JP3697129B2 - 撮像装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像装置に関し、特に、撮像者の手振れ等による撮影画像の振れを補正することができる撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、撮影時に生じる撮影者の手振れ等の振れによる撮影画像への悪影響を防止するため、振れ補正機能を組み込んだビデオカメラや銀塩カメラ等が市場に多く提供されている。
【０００３】
これらの振れ補正機能を大別すると、ＣＣＤ等の撮像素子により生成される画像信号を取り出して、画像表示する範囲をカメラの振れに合わせて変更することにより、振れのない画像を表示する、いわゆる電子補正方式と、振動ジャイロなどのセンサーで振れを検出し、その結果に基づいて可変頂角プリズムの頂角を変化させたり、撮影レンズの一部をシフトさせたりして、撮像面上で撮影像が振れることを防止する、いわゆる光学補正方式とに分類される。
【０００４】
この両方式について概要を説明すると、まず電子補正方式は、撮像光学系から出力された画像信号を処理した後、該画像信号をフィールドメモリで一時記憶する。そして、その後に撮像光学系から出力された現フィールドの画像信号とフィールドメモリに記憶された前フィールドの画像信号とを比較して前フィールドからの振れ量を求め、その振れ量をキャンセルするように画像読み出し位置を随時シフトさせて振れを補正する。この電子補正方式は、これまで主にビデオカメラ等の動画像の振れ補正として利用されている。
【０００５】
一方、光学補正方式は、撮影装置本体に振れを検出する角速度センサを設け、そこから得られる角速度信号に基づいて、撮像光学系の光路中に設けた可変プリズム等の光軸補正部で光軸をシフトさせ、結像面上での振れを補正する。この方式だと補正動作による撮影画像の劣化がなく、また焦点距離に関係なくカメラ本体の振れ角度に対して光軸角度の補正を行なえるため、特に長焦点距離の場合でも良好に振れを取り除くことが可能であり、画質面では前者の方式を上回る性能を有する。この光学補正方式は、主に銀塩カメラなどの静止画像の振れ補正に利用されている。
【０００６】
ところで近年は、銀塩フィルムに代わり、ＣＣＤ等の撮像素子にて静止画像を撮像する、いわゆるデジタルカメラが普及している。デジタルカメラは、パソコンの普及によるデジタル画像へのニーズ拡大と、ＣＣＤ等各種デバイス技術の進歩による高画質化により急成長している新しい市場分野である。
【０００７】
図８は、従来のデジタルカメラの概略構成を示す図である。
【０００８】
図中の１０１はカメラ本体、１０２は撮像光学系である。撮像光学系１０２からの被写体像は撮像素子１０３で画像信号に変換され、Ａ／Ｄ変換部１０４や信号処理部１０５を経て各種処理が施された後、メモリカード等の記録部１０６に保存され、モニタ等の画像表示部１０７にてその保存される画像を含む撮像素子１０３が取り込んだ画像を確認できる。これらの構成のうち、撮像光学系１０２は従来の銀塩カメラに類似した機能を有し、信号処理部１０５や表示部１０７等はビデオカメラに類似した構成のものが存在する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記撮像装置の振れ補正方法は、上述したように電子補正方式と光学補正方式との２つがあるが、それぞれに短所がある。
【００１０】
電子補正方式はＣＣＤ等の撮像素子にて撮像信号を得ることが前提条件であり、また振れ補正時に画像全体のうち周辺部分を捨てて拡大読み出し（電子ズーム）を行うため、補正後の画像は光学系の撮影画角より望遠側になると同時に画質の劣化を伴う欠点がある。
【００１１】
一方、光学補正方式は、ジャイロセンサ等の振れ検出センサの起動に時間を要し、また、それらを駆動するのに大きな電力消費を要するといった問題がある。
【００１２】
また、撮像装置の一種であるデジタルカメラは、被写体像の観察時にはビデオカメラのように随時動画像をモニタ表示でき、撮影時には銀塩カメラのように静止画像を高画質で記録する必要がある。
【００１３】
本発明は、以上の事情に鑑みなされたものであり、少ない消費電力で効果的に画像の振れ補正を行うことができる撮像装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【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の撮像装置は、被写体像を受光し画像信号に変換する撮像手段と、前記撮像手段により変換された画像信号に基づいて前記被写体像を記録する記録手段と、前記撮像手段により変換された画像信号に基づいて前記被写体像を表示する表示手段と、前記被写体像の振れ状態を検出するための振れ検出手段と、前記記録手段が記録する前記被写体像の振れを光学的に補正する第１の振れ補正手段と、前記表示手段が表示する前記被写体像の振れを画像信号の処理により補正する第２の振れ補正手段と、前記第１の補正手段を駆動する電源電池のレベルを検出するバッテリチェック手段と、撮影準備を指示する撮影準備指示手段と、撮影準備を指示する撮影開始指示手段と、前記記録手段が前記被写体像を記録しない状態で前記表示手段が前記被写体像を表示する際には前記第１の補正手段を作用させずに前記第２の補正手段を作用させ、前記記録手段が前記被写体像を記録する際には、前記バッテリチェック手段の検出結果が第１の所定値以上の場合であるか、前記第１の所定値未満第２の所定値以上の場合であるか又は前記第２の所定値未満の場合であるかを判断して、前記第１の振れ補正手段を作用させるか又は前記第２の振れ補正手段を作用させるかを、前記撮影準備指示手段よりの撮影準備指示又は前記撮影開始指示手段よりの撮影開始指示により切り替える制御手段とを有することを特徴とする。
【００１５】
請求項２の撮像装置は、請求項１記載の撮像装置において、前記制御手段は、前記バッテリチェック手段の検出結果が前記第１の所定値未満第２の所定値以上の場合には、前記撮影開始指示手段よりの撮影開始指示により前記第１の補正手段の作用を開始させると共に前記記録手段を作用させることを特徴とする。
【００１６】
請求項３の撮像装置は、請求項１記載の撮像装置において、前記制御手段は、前記バッテリチェック手段の検出結果が前記第２の所定値未満の場合には、前記撮影開始指示手段よりの撮影開始指示により前記第２の補正手段を作用させた状態で前記記録手段を作用させることを特徴とする。
【００１７】
請求項４の撮像装置は、請求項１記載の撮像装置において、前記制御手段は、前記バッテリチェック手段の検出結果が第１の所定値以上の場合であるか、前記第１の所定値未満第２の所定値以上の場合であるか又は前記第２の所定値未満の場合であるかを判断して、前記第 1 の振れ補正手段又は前記第２の振れ補正手段の作用に先立って、前記振れ検出手段の動作を前記撮影準備指示手段よりの撮影準備指示により開始させるか、又は前記撮影開始指示手段よりの撮影開始指示により開始させることを特徴とする。
【００１８】
請求項５の撮像装置は、請求項１〜４のいずれかに記載の撮像装置において、前記撮影準備指示手段は、前記撮影準備指示として測光動作及びオートフォーカス動作の少なくともいずれか一方を指示することを特徴とする。
【００１９】
請求項６の撮像装置は、請求項１〜５のいずれかに記載の撮像装置において、一連の操作の第１段階の操作により前記撮影準備指示手段を作用させ、第２段階の操作により前記撮影開始指示手段を作用させる操作手段を有することを特徴とする。
【００４８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００４９】
（１）第１の実施の形態
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る振れ補正機能搭載のデジタルカメラ１００の構成を示す図である。１は被写体像を光学的に結像するズーム可能な撮像レンズであり、２は撮像レンズ１をフォーカス移動又はズーム移動させるモーターやギア類と、フォーカス位置又はズーム位置を検出するエンコーダ等により構成されるレンズ制御部である。また、３は撮像レンズ１の光軸をシフトして振れを補正する光学振れ補正部であるが、この詳細については後述する。
【００５０】
次に、４は結像された被写体像を受光しアナログ画像信号に変換するＣＣＤ等の撮像素子であり、５は撮像素子４から出力された画像信号をアナログからデジタルに変換するＡ／Ｄ変換部であり、６はＡ／Ｄ変換部５で変換された信号に各種の処理を行う信号処理部である。また、７は電子振れ補正部で、これも詳細は後述する。８は画像信号を記録する画像記録部であり、９は画像信号を表示可能な状態に変換したり表示を切替える画像表示制御部であり、１０は画像を表示する画像表示部である。
【００５１】
次いで、１１は各部への電源を供給する電源電池であり、１２は電源電池１１の電圧をチェックする電圧検出部であり、１３はカメラ全体を制御するマイクロコンピュータ等で構成される全体制御部である。また、１４は制御部１３を通じて各種の作動指示を与える操作部で、この中には、画像表示制御部９に画像の表示を指示する画像表示スイッチ１５、カメラ全体に撮影の準備を指示する撮影準備スイッチ１６、同じく撮影の開始を指示する撮影開始スイッチ１７、そして撮像レンズ１の撮影画角を変更するズームスイッチ１８、及びその他の各種スイッチ（図示しない）を含む。尚、撮影準備スイッチ１６及び撮影開始スイッチ１７はシャッタレリーズ部材の一連の押込み操作で作動可能な一体型の押しボタン式スイッチで構成している。
【００５２】
次に、光学振れ補正部３の構成を説明する。
【００５３】
図１中の１９はカメラの縦振れ角速度及び横振れ角速度を検出する角速度センサであり、２０は角速度センサ１９からの出力信号を積分しＡ／Ｄ変換して振動の角変位量信号を出力する積分処理部である。また、２１は撮像レンズ１の光路中に設けた可変頂角プリズム等の光軸補正部であり、２２は駆動部で、積分処理部２０の出力に応じ光軸補正部２１を駆動して撮像レンズ１の光軸を縦及び横方向にシフトさせ、撮像素子４上での被写体像の振れを補正する。
【００５４】
次に、電子振れ補正部７の構成を説明する。
【００５５】
図１中の２３は信号処理部６から送られたデジタル信号を一時的に保存するフィールドメモリであり、２４はフィールドメモリ２３への信号入出力を制御するメモリ制御部であり、２５は信号処理部６から出力された現フィールドの信号とフィールドメモリ２３に保存された前フィールドの信号とを比較し、前フィールドからの動き量を求める動き検出部である。また、２６は動き補正部で、動き検出部２５の情報に基づき、その動き量をキャンセルするように画像読み出し位置を随時シフトさせて画面全体の拡大処理を行なうものである。尚、電子振れ補正部７は振れ補正作用を行っていない時には、入力した画像信号をスルーでそのまま出力する。
【００５６】
以上のように構成されたデジタルカメラ１００の動作を、図２及び図３のフローチャートに沿って説明する。
【００５７】
まず、操作部１４を操作してデジタルカメラ１００の電源を投入すると、全体制御部１３は電圧検出部１２を通じて電源電池１１の電圧をチェックし、該電圧がデジタルカメラ１００の動作に適正な電圧であるか否かを判断する（ステップＳ１）。該電圧が適正であると判断されると、まず撮像レンズ１のズーム位置をレンズ制御部２により検出して記憶し（ステップＳ２）、次にズームスイッチ１８の操作が行われているか否かを確認する（ステップＳ３）。ズームスイッチ１８の操作が行われている間はレンズ制御部２により撮像レンズ１をレンズ駆動して（ステップＳ４）、ズーム位置を記憶し直す。
【００５８】
ズームスイッチ１８の操作が行われていない場合は、画像表示スイッチ１５の操作が行われているか否かを確認し（ステップＳ５）、画像表示スイッチ１５の操作が行われている場合には、まずレンズ制御部２により撮像レンズ１を先に記憶した位置よりワイド側にシフトし、この状態で撮像素子４から画像信号を取り込み、該取り込まれた画像信号が電子振れ補正部７で振れ補正され、その振れ補正処理されて元のズーム位置相当まで拡大された画像を画像表示部１０に表示する（ステップＳ６）。ステップＳ５で、画像表示スイッチ１５が操作されていない場合は、撮像レンズ１を元の位置に戻し、電子振れ補正部７での振れ補正を停止し、画像表示部１０での画像表示を終了させる（ステップＳ７）。
【００５９】
次に、撮影準備スイッチ１６の操作が行われているか否かを確認し（ステップＳ８）、撮影準備スイッチ１６の操作が行われていない場合には、ステップＳ３に戻りこれまでの動作を繰り返しながら待機する。撮影準備スイッチ１６の操作が行われている場合には、測光やＡＦ（オートフォーカス）駆動等の撮影準備制御を行い（ステップＳ９）、その後、電源電池１１の電圧が光学振れ補正を行うのに十分な第１基準値を超えているか否かをチェックする（ステップＳ１０）。第１基準値を超えている場合には、まず角速度センサ１９を駆動し（ステップＳ１１）、続いて電子振れ補正を行っているか否か判別し（ステップＳ１２）、もし行っていればそれを停止すると同時に撮像レンズ１の上記ズーム位置シフト分を元へ戻す（ステップＳ１３）一方、もし行なっていなければ、ステップＳ１３の処理をスキップする。
【００６０】
そして角速度センサ１９、積分処理部２０を動作させてカメラ１００本体に加わる縦及び横方向の振動を検出し、駆動部２２を通じて光軸補正部２１を駆動して撮影レンズ１の光軸を縦横方向にシフトさせ、撮像素子４上での被写体像の振れを補正する（ステップＳ１４）。
【００６１】
次に、撮影開始スイッチ１７の操作が行われるまで所定時間待機する（ステップＳ１８）。この時、撮影開始スイッチ１７は撮影準備スイッチ１６の押込み操作に引き続いてさらに押込み操作するだけで操作できるので、操作が簡単で撮影準備完了後速やかに撮影の開始に移行できる。撮影開始スイッチ１７の操作が所定時間中に行われない場合にはステップＳ８に戻る一方、撮影開始スイッチ１７の操作が所定時間中に行われると、全体制御部１３は撮像素子４を制御し、他に図示しないシャッター等も駆動して撮像を行う（ステップＳ１９）。この時、前述した電圧チェック（ステップＳ１０）の結果に基づいて、電源電池１１の電圧が光学振れ補正を行うのに十分な第１基準値以上の場合には、撮影動作中は光学振れ補正によってより高画質な振れ補正が行われる。
【００６２】
そして、撮像が終了したら、画像記録部８に画像信号を記録し、その画像信号の画像を表示制御部９を通じて画像表示部１０に表示し（ステップＳ２０）、ステップＳ１に戻る。従って振れ補正動作の効果を撮影直後に確認できる。
【００６３】
ステップＳ１０において、電源電池１１の電圧が第１基準値未満の場合には、電源電池１１の電圧が光学振れ補正を行うのに最低限必要な第２基準値未満であるか否かをチェックする（ステップＳ１５）。電源電池１１の電圧が第２基準値未満の場合には、光学振れ補正はできないので撮影までの一連の振れ補正を全て電子振れ補正で行うと判断して、まず電子振れ補正が行われているか確認し（ステップＳ１６）、まだ電子振れ補正が行われていない場合には前述のステップＳ６と同様に撮影レンズ１をシフトして電子振れ補正を開始し（ステップＳ１７）、ステップＳ１８〜Ｓ２０を実行する。
【００６４】
次に、ステップＳ１５において、電源電池１１の電圧が第２基準値以上の場合の処理を説明する。これは、電源電池１１がある程度消耗しているものの、まだ光学振れ補正が可能な場合に該当する。
【００６５】
この場合は、まず光学振れ補正動作のうち、検出準備に時間のかかる角速度センサ１９、積分処理部２０を動作させてカメラ１００本体に加わる縦及び横方向の振動検出だけを開始する（ステップＳ２１）。なお、この時点ではもし電子振れ補正動作が行われていればそのまま継続させる。そして、撮影開始スイッチ１７の操作が行われるまで所定時間待機する（ステップＳ２２）。撮影開始スイッチ１７の操作が所定時間中に行われない場合にはステップＳ８に戻る一方、撮影開始スイッチ１７の操作が所定時間中に行われると、電子振れ補正を行っているか否かを確認し（ステップＳ２３）、もし行なっていればそれを停止すると同時に撮像レンズ１のシフト分を元へ戻す（ステップＳ２４）一方、もし行なっていなければ、ステップＳ２４の処理をスキップする。そして、駆動部２２を通じて光軸補正部２１を駆動して撮影レンズ１の光軸を縦横方向にシフトさせ、撮像素子４上での被写体像の振れを補正し（ステップＳ２５）、ステップＳ１９に進む。このようにして、撮影準備段階では必要最小限の振れ検出動作だけを起動させておくことにより、より省電力でかつ撮影開始時には速やかに光学振れ補正撮影が行われるようにしている。
【００６６】
次に、図４を参照しながら、電子振れ補正の補正内容を詳細に説明する。
【００６７】
まず、信号処理部６から送られた画像信号はフィールドメモリ２３に一時保存されるが、図において、ａはこの時保存される画像領域で、これは撮像素子４から得られる撮像領域と同等である。そして、ｂはフィールドメモリ２３から読み出される画像で、これは撮像素子４から得られた撮像領域の周辺部を切り捨て中央部だけを抽出した領域であり、ちょうど撮像レンズ１を望遠側にして得られる画像領域と同等になる。このように画像領域の全体を一時保存しその一部を抽出する動作を繰り返しながら、保存した画像情報と次のフレームの画像情報との相関から撮影画像の縦及び横方向の動き量を求め、この動き量に応じて、画像抽出する領域をｂ'のように移動させて抽出することで、画像振れの補正処理を行う。しかし、こうして得られる画像は図５（Ｂ）のように撮像レンズ１の初期の画像（ａ１）よりも望遠側の画像（ｂ２）になるため、図５（Ａ）に示すように、その分撮像レンズ１の画角を広角側にシフトして撮像領域を広げた画像（ａ２）を取り込み、図５（Ｃ）に示すように、電子振れ補正処理後の画像（ｂ２）を補正しない場合の初期の画像（ａ１）（図５（Ｂ））と同等にしている。このように電子振れ補正時には撮影レンズのシフト動作を併用することで所望の画角と等価の画像を得ることができる。
【００６８】
上述したように、本実施の形態によれば、画像記録部８が信号処理部６から出力された画像信号を記録しないときは、電子振れ補正部７によって補正された画像信号を画像表示部１０に表示する（ステップＳ６）ので、被写体の観察のみを行う非撮影時には消費電力の少ない電子振れ補正を行うことができ、画像記録部８が信号処理部６から出力された画像信号を記録するときは（ステップＳ１４、ステップＳ２５）、画像記録部８は光軸補正部２１によって撮像レンズ１の光軸が補正されることにより得られた画像信号を記録するので、撮影時にはより高画質な画像を得るための光学振れ補正を行うことができる。
【００６９】
また、画像表示スイッチ１５の操作により電子振れ補正による補正動作を開始し（ステップＳ６）、撮影準備スイッチ１６の操作により電子振れ補正による補正動作を停止して光学振れ補正による補正動作を開始し（ステップＳ１４）、撮影開始スイッチ１７の操作（ステップＳ１８）により画像記録部８が画像信号を記録するので、被写体の観察のみを行なう非撮影時においては消費電力の少ない電子振れ補正を行うことができ、更に、撮影前より高画質な光学振れ補正の効果を観察でき、撮影時には、その高画質な光学振れ補正された画像をタイムラグなしに撮影することができる。
【００７０】
また、画像表示スイッチ１５の操作により電子振れ補正による補正動作を開始し（ステップＳ６）、撮影準備スイッチ１６の操作により光学振れ補正動作は開始せずにカメラ１００本体に加わる縦及び横方向の振動検出だけを開始し（ステップＳ２１）、撮影開始スイッチ１７の操作により、電子振れ補正による補正動作を停止し（ステップＳ２４）、前記振動の検出結果に応じた光軸補正部２１による撮像レンズ１の光軸補正動作を開始する（ステップＳ２５）と共に、画像記録部８が画像信号を記録するので、撮影準備段階では検出準備に時間のかかる振動検出動作だけを行い、より省電力にすることができ、撮影開始時には光学振れ補正された高画質な画像をタイムラグなしに撮影することができる。
【００７１】
また、画像表示スイッチ１５の操作により電子振れ補正による補正動作を開始し（ステップＳ６）、電圧検出部１２により検出された電圧が光学振れ補正を行うのに十分な第１基準値以上の場合には（ステップＳ１０でＹＥＳ）、撮影準備スイッチ１６の操作により電子振れ補正による補正動作を停止して光学振れ補正による補正動作を開始し（ステップＳ１４）、撮影開始スイッチ１７の操作により、画像記録部８が画像信号を記録するので、被写体の観察のみを行なう非撮影段階においては消費電力の少ない電子振れ補正を行うことができ、電圧に余裕のある場合は、撮影前により高画質な光学振れ補正の効果を観察しながらタイムラグなしにその高画質な光学振れ補正された画像を撮影することができる。
【００７２】
また、電圧検出部１２により検出された電圧が光学振れ補正を行うのに最低限必要な第２基準値以上であり、光学振れ補正を行うのに十分な第１基準値未満の場合には（ステップＳ１５でＮＯ）、画像表示スイッチ１５の操作により電子振れ補正による補正動作を開始後、撮影準備スイッチ１６の操作により光学振れ補正動作は開始せずにカメラ１００本体に加わる縦及び横方向の振動検出だけを開始し（ステップＳ２１）、撮影開始スイッチ１７の操作により、電子振れ補正による補正動作を停止し、前記振動の検出結果に応じた光軸補正部２１による撮像レンズ１の光軸補正動作を開始する（ステップＳ２５）と共に、画像記録部８が画像信号を記録するので、被写体の観察のみを行なう非撮影段階においては消費電力の少ない電子振れ補正を行うことができ、電圧に余裕のない場合は、撮影直前まで光学振れ補正を行わずに消費電力を抑えながら、検出準備に時間のかかる振動検出動作だけを行い、撮影開始時には光学振れ補正された高画質な画像をタイムラグなしに撮影することができる。
【００７３】
また、電圧検出部１２により検出された電圧が光学振れ補正を行うのに最低限必要な第２基準値未満の場合は（ステップＳ１５でＹＥＳ）、画像表示部１０が電子振れ補正部７によって補正された画像信号を表示すると共に画像記録部８が当該画像信号を記録するので、消費電力を抑えながら、電子振れ補正された被写体画像を撮影することができる。
【００７４】
また、電子振れ補正部７による補正動作中は、レンズ制御部２が撮像レンズ１を望遠側にシフトし（ステップＳ６）、電子振れ補正部７による補正動作を解除したときは、レンズ制御部２が撮像レンズ１を元の位置に戻す（ステップＳ７）ので、電子振れ補正を行なった場合にも撮影画像の周辺部が欠落せずに所望の画像を撮影することができ、その後に光学振れ補正で撮影しても、所望どおりの画像を撮影することができる。
【００７５】
（２）第２の実施の形態
第２の実施の形態が第１の実施の形態と異なるのは、撮影準備段階での電子振れ補正時に、撮像レンズのシフトの代わりに画像合成処理を行う点である。
【００７６】
第２の実施の形態に係るカメラの構成は上述したカメラ１００の構成と同一であるため、その説明は省略する。
【００７７】
以下、図６を参照しながら、電子振れ補正の補正内容を詳細に説明する。
【００７８】
撮像レンズ１で被写体を撮影すると、撮影された画像（ａ３）はフィールドメモリ２３に一時保存される。その後該画像は読み出されて、動き検出部２５が次のフレームの画像情報との相関から動き量を求め、電子振れ補正部１７内の動き補正部２６が画像振れの補正処理を行う。こうして得られる画像（ｂ３）は、初期の画像（ａ３）から周辺部（ｃ）を切り捨て中央部だけを抽出したものになる。ここまでは第１の実施の形態の電子振れ補正と同様であるが、次に、動き補正部２６で、振れ補正時に切り捨てられた周辺部（ｃ）を合成処理して全体画像を再生し、画像表示手段１０へ表示する。こうして得られる表示画像（ｄ）は、中央部が振れ補正された画像（ｂ３）、周辺部は補正されない画像（ｃ）となる（図６（Ｂ））。なおこの場合のカメラ１００の動作については、図２及び図３のフローチャート中のステップＳ６、ステップＳ１３、ステップＳ１７及びステップ２４の電子振れ補正のレンズシフト動作を画像合成動作に代えれば図２及び図３のフローチャートを適用できる。
【００７９】
以上のように構成すれば、撮像レンズ１を広角側へシフトしなくても電子振れ補正だけで所望の画角と等価の画像を得ることができ、レンズシフト駆動に要する時間や電力をより少なくしたり、画質の低下を防ぐことができる。なお、撮影画像として周辺部まで振れのない画像を得たい場合、撮影開始時に第１の実施の形態の電子振れ補正に戻せばよい。
【００８０】
（３）第３の実施の形態
第３の実施の形態が第２の実施の形態と異なるのは、画像合成処理の方法である。
【００８１】
第３の実施の形態に係るカメラの構成は上述したカメラ１００の構成と同一であるため、その説明は省略する。
【００８２】
以下、図７を参照しながら、電子振れ補正の補正内容を詳細に説明する。
【００８３】
撮像レンズ１で被写体を撮影すると、撮影された画像（ａ４）はフィールドメモリ２３に一時保存される。その後該画像は読み出されて、動き検出部２５が次のフレームの画像情報との相関から動き量を求め、動き補正部２６が画像振れの補正処理を行う。こうして得られる画像（ｂ４）は初期の画像（ａ４）から周辺部を切り捨て中央部だけを抽出したものになる。ここまではレンズシフトしない点で第１の実施の形態と同様であるが、次に、動き補正部２６で、振れ補正前の画像（ａ４）を縮小し、補正後の画像（ｂ４）に合成処理して画像表示手段１０へ表示する。こうして得られる表示画像は、全体に振れ補正された拡大画像が表示され、その一部に補正されない全体画像が縮小表示された状態となる（図７（Ｂ））。
【００８４】
以上のように構成すれば、縮小画像で視野全体を参照しながら中央部を拡大して振れ補正表示できるので、主被写体（振れ補正された被写体）の存在する中央部を詳細に観察するのに好都合であり、さらには縮小表示部変更機能を設けて縮小表示の有無や位置・サイズ等を選択可能にすればより利便性が高まる。なお、撮影画像として周辺部まで振れのない画像を得たい場合、撮影開始時に第１の実施の形態の電子振れ補正に戻せばよい。
【００８５】
以上の実施の形態において、画像記録部８が特許請求の範囲に記載の記録手段に、画像表示部１０が特許請求の範囲に記載の表示手段に、光学振れ補正部３が特許請求の範囲に記載の第１の補正手段に、電子振れ補正部７が特許請求の範囲に記載の第２の補正手段に、全体制御部１３が特許請求の範囲に記載の制御手段に、撮像素子４が特許請求の範囲に記載の撮像手段に、撮像レンズ１が特許請求の範囲に記載の撮像手段に、撮影準備スイッチ１６が特許請求の範囲に記載の撮影準備指示手段に、撮影開始スイッチ１７が特許請求の範囲に記載の撮影開始指示手段に、角速度センサ１９が特許請求の範囲に記載の振れ検出手段に、不図示のシャッタレリーズ部材が特許請求の範囲の操作手段、又は、シャッタレリーズ部材に、画像表示スイッチ１５が特許請求に記載の表示指示手段に、電圧検出部１２が特許請求の範囲に記載のバッテリチェック手段に、レンズ制御部２が特許請求の範囲に記載の撮影画角調整手段に、それぞれ相当する。
【００８６】
以上が特許請求の範囲に記載の構成と実施の形態の対応関係であるが、本発明は、以上の実施の形態に限られるものではなく、請求項で示した機能、または、実施の形態の構成が持つ機能が達成できるものであればどのようなものであっても適用できるものである。
【００８７】
例えば、以上の実施の形態において、光学振れ補正部３を撮影準備スイッチ１６が操作された段階で動作開始させるか、撮影開始スイッチ１７が操作された段階で動作開始させるかを電源電池の電圧の状態によって変えるようにしているが、これは電源電圧によらずどちらか一方だけでにしてもよい。
【００８８】
また、以上の実施の形態においては、光学振れ補正部３と電子振れ補正部７の切換を撮影準備スイッチ１６の操作状態に応じて行うようにしているが、これは、表示モードや記録モードといったモード切換スイッチに応じて行うようにしてもよい。
【００８９】
また、以上の実施の形態においては、電源電圧が第２の基準値未満の場合には、電子振れ補正部７を作動させて撮影を行うようにしているが、これは、電子振れ補正部７を作動させないようにしてもよい。
【００９０】
また、以上の実施の形態においては、駆動電源のレベルを電圧により判定するようにしているが、これは、電流等、他の方法により駆動電源のレベルを判定するものであっても本発明は適用できるものである。
【００９１】
また、本発明は、撮影画像と表示画像を別光路で受光し、撮影画像は光学振れ補正部で、表示画像は電子振れ補正部で振れ補正するようにしてもよい。この場合、光学振れ補正部で動作開始した後も電子振れ補正部はそのまま動作させることになる。
【００９２】
また、光学振れ補正部、電子振れ補正部は、以上の実施の形態のものに限られるものではなく、例えば、画像の動きベクトルに応じて光学振れ補正装置により画像振れを補正するようにしたり、角加速度検出器、角速度検出器、又は、角変位検出器の検出結果に応じて電子振れ補正装置により画像の振れを補正するようにしてもよい。
【００９３】
また、以上の実施の形態のソフト構成とハード構成は、適宜置き換えることができるものである。
【００９４】
また、本発明は、クレーム、または、実施の形態の構成の全体若しくは一部が、１つの装置を形成するものであっても、他の装置と結合するようなものであっても、装置を構成する要素となるようなものであってもよい。
【００９５】
また、本発明は、ビデオムービーカメラ、ビデオスチルカメラ、銀塩フィルムを使用するカメラ、光学振れ補正部を含む又は含まない撮影レンズを着脱、交換可能なカメラ、一眼レフカメラ、レンズシャッタカメラ、監視カメラ等、種々の形態のカメラ、更には、カメラ以外の撮像装置や、光学装置、その他の装置、更には、それらカメラ、撮像装置、光学装置、その他の装置に適用される装置、方法、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体等の媒体、そして、これらを構成する要素に対しても適用できるものである。
【００９６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、撮影準備指示手段よりの撮影準備指示又は撮影開始指示手段よりの撮影開始指示により、第１の振れ補正手段を作用させるか又は第２の振れ補正手段を作用させるかを切り替えるので、消費電力を少なくしつつ、かつ高画質の画像が記録できる。また、被写体像を記録する際には、光学的に被写体像の振れを補正し、被写体像を記録しない状態で被写体像を表示する際には、光学的に被写体像の振れを補正せずに画像信号処理により被写体像の振れを補正するので、撮影前の画像観察時には、被写体像の振れ補正による消費電力を少なくすることができると共に、撮影時には、高画質な被写体像を記録することができ、以って、少ない消費電力で効果的に画像の振れ補正が行える。
【００９７】
更に、本発明によれば、撮影準備段階で光学的に被写体像の振れ補正を開始することで、撮影の前に光学的振れ補正による高画質な被写体像を観察できる。
【００９８】
更に、本発明によれば、撮影準備段階では、光学的振れ補正を行わずに、光学的振れ補正のための振れ検出動作だけを開始するので、振れ検出準備に時間を要する場合であっても、撮影開始時にタイムラグなしに光学的振れ補正動作を開始でき、消費電力をより少なくしながら、シャッタタイミングを逃すといったことを防止できる。
【００９９】
更に、本発明によれば、駆動電源のレベルに応じて、消費電力を考慮した適切な振れ補正を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る振れ補正機能搭載のデジタルカメラ１００の構成を示す図である。
【図２】デジタルカメラ１００の動作を示すフローチャートである。
【図３】デジタルカメラ１００の動作を示すフローチャートである。
【図４】電子振れ補正の補正内容を説明する図である。
【図５】電子振れ補正の補正内容を説明する図である。
【図６】電子振れ補正の補正内容を説明する図である。
【図７】電子振れ補正の補正内容を説明する図である。
【図８】従来のデジタルカメラの概略構成を示す図である。
【符号の説明】
１ 撮像レンズ
２ レンズ制御部
３ 光学振れ補正部
４ 撮像素子
５ Ａ／Ｄ変換部
６ 信号処理部
７ 電子振れ補正部
８ 画像記録部
９ 画像表示制御部
１０ 画像表示部
１１ 電源電池
１２ 電圧検出部
１３ 全体制御部
１４ 操作部
１５ 画像表示スイッチ
１６ 撮影準備スイッチ
１７ 撮影開始スイッチ
１８ ズームスイッチ
１９ 角速度センサ
２０ 積分処理部
２１ 光軸補正部
２２ 駆動部
２３ フィールドメモリ
２４ メモリ制御部
２５ 動き検出部
２６ 動き補正部
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像装置に関し、特に、撮像者の手振れ等による撮影画像の振れを補正することができる撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、撮影時に生じる撮影者の手振れ等の振れによる撮影画像への悪影響を防止するため、振れ補正機能を組み込んだビデオカメラや銀塩カメラ等が市場に多く提供されている。
【０００３】
これらの振れ補正機能を大別すると、ＣＣＤ等の撮像素子により生成される画像信号を取り出して、画像表示する範囲をカメラの振れに合わせて変更することにより、振れのない画像を表示する、いわゆる電子補正方式と、振動ジャイロなどのセンサーで振れを検出し、その結果に基づいて可変頂角プリズムの頂角を変化させたり、撮影レンズの一部をシフトさせたりして、撮像面上で撮影像が振れることを防止する、いわゆる光学補正方式とに分類される。
【０００４】
この両方式について概要を説明すると、まず電子補正方式は、撮像光学系から出力された画像信号を処理した後、該画像信号をフィールドメモリで一時記憶する。そして、その後に撮像光学系から出力された現フィールドの画像信号とフィールドメモリに記憶された前フィールドの画像信号とを比較して前フィールドからの振れ量を求め、その振れ量をキャンセルするように画像読み出し位置を随時シフトさせて振れを補正する。この電子補正方式は、これまで主にビデオカメラ等の動画像の振れ補正として利用されている。
【０００５】
一方、光学補正方式は、撮影装置本体に振れを検出する角速度センサを設け、そこから得られる角速度信号に基づいて、撮像光学系の光路中に設けた可変プリズム等の光軸補正部で光軸をシフトさせ、結像面上での振れを補正する。この方式だと補正動作による撮影画像の劣化がなく、また焦点距離に関係なくカメラ本体の振れ角度に対して光軸角度の補正を行なえるため、特に長焦点距離の場合でも良好に振れを取り除くことが可能であり、画質面では前者の方式を上回る性能を有する。この光学補正方式は、主に銀塩カメラなどの静止画像の振れ補正に利用されている。
【０００６】
ところで近年は、銀塩フィルムに代わり、ＣＣＤ等の撮像素子にて静止画像を撮像する、いわゆるデジタルカメラが普及している。デジタルカメラは、パソコンの普及によるデジタル画像へのニーズ拡大と、ＣＣＤ等各種デバイス技術の進歩による高画質化により急成長している新しい市場分野である。
【０００７】
図８は、従来のデジタルカメラの概略構成を示す図である。
【０００８】
図中の１０１はカメラ本体、１０２は撮像光学系である。撮像光学系１０２からの被写体像は撮像素子１０３で画像信号に変換され、Ａ／Ｄ変換部１０４や信号処理部１０５を経て各種処理が施された後、メモリカード等の記録部１０６に保存され、モニタ等の画像表示部１０７にてその保存される画像を含む撮像素子１０３が取り込んだ画像を確認できる。これらの構成のうち、撮像光学系１０２は従来の銀塩カメラに類似した機能を有し、信号処理部１０５や表示部１０７等はビデオカメラに類似した構成のものが存在する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記撮像装置の振れ補正方法は、上述したように電子補正方式と光学補正方式との２つがあるが、それぞれに短所がある。
【００１０】
電子補正方式はＣＣＤ等の撮像素子にて撮像信号を得ることが前提条件であり、また振れ補正時に画像全体のうち周辺部分を捨てて拡大読み出し（電子ズーム）を行うため、補正後の画像は光学系の撮影画角より望遠側になると同時に画質の劣化を伴う欠点がある。
【００１１】
一方、光学補正方式は、ジャイロセンサ等の振れ検出センサの起動に時間を要し、また、それらを駆動するのに大きな電力消費を要するといった問題がある。
【００１２】
また、撮像装置の一種であるデジタルカメラは、被写体像の観察時にはビデオカメラのように随時動画像をモニタ表示でき、撮影時には銀塩カメラのように静止画像を高画質で記録する必要がある。
【００１３】
本発明は、以上の事情に鑑みなされたものであり、少ない消費電力で効果的に画像の振れ補正を行うことができる撮像装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【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の撮像装置は、被写体像を受光し画像信号に変換する撮像手段と、前記撮像手段により変換された画像信号に基づいて前記被写体像を記録する記録手段と、前記撮像手段により変換された画像信号に基づいて前記被写体像を表示する表示手段と、前記被写体像の振れ状態を検出するための振れ検出手段と、前記記録手段が記録する前記被写体像の振れを光学的に補正する第１の振れ補正手段と、前記表示手段が表示する前記被写体像の振れを画像信号の処理により補正する第２の振れ補正手段と、前記第１の補正手段を駆動する電源電池のレベルを検出するバッテリチェック手段と、撮影準備を指示する撮影準備指示手段と、撮影準備を指示する撮影開始指示手段と、前記記録手段が前記被写体像を記録しない状態で前記表示手段が前記被写体像を表示する際には前記第１の補正手段を作用させずに前記第２の補正手段を作用させ、前記記録手段が前記被写体像を記録する際には、前記バッテリチェック手段の検出結果が第１の所定値以上の場合であるか、前記第１の所定値未満第２の所定値以上の場合であるか又は前記第２の所定値未満の場合であるかを判断して、前記第１の振れ補正手段を作用させるか又は前記第２の振れ補正手段を作用させるかを、前記撮影準備指示手段よりの撮影準備指示又は前記撮影開始指示手段よりの撮影開始指示により切り替える制御手段とを有することを特徴とする。
【００１５】
請求項２の撮像装置は、請求項１記載の撮像装置において、前記制御手段は、前記バッテリチェック手段の検出結果が前記第１の所定値未満第２の所定値以上の場合には、前記撮影開始指示手段よりの撮影開始指示により前記第１の補正手段の作用を開始させると共に前記記録手段を作用させることを特徴とする。
【００１６】
請求項３の撮像装置は、請求項１記載の撮像装置において、前記制御手段は、前記バッテリチェック手段の検出結果が前記第２の所定値未満の場合には、前記撮影開始指示手段よりの撮影開始指示により前記第２の補正手段を作用させた状態で前記記録手段を作用させることを特徴とする。
【００１７】
請求項４の撮像装置は、請求項１記載の撮像装置において、前記制御手段は、前記バッテリチェック手段の検出結果が第１の所定値以上の場合であるか、前記第１の所定値未満第２の所定値以上の場合であるか又は前記第２の所定値未満の場合であるかを判断して、前記第 1 の振れ補正手段又は前記第２の振れ補正手段の作用に先立って、前記振れ検出手段の動作を前記撮影準備指示手段よりの撮影準備指示により開始させるか、又は前記撮影開始指示手段よりの撮影開始指示により開始させることを特徴とする。
【００１８】
請求項５の撮像装置は、請求項１〜４のいずれかに記載の撮像装置において、前記撮影準備指示手段は、前記撮影準備指示として測光動作及びオートフォーカス動作の少なくともいずれか一方を指示することを特徴とする。
【００１９】
請求項６の撮像装置は、請求項１〜５のいずれかに記載の撮像装置において、一連の操作の第１段階の操作により前記撮影準備指示手段を作用させ、第２段階の操作により前記撮影開始指示手段を作用させる操作手段を有することを特徴とする。
【００４８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００４９】
（１）第１の実施の形態
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る振れ補正機能搭載のデジタルカメラ１００の構成を示す図である。１は被写体像を光学的に結像するズーム可能な撮像レンズであり、２は撮像レンズ１をフォーカス移動又はズーム移動させるモーターやギア類と、フォーカス位置又はズーム位置を検出するエンコーダ等により構成されるレンズ制御部である。また、３は撮像レンズ１の光軸をシフトして振れを補正する光学振れ補正部であるが、この詳細については後述する。
【００５０】
次に、４は結像された被写体像を受光しアナログ画像信号に変換するＣＣＤ等の撮像素子であり、５は撮像素子４から出力された画像信号をアナログからデジタルに変換するＡ／Ｄ変換部であり、６はＡ／Ｄ変換部５で変換された信号に各種の処理を行う信号処理部である。また、７は電子振れ補正部で、これも詳細は後述する。８は画像信号を記録する画像記録部であり、９は画像信号を表示可能な状態に変換したり表示を切替える画像表示制御部であり、１０は画像を表示する画像表示部である。
【００５１】
次いで、１１は各部への電源を供給する電源電池であり、１２は電源電池１１の電圧をチェックする電圧検出部であり、１３はカメラ全体を制御するマイクロコンピュータ等で構成される全体制御部である。また、１４は制御部１３を通じて各種の作動指示を与える操作部で、この中には、画像表示制御部９に画像の表示を指示する画像表示スイッチ１５、カメラ全体に撮影の準備を指示する撮影準備スイッチ１６、同じく撮影の開始を指示する撮影開始スイッチ１７、そして撮像レンズ１の撮影画角を変更するズームスイッチ１８、及びその他の各種スイッチ（図示しない）を含む。尚、撮影準備スイッチ１６及び撮影開始スイッチ１７はシャッタレリーズ部材の一連の押込み操作で作動可能な一体型の押しボタン式スイッチで構成している。
【００５２】
次に、光学振れ補正部３の構成を説明する。
【００５３】
図１中の１９はカメラの縦振れ角速度及び横振れ角速度を検出する角速度センサであり、２０は角速度センサ１９からの出力信号を積分しＡ／Ｄ変換して振動の角変位量信号を出力する積分処理部である。また、２１は撮像レンズ１の光路中に設けた可変頂角プリズム等の光軸補正部であり、２２は駆動部で、積分処理部２０の出力に応じ光軸補正部２１を駆動して撮像レンズ１の光軸を縦及び横方向にシフトさせ、撮像素子４上での被写体像の振れを補正する。
【００５４】
次に、電子振れ補正部７の構成を説明する。
【００５５】
図１中の２３は信号処理部６から送られたデジタル信号を一時的に保存するフィールドメモリであり、２４はフィールドメモリ２３への信号入出力を制御するメモリ制御部であり、２５は信号処理部６から出力された現フィールドの信号とフィールドメモリ２３に保存された前フィールドの信号とを比較し、前フィールドからの動き量を求める動き検出部である。また、２６は動き補正部で、動き検出部２５の情報に基づき、その動き量をキャンセルするように画像読み出し位置を随時シフトさせて画面全体の拡大処理を行なうものである。尚、電子振れ補正部７は振れ補正作用を行っていない時には、入力した画像信号をスルーでそのまま出力する。
【００５６】
以上のように構成されたデジタルカメラ１００の動作を、図２及び図３のフローチャートに沿って説明する。
【００５７】
まず、操作部１４を操作してデジタルカメラ１００の電源を投入すると、全体制御部１３は電圧検出部１２を通じて電源電池１１の電圧をチェックし、該電圧がデジタルカメラ１００の動作に適正な電圧であるか否かを判断する（ステップＳ１）。該電圧が適正であると判断されると、まず撮像レンズ１のズーム位置をレンズ制御部２により検出して記憶し（ステップＳ２）、次にズームスイッチ１８の操作が行われているか否かを確認する（ステップＳ３）。ズームスイッチ１８の操作が行われている間はレンズ制御部２により撮像レンズ１をレンズ駆動して（ステップＳ４）、ズーム位置を記憶し直す。
【００５８】
ズームスイッチ１８の操作が行われていない場合は、画像表示スイッチ１５の操作が行われているか否かを確認し（ステップＳ５）、画像表示スイッチ１５の操作が行われている場合には、まずレンズ制御部２により撮像レンズ１を先に記憶した位置よりワイド側にシフトし、この状態で撮像素子４から画像信号を取り込み、該取り込まれた画像信号が電子振れ補正部７で振れ補正され、その振れ補正処理されて元のズーム位置相当まで拡大された画像を画像表示部１０に表示する（ステップＳ６）。ステップＳ５で、画像表示スイッチ１５が操作されていない場合は、撮像レンズ１を元の位置に戻し、電子振れ補正部７での振れ補正を停止し、画像表示部１０での画像表示を終了させる（ステップＳ７）。
【００５９】
次に、撮影準備スイッチ１６の操作が行われているか否かを確認し（ステップＳ８）、撮影準備スイッチ１６の操作が行われていない場合には、ステップＳ３に戻りこれまでの動作を繰り返しながら待機する。撮影準備スイッチ１６の操作が行われている場合には、測光やＡＦ（オートフォーカス）駆動等の撮影準備制御を行い（ステップＳ９）、その後、電源電池１１の電圧が光学振れ補正を行うのに十分な第１基準値を超えているか否かをチェックする（ステップＳ１０）。第１基準値を超えている場合には、まず角速度センサ１９を駆動し（ステップＳ１１）、続いて電子振れ補正を行っているか否か判別し（ステップＳ１２）、もし行っていればそれを停止すると同時に撮像レンズ１の上記ズーム位置シフト分を元へ戻す（ステップＳ１３）一方、もし行なっていなければ、ステップＳ１３の処理をスキップする。
【００６０】
そして角速度センサ１９、積分処理部２０を動作させてカメラ１００本体に加わる縦及び横方向の振動を検出し、駆動部２２を通じて光軸補正部２１を駆動して撮影レンズ１の光軸を縦横方向にシフトさせ、撮像素子４上での被写体像の振れを補正する（ステップＳ１４）。
【００６１】
次に、撮影開始スイッチ１７の操作が行われるまで所定時間待機する（ステップＳ１８）。この時、撮影開始スイッチ１７は撮影準備スイッチ１６の押込み操作に引き続いてさらに押込み操作するだけで操作できるので、操作が簡単で撮影準備完了後速やかに撮影の開始に移行できる。撮影開始スイッチ１７の操作が所定時間中に行われない場合にはステップＳ８に戻る一方、撮影開始スイッチ１７の操作が所定時間中に行われると、全体制御部１３は撮像素子４を制御し、他に図示しないシャッター等も駆動して撮像を行う（ステップＳ１９）。この時、前述した電圧チェック（ステップＳ１０）の結果に基づいて、電源電池１１の電圧が光学振れ補正を行うのに十分な第１基準値以上の場合には、撮影動作中は光学振れ補正によってより高画質な振れ補正が行われる。
【００６２】
そして、撮像が終了したら、画像記録部８に画像信号を記録し、その画像信号の画像を表示制御部９を通じて画像表示部１０に表示し（ステップＳ２０）、ステップＳ１に戻る。従って振れ補正動作の効果を撮影直後に確認できる。
【００６３】
ステップＳ１０において、電源電池１１の電圧が第１基準値未満の場合には、電源電池１１の電圧が光学振れ補正を行うのに最低限必要な第２基準値未満であるか否かをチェックする（ステップＳ１５）。電源電池１１の電圧が第２基準値未満の場合には、光学振れ補正はできないので撮影までの一連の振れ補正を全て電子振れ補正で行うと判断して、まず電子振れ補正が行われているか確認し（ステップＳ１６）、まだ電子振れ補正が行われていない場合には前述のステップＳ６と同様に撮影レンズ１をシフトして電子振れ補正を開始し（ステップＳ１７）、ステップＳ１８〜Ｓ２０を実行する。
【００６４】
次に、ステップＳ１５において、電源電池１１の電圧が第２基準値以上の場合の処理を説明する。これは、電源電池１１がある程度消耗しているものの、まだ光学振れ補正が可能な場合に該当する。
【００６５】
この場合は、まず光学振れ補正動作のうち、検出準備に時間のかかる角速度センサ１９、積分処理部２０を動作させてカメラ１００本体に加わる縦及び横方向の振動検出だけを開始する（ステップＳ２１）。なお、この時点ではもし電子振れ補正動作が行われていればそのまま継続させる。そして、撮影開始スイッチ１７の操作が行われるまで所定時間待機する（ステップＳ２２）。撮影開始スイッチ１７の操作が所定時間中に行われない場合にはステップＳ８に戻る一方、撮影開始スイッチ１７の操作が所定時間中に行われると、電子振れ補正を行っているか否かを確認し（ステップＳ２３）、もし行なっていればそれを停止すると同時に撮像レンズ１のシフト分を元へ戻す（ステップＳ２４）一方、もし行なっていなければ、ステップＳ２４の処理をスキップする。そして、駆動部２２を通じて光軸補正部２１を駆動して撮影レンズ１の光軸を縦横方向にシフトさせ、撮像素子４上での被写体像の振れを補正し（ステップＳ２５）、ステップＳ１９に進む。このようにして、撮影準備段階では必要最小限の振れ検出動作だけを起動させておくことにより、より省電力でかつ撮影開始時には速やかに光学振れ補正撮影が行われるようにしている。
【００６６】
次に、図４を参照しながら、電子振れ補正の補正内容を詳細に説明する。
【００６７】
まず、信号処理部６から送られた画像信号はフィールドメモリ２３に一時保存されるが、図において、ａはこの時保存される画像領域で、これは撮像素子４から得られる撮像領域と同等である。そして、ｂはフィールドメモリ２３から読み出される画像で、これは撮像素子４から得られた撮像領域の周辺部を切り捨て中央部だけを抽出した領域であり、ちょうど撮像レンズ１を望遠側にして得られる画像領域と同等になる。このように画像領域の全体を一時保存しその一部を抽出する動作を繰り返しながら、保存した画像情報と次のフレームの画像情報との相関から撮影画像の縦及び横方向の動き量を求め、この動き量に応じて、画像抽出する領域をｂ'のように移動させて抽出することで、画像振れの補正処理を行う。しかし、こうして得られる画像は図５（Ｂ）のように撮像レンズ１の初期の画像（ａ１）よりも望遠側の画像（ｂ２）になるため、図５（Ａ）に示すように、その分撮像レンズ１の画角を広角側にシフトして撮像領域を広げた画像（ａ２）を取り込み、図５（Ｃ）に示すように、電子振れ補正処理後の画像（ｂ２）を補正しない場合の初期の画像（ａ１）（図５（Ｂ））と同等にしている。このように電子振れ補正時には撮影レンズのシフト動作を併用することで所望の画角と等価の画像を得ることができる。
【００６８】
上述したように、本実施の形態によれば、画像記録部８が信号処理部６から出力された画像信号を記録しないときは、電子振れ補正部７によって補正された画像信号を画像表示部１０に表示する（ステップＳ６）ので、被写体の観察のみを行う非撮影時には消費電力の少ない電子振れ補正を行うことができ、画像記録部８が信号処理部６から出力された画像信号を記録するときは（ステップＳ１４、ステップＳ２５）、画像記録部８は光軸補正部２１によって撮像レンズ１の光軸が補正されることにより得られた画像信号を記録するので、撮影時にはより高画質な画像を得るための光学振れ補正を行うことができる。
【００６９】
また、画像表示スイッチ１５の操作により電子振れ補正による補正動作を開始し（ステップＳ６）、撮影準備スイッチ１６の操作により電子振れ補正による補正動作を停止して光学振れ補正による補正動作を開始し（ステップＳ１４）、撮影開始スイッチ１７の操作（ステップＳ１８）により画像記録部８が画像信号を記録するので、被写体の観察のみを行なう非撮影時においては消費電力の少ない電子振れ補正を行うことができ、更に、撮影前より高画質な光学振れ補正の効果を観察でき、撮影時には、その高画質な光学振れ補正された画像をタイムラグなしに撮影することができる。
【００７０】
また、画像表示スイッチ１５の操作により電子振れ補正による補正動作を開始し（ステップＳ６）、撮影準備スイッチ１６の操作により光学振れ補正動作は開始せずにカメラ１００本体に加わる縦及び横方向の振動検出だけを開始し（ステップＳ２１）、撮影開始スイッチ１７の操作により、電子振れ補正による補正動作を停止し（ステップＳ２４）、前記振動の検出結果に応じた光軸補正部２１による撮像レンズ１の光軸補正動作を開始する（ステップＳ２５）と共に、画像記録部８が画像信号を記録するので、撮影準備段階では検出準備に時間のかかる振動検出動作だけを行い、より省電力にすることができ、撮影開始時には光学振れ補正された高画質な画像をタイムラグなしに撮影することができる。
【００７１】
また、画像表示スイッチ１５の操作により電子振れ補正による補正動作を開始し（ステップＳ６）、電圧検出部１２により検出された電圧が光学振れ補正を行うのに十分な第１基準値以上の場合には（ステップＳ１０でＹＥＳ）、撮影準備スイッチ１６の操作により電子振れ補正による補正動作を停止して光学振れ補正による補正動作を開始し（ステップＳ１４）、撮影開始スイッチ１７の操作により、画像記録部８が画像信号を記録するので、被写体の観察のみを行なう非撮影段階においては消費電力の少ない電子振れ補正を行うことができ、電圧に余裕のある場合は、撮影前により高画質な光学振れ補正の効果を観察しながらタイムラグなしにその高画質な光学振れ補正された画像を撮影することができる。
【００７２】
また、電圧検出部１２により検出された電圧が光学振れ補正を行うのに最低限必要な第２基準値以上であり、光学振れ補正を行うのに十分な第１基準値未満の場合には（ステップＳ１５でＮＯ）、画像表示スイッチ１５の操作により電子振れ補正による補正動作を開始後、撮影準備スイッチ１６の操作により光学振れ補正動作は開始せずにカメラ１００本体に加わる縦及び横方向の振動検出だけを開始し（ステップＳ２１）、撮影開始スイッチ１７の操作により、電子振れ補正による補正動作を停止し、前記振動の検出結果に応じた光軸補正部２１による撮像レンズ１の光軸補正動作を開始する（ステップＳ２５）と共に、画像記録部８が画像信号を記録するので、被写体の観察のみを行なう非撮影段階においては消費電力の少ない電子振れ補正を行うことができ、電圧に余裕のない場合は、撮影直前まで光学振れ補正を行わずに消費電力を抑えながら、検出準備に時間のかかる振動検出動作だけを行い、撮影開始時には光学振れ補正された高画質な画像をタイムラグなしに撮影することができる。
【００７３】
また、電圧検出部１２により検出された電圧が光学振れ補正を行うのに最低限必要な第２基準値未満の場合は（ステップＳ１５でＹＥＳ）、画像表示部１０が電子振れ補正部７によって補正された画像信号を表示すると共に画像記録部８が当該画像信号を記録するので、消費電力を抑えながら、電子振れ補正された被写体画像を撮影することができる。
【００７４】
また、電子振れ補正部７による補正動作中は、レンズ制御部２が撮像レンズ１を望遠側にシフトし（ステップＳ６）、電子振れ補正部７による補正動作を解除したときは、レンズ制御部２が撮像レンズ１を元の位置に戻す（ステップＳ７）ので、電子振れ補正を行なった場合にも撮影画像の周辺部が欠落せずに所望の画像を撮影することができ、その後に光学振れ補正で撮影しても、所望どおりの画像を撮影することができる。
【００７５】
（２）第２の実施の形態
第２の実施の形態が第１の実施の形態と異なるのは、撮影準備段階での電子振れ補正時に、撮像レンズのシフトの代わりに画像合成処理を行う点である。
【００７６】
第２の実施の形態に係るカメラの構成は上述したカメラ１００の構成と同一であるため、その説明は省略する。
【００７７】
以下、図６を参照しながら、電子振れ補正の補正内容を詳細に説明する。
【００７８】
撮像レンズ１で被写体を撮影すると、撮影された画像（ａ３）はフィールドメモリ２３に一時保存される。その後該画像は読み出されて、動き検出部２５が次のフレームの画像情報との相関から動き量を求め、電子振れ補正部１７内の動き補正部２６が画像振れの補正処理を行う。こうして得られる画像（ｂ３）は、初期の画像（ａ３）から周辺部（ｃ）を切り捨て中央部だけを抽出したものになる。ここまでは第１の実施の形態の電子振れ補正と同様であるが、次に、動き補正部２６で、振れ補正時に切り捨てられた周辺部（ｃ）を合成処理して全体画像を再生し、画像表示手段１０へ表示する。こうして得られる表示画像（ｄ）は、中央部が振れ補正された画像（ｂ３）、周辺部は補正されない画像（ｃ）となる（図６（Ｂ））。なおこの場合のカメラ１００の動作については、図２及び図３のフローチャート中のステップＳ６、ステップＳ１３、ステップＳ１７及びステップ２４の電子振れ補正のレンズシフト動作を画像合成動作に代えれば図２及び図３のフローチャートを適用できる。
【００７９】
以上のように構成すれば、撮像レンズ１を広角側へシフトしなくても電子振れ補正だけで所望の画角と等価の画像を得ることができ、レンズシフト駆動に要する時間や電力をより少なくしたり、画質の低下を防ぐことができる。なお、撮影画像として周辺部まで振れのない画像を得たい場合、撮影開始時に第１の実施の形態の電子振れ補正に戻せばよい。
【００８０】
（３）第３の実施の形態
第３の実施の形態が第２の実施の形態と異なるのは、画像合成処理の方法である。
【００８１】
第３の実施の形態に係るカメラの構成は上述したカメラ１００の構成と同一であるため、その説明は省略する。
【００８２】
以下、図７を参照しながら、電子振れ補正の補正内容を詳細に説明する。
【００８３】
撮像レンズ１で被写体を撮影すると、撮影された画像（ａ４）はフィールドメモリ２３に一時保存される。その後該画像は読み出されて、動き検出部２５が次のフレームの画像情報との相関から動き量を求め、動き補正部２６が画像振れの補正処理を行う。こうして得られる画像（ｂ４）は初期の画像（ａ４）から周辺部を切り捨て中央部だけを抽出したものになる。ここまではレンズシフトしない点で第１の実施の形態と同様であるが、次に、動き補正部２６で、振れ補正前の画像（ａ４）を縮小し、補正後の画像（ｂ４）に合成処理して画像表示手段１０へ表示する。こうして得られる表示画像は、全体に振れ補正された拡大画像が表示され、その一部に補正されない全体画像が縮小表示された状態となる（図７（Ｂ））。
【００８４】
以上のように構成すれば、縮小画像で視野全体を参照しながら中央部を拡大して振れ補正表示できるので、主被写体（振れ補正された被写体）の存在する中央部を詳細に観察するのに好都合であり、さらには縮小表示部変更機能を設けて縮小表示の有無や位置・サイズ等を選択可能にすればより利便性が高まる。なお、撮影画像として周辺部まで振れのない画像を得たい場合、撮影開始時に第１の実施の形態の電子振れ補正に戻せばよい。
【００８５】
以上の実施の形態において、画像記録部８が特許請求の範囲に記載の記録手段に、画像表示部１０が特許請求の範囲に記載の表示手段に、光学振れ補正部３が特許請求の範囲に記載の第１の補正手段に、電子振れ補正部７が特許請求の範囲に記載の第２の補正手段に、全体制御部１３が特許請求の範囲に記載の制御手段に、撮像素子４が特許請求の範囲に記載の撮像手段に、撮像レンズ１が特許請求の範囲に記載の撮像手段に、撮影準備スイッチ１６が特許請求の範囲に記載の撮影準備指示手段に、撮影開始スイッチ１７が特許請求の範囲に記載の撮影開始指示手段に、角速度センサ１９が特許請求の範囲に記載の振れ検出手段に、不図示のシャッタレリーズ部材が特許請求の範囲の操作手段、又は、シャッタレリーズ部材に、画像表示スイッチ１５が特許請求に記載の表示指示手段に、電圧検出部１２が特許請求の範囲に記載のバッテリチェック手段に、レンズ制御部２が特許請求の範囲に記載の撮影画角調整手段に、それぞれ相当する。
【００８６】
以上が特許請求の範囲に記載の構成と実施の形態の対応関係であるが、本発明は、以上の実施の形態に限られるものではなく、請求項で示した機能、または、実施の形態の構成が持つ機能が達成できるものであればどのようなものであっても適用できるものである。
【００８７】
例えば、以上の実施の形態において、光学振れ補正部３を撮影準備スイッチ１６が操作された段階で動作開始させるか、撮影開始スイッチ１７が操作された段階で動作開始させるかを電源電池の電圧の状態によって変えるようにしているが、これは電源電圧によらずどちらか一方だけでにしてもよい。
【００８８】
また、以上の実施の形態においては、光学振れ補正部３と電子振れ補正部７の切換を撮影準備スイッチ１６の操作状態に応じて行うようにしているが、これは、表示モードや記録モードといったモード切換スイッチに応じて行うようにしてもよい。
【００８９】
また、以上の実施の形態においては、電源電圧が第２の基準値未満の場合には、電子振れ補正部７を作動させて撮影を行うようにしているが、これは、電子振れ補正部７を作動させないようにしてもよい。
【００９０】
また、以上の実施の形態においては、駆動電源のレベルを電圧により判定するようにしているが、これは、電流等、他の方法により駆動電源のレベルを判定するものであっても本発明は適用できるものである。
【００９１】
また、本発明は、撮影画像と表示画像を別光路で受光し、撮影画像は光学振れ補正部で、表示画像は電子振れ補正部で振れ補正するようにしてもよい。この場合、光学振れ補正部で動作開始した後も電子振れ補正部はそのまま動作させることになる。
【００９２】
また、光学振れ補正部、電子振れ補正部は、以上の実施の形態のものに限られるものではなく、例えば、画像の動きベクトルに応じて光学振れ補正装置により画像振れを補正するようにしたり、角加速度検出器、角速度検出器、又は、角変位検出器の検出結果に応じて電子振れ補正装置により画像の振れを補正するようにしてもよい。
【００９３】
また、以上の実施の形態のソフト構成とハード構成は、適宜置き換えることができるものである。
【００９４】
また、本発明は、クレーム、または、実施の形態の構成の全体若しくは一部が、１つの装置を形成するものであっても、他の装置と結合するようなものであっても、装置を構成する要素となるようなものであってもよい。
【００９５】
また、本発明は、ビデオムービーカメラ、ビデオスチルカメラ、銀塩フィルムを使用するカメラ、光学振れ補正部を含む又は含まない撮影レンズを着脱、交換可能なカメラ、一眼レフカメラ、レンズシャッタカメラ、監視カメラ等、種々の形態のカメラ、更には、カメラ以外の撮像装置や、光学装置、その他の装置、更には、それらカメラ、撮像装置、光学装置、その他の装置に適用される装置、方法、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体等の媒体、そして、これらを構成する要素に対しても適用できるものである。
【００９６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、撮影準備指示手段よりの撮影準備指示又は撮影開始指示手段よりの撮影開始指示により、第１の振れ補正手段を作用させるか又は第２の振れ補正手段を作用させるかを切り替えるので、消費電力を少なくしつつ、かつ高画質の画像が記録できる。また、被写体像を記録する際には、光学的に被写体像の振れを補正し、被写体像を記録しない状態で被写体像を表示する際には、光学的に被写体像の振れを補正せずに画像信号処理により被写体像の振れを補正するので、撮影前の画像観察時には、被写体像の振れ補正による消費電力を少なくすることができると共に、撮影時には、高画質な被写体像を記録することができ、以って、少ない消費電力で効果的に画像の振れ補正が行える。
【００９７】
更に、本発明によれば、撮影準備段階で光学的に被写体像の振れ補正を開始することで、撮影の前に光学的振れ補正による高画質な被写体像を観察できる。
【００９８】
更に、本発明によれば、撮影準備段階では、光学的振れ補正を行わずに、光学的振れ補正のための振れ検出動作だけを開始するので、振れ検出準備に時間を要する場合であっても、撮影開始時にタイムラグなしに光学的振れ補正動作を開始でき、消費電力をより少なくしながら、シャッタタイミングを逃すといったことを防止できる。
【００９９】
更に、本発明によれば、駆動電源のレベルに応じて、消費電力を考慮した適切な振れ補正を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る振れ補正機能搭載のデジタルカメラ１００の構成を示す図である。
【図２】デジタルカメラ１００の動作を示すフローチャートである。
【図３】デジタルカメラ１００の動作を示すフローチャートである。
【図４】電子振れ補正の補正内容を説明する図である。
【図５】電子振れ補正の補正内容を説明する図である。
【図６】電子振れ補正の補正内容を説明する図である。
【図７】電子振れ補正の補正内容を説明する図である。
【図８】従来のデジタルカメラの概略構成を示す図である。
【符号の説明】
１ 撮像レンズ
２ レンズ制御部
３ 光学振れ補正部
４ 撮像素子
５ Ａ／Ｄ変換部
６ 信号処理部
７ 電子振れ補正部
８ 画像記録部
９ 画像表示制御部
１０ 画像表示部
１１ 電源電池
１２ 電圧検出部
１３ 全体制御部
１４ 操作部
１５ 画像表示スイッチ
１６ 撮影準備スイッチ
１７ 撮影開始スイッチ
１８ ズームスイッチ
１９ 角速度センサ
２０ 積分処理部
２１ 光軸補正部
２２ 駆動部
２３ フィールドメモリ
２４ メモリ制御部
２５ 動き検出部
２６ 動き補正部
Claims (6)
- 被写体像を受光し画像信号に変換する撮像手段と、
前記撮像手段により変換された画像信号に基づいて前記被写体像を記録する記録手段と、
前記撮像手段により変換された画像信号に基づいて前記被写体像を表示する表示手段と、
前記被写体像の振れ状態を検出するための振れ検出手段と、
前記記録手段が記録する前記被写体像の振れを光学的に補正する第１の振れ補正手段と、
前記表示手段が表示する前記被写体像の振れを画像信号の処理により補正する第２の振れ補正手段と、
前記第１の補正手段を駆動する電源電池のレベルを検出するバッテリチェック手段と、
撮影準備を指示する撮影準備指示手段と、
撮影準備を指示する撮影開始指示手段と、
前記記録手段が前記被写体像を記録しない状態で前記表示手段が前記被写体像を表示する際には前記第１の補正手段を作用させずに前記第２の補正手段を作用させ、
前記記録手段が前記被写体像を記録する際には、前記バッテリチェック手段の検出結果が第１の所定値以上の場合であるか、前記第１の所定値未満第２の所定値以上の場合であるか又は前記第２の所定値未満の場合であるかを判断して、前記第１の振れ補正手段を作用させるか又は前記第２の振れ補正手段を作用させるかを、前記撮影準備指示手段よりの撮影準備指示又は前記撮影開始指示手段よりの撮影開始指示により切り替える制御手段と
を有することを特徴とする撮像装置。 - 前記制御手段は、前記バッテリチェック手段の検出結果が前記第１の所定値未満第２の所定値以上の場合には、前記撮影開始指示手段よりの撮影開始指示により前記第１の補正手段の作用を開始させると共に前記記録手段を作用させることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
- 前記制御手段は、前記バッテリチェック手段の検出結果が前記第２の所定値未満の場合には、前記撮影開始指示手段よりの撮影開始指示により前記第２の補正手段を作用させた状態で前記記録手段を作用させることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
- 前記制御手段は、前記バッテリチェック手段の検出結果が第１の所定値以上の場合であるか、前記第１の所定値未満第２の所定値以上の場合であるか又は前記第２の所定値未満の場合であるかを判断して、前記第 1 の振れ補正手段又は前記第２の振れ補正手段の作用に先立って、前記振れ検出手段の動作を前記撮影準備指示手段よりの撮影準備指示により開始させるか、又は前記撮影開始指示手段よりの撮影開始指示により開始させることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
- 前記撮影準備指示手段は、前記撮影準備指示として測光動作及びオートフォーカス動作の少なくともいずれか一方を指示することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の撮像装置。
- 一連の操作の第１段階の操作により前記撮影準備指示手段を作用させ、第２段階の操作により前記撮影開始指示手段を作用させる操作手段を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の撮像装置。
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