JP2011082719A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 撮像中に手振れしないように保持するための情報を提供すること。
【解決手段】 デジタルスチルカメラは、レンズを介して結像した被写体の光学画像を光電変換することによって、画像信号を出力するイメージセンサと、本体の振れを検出するジャイロセンサと、イメージセンサが光電変換している間、ジャイロセンサにより検出された本体の振れに基づいた本体の変位を通知する通知部（Ｓ０９）と、を備える。光電変換中における本体の変位が通知されるので、ユーザは本体の変位を知ることができ、デジタルスチルカメラができるだけ移動しないように保持することができる。
【選択図】 図４

Description

この発明は、撮像装置に関し、特に長時間露光機能を有する撮像装置に関する。

デジタルスチルカメラで代表される撮像装置は、受光した光を電気信号に変換し、アナログの画像信号を出力する光電変換素子を備えている。また、デジタルスチルカメラは、ユーザがそれを手で保持して撮像する場合に、手振れにより光電変換素子に結像する画像の乱れを防止するために手振れ補正機能を備えている。しかしながら、手振れ補正機能で補正可能な範囲を超えてデジタルスチルカメラが動く場合には、手振れ補正機能によっても補正することができない。このため、特開２００６−２９５９７２号公報（特許文献１）には、手振れにより不良となった画像の画像データを記憶しないようにして、メモリ容量を有効に利用する電子スチルカメラが記載されている。

一方、デジタルスチルカメラは、例えば、夜などの光量の少ない環境における撮像の場合、光電変換素子が受光する光量をできるだけ多くするために、数秒から数十秒の長時間、光電変換素子を光電変換させる長時間露光機能を有する。光電変換素子は、光電変換中に画像信号を出力できないので、その間、撮像中の画像を液晶表示装置（ＬＣＤ）等に表示することができない。このため、長時間露光機能を用いて撮像中は、ＬＣＤには何も表示されないので、ユーザは、手振れしているか否かを判断することができないといった問題がある。さらに、手振れ補正機能で補正可能な範囲を超えて手振れする場合は、画像信号を出力することができないといった問題がある。
特開２００６−２９５９７２号公報

この発明は、上述した問題点を解決するためになされたもので、この発明の目的の１つは、撮像中に手振れしないように保持するための情報を提供することが可能な撮像装置を提供することである。

この発明の他の目的は、画像データを有効に活用することが可能な撮像装置を提供することである。

上述した目的を達成するためにこの発明のある局面によれば、撮像装置は、レンズを介して結像した被写体の光学画像を光電変換することによって、画像信号を出力する光電変換手段と、本体の振れを検出する振れ検出手段と、光電変換手段が光電変換している間、振れ検出手段の検出による本体の振れに基づいた本体の変位を通知する通知手段と、を備える。

この局面にしたがえば、光電変換手段が光電変換している間、検出される本体の振れに基づいた本体の変位が通知される。このため、光電変換中における本体の変位が通知されるので、ユーザは本体の変位を知ることができ、撮像装置ができるだけ移動しないように保持することができる。その結果、撮像中に移動しないように保持するための情報を提供することが可能な撮像装置を提供することができる。

好ましくは、通知手段は、検出された振れに基づいて、光電変換手段が光電変換を開始してからの本体の変位を通知する。

この局面にしたがえば、本体の変位が通知されるので、撮像を開始した位置から移動した方向および距離を通知することができる。

好ましくは、検出された振れに基づいて、光電変換している間に光電変換手段に結像する光学画像が光電変換を開始したときに光電変換手段に結像する光学画像と同じになるように光電変換手段に対するレンズの光軸の位置を移動させる補正手段をさらに備え、通知手段は、補正手段による補正量に基づき算出される変位を通知する。

この局面にしたがえば、本体の変位を算出する必要がなく、負荷を低減することができる。

好ましくは、出力された画像信号に基づいて画像を表示する表示手段をさらに備え、通知手段は、本体の変位を表示手段に表示する。

この局面にしたがえば、光電変換中に本体の変位を表示するので、表示領域を有効に利用することができる。

好ましくは、補正手段による移動量が移動可能な範囲を超える場合、光電変換手段にそれまでに光電変換された画像信号を出力させる強制出力手段をさらに備える。

補正可能な範囲内で光電変換して得られる画像信号が出力されるので、画像信号を有効に活用することができる。

好ましくは、撮像時間を受け付ける設定手段と、補正手段による移動量が移動可能な範囲を超える場合、光電変換手段が光電変換を開始してからの時間と受け付けられた撮像時間とに基づいて、光電変換手段により出力される画像信号に基づく画像データを補正する画像補正手段と、をさらに備える。

この局面にしたがえば、設定された撮像時間に満たない時間で光電変換して得られる画像信号に基づく画像データが補正されるので、撮像時間まで光電変換して得られる画像信号に基づく画像データに可能な限り類似する画像データを出力することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。以下の説明では同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰り返さない。

本実施の形態においては、撮像装置の一例としてデジタルスチルカメラを説明する。なお、撮像装置は、デジタルスチルカメラに限られず、長時間露光機能を有した装置であれば、例えば、ビデオカメラ、携帯電話機等であってもよい。

図１は、本発明の実施の形態の１つにおけるデジタルスチルカメラの構成の概略を示すブロック図である。図１を参照して、デジタルスチルカメラ１は、デジタルスチルカメラ１の全体を制御する制御部１１と、フォーカスレンズおよびズームレンズを含む複数のレンズで構成されるレンズ群１３と、レンズ群１３を駆動するレンズ駆動部１５と、手振れ補正ユニット１７と、イメージセンサ１９と、液晶表示装置（ＬＣＤ）２３と、コーデック（ＣＯＤＥＣ）２１と、画像処理する信号処理回路２２と、制御部１１が実行するためのプログラム等を記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２５と、制御部１１の作業領域として用いられるＳＤＲＡＭ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２７と、メモリカード２９Ａが装着されるカードインターフェース（Ｉ／Ｆ）２９と、ジャイロセンサ３３と、ユーザの操作を受け付ける操作部３５と、デジタルスチルカメラ１の全体に電力を供給するバッテリ４１と、を含む。

レンズ群１３は、デジタルスチルカメラ１本体の前面に設けられ、ＬＣＤ２３は、レンズ群１３が設けられる面とは反対のデジタルスチルカメラ１の背面に設けられる。レンズ群１３は、レンズ駆動部１５により制御される。レンズ群１３は、デジタルスチルカメラ１が駆動していないときは、本体内部に収納されている。レンズ駆動部１５は、起動時の初期化処理において、レンズ群１３を本体外部に突出させる。さらに、レンズ群１３は、ズームレンズを調整するズーム機構を有し、レンズ駆動部１５は、起動時の初期化処理において、レンズ群１３のズーム量を定めるために、レンズ群１３のズームレンズを基準位置に配置させる。

イメージセンサ１９は、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサ等の光電変換素子であり、その結像面がレンズ群１３の光軸に対して垂直となる。イメージセンサ１９は、レンズ群１３を介して結像面に結像する被写体の光学画像を光電変換し、画像データを制御部１１に出力する。制御部１１は、イメージセンサ１９から出力される画像データを受け付け、画像データをＳＤＲＡＭ２７に記憶する。ここでの画像データは、例えば、１画素がＲ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）で構成されるビットマップ形式のデータである。なお、イメージセンサ１９は、ＣＭＯＳイメージセンサに限定されるものではなく、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサを用いてもよい。この場合、ＣＣＤイメージセンサは、アナログの信号を出力するので、アナログ／デジタル変換器によってＣＣＤイメージセンサが出力するアナログの信号をデジタルの画像データに変換すればよい。なお、ここでは、光電変換素子としてのＣＭＯＳイメージセンサが出力するデジタルの画像データ、ＣＣＤイメージセンサが出力するアナログの信号を、総称して画像信号という。

イメージセンサ１９は、制御部１１により制御され、光電変換する時間が制御される。具体的には、制御部１１は、イメージセンサ１９に光電変換を開始させる場合、レンズ群１３とイメージセンサ１９との間に設けられたシャッタを開放する。これにより、イメージセンサ１９が光電変換を開始する。制御部１１は、光電変換させる時間が経過すると、シャッタと閉じ、イメージセンサ１９に画像データを出力させる。制御部１１は、長時間露光機能で撮像する場合、ユーザにより操作部３５に入力された時間の間、シャッタを開放する。これにより、イメージセンサ１９は、ユーザにより操作部３５に入力された時間の間光電変換する。

イメージセンサ１９は、動画像を撮像する場合、所定の時間間隔で１フレームの画像データを出力する。フレームとは、動画像を構成する単位であり、１フレームは１枚の画像を意味する。また、フレームはフィールドに置き換えることができる。所定の時間間隔とは、フレームレートが５ＦＰＳであれば、１／５秒である。

信号処理回路２２は、ＳＤＲＡＭ２７に記憶された画像データを読み出し、画像データに対して種々の信号処理を施し、輝度信号と色差信号とで表される表色系のＹＵＶ形式に変換する。信号処理回路２２は、ＹＵＶ形式の画像データをＳＤＲＡＭ２７に記憶する。

制御部１１は、ＳＤＲＡＭ２７に記憶されたＹＵＶ形式の画像データからＲＧＢ信号を生成し、ＬＣＤ２３に出力する。これにより、ＬＣＤ２３にイメージセンサ１９が被写体を撮像して出力する画像が表示される。なお、ＬＣＤ２３に代えて、有機ＥＬ（ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイを用いてもよい。

コーデック２１は、制御部１１により制御され、ＳＤＲＡＭ２７に記憶されたＹＵＶ形式の画像データを読出し、圧縮符合化し、画像データを圧縮符号化した符号化データをＳＤＲＡＭ２７に記憶する。ここでは、画像データをＪＰＥＧ方式で圧縮符号化する。なお、コーデック２１は、動画像を記憶する場合、ＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ）圧縮方式で、複数のフレームを圧縮符号化する。この場合には、ＧＯＰ（Ｇｒｏｕｐ ｏｆ Ｐｉｃｔｕｒｅ）単位で圧縮符号化された符号化データがＳＤＲＡＭ２１に記憶される。

ジャイロセンサ３３は、デジタルスチルカメラ１の本体が回転する際の角速度を検出する。ここでは、水平方向をＸ軸、垂直方向をＹ軸、レンズの光軸をＺ軸とすると、ジャイロセンサ３３は、Ｙ軸を中心とする回転方向（ヨー方向）の角速度と、Ｘ軸を中心とする回転方向（ピッチ方向）の角速度を検出し、ヨー方向およびピッチ方向それぞれの角速度を制御部１１に出力する。制御部１１においては、ヨー方向の角速度からＸ軸方向の本体の移動量を算出し、ピッチ方向の角速度からＹ軸方向の本体の移動量を算出する。

手振れ補正ユニット１７は、イメージセンサ１９を移動させ、イメージセンサ１９の結像面に結像した光学画像のぶれを最小にする。このため、手振れ補正ユニット１７は、イメージセンサ１９の結像面に平行で互いに交わる２方向にイメージセンサ１９を移動させるために、２方向それぞれに対応する駆動部を含む。ここでは、２方向を、互いに直角に交わる水平方向（Ｘ軸方向）と垂直方向（Ｙ軸方向）としている。イメージセンサ１９の結像面は、レンズ群１３の光軸に垂直な面である。手振れ補正ユニット１７によって、イメージセンサ１９の結像面に平行で互いに交わる２方向にイメージセンサ１９が移動するので、イメージセンサ１９の結像面は、レンズ群１３の光軸に垂直な状態が維持される。

手振れ補正ユニット１７は、操作部３５に含まれるシャッタボタン３５Ａが全押しされる前の段階で、イメージセンサ１９を基準位置に移動させる。イメージセンサ１９の基準位置は、イメージセンサ１９が垂直および水平の２方向それぞれにおいて移動可能な範囲の中心である。イメージセンサ１９が基準位置に位置するとき、レンズ群１３の光軸がイメージセンサ１９の中心となる。なお、基準位置は、任意に定めることができる。

手振れ補正ユニット１７は、操作部３５に含まれるシャッタボタン３５Ａが全押しされると、イメージセンサ１９に結像する光学画像が、デジタルスチルカメラ１本体が移動しても同じ位置に結像するように、イメージセンサ１９を移動させる。換言すれば、イメージセンサ１９が光電変換している間にイメージセンサ１９の結像面に結像する光学画像が、シャッタボタン３５Ａが全押しされてイメージセンサ１９が光電変換を開始したときに結像面に結像する光学画像と同じになるようにイメージセンサ１９を移動させる。具体的には、ジャイロセンサ３３により検出されるヨー方向およびピッチ方向の角速度に基づいて、イメージセンサ１９の結像面に平行な方向および補正量を決定し、イメージセンサ１９を移動させる。手振れ補正ユニット１７は、水平方向（Ｘ軸方向）と垂直方向（Ｙ軸方向）それぞれの補正量を制御部１１に出力する。

なお、イメージセンサ１９を回転させるための駆動部を追加して、イメージセンサ１９を平行移動させるのに加えて、回転移動させるようにしてもよい。この場合には、補正指示は、回転方向と回転角度とをさらに含む。さらに、イメージセンサ１９を、レンズ群１３の光軸と平行に移動させるための駆動を新たに追加して、イメージセンサ１９をレンズ群１３の光軸と平行に移動させるようにしてもよい。この場合には、デジタルスチルカメラ１と被写体との間の距離が、手振れにより変化した場合であっても、レンズ群１３の焦点のずれを極力小さくすることができる。

さらに、手振れ補正ユニット１７が、イメージセンサ１９を移動させるのに代えて、またはこれに加えて、レンズ群１３のフォーカスレンズを移動させるようにしてもよいし、レンズ群１３とイメージセンサ１９との間の光路に設けられるミラーを移動させるようにしてもよい。

カードＩ／Ｆ２９は、不揮発性メモリを備えたメモリカード２９Ａが装着される。制御部１１は、カードＩ／Ｆ２９を介して、メモリカード２９Ａにアクセス可能であり、ＳＤＲＡＭ２７に記憶された符号化データをメモリカード２９Ａに記憶する。

制御部１１は、ＲＯＭ２５に記憶された撮像プログラムを実行することにより、デジタルスチルカメラ１による長時間露光機能を実現する。ここで、長時間露光機能は、ユーザにより設定された時間の間、レンズ群１３のシャッタを開放し、その間にイメージセンサ１９が光電変換し、出力する画像データを表示したり、または画像データを記録したりする等の出力する機能である。

なお、撮像プログラムをＲＯＭ２５に記憶する例を説明するが、ＲＯＭ２５に限られず、メモリカード２９Ａに記憶された撮像プログラムを実行するようにしても良い。さらに、撮像プログラムを記憶する記録媒体としては、メモリカード２９Ａに限られず、磁気テープ、フレキシブルディスク、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ−Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）／ＭＯ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｉｓｃ／ＭＤ（Ｍｉｎｉ Ｄｉｓｃ）／ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ））、ＩＣカード（メモリカードを含む）、光カード、マスクＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｌｌｙ ＥＰＲＯＭ）などであってもよい。

バッテリ４１は、一次電池または二次電池であり、デジタルスチルカメラ１の全体に電力を供給する。制御部１１は、バッテリ４１の出力電圧Ｖ１を検出し、バッテリ４１の残容量を算出する。バッテリ４１は、デジタルスチルカメラ１本体に着脱可能であってもよい。

操作部３５は、撮像を開始する指示を受け付けるためのシャッタボタン３５Ａを含む複数のキーを含み、ユーザの操作を受け付ける。また、操作部３５は、ＬＣＤ２３上に重畳されたタッチパネルを含むようにしてもよい。

図２は、制御部が有する機能の一例を示す機能ブロック図である。図２に示す機能は、制御部１１が撮像プログラムを実行することにより、制御部１１に実現される。なお、制御部１１に代えて、図２に示した機能を回路で実現するようにしてもよい。

図２を参照して、制御部１１は、撮像時間を設定する撮像時間設定部５１と、レンズ駆動部１５およびイメージセンサ１９を制御する撮像制御部５３と、手振れ補正ユニット１７を制御する補正制御部５５と、手振れ方向および距離を検出する振れ検出部５７と、本体の変位を通知する通知部５９と、強制出力部６１と、画像データを補正する画像補正部６３と、画像データを出力する画像出力制御部６５と、を含む。

撮像時間設定部５１は、ＬＣＤ２３に、撮像時間を入力するための領域を含む長時間露光設定画面を表示し、ユーザが操作部３５に撮像時間を入力すると、操作部３５から入力された撮像時間を受け付ける。撮像時間設定部５１は、受け付けられた撮像時間を撮像制御部５３および画像補正部６３に出力する。なお、撮像時間設定部５１は、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ ａｎｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）などの不揮発性のメモリにデフォルトの撮像時間を記憶しており、操作部３５に新たな撮像時間が受け付けられる場合に、デフォルトの撮像時間を新たに受け付けられた撮像時間で更新するようにしてもよい。この場合、撮像時間設定部５１は、ＥＥＰＲＯＭから撮像時間を読み出して、撮像制御部５３に出力する。これによれば、ユーザは、長時間露機能を有効にするごとに撮像時間を設定する必要がない。

撮像制御部５３は、撮像時間設定部５１から撮像時間が入力され、レンズ駆動部１５およびイメージセンサ１９を制御して、イメージセンサ１９に撮像時間だけ光電変換（露光）させ、イメージセンサ１９が出力する画像データを取得する。具体的には、操作部３５に含まれるシャッタボタン３５Ａが半押しされると、イメージセンサ１９に所定時間間隔で画像データを出力させ、取得される画像データのコントラストが高くなるようにレンズ駆動部１５を制御して、レンズ群１３のフォーカスレンズを調整する、いわゆるオートフォーカス機能によりフォーカスを合せる。そして、撮像制御部５３は、シャッタボタン３５Ａが全押しされると、フォーカスレンズを固定してシャッタを開放することによってイメージセンサ１９による光電変換を開始させる。なお、オートフォーカス機能の方式は、これに限定されることなく、他の方式を用いるようにしてもよい。特に、赤外線センサまたは超音波センサ等を用いて被写体までの距離を測定することによりフォーカスを合せる、いわゆるアクティブ方式のオートフォーカス機能を用いる場合、撮像時間の間フォーカスを固定することなく、測定された距離に基づいてフォーカスレンズの調整を継続する。これにより、撮像時間の間、オートフォーカスが継続されるので、レンズ群１３を被写体に合焦させることができるので、イメージセンサ１９に結像する光学画像が極力ぼけないようにすることができる。

そして、撮像制御部５３は、後述する強制出力部６１から強制出力指示が入力されることなく撮像時間が経過すると、イメージセンサ１９に画像データを出力させ、イメージセンサ１９が出力する画像信号を取得する。イメージセンサ１９に撮像時間の間光電変換させる場合、イメージセンサ１９から取得した画像データを画像出力制御部６５に出力する。

また、撮像制御部５３は、イメージセンサ１９に光電変換を開始させてから後述する強制出力部６１から強制出力指示が入力されると、撮像時間が経過する前であってもイメージセンサ１９に画像データを強制的に出力させ、イメージセンサ１９が出力する画像データを取得する。撮像制御部５３は、強制出力部６１から強制出力指示が入力される場合、イメージセンサ１９から取得した画像データを強制出力部６１に出力するとともに、イメージセンサ１９に光電変換を開始させてから強制出力指示が入力されるまでの時間を光電変換時間として強制出力部６１に出力する。

振れ検出部５７は、ジャイロセンサ３３が出力するヨー方向およびピッチ方向の角速度を受け付ける。振れ検出部５７は、ヨー方向およびピッチ方向の角速度を補正制御部５５に出力する。

補正制御部５５は、振れ検出部５７から受け付けられるヨー方向およびピッチ方向の角速度を手ぶれ補正ユニット１７に出力する。上述したように、手振れ補正ユニット１７は、受け付けられたヨー方向およびピッチ方向の角速度に基づいて、イメージセンサ１９を基準位置から水平方向（Ｘ軸方向）および垂直方向（Ｙ軸方向）それぞれの補正量だけ移動させるとともに、水平方向（Ｘ軸方向）および垂直方向（Ｙ軸方向）それぞれの補正量を制御部１１に出力する。補正制御部５５は、手振れ補正ユニット１７が出力するイメージセンサ１９を移動させた水平方向（Ｘ軸方向）および垂直方向（Ｙ軸方向）それぞれの補正量を取得する。補正制御部５５は、手振れ補正ユニット１７から取得された水平方向（Ｘ軸方向）および垂直方向（Ｙ軸方向）それぞれの補正量を通知部５９に出力する。

また、補正制御部５５は、手振れ補正ユニット１７から取得された水平方向（Ｘ軸方向）および垂直方向（Ｙ軸方向）の補正量の少なくとも一方が、手振れ補正ユニット１７が補正可能な範囲を超える場合、エラー信号を強制出力部６１および通知部５９に出力する。

通知部５９は、補正制御部５５から入力される手振れ補正ユニット１７による補正量に基づいて、ユーザが操作部３５に含まれるシャッタボタン３５Ａを押下してからのデジタルスチルカメラ１の変位を算出し、算出された変位をユーザに通知する。具体的には、手振れ補正ユニット１７は、デジタルスチルカメラ１の移動を打ち消すようにイメージセンサ１９を移動させるので、手振れ補正ユニット１７による垂直方向および水平方向それぞれの補正量は、デジタルスチルカメラ１の変位と方向が逆である。このため、補正制御部５５から入力される垂直方向および水平方向それぞれの補正量の符号を逆にした値をデジタルスチルカメラ１の変位とする。具体的には、ユーザがシャッタボタン３５Ａを押下した時点のデジタルスチルカメラ１の位置を基準位置とし、その基準位置から変位した位置を相対位置として含む通知画面をＬＣＤ２３に表示する。シャッタボタン３５Ａを押下した時点において、イメージセンサ１９は基準位置にあるので、デジタルスチルカメラ１の基準位置にあるときは、イメージセンサ１９も基準位置にある。

通知部５９は、ユーザが操作部に含まれるシャッタボタン３５Ａを押下してからのデジタルスチルカメラ１の変位を、基準位置と相対位置とで表示するので、ユーザは、表示される変位ができるだけ小さくなるように、換言すれば、相対位置が基準位置と重なるようにデジタルスチルカメラ１を保持するように努めることができる。

通知部５９は、さらに、手振れ補正ユニット１７が補正可能な範囲を含む通知画面を表示する。通知部５９は、ユーザが操作部３５に含まれるシャッタボタン３５Ａを押下してからの撮像時間が経過するまでの間に通知画面を表示する。このため、通知画面は、ブルースクリーンや全体が黒信号の画像に補正可能範囲を重畳した画像である。なお、通知部５９を、グラフィックジェネレータで実現するようにしてもよい。手振れ補正ユニット１７の補正可能範囲は、基準位置からの垂直方向および水平方向それぞれの距離によって予め定められる。通知画面が、手振れ補正ユニット１７が補正可能な範囲を含むので、通知画面を見るユーザは、相対位置が補正可能範囲内に位置するようにデジタルスチルカメラ１を保持すれば、手振れ補正ユニット１７による補正を有効に働かせることができる。

通知部５９は、補正制御部５５からエラー信号が入力されると、エラーメッセージをＬＣＤ２３に表示する。エラーメッセージは、手振れ補正ユニット１７の補正可能範囲を超えたことを示すメッセージであり、例えば「手振れが大きすぎて補正できません。撮像を中断します。」のメッセージを含む。

強制出力部６１は、補正制御部５５からエラー信号が入力されると、撮像制御部５３に中断指示を出力する。撮像制御部５３は、強制出力部６１から強制出力指示が入力されると、イメージセンサ１９から画像データを取得し、取得した画像データを強制出力部６１に出力する。強制出力部６１に入力される画像データは、イメージセンサ１９が、ユーザが操作部３５に含まれるシャッタボタン３５Ａを押下してから撮像時間が経過する前であって、手振れ補正ユニット１７が補正できなくなったときまでに光電変換して出力する画像データである。したがって、イメージセンサ１９による光電変換時間（露光時間）は、撮像時間より短い時間である。強制出力部６１は、入力される画像データを画像補正部６３に出力する。

画像補正部６３は、撮像時間設定部５１から撮像時間が入力され、強制出力部６１から画像データと光電変換時間とが入力される。画像補正部６３は、画像データを、撮像時間と光電変換時間とに基づいて補正する。画像データは、イメージセンサ１９により光電変換時間だけ光電変換されて出力される画像データである。このため、画像補正部６３は、撮像時間まで光電変換されて出力される画像データに近くなるように、撮像時間と光電変換時間とを用いて所定の規則にしたがって、画像データを補正する。例えば、撮像時間と光電変換時間とから定まる係数を撮像時間を光電変換時間で除算した値とし、画像データ中で所定の値以上の輝度の画素について、輝度を係数倍する。画像補正部６３は、補正後の画像データを画像出力制御部６５に出力する。

画像出力制御部６５は、撮像制御部５３または画像補正部６３から画像データが入力される。画像出力制御部６５は、入力される画像データを、ＬＣＤ２３に表示する。また、ユーザが操作部３５に含まれる記録を指示するためのボタンが指示されると、画像データに所定のファイル名を付して、メモリカード２９Ａに記憶する。

図３は、通知画面の一例を示す図である。図３を参照して、通知画面１０１は、ブルースクリーンまたは全体が黒信号の画像に、撮像中であることを示す「Ｃａｐｕｔｕｒｅ」の文字列１０３と、基準位置を示す印１０５と、相対位置を示す印１０６と、補正範囲を示す枠１０７と、変位の水平方向の値を示す領域１０８と、変位の垂直方向の値を示す領域１０９と、を重畳した画像である。通知画面１０１は、デジタルスチルカメラ１がグラフィックジェネレータを備える場合には、グラフィックジェネレータにより生成される。

通知画面１０１において、基準位置を示す印１０５から相対位置を示す印１０６に向かうベクトルが変位を示す。領域１０８には、変位の水平方向の移動距離が表示され、通知画面に向かって右方向を正の方向としている。領域１０９には、変位の垂直方向の移動距離が表示され、通知画面に向かって上方向を正の方向としている。枠１０７は、手振れ補正ユニット１７が補正可能な範囲を示す。通知画面１０１において、基準位置を示す印１０５は通知画面の中心に固定されるが、相対位置を示す印１０６は、デジタルスチルカメラ１が移動することによって通知画面中を移動する。相対位置を示す印１０６が通知画面中を移動する方向は、デジタルスチルカメラ１が移動する方向と同じである。

ユーザが通知画面１０１を見ながら、相対位置を示す印１０６が枠１０７内に位置するようにデジタルスチルカメラ１を保持すれば、手振れ補正ユニット１７による補正が有効に働くので、イメージセンサ１９が出力する画像データが手振れの影響を受けない画像を出力することができる。

図４は、長時間露光撮像処理の流れの一例を示すフローチャートである。長時間露光撮像処理は、制御部１１がＲＯＭ２５に記憶された撮像プログラムを実行することにより、制御部１１により実行される処理である。図４を参照して、制御部１１は、長時間露光モードに設定されたか否かを判断する（ステップＳ０１）。ＬＣＤ２３にメニュー画面を表示し、メニュー画面においてユーザが操作部３５で長時間露光モードに設定を指示すれば、長時間露光モードに設定される。長時間露光モードに設定されるまで待機状態となり（ステップＳ０１でＮＯ）、長時間露光モードに設定されたならば処理をステップＳ０２に進める。すなわち、ステップＳ０２以降の処理は、ユーザにより長時間露光モードに設定されることを条件に実行される処理である。

ステップＳ０２においては、撮像時間を受け付ける。ＬＣＤ２３に、長時間露光設定画面を表示し、ユーザが操作部３５を操作して入力する撮像時間を受け付ける。次のステップＳ０３においては、操作部３５に含まれるシャッタボタン３５Ａが押下されたか否かを判断する。シャッタボタン３５Ａが押下されるまで待機状態となり（ステップＳ０３でＮＯ）、シャッタボタン３５Ａが押下されると（ステップＳ０３でＹＥＳ）、処理をステップＳ０４に進める。なお、ここではシャッタボタン３５Ａの押下は、シャッタボタン３５Ａの全押しを示し、全押しされる前にシャッタボタン３５Ａが半押しされた場合に、レンズ群１３のフォーカスレンズを調整するオートフォーカス等の処理が実行される。

ステップＳ０４においては、撮像を開始する。具体的には、イメージセンサ１９を制御して、光電変換を開始させるとともに、手ぶれ補正ユニット１７を制御して、イメージセンサ１９を基準位置に移動させる。次のステップＳ０５においては、タイマをスタートさせる。タイマは、イメージセンサ１９が光電変換を開始してからの時間を計時する。

次のステップＳ０６においては、手振れ補正ユニット１７による補正量を取得する。ジャイロセンサ３３から得られるヨー方向（Ｚ軸方向）およびピッチ方向（Ｘ軸方向）の角速度を用いて、手振れ補正ユニット１７に出力するための水平方向（Ｘ軸方向）および垂直方向（Ｙ軸方向）それぞれの補正量を算出する。次のステップＳ０７においては、基準位置からの相対位置を決定する。相対位置は、基準位置から水平方向および垂直方向に、それぞれに対応する補正量だけ離れた位置である。

ステップＳ０８においては、相対位置が手振れ補正ユニット１７で補正可能な範囲内か否かを判断する。補正可能範囲内ならば処理をステップＳ０９に進めるが、そうでなければ処理をステップＳ１２に進める。ステップＳ０９においては、基準位置と相対位置とを含む通知画面を生成し、通知画面をＬＣＤ２３に表示する。

ステップＳ１０においては、タイマ値がステップＳ０２において受け付けられた撮像時間と等しくなったか否かを判断する。タイマ値が撮像時間と等しいならば処理をステップＳ１１に進めるが、そうでなければ処理をステップＳ０６に戻し、ステップＳ０６〜ステップＳ０９の処理を繰り返す。したがって、ユーザがシャッタボタン３５Ａを押下してから撮像時間が経過するまで、手振れ補正ユニット１７による手振れ補正と、イメージセンサ１９による光電変換が継続する。さらに、その間、基準位置と相対位置との関係を示す通知画面がＬＣＤ２３に表示される。このため、ユーザは、相対位置が基準位置から離れないようにデジタルスチルカメラ１を保持するよう努めることができ、その結果、手振れ補正ユニット１７による手振れ補正が可能な範囲内にデジタルスチルカメラ１が保持され、イメージセンサ１９により適切に光電変換される。

ステップＳ１１においては、イメージセンサ１９に画像データを出力させ、イメージセンサ１９が出力する画像データを取得し、処理をステップＳ１６に進める。ステップＳ１６においては、取得された画像データを、出力する。具体的には、画像データの画像をＬＣＤ２３に表示する。さらに、ユーザからの指示があれば、画像データをメモリカード２９Ａに記憶する。

一方、ステップＳ１２においては、タイマをストップし、処理をステップＳ１３に進める。この段階におけるタイマ値は、イメージセンサ１９が実際に光電変換した光電変換時間である。ステップＳ１３においては、ステップＳ１１と同様に、イメージセンサ１９が出力する画像データを取得し、処理をステップＳ１４に進める。ステップＳ１４においては、画像データを、ステップＳ０２において受け付けられた撮像時間とタイマ値である光電変換時間とに基づいて補正する。画像データの輝度を向上させる等の画像処理を実行する。そして、次のステップＳ１５においては、エラーメッセージをＬＣＤ２３に表示する。例えば、「手振れが大きすぎて補正できません。撮像を中断します。」のエラーメッセージを表示する。そして、ユーザが、操作部３５に含まれ、エラーメッセージを確認したことを示すボタンを押下すれば、処理をステップＳ１６に進める。

ステップＳ１６においては、処理がステップＳ１５から進む場合、ステップＳ１５において補正された後の画像データを出力する。

なお、上述した実施の形態においては、制御部１１から手振れ補正ユニット１７に補正指示を出力する場合を例に示したが、手振れ補正ユニット１７がジャイロセンサ３３から角速度を取得し、手振れ補正ユニット１７が補正量を定めるようにしてもよい。この場合には、図２に示した振れ検出部５７および補正制御部５５の機能は、手振れ補正ユニット１７が備え、制御部１１は、手振れ補正ユニット１７から補正量、換言すれば、イメージセンサ１９が基準位置から変位した相対位置を取得する。

上述した実施の形態におけるデジタルスチルカメラ１は、手振れ補正ユニット１７による補正量に基づいてデジタルスチルカメラ１の変位を算出し、通知画面でその変位を表示したが、ジャイロセンサ３３から取得される角加速度に基づいて、デジタルスチルカメラ１の変位を算出するようにしてもよい。この場合には、ユーザが操作部３５に含まれるシャッタボタン３５Ａを押下してからの変位を算出する。

また、手振れ補正ユニット１７による手振れ補正を、ユーザが操作部３５に含まれるシャッタボタン３５Ａを押下してから開始するようにすれば、デジタルスチルカメラ１の変位から、手ぶれ補正ユニット１７による補正が、補正可能な範囲を超えたか否かを判断することができる。また、手振れ補正ユニット１７による手振れ補正を、ユーザが操作部３５に含まれるシャッタボタン３５Ａを押下する前から開始する場合には、手ぶれ補正ユニット１７による手ぶれ補正が開示された時点からデジタルスチルカメラ１の変位を算出するようにすれば、算出された変位から手振れ補正ユニット１７の補正量を算出することができるので、補正範囲を超えたか否かを判断することができる。

＜第１の変形例＞
なお、本実施の形態においては、手振れ補正ユニット１７が、イメージセンサ１９をレンズ群１３の光軸に垂直な面と平行に平行移動させることにより手振れ補正する場合を例に示したが、レンズ群１３の光軸（Ｚ軸）を中心に回転する方向（ロール方向）の角速度を検出するようにし、イメージセンサ１９に対するレンズ群１３の光軸を中心に回転させることにより手振れ補正するようにしても良い。この場合には、通知画面は、デジタルスチルカメラ１が回転する角度を変位として表示する。

ここで、図３を参照して、通知画面１０１に含まれる相対位置を示す印１０６は、○印の中に十字の図形を含む。この十字の図形をデジタルスチルカメラ１の変位であるロール方向の回転角度と同じ角度だけ回転させて表示する。これにより、ユーザは、デジタルスチルカメラ１の回転する変位を知ることができるので、回転を元に戻すようにデジタルスチルカメラ１を保持するよう努めることができる。

また、通知画面に含まれる基準位置と相対位置とを、間の距離が一定の２以上の印として、２以上の印の傾きによってヨー方向の回転を表現するようにしてもよい。図５は、第１の変形例における通知画面の一例を示す図である。図５を参照して、通知画面１１１は、図３に示した通知画面１０１と異なり、基準位置を互いの距離が同じ２つの丸印１０５Ａで示し、相対位置を互いの距離が同じ２つの丸印１０６Ａと、変位の回転方向の値を示す領域１１０と、を含む。基準位置を示す２つの丸印１０５Ａを結ぶ線が水平なのに対して、相対位置を示す２つの丸印１０６Ａを結ぶ線は、右下がりである。このため、時計回りにデジタルスチルカメラ１が回転していることが示される。なお、基準位置を示す２つの丸印１０５Ａおよび相対位置を示す２つの丸印１０６Ａそれぞれを、２つの印の組ではなく、線分で示しても良い。

＜第２の変形例＞
さらに、レンズ群１３の光軸（Ｚ軸）に平行な方向の加速度を検出するセンサを設け、イメージセンサ１９をレンズ群１３の光軸と平行に移動させることにより手振れ補正するようにしても良い。この場合には、通知画面は、デジタルスチルカメラ１が前後方向（Ｚ軸方向）に移動する距離を変位として表示する。

図６は、第２の変形例における通知画面の一例を示す図である。図６を参照して、通知画面１２１は、図５に示した通知画面１１１に、レンズ群１３の光軸と平行な方向（Ｚ軸方向）の補正範囲を示すゲージ１２７と、Ｚ軸方向の基準位置を示す印１２３と、Ｚ軸方向の相対位置を示す印１２５と、Ｚ軸方向の変位の値を示す領域１２９とを含む。ゲージ１２７は、通知画面１２１に向かって左側が被写体方向（前方向）を示し、右側が被写体から離れる方向（後ろ方向）を示す。図６においては、Ｚ軸方向の相対位置を示す印１２５がＺ軸方向の基準位置を示す印１２３よりも左側にあるので、デジタルスチルカメラ１が被写体に近づく方向に変位していることが示される。

なお、ゲージ１２７と、Ｚ軸方向の基準位置を示す印１２３と、Ｚ軸方向の相対位置を示す印１２５と、Ｚ軸方向の変位の値を示す領域１２９に代えて、相対位置を示す印１０６Ａのサイズを異ならせるようにして、Ｚ軸方向の変位を示すようにしてもよい。Ｚ軸方向の変位が０ならばＺ軸方向の基準位置を示す印１０５Ａと、Ｚ軸方向の相対位置を示す印１０６Ａのサイズを同じにし、Ｚ軸方向の変位が被写体に近づくにつれてＺ軸方向の相対位置を示す印１０６Ａのサイズを大きくし、Ｚ軸方向の変位が被写体から遠ざかるにつれてＺ軸方向の相対位置を示す印１０６Ａのサイズを小さくする。

＜第２の実施の形態＞
第１の実施の形態においては、手振れ補正ユニット１７の補正量に基づいて、デジタルスチルカメラ１の変位を算出するようにした。第２の実施の形態におけるデジタルスチルカメラ１は、ジャイロセンサ３３の出力に基づいて、デジタルスチルカメラ１の変位を算出するようにした点で、第１の実施の形態におけるデジタルスチルカメラ１と異なる。以下、第１の実施の形態におけるデジタルスチルカメラ１と異なる点を主に説明する。

第２の実施の形態におけるデジタルスチルカメラ１の構成は、図１に示したブロック図で示されるのと同じであり、制御部１１が有する機能は図２に示されるのと同じである。ただし、図２を参照して、第２の実施の形態におけるデジタルスチルカメラ１の制御部１１が有する振れ検出部５７は、ジャイロセンサ３３が出力するヨー方向およびピッチ方向の角速度を受け付け、ヨー方向およびピッチ方向の角速度に基づいて、操作部３５に含まれるシャッタボタン３５Ａが全押しされた時点におけるデジタルスチルカメラ１の位置からの変位を算出する。変位は、レンズ群１３の光軸に垂直な面に平行な方向および移動距離を含む。ここでは、変位は、互いに直角に交わる垂直方向（Ｙ軸方向）および水平方向（Ｘ軸方向）それぞれの移動距離を含み、垂直方向および水平方向それぞれの移動距離によって方向が定まる。振れ検出部５７は、操作部３５に含まれるシャッタボタン３５Ａが全押しされてからの変位を積算し、積算された変位を補正制御部５５に出力する。

補正制御部５５は、振れ検出部５７から入力される変位、換言すれば、垂直方向（Ｙ軸方向）および水平方向（Ｘ軸方向）それぞれの移動距離が、手振れ補正ユニット１７による補正が可能な範囲か否かを判断する。補正制御部５５は、振れ検出部５７から入力される変位が、手振れ補正ユニット１７による補正が可能な範囲を超える場合、エラー信号を強制出力部６１および通知部５９に出力する。

以上説明したように本実施の形態におけるデジタルスチルカメラ１によれば、デジタルスチルカメラ１本体の振れがジャイロセンサ３３により検出され、イメージセンサ１９が光電変換している間、デジタルスチルカメラ１本体の変位が通知される。このため、光電変換中におけるデジタルスチルカメラ１本体の変位が通知されるので、ユーザはデジタルスチルカメラ１本体の変位を知ることができ、デジタルスチルカメラ１ができるだけ移動しないように保持することができる。

また、手振れ補正ユニット１７によって、本体の振れに基づいて、イメージセンサ１９に結像する画像が同じになるようにイメージセンサ１９が水平方向（Ｘ軸方向）および垂直方向（Ｙ軸方向）に移動される。手振れ補正ユニット１７による補正量に基づきデジタルスチルカメラ１本体の変位を算出するので、本体の変位を算出する必要がなく、負荷を低減することができる。

また、デジタルスチルカメラ１本体の変位を、シャッタボタン３５Ａが押下された時点における基準位置からの相対位置として表示する通知画面をＬＣＤ２３に表示する。このため、イメージセンサ１９が画像を出力することができない期間に、通知画面を表示するので、ＬＣＤ２３に何も表示されない期間を短くして、ＬＣＤ２３を有効に利用することができる。

また、デジタルスチルカメラ１本体の変位が手振れ補正ユニット１７により補正可能な範囲を超える場合、イメージセンサ１９によってそれまでに光電変換された画像データを出力させる。このため、手振れ補正ユニット１７により補正可能な範囲内で光電変換して得られる画像データが出力されるので、画像データを有効に活用することができる。

また、設定された撮像時間に満たない時間で光電変換して得られる画像データを補正するので、撮像時間まで光電変換して得られる画像データに可能な限り類似する画像データを出力することができる。

なお、上述した実施の形態においては撮像装置の一例としてデジタルスチルカメラ１を説明したが、図４に示した長時間露光撮像処理を実行するための撮像方法およびその撮像方法をコンピュータに実行させるための撮像プログラムとして発明を捉えることができるのはいうまでもない。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

＜付記＞
（１） 前記本体の変位は、本体の移動方向および移動距離を含む、請求項２に記載の撮像装置。
（２） 前記本体の変位は、本体の回転方向および回転量をさらに含む、（１）に記載の撮像装置。
（３） 前記補正量は、前記補正手段により変更された後の前記レンズ光軸の前記光電変換手段に対する位置と前記光電変換手段に対して予め定められた前記レンズ光軸の基準位置との相対的な位置関係を示す、請求項３に記載の撮像装置。
（４） 前記通知手段は、前記補正手段による補正限界をさらに通知する、請求項１〜６のいずれかに記載の撮像装置。

本発明の実施の形態の１つにおけるデジタルスチルカメラの構成の概略を示すブロック図である。 制御部が有する機能の一例を示す機能ブロック図である。 通知画面の一例を示す図である。 長時間露光撮像処理の流れの一例を示すフローチャートである。 第１の変形例における通知画面の一例を示す図である。 第２の変形例における通知画面の一例を示す図である。

１ デジタルスチルカメラ、１１ 制御部、１３ レンズ、１５ レンズ駆動部、１７ 手振れ補正ユニット、１９ イメージセンサ、２１ コーデック、２２ 信号処理回路、２３ ＬＣＤ、２５ ＲＯＭ、２７ ＳＤＲＡＭ、２９ カードＩ／Ｆ、２９Ａ メモリカード、３３ ジャイロセンサ、３５ 操作部、３５Ａ シャッタボタン、４１ バッテリ、５１ 撮像時間設定部、５３ 撮像制御部、５５ 補正制御部、５７ 振れ検出部、５９ 通知部、６１ 強制出力部、６３ 画像補正部、６５ 画像出力制御部。

Claims (6)

1. レンズを介して結像した被写体の光学画像を光電変換することによって、画像信号を出力する光電変換手段と、
   本体の振れを検出する振れ検出手段と、
   前記光電変換手段が光電変換している間、前記振れ検出手段の検出による本体の振れに基づいた本体の変位を通知する通知手段と、を備えた撮像装置。
2. 前記通知手段は、前記検出された振れに基づいて、前記光電変換手段が光電変換を開始してからの本体の変位を通知する、請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記検出された振れに基づいて、光電変換している間に前記光電変換手段に結像する光学画像が光電変換を開始したときに前記光電変換手段に結像する光学画像と同じになるように前記光電変換手段に対する前記レンズの光軸の位置を移動させる補正手段をさらに備え、
   前記通知手段は、前記補正手段による補正量に基づき算出される変位を通知する、請求項１に記載の撮像装置。
4. 前記出力された画像信号に基づいて画像を表示する表示手段をさらに備え、
   前記通知手段は、前記本体の変位を前記表示手段に表示する、請求項１〜３のいずれかに記載の撮像装置。
5. 前記補正手段による移動量が移動可能な範囲を超える場合、前記光電変換手段にそれまでに光電変換された画像信号を出力させる強制出力手段をさらに備えた、請求項３に記載の撮像装置。
6. 撮像時間を受け付ける設定手段と、
   前記補正手段による移動量が移動可能な範囲を超える場合、前記光電変換手段が光電変換を開始してからの時間と前記受け付けられた撮像時間とに基づいて、前記光電変換手段により出力される画像信号に基づく画像データを補正する画像補正手段と、をさらに備えた請求項５に記載の撮像装置。

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