応じて撮像素子で光電変換が行なわれそれらの光電変換によって得られた信号電荷が所定のタイミング信号、例えば電子シャッタのオフタイミングで前処理部１３０に出力される。本実施形態の撮像素子は、図１のデジタルカメラが撮影モードにセットされると画素数を落としてスルー画用の撮影を開始し、撮影モード中にレリーズボタンが全押しされるとスルー画用の撮影を中断して記録用の本画像の撮影を行なう。なお詳細は後述するが図２の撮像素子には前述の高速フレームレートを持つ撮像素子が用いられていて後述する手ぶれ補正モードのいずれかのモードが設定されている場合にはレリーズボタンが全押し操作されたときにその一回の撮影操作で高速連写が行なわれて後述する手ぶれ補正部１４０で電子的に手ぶれが補正されながら本画像の撮影が行なわれる構成になっている。このため以降の説明においては、一回の撮影操作で高速連写が行なわれることを説明する際に、高速連写が行なわれて得られた画像のことを連写画像と記載し、さらにその連写画像を、連写回数に応じて一回目の連写画像、２回目の連写画像という風に記載する。このブレ補正モードが設定されて電子的にブレの補正が行なわれるように高速連写が行なわれた場合には、連写回数分の連写が行なわれて電子的にぶれが補正された後の画像が上記本画像ということになる。

また前処理部１３０には、ＣＤＳ（Ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ Ｄｏｕｂｌｅ Ｓａｍｐｌｉｎｇ：相関二重サンプリング）１３１、Ａ／Ｄ１３２、ガンマ補正部１３３が備えられている。ＣＤＳ１３１には、クランプ回路とサンプルホールド回路とが備えられており、例えば撮像素子１２０に例えばＣＣＤ固体撮像素子が用いられた場合には、そのＣＣＤ固体撮像素子の動作により発生する各種のノイズがタイミング発生部１１１からのタイミング信号により上記クランプ回路と上記サンプルホールド回路とで取り除かれる。

そのノイズが取り除かれた後の信号電荷は、受光光量に対応する正確な色信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ）となって後段のＡ／Ｄ１３２に供給されＡ／Ｄ１３２で所定の量子化レベルで量子化されデジタル信号に変換される。このときにはタイミング発生部１１１からのタイミング信号に応じてデジタル信号への変換が行なわれる。

さらにガンマ補正部１３３には、ガンマ補正用のルックアップテーブルが備えられており、そのルックアップテーブルによって、ルックアップテーブルに入力されたデジタル信号に対応してガンマ補正が施されたデジタル信号が出力され、デジタル信号に変換された各色信号が手ぶれ補正部１４０に供給される。

ここで図２を離れて図３を参照して手ぶれ補正部の構成を説明しておく。

図３は、手ぶれ補正部１４０の構成を示す図である。

図３に示す手ぶれ補正部１４０には、フレームメモリ１４１，フレームメモリ部１４２と、相関演算部１４３と、アドレスシフト部１４４と、合成部１４５とスイッチＳＷ１〜ＳＷ３が３つ備えられている。この例ではフレームメモリ１４１、フレームメモリ部１４２に、１フレーム分のＲ、Ｇ、Ｂの各色信号を格納することができるサイズを持ち、繰り返し読み出すことが自在な非破壊タイプのメモリが用いられている。

図３を参照して手ぶれ補正部１４０の構成を入力側から順に説明していく。

なお詳細は後述するが、本実施形態においては、撮影前にユーザ操作によって手ぶれ補正モード（大、中、小）のうちのいずれが設定されているかによって、それらのモードにあう記録サイズがシステム制御部１１０によって画像読出部１６１に設定され、その画像読出部１６１によってその設定された記録サイズにあう画像がフレームメモリ部１４２内の重ね合せ画像から切り出され読み出される構成になっている。この構成にしておくと、撮影者が被写界輝度が相対的に暗くシャッタ速度が遅くなって手ぶれが発生し易いと思ったときには手ぶれ補正モード（大）を設定して記録エリアは小さくすることで相対的に大きな手ぶれが発生したとしてもその手ぶれが補正された画像を得ることができ、被写界輝度が相対的に明るく手ぶれがあまり発生しないと思ったときには手ぶれ補正モード（小）を設定して記録エリアを大きくすることで撮像エリアをフルに使った画像を得ることができる。

まず、スルー画時の手ぶれ補正部１４０の動作を説明する。

スルー画のときには撮像部１２０から撮像素子の画素数を落として１／３０（又は１／６０）秒ごとに画像信号が出力されるので、手ブレ補正部１４０によってその１／３０秒ごとにスルー画がフレームメモリ部１４２に記憶される。このときには後段の信号処理部１６０の画像読出部１６１に手ブレ補正モードに応じた記録エリアの面積比率が設定されているので、その記録エリアの面積比率でフレームメモリ部１４２からスルー画が切り出され読み出される。

図２に戻って、信号処理部１６０内の画像読出部１６１で手ブレ補正モードに応じた面積比率でスルー画が読み出されたらそのスルー画が不図示の画像表示部に供給され、スルー画がＬＣＤ１５０（図１参照）上に表示される。

このスルー画が表示されている最中にレリーズボタン１０２が操作されるとシステム制御部１１０はＡＥ処理により得たシャッタ速度に基づいて撮影枚数をタイミング発生部１１１に指示して撮影枚数分のタイミング信号を連続的に供給させることにより撮像部１２０に高速連写を開始させる。そして撮像部１２０から前処理部１３０に次々と連写画像を出力させ、前処理部１３０で各回の連写画像ごとにデジタル信号への変換処理等が行なわれたら、手ブレ補正部１４０に次々と連写画像を供給させる。

図３に示す手ぶれ補正部１４０では、次々に供給される連写画像を使って電子的にぶれ補正が行なわれる。まず、１回のレリーズボタン１０２の操作で行なわれる複数回の連写のうちの１回目と２回目の連写が実施されると、相関演算部１４３に１回目の連写画像と２回目の連写画像が入力される。

このときには、スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ２が双方共にａ側に切り替えられていて、それらのスイッチＳＷ１，ＳＷ２を経由してフレームメモリ１４１内に記憶されていた１回目の連写画像が相関演算部１４３とともに、フレームメモリ部１４２にも供給され記憶される。

１回目の連写画像と２回目の連写画像との双方が供給された相関演算部１４３では、それら２つの画像を用いて手ぶれを表わす動きベクトルが検出される。この相関演算部１４３で動きベクトルが検出されたら、今度はスイッチＳＷ１とスイッチＳＷ２がシステム制御部１１０の制御の下に双方共にｂ側に切り替えられるとともに、その動き検出ベクトルを示す位置データ（例えば座標データｘ、ｙ）がアドレスシフト部１４４に供給される。このときにはフレームメモリ１４１の内容が１回目の連写画像から２回目の連写画像に書き換えられてそのフレームメモリ１４１内の２回目の連写画像がスイッチＳＷ１の接点ｂを経由してアドレスシフト部１４４に供給される。

フレームメモリ部１４２には、１回目の連写画像が記憶されている訳であるから、アドレスシフト部１４４でそのフレームメモリ部１４２内の１回目の連写画像の位置にあうように、２回目の連写画像の位置がオフセットされて１回目の連写画像をベースにして２回目の連写画像が加算されることによりぶれが補正され、フレームメモリ部１４２にぶれが補正された重ね合わせ画像が記憶される。

以降においては、このフレームメモリ部１４２にある１回目の連写画像の位置をベースにして３回目の連写画像、４回目の連写画像…が相関演算部１４３に供給されて、双方の画像から動きベクトルが検出され検出された動きベクトルに基づいてぶれ補正が行なわれて加算により得られた重ね合せ画像がフレームメモリ部１４２に次々に上書きされていく。

こうして１回の撮影操作を受けて複数枚の連写により得られた撮影画像どうしの加算が順次に行なわれていって所定枚数に達したら、システム制御部１１０からの切替信号によってスイッチＳＷ３が断から接に切り替えられる。

そうしたら、そのフレームメモリ１４２ｂ内の重ね合わせ画像が信号処理部１６０の画像読出部１６１によって読み出される。このときには、上記手ぶれ補正モード（大、中、小）のうちのいずれかのモードにあう、撮像エリアに対する記録エリアの面積比率がシステム制御部１１０によって画像読出部１６１に設定されているので、その画像読出部１６１によってその設定された面積比率で重ね合せ画像から画像が切り出され読み出される。

図２に示す信号処理部１６０によって画像が読み出されたら信号処理部１６０内の色分離部１６２によって画像を構成する各色信号が選択的に振り分けられるとともに、ある画素の色信号がその画素の周囲の画素の色信号によって補間生成される。こうして色分離された各色信号が画面ごとのプレーン信号にされて後段のＹＣ変換部１６３に供給される。

ＹＣ変換部１６３では、変換行列によりＹＣＣ信号が生成され、ＹＣＣ信号がさらに画像圧縮部１６４に供給され圧縮部１６４でＹＣＣ信号が圧縮され圧縮されたＹＣＣ信号と圧縮情報とからなる画像ファイルが記録再生部１８０によって記録媒体１８１に記録される。なおこの記録再生部１８０によっては、記録媒体１８１に記録されている画像が読み出されて画像表示部（不図示）に供給されＬＣＤ１５０上に再生画像の表示も行なわれる。

前述した様に本実施形態では、上記課題を達成するために、手ぶれ補正モード（大、中、小）という３種類の補正モードを図１のデジタルカメラ１００に搭載してそれらのうちの手ぶれ補正モード（大）が設定されるとシステム制御部１１０が上記画像読出部１６１に相対的に大きい、撮像エリアに対する記録エリアの面積比率を設定し、手ぶれ補正モード（小）が指定されると相対的に小さい、撮像エリアに対する記録エリアの面積比率を設定し、さらに手ぶれ補正モード（中）が指定されると大と小の中間サイズの、撮像エリアに対する記録エリアの面積比率を設定する構成にしてある。

この様な構成にすると、撮影に先立って撮像エリアに対する記録エリアの面積比率が設定されるので手ブレ補正モードが設定されたときにはスルー画の表示のときからＬＣＤ１５０上の表示画像が撮像エリアに対する記録エリアの面積比率に合わせて切り替えられて表示されるので撮影に先立ってその面積比率が撮影者に通知されるようになる。

ここで、以上説明した構成において、撮影に先立って画像読出部１６１に撮像エリアに対する記録エリアの面積比率の指定をすることができるようにしたことでどのような効果が得られるかを説明する。

図４は、本発明の効果を説明する図である。

図１２で説明した様に、従来においては撮像エリアに対する記録エリアの面積比率が一定になっていためにぶれが大きくなるとぶれを補正することができなかった。これを解決するためには引用文献６の技術を使ってスルー画の空間周波数を検知して記録サイズを可変にするようなことを行えば良いが、特許文献６の技術を使うと撮影中に記録エリアの面積比率が自動的に切り替えられフレーミングしたとおりの画像が得られなくなってしまうという問題があった。

そこで本実施形態においては３種類の手ぶれ補正モード（大、中、小）を設けてそれらのうちのいずれかが撮影操作に先立って操作により設定されると、それらのモードのいずれかにあう記録サイズが画像読出部１６１に設定されスルー画の表示が記録エリアの面積比率に合わせて切り替えられるようになっている。つまり本実施形態では、システム制御部１１０がいずれの手ぶれ補正モードが設定されたかに応じて信号処理部１６０内の画像読出部１６１に撮像エリアに対する記録エリアの面積比率を設定して撮影中にではなく撮影前に記録エリアの面積比率を切り替えておくことで、フレーミングした画像と本画像との違いを解消することができるようにしている。

本実施形態においては、システム制御部１１０と操作部１０１と信号処理部１６０の画像読出部１６１とで本発明にいう切替手段の一例が構成され、信号処理部１１０と手ぶれ補正部１４０で本発明にいうぶれ補正手段の一例が構成され、さらにシステム制御部１１０と信号処理部１６０と記録再生部１８０とで本発明にいう画像記録手段の一例が構成される。

上記構成にすると、撮影者が手ぶれが発生し易い撮影環境であると思ったときには操作により記録エリアの面積比率を小さくすることで大きな手ぶれが起きても電子的に手ぶれが補正された画像を得ることができるとともに、撮影に先立って撮像エリアに対する記録エリアの面積比率が信号処理部１６０に通知されスルー画の表示が行なわれているときにスルー画の表示画角も記録エリアの面積比率に応じて切り替えられるので、フレーミングしたとおりの画像を得ることができる。

以上、説明したように、静止画撮影時において電子的にぶれの補正が行なわれ、かつ撮影者が撮影前にフレーミングした画像がそのまま得られる撮影装置が実現する。

ここでシステム制御部１１０が実行する手ブレ補正の処理手順を説明する。

図５（ａ）は、システム制御部１１０が実行する手ぶれ補正処理の処理手順を示すフローチャートである。操作部１０１のモードレバー１０１ｅが撮影モード側に切り替えられ、さらに手ブレ補正モードが設定されるとシステム制御部１１０が図５（ａ）のフローの処理を開始する。

ステップＳ５０１でユーザ操作による撮影モードの設定状態を検知する。なお、この例では、撮影前にメニュー／ＯＫキー１０１ｃが押されてメニュの中の撮影モードが十字キー１０１ｂ等の操作により選択されると、ＬＣＤ１５０上に撮影モードの一覧が表示され表示された一覧の中に手ぶれ補正モードが表示される構成になっている。操作部１０１内の十字キー１０１ｂとメニュー／ＯＫキー１０１ｃの操作により手ぶれ補正モードが選択されると、今度は手ぶれ補正モード（大、中、小）の選択項目が３種類表示され、その中のいずれかが十字キー１０１ｂとメニュー／ＯＫキー１０１ｃの操作により選択されると、その選択に応じてシステム制御部１１０が記録エリアのサイズを表わすパラメータを信号処理部１６０に設定する構成になっている。

システム制御部１１０は、ステップＳ５０１でタイミング発生部１１１に指示して撮像部１２０からスルー画を出力させ前処理部１３０を介して手ぶれ補正部１４０内のフレームメモリ部１４２（図３参照）にスルー画を記憶させる。システム制御部１１０からの指示を受けた信号処理部１６０は手ぶれ補正部１４０内のフレームメモリ部１４２からステップＳ５０１の撮影モード設定処理のときに設定された手ぶれ補正モードに応じた記録エリアの面積比率でフレームメモリ部１４２（図３参照）からスルー画を切り出して読み出し、色分離部１６２で色分離を行なってＹＣ変換部１６３でＹＣＣ信号への変換を行なって画像表示部（不図示）に供給し、その画像表示部にスルー画の表示を行なわせる。

ここでレリーズボタン１０２が操作されたら、次のステップＳ５０２へ進んでステップＳ５０２でＡＥ処理を実行して絞り値とシャッタ速度を算出し、算出したシャッタ速度が所定の速度よりも遅い場合には、タイミング発生部１１１にシャッタ速度に応じた連写回数となる撮影枚数を設定する。次のステップＳ５０３でＡＦ処理を実行してフォーカスレンズを合焦位置に配置する。次のステップＳ５０４でタイミング発生部にタイミング信号を連続的に供給させ撮像素子に連写を開始させる。次のステップＳ５０５で前処理部１３０に全画素からなる画像を連写ごとに出力させ、前処理部１３０が備えるＣＤＳ１３１に次々と処理を行なわせた後、ステップＳ５０６でＡ／Ｄ変換を行わせてデジタル信号の各色信号からなる画像データを手ぶれ補正部１４０に次々に出力させる。システム制御部１１０が所定枚数の撮影が終了したと判定したら、信号処理部１６０にその旨を通知するとともに手ブレ補正部１４０内のスイッチＳＷ３を断から接に切り替える。信号処理部１６０は、フレームメモリ部１４２内の重ね合せ画像を、ステップＳ５０１の処理で設定された面積比率で切り出して読み出す。そして色分離、ＹＣＣへの変換処理を行なったら、さらにステップＳ５０８で画像の圧縮処理を行なう。この一連のプロセスが終了して信号処理部１６０がプロセス終了フラグを書き換えたことを、システム制御部１１０が検知したらステップＳ５０９でシステム制御部１１０は記録再生部１８０に指示して圧縮情報と圧縮された画像とを画像ファイルにして記録媒体１８１に記録してこのフローの処理を終了する。

図５（ｂ）は、図５（ａ）のステップＳ５０１の撮影モード設定処理の詳細を示すフローチャートである。

ステップＳ５０１の処理が開始されると、まずステップＳ５０１１で操作により設定された手ぶれ補正モードが手ぶれ補正モード（大、中、小）のうちのいずれであるかを判定する。このステップＳ５０１１で補正（小）であると判定した場合には、ステップＳ５０１２へ進んでステップＳ５０１２で上記撮像素子上の撮像エリアに対する記録エリアの面積比率を０．８１（縦０．９×横０．９）にする。そしてステップＳ５０１３でその面積比率に合せてＬＣＤ１５０上のスルー画の表示範囲を変更してステップＳ５０２に戻る。

ステップＳ５０１１で補正（中）であると判定した場合には、ステップＳ５０１４で撮像素子上の撮像エリアに対する記録エリアの面積比率を０．６４（縦０．８×横０．８）にする。そしてステップＳ５０１３で面積比率に合せてＬＣＤ上のスルー画の表示範囲を変更してステップＳ５０２に戻る。

このステップＳ５０１１で補正(大)であると判定した場合には、ステップＳ５０１４で撮像素子上の撮像エリアに対する記録エリアの面積比率を０．４９（縦０．７×横０．７）にする。そしてステップＳ５０１３でその面積比率に合わせてＬＣＤ上のスルー画の表示範囲を変更してステップＳ５０２に戻る。

システム制御部１１０がこのフローの処理を実行すると、ＬＣＤ１５０上に撮像エリアに対する記録エリアの面積比率に応じたスルー画が表示されるので、撮影者はＬＣＤ上のスルー画を見てフレーミングしたとおりの画像を撮影により得ることができる。

最後に、本実施形態では、手ぶれ補正モードが設定されても、シャッタ速度が所定のシャッタ速度例えば１／１００未満の場合には手ぶれ補正を行わない構成にしてあるので、そのシャッタ速度を設定する処理を行なう、図５（ａ）のＡＥ処理を説明しておく。

図５（ｃ）は、図５（ａ）のステップＳ５０２のＡＥ処理の詳細を示すフローチャートである。

ステップＳ５０２１で、被写体輝度から絞り（Ｆ）値とシャッタ速度を設定する。シャッタ速度が１／１００未満であると判定したら、ステップＳ５０２２で規定のシャッタ速度を設定してステップＳ５０３に戻る。

ステップＳ５０２１でシャッタ速度が１／１００以上であると判定したら、ステップＳ５０２３へ進んでステップＳ５０２３でシャッタ速度を１／１００にするとともに、適正露出になる撮影枚数（連写回数）を設定する。ステップＳ５０２４で手ぶれ補正部１４０（図３参照）に手ぶれ補正モードを設定してステップＳ５０３に戻る。

システム制御部１１０が上記フローの処理を実行すると、シャッタ速度が手ぶれの発生する速度（１／１００）以上のときには一回の撮影操作に応じて所定枚数の連写が行なわれて手ぶれ補正部１４０で電子的に手ぶれ補正が行なわれるとともに、フレーミングどおりの画角で撮影が行なわれる。

以上説明した様に、静止画撮影時において電子的にぶれの補正が行なわれ、かつ撮影者が撮影前にフレーミングした画像がそのまま得られる撮影装置が実現する。

図６（ａ）、図６（ｂ）は、第２実施形態を示す図である。

この第２実施形態のデジタルカメラは、図１の外観を持ち、図２の内部構成と同じ構成を持つものとする。

第１の実施形態では、撮影知識のある撮影者を対象にしてユーザ操作による撮影モードの設定に応じて記録エリアの面積比率を切り替えたが、この第２実施形態では、初心者を対象にしてＡＥ処理時に算出されたシャッタ速度の速さに応じて記録エリアのサイズを切り替える構成を提案している。この構成にすると、被写界輝度に応じて記録エリアが切り替えられ、被写界輝度が暗くシャッタ速度が遅くなったときには、小さい記録エリアが設定されて画像が大きくぶれても自動的にそのぶれが補正されるので、撮影者が初心者であっても好適な撮影が行なわれるようになる。

本実施形態においては、システム制御部１１０によって本発明にいうシャッタ速度算出手段の一例が構成される。

なお、図６（ａ）のフローは、図５（ａ）のステップＳ５０１の処理が省略され、上記シャッタ速度算出手段の一例を構成するシステム制御部１１０が実行するステップＳ５０２Ａの処理内容が変更された以外は図５（ａ）のフローの処理と同じである。

図６（ｂ）を参照して、変更されたステップＳ５０２ＡのＡＥ処理を説明する。

システム制御部１１０が図６（ａ）のＡＥ処理を開始すると、まずステップＳ５０２１で被写体輝度からＦ（絞り）値とシャッタ速度を設定し、設定したシャッタ速度が１／１００未満、１／１００〜１／３０、１／３０以上のいずれであるかを判定する。このステップＳ５０２１で１／１００未満であると判定したら、ステップＳ５０２２１へ進んで撮像エリアに対する面積比率が１（縦１×横１）になるように記録エリアを信号処理部１６０内の画像読出部１６１に設定する。ステップＳ５０２２へ進んでステップＳ５０２２で規定のシャッタ速度を設定してステップＳ５０３に戻る。

ステップＳ５０２１でシャッタ速度が１／１００〜１／３０であると判定したら、ステップＳ５０２３１へ進んでステップＳ５０２３１で撮像エリアに対する面積比率が０．８１（縦０．９×横０．９）になるように記録エリアを信号処理部１６０内の画像読出部１６１に設定する。ステップＳ５０２３３でシャッタ速度を１／１００に設定するとともに適正露出になる連写の撮影枚数を設定する。ステップＳ５０２４へ進んでステップＳ５０２４で手ぶれ補正部に手ぶれ補正を行なわせる設定を行なってステップＳ５０３に戻る。

ステップでＳ５０２１でシャッタ速度が１／３０以上であると判定したら、ステップＳ５０２３４へ進んでステップＳ５０２３４で撮像エリアに対する面積比率を０．６４（縦０．８×横０．８）に設定してステップＳ５０２３３でシャッタ速度を１／１００に設定するとともに適正露出になる撮影枚数（連写回数）を設定する。ステップＳ５０２４へ進んでステップＳ５０２４で手ぶれ補正部に手ぶれ補正を行なわせる設定を行なってステップＳ５０３に戻る。

以上のフローの処理をシステム制御部１１０が実行すると、撮影装置内部で撮影に先立ってシャッタ速度に応じて記録エリアが自動的に設定されてスルー画の表示も自動的に切り替えられるので、撮影者が初心者であっても手ぶれが好適に補正されるとともに、フレーミングどおりの画像が得られる。

図７（ａ）、図７（ｂ）は、第３実施形態を示す図である。

この第３実施形態のデジタルカメラは、図１の外観を持ち、図２の内部構成と同じ構成を持つものとする。

図７（ａ）のフローは図６（ａ）のフローと同じである。

第２の実施形態では、シャッタ速度に応じて記録エリアのサイズを変更したが、この第３実施形態では、焦点距離に応じて記録エリアのサイズを変更することができる構成に改良している。この実施形態では、焦点距離の逆数が、手ぶれが発生するシャッタ速度の限界値になるとして、焦点距離の逆数が、シャッタ速度よりも大きいか小さいかを判断して、記録エリアの面積比率を切り替えている。

このため図６（ａ）のＡＥ処理（ステップＳ５０２Ａ）が図７（ａ）のＡＥ処理（ステップＳ５０２Ｂに変更されている。

図７（ｂ）のステップＳ５０２Ｂの処理を説明する。

なお、図７（ｂ）のフロー中には、３５ｍｍフィルムの撮影面を基準にしたときのズームレンズの焦点距離の換算（以降１３５換算焦点距離という）が用いられており、その１３５換算焦点距離の逆数が手ぶれが発生するシャッタ速度の限界値になるとして１３５換算焦点距離の逆数（以降１／１３５換算焦点距離という）とシャッタ速度とを比較して記録エリアのサイズを切り替えている。

システム制御部１１０が図７（ａ）のステップＳ５０２ＢのＡＥ処理を開始すると、まずステップＳ５０２１Ｂで被写体輝度からシャッタ速度を設定するとともにズームレンズの焦点距離を検知する。このステップＳ５０２１Ｂで、１／１３５換算焦点距離がシャッタ速度よりも大きいと判定したら、ステップＳ５０２２１へ進んで撮像エリアに対する面積比率が１（縦１×横１）になるように記録エリアを信号処理部内の画像読出部に設定する。ステップＳ５０２２２へ進んでステップＳ５０２２２で規定のシャッタ速度を設定してステップＳ５０３に戻る。

ステップＳ５０２１Ｂでシャッタ速度が１／１３５換算焦点距離よりも大きく２／１３５換算焦点距離よりも小さいと判定したら、ステップＡ５０２３１へ進んでステップＳ５０２３１で撮像エリアに対する面積比率が０．８１（縦０．９×横０．９）になるように記録エリアを信号処理部内の画像読出部に設定する。ステップＳ５０２３３でシャッタ速度を１／３００に設定するとともに適正露出になる連写の撮影枚数を設定する。ステップＳ５０２４へ進んでステップＳ５０２４で手ぶれ補正部１４０に手ぶれ補正を行なわせる設定を行なってステップＳ５０３に戻る。

ステップでＳ５０２１Ｂでシャッタ速度が２／１３５換算焦点距離よりも大きいと判定したら、ステップＳ５０２３４へ進んでステップＳ５０２３４で撮像エリアに対する面積比率を０．６４（縦０．８×横０．８）に設定してステップＳ５０２３３でシャッタ速度を１／３００に設定するとともに適正露出になる撮影枚数（連写回数）を設定する。ステップＳ５０２４へ進んでステップＳ５０２４で手ぶれ補正部に手ぶれ補正を行なわせる設定を行なってステップＳ５０３に戻る。

以上のフローの処理をシステム制御部が実行すると、焦点距離に応じて撮影に先立って撮像エリアに対する記録エリアの面積比率が適宜設定されるので、上記第１、２実施形態と同様の効果が得られる。

図８（ａ）、図８（ｂ）、図８（ｃ）、図９は、第４実施形態を説明する図である。

図８（ａ）のフローの処理は、撮影モードの設定を行なうステップＳ５０１の処理がステップＳ５０１Ａに変更されている以外は図５（ａ）の処理と同じであり、図８（ｂ）のフローの処理はステップＳ５０１６が追加された以外は図５（ｂ）と同じフローであり、図８（ｃ）は、図５（ｃ）と同じフローである。

システム制御部１１０はステップＳ５０１６で記録エリアの撮影画角と一致する１３５換算焦点距離をＬＣＤ１５０に表示する。そうすると、図９に示す様にＬＣＤ１５０上に記録エリアを表わす１３５換算焦点距離が表示される。

こうして図９に示す様にスルー画が撮像エリアに対する記録エリアの面積比率にあわせて表示されるとともに、換算焦点距離がＬＣＤ１５０上に表示されると、いままで３５ｍｍフィルムを使用していた撮影者に、撮影における記録エリアの面積比率、つまり焦点距離が電子的にぶれ補正が行なわれることによってどの程度に設定されるかがより分かり易く通知される。

図１０（ａ）、図１０（ｂ）、図１１は、第５実施形態を説明する図である。

図１０（ａ）のフローの処理は、撮影モード設定を行なうステップＳ５０１の処理がステップＳ５０１Ｂに変更されている以外は図５（ａ）の処理と同じである。図１０（ｂ）のフローは、ステップＳ５０１７が追加された以外は、図５（ｂ）の処理と同じである。また図１１には、Ｅｘｉｆファイル内のメモリアロケーションが示されている。

画像ファイルの一形態であるＥｘｉｆファイルは、内部に図１１に示す複数のメモリ領域をそれぞれ有する。複数のメモリ領域は、上からスタートコード領域、タグ領域、サムネイル画像領域、主画像領域であり、そのタグ領域には、主画像に関する情報例えば撮影日時等が記録される。そこでこのタグ領域に記録エリアを表す１３５換算焦点距離を表わす情報を記録するようにしておくと、再生時にそのタグ領域からその情報を読み出してＬＣＤ１５０上に表示することができる。撮影者は、ＬＣＤ１５０上の情報（１３５ｍｍ換算焦点距離にすると焦点距離５０ｍｍ）を見て電子的にぶれ補正が行なわれたために記録エリアの面積比率つまり焦点距離がどのぐらいに設定されて撮影が行なわれたかを認識する。

以上説明した様に静止画撮影時において電子的にぶれの補正が行なわれ、かつ撮影者が撮影前にフレーミングした画像がそのまま得られる撮影装置が実現する。

本発明の撮影装置の一実施形態であるデジタルカメラを示す図である。 図１のデジタルカメラ１００内部の電気系統の構成ブロック図である。 手ぶれ補正部１４０の構成を示す図である。 本発明の効果を説明する図である。 システム制御部１１０が実行する手ぶれ補正処理の処理手順を示すフローチャートである。 図５（ａ）のステップＳ５０１の撮影モード設定処理の詳細を示すフローチャートである。 図５（ａ）のステップＳ５０２のＡＥ処理の詳細を示すフローチャートである。 第２実施形態を示す図である。 第２実施形態を示す図である。 第３実施形態を示す図である。 第３実施形態を示す図である。 第４実施形態を説明する図である。 第４実施形態を説明する図である。 第４実施形態を説明する図である。 第４実施形態を説明する図である。 第５実施形態を説明する図である。 第５実施形態を説明する図である。 第５実施形態を説明する図である。 特許文献１〜特許文献４の技術を用いてぶれ補正を行なうときの状態を説明する図である。

符号の説明

１００ デジタルカメラ
１０１ 操作子群
１０２ レリーズボタン
１０５ ファインダ
１１０ システム制御部
１１１ タイミング発生部
１２０ 撮像部
１３０ 前処理部
１４０ 手ぶれ補正部
１５０ ＬＣＤ
１６０ 信号処理部
１７０ レンズ鏡胴
１７０１ レンズ光学系
１７０２ 絞り調節機構
１８０ 記録再生部
１８１ 記録媒体

Claims (7)

1. 撮像素子上に被写体を結像させて該被写体を表わす画像を生成する撮影装置において、
   前記撮像素子上の撮像エリアに対する記録エリアの面積比率を撮影操作に先立って切り替える切替手段と、
   一回の撮影操作で複数枚の撮影画像を生成し、画像上のぶれが補正されるように重ね合せて１枚の重ね合せ画像を生成するぶれ補正手段と、
   前記ぶれ補正手段で生成された重ね合せ画像から前記面積比率に従った記録エリア内の画像を切り出して記録する画像記録手段とを備えたことを特徴とする撮影装置。
2. 撮影に先立って撮影時のシャッタ速度を算出するシャッタ速度算出手段を備え、
   前記切替手段は、前記シャッタ速度算出手段で算出されたシャッタ速度に応じて撮影に先立って前記面積比率を切り替えるものであることを特徴とする請求項１記載の撮影装置。
3. 焦点距離可変の撮影光学系を備え、
   前記切替手段は、前記撮影光学系の焦点距離に応じて、前記面積比率を切り替えるものであることを特徴とする請求項１記載の撮影装置。
4. 前記切替手段により切り替えられた前記面積比率を表示する表示手段を備えたことを特徴とする請求項１から３のうちのいずれか１項記載の撮影装置。
5. 前記画像記録手段は、前記ぶれ補正手段で生成された重ね合せ画像から前記面積比率に従った記録エリア内の画像を切り出し該画像に該面積比率の情報を付して記録するものであることを特徴とする請求項１から４のうちのいずれか１項記載の撮影装置。
6. 前記複数枚の撮影画像から動きベクトルを算出する動きベクトル算出手段を備え、
   前記ぶれ補正手段は、前記複数枚の撮影画像を、前記動きベクトル算出手段で算出された動きベクトルに基づいて画像上のぶれが補正されるように重ね合せるものであることを特徴とする請求項１から５のうちのいずれか１項記載の撮影装置。
7. 当該撮影装置の角速度を検出する角速度センサを備え、
   前記ぶれ補正手段は、前記複数枚の撮影画像を、前記角速度センサにより検出された角速度に基づいて画像上のぶれが補正されるように重ね合せるものであることを特徴とする請求項１から５記載のうちのいずれか１項記載の撮影装置。

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