JP2023131182A - 撮影装置及び撮影方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成あるいは方法で相対移動する被写体を好適に撮影することができる撮影装置及び撮影方法を得る。【解決手段】撮影装置に対して相対移動する被写体を所定の撮影時間間隔にて撮影することで複数の画像を得る２次元の撮像素子と、前記撮像素子が前記複数の画像を撮影するために露光する際に、前記撮影装置に対する前記被写体の相対移動に合わせて前記撮像素子を駆動しながら露光する撮像素子駆動部と、前記撮影装置に対して相対移動する前記被写体が重なるようにずらしながら前記複数の画像を合成する画像合成部と、を有することを特徴とする撮影装置。【選択図】図７

Description

本発明は、撮影装置及び撮影方法に関する。

従来から、スリット画像（スリット写真）と呼ばれる、被写体の動きに合わせてフィルムを動かして撮影を行う技法が知られている。スリット画像は、撮影装置に対して相対移動する被写体を連続的に捉えた複数の線状画像を繋ぎ合わせることで得られるものである。

また、特許文献１には、ラインセンサカメラと画像記録部と操作器とビデオモニタとを有する着順およびタイム判定装置が記載されている。ラインセンサカメラは、判定基準線を挟んで両方向から撮像するように複数が配置される。画像記録部は、複数のラインセンサカメラから入力される複数の映像信号を記録し、複数の映像信号を走査変換し、合成した１つの映像信号あるいは個々の映像信号として読み出し出力する。操作器は、画像記録部における少なくとも信号の記録および読み出しの選択を操作する。ビデオモニタは、画像記録部から入力された複数の映像信号を合成し１つの映像信号とした画像あるいは複数の映像信号の個々の映像信号の画像を表示する。

特許第３１８３３１８号公報

しかしながら、フィルムカメラでスリット画像を得る場合には、専用のスリットカメラを用いて、被写体に同期してフィルムを動かして撮影しなければならないため、特別かつ大掛かりな装置が必要であり、高コスト化にも繋がってしまう。特許文献１の着順およびタイム判定装置は、フィルムカメラからデジタルカメラに代替わりした後のスリット画像の撮影技術であるが、やはり、複数のラインセンサカメラをはじめとする特別かつ大掛かりな装置が必要であり、高コスト化にも繋がってしまう。

本発明は、以上の問題意識に基づいてなされたものであり、簡易な構成あるいは方法で相対移動する被写体を好適に撮影することができる撮影装置及び撮影方法を得ることを目的とする。

本実施形態の撮影装置は、撮影装置に対して相対移動する被写体を所定の撮影時間間隔にて撮影することで複数の画像を得る２次元の撮像素子と、前記撮像素子が前記複数の画像を撮影するために露光する際に、前記撮影装置に対する前記被写体の相対移動に合わせて前記撮像素子を駆動しながら露光する撮像素子駆動部と、前記撮影装置に対して相対移動する前記被写体が重なるようにずらしながら前記複数の画像を合成する画像合成部と、を有することを特徴とする。

本実施形態の撮影方法は、２次元の撮像素子により、撮影装置に対して相対移動する被写体を所定の撮影時間間隔にて撮影することで複数の画像を得るステップと、撮像素子駆動部により、前記撮像素子が前記複数の画像を撮影するために露光する際に、前記撮影装置に対する前記被写体の相対移動に合わせて前記撮像素子を駆動しながら露光するステップと、画像合成部により、前記撮影装置に対して相対移動する前記被写体が重なるようにずらしながら前記複数の画像を合成するステップと、を有することを特徴とする。

本発明によれば、簡易な構成あるいは方法で相対移動する被写体を好適に撮影することができる撮影装置及び撮影方法を得ることができる。

本実施形態のデジタルカメラの全体構成の一例を示すブロック図である。 撮像素子駆動機構の構成の一例を示す第１の図である。 撮像素子駆動機構の構成の一例を示す第２の図である。 通常の写真の撮影事例を示す図である。 パノラマ写真の撮影事例を示す図である。 スリット写真の撮影事例を示す図である。 本実施形態のスリット画像撮影モードにおける撮影概念の一例を示す図である。 本実施形態のスリット画像撮影モードにおける撮影条件の設定の一例を示す図である。 本実施形態のスリット画像撮影モードにおける撮影処理の第１の例を示すフローチャートである。 本実施形態のスリット画像撮影モードにおける撮影処理の第２の例を示すフローチャートである。 本実施形態のスリット画像撮影モードにおける撮影処理の第３の例を示すフローチャートである。 本実施形態のスリット画像撮影モードにおける合成処理の一例を示す図である。 複数の画像の撮影中における撮像素子の駆動態様の第１の例を示す図である。 複数の画像の撮影中における撮像素子の駆動態様の第２の例を示す図である。

＜デジタルカメラの全体構成＞
図１は、本実施形態のデジタルカメラ（撮影装置）１０の全体構成の一例を示すブロック図である。

図１に示すように、デジタルカメラ１０は、そのカメラボディ２０に着脱自在に装着された撮影レンズ１１を備えており、撮影レンズ１１は、被写体側（図の左側）から順に、撮影光学系としての撮影レンズ群Ｌ及び絞り１３を備え、カメラボディ２０は、シャッタ１５及び２次元の撮像素子（エリアセンサ、イメージセンサ）１７を備えている。撮影レンズ群Ｌから入射し、絞り１３及び開放されたシャッタ１５を通った被写体光束による被写体像が、撮像素子１７の受光面に形成され、露光される。撮像素子１７の受光面に形成された被写体像は、マトリックス状に配置された多数の画素によって、電気的な画素信号に変換され、画像信号としてＣＰＵ（Central Processing Unit）２１に出力される。ＣＰＵ２１は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）と読み替えられてもよい。

ＣＰＵ２１は、画像信号に所定の処理を施して、これを表示部材２３に表示し、着脱可能なメモリカード２５に書き込む。ＣＰＵ２１は、電源スイッチ、レリーズスイッチ、ダイヤルスイッチなどの操作部材２７、絞り１３とシャッタ１５を駆動制御する絞り／シャッタ駆動回路３１、撮像素子駆動機構（撮像素子駆動部）４０を介して撮像素子１７を駆動する撮像素子駆動回路（撮像素子駆動部）３３、及びカメラ機能に関する各種プログラムが書き込まれたメモリ３５と接続されている。

撮影レンズ１１は、絞り１３の開口径（絞り値）情報、撮影レンズ群Ｌの解像力（ＭＴＦ）情報を記憶したメモリ１９を搭載していて、これらの情報がＣＰＵ２１に読み込まれる。撮影レンズ群Ｌは、通常、絞り１３を光軸方向に挟んで複数のレンズ群を有する（図１では単レンズとして簡略化して描いている）。

また、撮像素子１７は、撮影レンズ１１の光軸Ｚと直交するＸ軸方向とＹ軸方向（直交二方向）に移動可能に撮像素子駆動機構（撮像素子駆動部）４０に搭載されている。ＣＰＵ２１は、像振れ防止動作（手振れ防止動作、防振動作）時に、図示しない角速度センサによりデジタルカメラ１０の振れを検出して、撮像素子１７に対して被写体像が相対移動しないように撮像素子振動回路３３を介して撮像素子駆動機構４０の可動ステージ（撮像素子１７）を像振れ防止動作（手振れ防止動作、防振動作）させる。

ＣＰＵ２１は、後述する「スリット画像撮影モード」において、撮像素子駆動回路３３ひいては撮像素子駆動機構４０を駆動制御する駆動制御部２１Ａと、撮像素子１７による撮影画像（例えば複数の画像）に対して所定の画像合成処理を施す画像合成部２１Ｂとを有している。駆動制御部２１Ａと画像合成部２１Ｂの機能については後に詳細に説明する。

＜撮像素子駆動機構の構成＞
図２、図３は、撮像素子駆動機構の構成の一例を示す第１、第２の図である。上述したように、撮像素子１７は、撮影レンズ１１の光軸Ｚと直交するＸ軸方向とＹ軸方向（直交二方向）に移動可能に撮像素子駆動機構４０に搭載されている。撮像素子駆動機構４０は、カメラボディ２０のシャーシなどの構造物に固定される固定支持基板４１と、撮像素子１７を固定した、固定支持基板４１に対してスライド可能な可動ステージ４２と、固定支持基板４１の可動ステージ４２との対向面に固定した磁石Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３と、固定支持基板４１に可動ステージ４２を挟んで各磁石Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３と対向させて固定した、各磁石Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３との間に磁気回路を構成する磁性体からなるヨーク４３１、４３２、４３３と、可動ステージ４２に固定した、前記磁気回路の磁界内において電流を受けることにより駆動力を発生する駆動用コイルＣ１、Ｃ２、Ｃ３とを有し、撮像素子駆動回路３３から駆動用コイルＣ１、Ｃ２、Ｃ３に交流電圧を印加することにより、固定支持基板４１に対して可動ステージ４２が振動するようになっている。

この実施形態では、磁石Ｍ１、ヨーク４３１及び駆動用コイルＣ１からなる磁気駆動手段と、磁石Ｍ２、ヨーク４３２及び駆動用コイルＣ２からなる磁気駆動手段（２組の磁気駆動手段）とが撮像素子１７の長手方向（水平方向、Ｘ軸方向）に所定間隔で配置され、磁石Ｍ３、ヨーク４３３及び駆動用コイルＣ３からなる磁気駆動手段（１組の磁気駆動手段）が長手方向と直交する短手方向（鉛直（垂直）方向、Ｙ軸方向）に配置されている。撮像素子駆動回路３３は、各駆動用コイルＣ１、Ｃ２及びＣ３への電流を独立して制御するＹ軸駆動回路３３Ｙ１、３３Ｙ２及びＸ軸駆動回路３３Ｘを備えている。

さらに固定支持基板４１には、各駆動用コイルＣ１ないしＣ３の近傍（中央空間部）に、磁石Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３の磁力を検知して可動ステージ４２の位置を検知するホールセンサＨ１、Ｈ２、Ｈ３が配置されている。ホールセンサＨ１、Ｈ２により可動ステージ４２のＹ軸方向位置及び傾き（回転）を検知し、ホールセンサＨ３により可動ステージ４２のＸ軸方向位置を検知する。ＣＰＵ２１は、ホールセンサＨ１、Ｈ２、Ｈ３の出力により可動ステージ４２の位置を検知しながらＹ軸駆動回路３３Ｙ１、３３Ｙ２及びＸ軸駆動回路３３Ｘにより各駆動用コイルＣ１ないしＣ３に駆動電流を流し、可動ステージ４２を所定の経路、軌跡及び速さ（周期）で移動させる。ＣＰＵ２１は、像振れ防止動作（手振れ防止動作、防振動作）時に、図示しない角速度センサによりデジタルカメラ１０の振れを検出して、撮像素子１７に対して被写体像が相対移動しないように撮像素子振動回路３３を介して撮像素子駆動機構４０の可動ステージ（撮像素子１７）を像振れ防止動作（手振れ防止動作、防振動作）させる。

＜通常の写真、パノラマ写真、スリット写真の違い＞
図４は、通常の写真の撮影事例を示す図である。ここでは、撮影装置を固定して、図中の左右方向に延びる３両編成の電車を被写体として撮影する場合を示している。図４に示すように、通常の写真の場合、被写体である電車を一度に捉えて全体を撮影する。

図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃは、パノラマ写真の撮影事例を示す図である。ここでは、撮影装置を固定して、図中の左右方向に延びる３両編成の電車を被写体として撮影する場合を示している。パノラマ写真を撮影する場合、静止している被写体（電車）に対してカメラ（撮像素子）を動かして順次露光していき、小間切れになった画像を繋ぎ合わせて１つの画像にする。パノラマ写真では、基本的に、動いている被写体（走行中の電車）は撮影できない。パノラマ写真では、カメラをパンして撮影・合成するので、パースペクティブにより周辺部が小さくなってしまう。

図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃは、スリット写真の撮影事例を示す図である。ここでは、撮影装置を固定して、図中の左方向から右方向に向かって走行する３両編成の電車を被写体として撮影する場合を示している。スリット写真を撮影する場合、動体である被写体（電車）に合わせてフィルム又は撮像素子を動かして順次露光していく。すると、動いている被写体（電車）は止まって写り、静止している被写体（建物や風景）は流れて写る。露光は、フィルムの直前に置かれたスリットによって一部の範囲が露光されるようになっている。デジタルカメラの場合、ラインセンサを使ってスリットの代わりに撮影することもある。スリット写真では、スリットの幅又は１次元の撮像素子の幅の画像（線状画像）を連続して撮影してこれらを隙間なく繋ぎ合わせることで、２次元の画像を合成・生成している。スキャナと同じ原理により、１次元の線状画像を２次元のスリット画像に変換している。このとき、動いている被写体と１次元の線状画像を取得するタイミングを合わせることで、動いているものが止まっている画像として取得される。

複数の画像を撮影して繋いで１枚の写真を作る代表例としてパノラマ写真が存在する。パノラマ写真も複数回撮影すること、カメラに対して相対的に位置が変わっているもの（パノラマ写真の場合には動いている被写体ではなく、地上に対して静止している又はそれに近いものを対象にしているが、カメラとの関係であれば位置が変わる）のずれ量を補正して合成していくという点では、スリット写真と共通する。しかし、スリット写真では、動く被写体に対してレンズが正対したまま複数回撮影して合成する点が異なっている（スリット写真ではカメラと被写体が常に正対しているのに対して、パノラマ写真では被写体に対してレンズが正対しない）。

パースペクティブにより、遠くのものは小さく、近くのものは大きく写るため、カメラを動かして撮影するパノラマ写真のような撮影方法の場合は、光軸中心から被写体までの距離が遠くなったり近くなったりすることで合成する結果、図５Ｃのように周辺に行くほど小さく合成されてしまうことになる。ここから画像処理によって歪みを補正することも可能であるが、もともと小さく撮影されているため解像が低く粗い画像になってしまう。

一方、スリット写真では、被写体（この場合動いている被写体）に対して正対（動いている方向に対して垂直）から常に撮影することで、光軸上で被写体までの距離が一定であることと、通常のレンズの射影方式（ｙ＝ｆ・ｔａｎθ）であれば同一距離の面上にある被写体が同じサイズに写るため、合成した際にきれいに合成でき且つ歪みを生じにくいというメリットがある。このように、スリット写真は、被写体に正対して真横から同じ倍率で歪みなくかつぶれなく撮影した写真として定義される。

＜本実施形態のスリット画像撮影モード＞
本実施形態の撮影装置及び撮影方法は、上述したスリット写真のメリットを活かしつつ、特別かつ大掛かりな装置を不要として低コスト化を図った簡易な構成あるいは方法で、撮影装置に対して相対移動する被写体を好適に撮影することができる撮影モードを具備している。本明細書では、この撮影モードを「スリット画像撮影モード」と呼ぶ。撮影者は、表示部材２３を見ながら操作部材２７を操作することで、数ある撮影モードの中からスリット画像撮影モードを選択・設定することができる。

スリット画像撮影モードでは、２次元の撮像素子１７により、デジタルカメラ（撮影装置）１０に対して相対移動する被写体を所定の撮影時間間隔にて撮影することで複数の画像を得る。さらに、ＣＰＵ２１の駆動制御部２１Ａの制御の下、撮像素子駆動回路３３及び撮像素子駆動機構４０（撮像素子駆動部）により、撮像素子１７が複数の画像を撮影するために露光する際に、デジタルカメラ（撮影装置）１０に対する被写体の相対移動に合わせて撮像素子１７を同調するように駆動しながら露光を行う。そして、ＣＰＵ２１の画像合成部２１Ｂにより、デジタルカメラ（撮影装置）１０に対して相対移動する被写体が重なるようにずらしながら複数の画像を合成する。つまり、撮像素子（エリアセンサ）１７を動いている被写体と相対的に同じ速度及び方向で駆動することにより、被写体が静止し、それ以外がぶれた複数の画像を取得して、当該複数の画像を被写体が繋がり合うように位置を合わせながら合成することで、スリット写真のメリットを活かした合成画像を得ることができる（スリット写真のような効果を得ることができる）。

図７は、本実施形態のスリット画像撮影モードにおける撮影概念の一例を示す図である。図７では、デジタルカメラ（撮影装置）１０が固定されており、デジタルカメラ１０に対して移動する被写体（図中の左方向から右方向に向かって走行する３両編成の電車）を撮影する場合を例示する。図７に示すように、スリット画像撮影モードでは、２次元の撮像素子１７によって２次元の画像としての複数（ここでは５つ）の画像が取得される。これらの複数の画像は、図６Ｂに示したような従来のスリット画像の元となる線状画像よりも幅を持った（図中の左右方向に広い）ものである。撮像素子１７によって複数（ここでは５つ）の画像を撮影する際、ＣＰＵ２１の駆動制御部２１Ａの制御の下、撮像素子駆動回路３３及び撮像素子駆動機構４０（撮像素子駆動部）により、撮像素子２１を被写体の動きに合わせて駆動する。複数の画像のうち、隣接する撮影時間間隔の画像は、被写体の重なり合う部分を有し、これらの重なり合う部分を、動いている被写体（走行する電車）が一致するようなずらし量として合成する。重なり合う部分の合成処理に際しては、当該重なり合う部分を単純に合成する方法のほか、当該重なり合う部分の平均をとる方法が考えられる。このようにして、複数の画像の撮影中に被写体の動きに合わせて撮像素子１７を駆動するとともに、デジタルカメラ（撮影装置）１０に対して相対移動する被写体（走行する電車）が重なるようにずらしながら複数の画像を合成すると、動いているもの（電車）が静止して、静止しているもの（建物や風景）をぼかした高品質な画像（スリット画像）が得られる。

スリット画像撮影モードでは、撮影条件として、以下の（１）－（４）の少なくとも１つ又は全部を設定する。（１）－（４）に加えて、明るさ（絞り開度）、シャッタスピード、撮像素子１７による被写体の撮影時間間隔を撮影条件として設定してもよい。
（１）デジタルカメラ（撮影装置）１０から被写体までの距離
（２）デジタルカメラ（撮影装置）１０と被写体の相対移動速度
（３）デジタルカメラ（撮影装置）１０と被写体の相対移動方向
（４）撮影レンズ群（撮影光学系）Ｌの焦点距離

撮影条件の設定に際しては、撮影者が、表示部材２３を見ながら操作部材２７を操作してマニュアルで設定してもよいし、所定の撮影条件に基づいてデジタルカメラ１０のＣＰＵ２１の側で自動設定してもよい（撮影後に自動で処理してもよい）。

図８は、本実施形態のスリット画像撮影モードにおける撮影条件の設定の一例を示す図である。図８の例では、被写体までの距離と被写体の移動速度と被写体の移動方向を撮影者がマニュアル入力し、撮影レンズ群（撮影光学系）の焦点距離が自動設定されている場合を示している。被写体までの距離が３０ｍと入力され、被写体の移動速度が８０ｋｍ／ｈと入力され、被写体の移動方向が左→右と入力されている。また、撮影レンズ群（撮影光学系）の焦点距離が３００ｍｍに自動設定されている。

図９は、本実施形態のスリット画像撮影モードにおける撮影処理の第１の例を示すフローチャートである。

ステップＳＴ１では、撮影条件を設定する。例えば、図８のように、被写体までの距離と被写体の移動速度と被写体の移動方向等をマニュアル設定する。ステップＳＴ２では、撮影を開始するか否か（例えばシャッタレリーズボタンが押されたか否か）を判定する。例えばシャッタレリーズボタンが押されない場合は、シャッタレリーズボタンが押されるのを待ち（ステップＳＴ２：Ｎｏ）、シャッタレリーズボタンが押された場合は（ステップＳＴ２：Ｙｅｓ）、ステップＳＴ３に進む。ステップＳＴ３では、撮像素子１７を駆動しながらの指定条件で撮影を行う（指定条件の例示・詳細については図１０のフローチャートを参照して後述する）。ステップＳＴ４では、撮影を終了するか否か（例えばシャッタレリーズボタンが開放されたか否か）を判定する。例えばシャッタレリーズボタンが開放されない場合は、シャッタレリーズボタンが開放されるまで所定の撮影時間間隔での撮影を繰り返し（ステップＳＴ４：Ｎｏ、ステップＳＴ３）、シャッタレリーズボタンが開放された場合は（ステップＳＴ４：Ｙｅｓ）、ステップＳＴ５に進む。ステップＳＴ３、ステップＳＴ４のループを繰り返すことで、デジタルカメラ１０に対して相対移動する被写体に合わせて撮像素子１７を駆動しながら所定の撮影時間間隔にて撮影することで複数の画像が得られる。ステップＳＴ５では、撮像素子１７により得られた複数の画像を指定条件で合成する（指定条件の例示・詳細については図１１のフローチャートを参照して後述する）。ステップＳＴ６では、ステップＳＴ５における合成画像を保存して、処理を終了する。

図１０は、本実施形態のスリット画像撮影モードにおける撮影処理の第２の例を示すフローチャートである。図１０は、図９のステップＳＴ３の指定条件での撮影に相当する。

ステップＳＴ１１では、指定条件から撮像素子１７の像面の移動速度を算出する。ステップＳＴ１２では、撮像素子１７を初期位置に駆動する。ステップＳＴ１３では、撮像素子１７を指定速度で駆動開始する。ステップＳＴ１４では、シャッタを開けて露光を開始する。ステップＳＴ１５では、シャッタを閉じて露光を終了する。ステップＳＴ１６では、撮像素子１７の駆動を停止する。このようにして、被写体の動きに合わせて撮像素子１７を駆動させた１枚の画像が撮影される。

図１１は、本実施形態のスリット画像撮影モードにおける撮影処理の第３の例を示すフローチャートである。図１１は、図９のステップＳＴ５の指定条件での合成に相当する。

ステップＳＴ２１では、撮像素子１７が所定の撮影時間間隔にて撮影した複数の画像を合成対象として、合成対象である複数の画像のうちの隣接する画像を指定量だけ移動させる。ステップＳＴ２２では、ステップＳＴ２１で指定量だけ移動させた隣接する画像の重なっている部分を合成する。ステップＳＴ２３では、複数の画像の全ての合成が終了したか否かを判定する。複数の画像の全ての合成が終了していない場合には（ステップＳＴ２３：Ｎｏ）、ステップＳＴ２１に戻り、複数の画像の全ての合成が終了した場合には（ステップＳＴ２３：Ｙｅｓ）、処理を終了する。このようにして、ＣＰＵ２１の画像合成部２１Ｂにより、デジタルカメラ１０に対して相対移動する被写体が重なるようにずらしながら複数の画像を合成する。つまり、撮像素子１７にて連続して撮影された複数の画像を、動いているものを重ね合わせるように合成する。これにより、動いているものを止めて、止まっているものをぼかして合成することで、スリット写真のメリットを活かした合成画像を得ることができる（スリット写真のような効果を得ることができる）。

ＣＰＵ２１の画像合成部２１Ｂは、撮像素子１７による複数の画像を合成する際に、撮像素子１７の像面における被写体像の移動量と等しくなるように複数の画像をずらしながら合成する。ＣＰＵ２１の画像合成部２１Ｂは、撮像素子１７による複数の画像を合成する際に、隣接する撮影時間間隔の画像の静止部分を除いた移動量と等しくなるように複数の画像をずらしながら合成する。撮像素子１７による撮影時間隔は、少なくとも隣接する撮影時間間隔の画像に被写体が含まれるように設定される。

撮像素子１７による撮影時間隔は、撮像素子１７の幅又は高さ（駆動可能量）／（撮影装置と被写体の相対移動速度×（主面距離／主面距離から被写体までの距離））より短くなるように設定される。「撮像素子１７の幅又は高さ（駆動可能量）」は、「撮像素子１７の有効範囲」と読み替えてもよい。さらに、ＣＰＵ２１の画像合成部２１Ｂは、撮影装置と被写体の相対移動速度×（主面距離／主面距離から被写体までの距離）×撮影時間間隔と等しくなるようなずらし量で、撮像素子１７による複数の画像を合成する。

図１２Ａ－図１２Ｄは、本実施形態のスリット画像撮影モードにおける合成処理の一例を示す図である。図１２Ａに示すように、撮像素子１７の有効範囲は２４ｍｍ＝０．０２４ｍとなっている。また、被写体の移動速度は８０ｋｍ／ｈ＝２２．２ｍ／ｓとなっている。また、被写体までの距離は５０ｍとなっている。また、主面距離は３００ｍｍ＝０．３ｍとなっている。また、主面距離から被写体までの距離は、５０ｍ－０．３ｍ＝４９．７ｍとなっている。

撮像素子１７による撮影時間隔を決定する場合、露光間隔ｔ＝ｔ２－ｔ１としたとき、ｔ２－ｔ１＜撮像素子１７の有効範囲／（被写体の移動速度×（主面距離／主面距離から被写体までの距離））を満足することが必要となる。当該条件の右式は、０．０２４／（２２．２×（０．３／４９．７））＝０．１７９となるため、撮影時間間隔（露光間隔ｔ＝ｔ２－ｔ１）は、０．１７９秒未満となるように設定することが必要となる。撮影時間間隔（露光間隔ｔ）を０．１２秒に設定すれば、像の移動量ｄは、ｄ＝被写体の移動速度×（主面距離／主面距離から被写体までの距離）×撮影時間間隔となり、２２．２×（０．３／４９．７）×０．１２＝０．０１６１ｍ、つまり、１６．１ｍｍと算出される。このように算出した像の移動量ｄに基づいて、時間ｔ１、ｔ２の画像１、２をずらして（位置合わせして）合成を行う。具体的に、画像１、２の重なり合う部分を単純に合成するか、あるいは、画像１、２の重なり合う部分の平均をとることができる。また、画像１、２の重なり合わない部分は、当該部分をそのまま使用することができる。同様の合成を３枚目以降の画像（時間ｔ３の画像３、時間ｔ４の画像４、時間ｔ５の画像５・・・）についても行っていく。

撮影の際は、ＣＰＵ２１の駆動制御部２１Ａの制御の下、撮像素子駆動回路３３及び撮像素子駆動機構４０（撮像素子駆動部）により、デジタルカメラ（撮影装置）１０に対する被写体の相対移動に合わせて撮像素子１７を駆動させつつ露光を行う。

その際、撮像素子駆動回路３３及び撮像素子駆動機構４０（撮像素子駆動部）は、撮像素子１７が複数の画像を撮影する際それぞれで、撮影装置と被写体の相対移動速度×（主面距離／主面距離から被写体までの距離）と等しくなるような駆動速度で撮像素子１７を駆動する。要するに、像面での被写体の動きと撮像素子１７の動きを同期させることで動いている被写体を静止させているかのように露光する。また、撮像素子駆動回路３３及び撮像素子駆動機構４０（撮像素子駆動部）は、撮像素子１７が複数の画像を撮影する際に、それぞれ、最低、撮影装置と被写体の相対移動速度×（主面距離／主面距離から被写体までの距離）×露光時間以上の駆動量で撮像素子１７を駆動する。

図１３、図１４は、複数の画像の撮影中における撮像素子１７の駆動態様の第１、第２の例を示す図である。撮像素子１７の有効範囲、被写体の移動速度、被写体までの距離、主面距離、主面距離から被写体までの距離は、図１２Ａで例示した値と同じである。

図１３に示すように、撮像素子１７の駆動速度は、被写体の移動速度×（主面距離／主面距離から被写体までの距離）で算出されるので、これに各数値を当てはめて、２２．２×０．３／（５０－０．３）＝０．１３４ｍ／ｓと決定される。さらに、撮像素子１７の駆動量は、撮像素子１７の駆動速度と露光時間との掛け合わせにより決定され、図１４では露光時間を１／１０秒露光としているので、最低限０．１３４×０．１＝０．０１３４ｍの撮像素子の駆動が必要となる。撮像素子１７の駆動方向は、センサ上に結像されている被写体の移動方向に合わせる。図１４の例では、撮像素子１７の１回の駆動パターンが、画面中央から画面右側、再び画面中央を通って画面左側、最後に画面中央に戻るというように設定されている。この時、撮像素子の移動量は、画面中心に対して左右（上下）に露光中に均等に動くことにより、合成のステップのずらし量を計算通りに行うことが出来る。図１２Ｂ、図１２Ｃの例において、０．０１３４ｍ移動させるのであれば、左右（上下）で、０．００６７ｍずつ駆動させることになる。

このように、本実施形態の撮影装置及び撮影方法では、２次元の撮像素子により、撮影装置に対して相対移動する被写体を所定の撮影時間間隔にて撮影することで複数の画像を得るとともに、撮像素子駆動部により、撮像素子が複数の画像を撮影するために露光する際に、撮影装置に対する被写体の相対移動に合わせて撮像素子を駆動しながら露光することで相対的に動いている被写体が静止して撮像され静止している被写体がブレて撮像され、画像合成部により、撮影装置に対して相対移動する被写体が重なるようにずらしながら複数の画像を合成する。これにより、簡易な構成あるいは方法で相対移動する被写体を好適に撮影することができる。すなわち、スリット写真のメリットを活かした合成画像を得ることができる（スリット写真のような効果を得ることができる）。

本発明は上記の実施の形態及び変形例に限定されるものではなく、技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。さらに、技術の進歩又は派生する別技術によって、技術的思想を別の仕方で実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。したがって、特許請求の範囲は、技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施態様をカバーしている。

以上の実施形態では、撮影装置（デジタルカメラ）が固定されており、撮影装置に対して移動する被写体（例えば電車）を撮影する場合を例示して説明した。しかし、撮影装置は、自身に対して相対移動する被写体を撮影するものであればよく、撮影装置の側が電車、車、ケーブルカー等の移動体に設置されており、そこから建物や風景等の固定側の被写体を撮影してもよい。

１０ デジタルカメラ（撮影装置）
１１ 撮影レンズ
Ｌ 撮影レンズ群（撮影光学系）
１３ 絞り
１５ シャッタ
１７ ２次元の撮像素子（エリアセンサ、イメージセンサ）
１９ メモリ
２０ カメラボディ
２１ ＣＰＵ（Central Processing Unit）
２１Ａ 駆動制御部
２１Ｂ 画像合成部
２３ 表示部材
２５ メモリカード
２７ 操作部材（撮影モード設定部、撮影条件設定部）
３１ 絞り／シャッタ駆動回路
３３ 撮像素子駆動回路（撮像素子駆動部）
３３Ｘ Ｘ軸駆動回路
３３Ｙ１ ３３Ｙ２ Ｙ軸駆動回路
３５ メモリ
４０ 撮像素子駆動機構（撮像素子駆動部）
４１ 固定支持基板
４２ 可動ステージ
４３１ ４３２ ４３３ ヨーク
Ｃ１ Ｃ２ Ｃ３ 駆動用コイル
Ｈ１ Ｈ２ Ｈ３ ホールセンサ
Ｍ１ Ｍ２ Ｍ３ 磁石

Claims (13)

1. 撮影装置に対して相対移動する被写体を所定の撮影時間間隔にて撮影することで複数の画像を得る２次元の撮像素子と、
   前記撮像素子が前記複数の画像を撮影するために露光する際に、前記撮影装置に対する前記被写体の相対移動に合わせて前記撮像素子を駆動しながら露光する撮像素子駆動部と、
   前記撮影装置に対して相対移動する前記被写体が重なるようにずらしながら前記複数の画像を合成する画像合成部と、
   を有することを特徴とする撮影装置。
2. 前記撮像素子駆動部は、前記撮像素子が前記複数の画像を撮影する際に、前記撮影装置と前記被写体の相対移動速度×（主面距離／主面距離から前記被写体までの距離）と等しくなるような駆動速度で前記撮像素子を駆動する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。
3. 前記撮像素子駆動部は、前記撮像素子が前記複数の画像を撮影する際に、前記撮影装置と前記被写体の相対移動速度と前記撮像素子の像面における被写体像の移動速度とが一致するような駆動速度で前記撮像素子を駆動する、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の撮影装置。
4. 前記撮像素子駆動部は、前記撮像素子が前記複数の画像を撮影する際に、前記撮影装置と前記被写体の相対移動速度×（主面距離／主面距離から前記被写体までの距離）×露光時間以上となるような駆動量で前記撮像素子を駆動する、
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の撮影装置。
5. 前記撮影装置が固定されており、前記撮影装置に対して移動する前記被写体を撮影する、
   ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の撮影装置。
6. 前記画像合成部は、前記撮像素子の像面における被写体像の移動量と等しくなるように前記複数の画像をずらしながら合成する、
   ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の撮影装置。
7. 前記画像合成部は、隣接する撮影時間間隔の画像の静止部分を除いた移動量と等しくなるように前記複数の画像をずらしながら合成する、
   ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の撮影装置。
8. 前記画像合成部は、前記撮影装置と前記被写体の相対移動速度×（主面距離／主面距離から前記被写体までの距離）×前記撮影時間間隔と等しくなるようなずらし量で前記複数の画像を合成する、
   ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の撮影装置。
9. 前記撮影時間間隔は、少なくとも隣接する撮影時間間隔の画像に前記被写体が含まれるように設定される、
   ことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載の撮影装置。
10. 前記撮影時間間隔は、前記撮像素子の幅又は高さ／（前記撮影装置と前記被写体の相対移動速度×（主面距離／主面距離から前記被写体までの距離））より短くなるように設定される、
    ことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載の撮影装置。
11. 前記撮影時間間隔は、前記撮像素子の駆動可能量／（前記撮影装置と前記被写体の相対移動速度×（主面距離／主面距離から前記被写体までの距離））より短くなるように設定される、
    ことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載の撮影装置。
12. 前記撮影装置から前記被写体までの距離と、前記撮影装置と前記被写体の相対移動速度と、前記撮影装置と前記被写体の相対移動方向と、撮影光学系の焦点距離とを撮影条件として設定する撮影条件設定部をさらに有する、
    ことを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれかに記載の撮影装置。
13. ２次元の撮像素子により、撮影装置に対して相対移動する被写体を所定の撮影時間間隔にて撮影することで複数の画像を得るステップと、
    撮像素子駆動部により、前記撮像素子が前記複数の画像を撮影するために露光する際に、前記撮影装置に対する前記被写体の相対移動に合わせて前記撮像素子を駆動しながら露光するステップと、
    画像合成部により、前記撮影装置に対して相対移動する前記被写体が重なるようにずらしながら前記複数の画像を合成するステップと、
    を有することを特徴とする撮影方法。