JP4563901B2

JP4563901B2 - 電子カメラ

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Publication number: JP4563901B2
Application number: JP2005256486A
Authority: JP
Inventors: 右二今井
Original assignee: Olympus Imaging Corp
Current assignee: Olympus Imaging Corp
Priority date: 2005-09-05
Filing date: 2005-09-05
Publication date: 2010-10-20
Anticipated expiration: 2025-09-05
Also published as: JP2007074114A

Description

本発明は、手ぶれの影響を小さくする機能を有する電子カメラに関する。

電子カメラにおいては、露光中の手ぶれ等によって画像がぶれ、ボケた写真が撮影されてしまうことが写真撮影時の問題となっている。このような画像のぶれの対策として、手ぶれなどによる画像のぶれを打ち消すように光学系や撮像素子を動かすことにより、画像のぶれを防止する技術が、例えば特許文献１や特許文献２等で提案されている。

また、静止画撮影用の高精細な撮像素子を動画撮影に応用する場合に、撮影感度を上げたり読み出し時間を短縮したりする目的で、撮像素子内で同色の画素の出力をアナログ的に所定数ずつ加算（混合）してから読み出す手法が例えば特許文献３において提案されている。
特開平８−２２３４７１号公報特公平８−１５３１６号公報特開２００４−２２２１３０号公報

特許文献１や特許文献２のような光学系や撮像素子を機械的に駆動して手ぶれを軽減する手法は、その駆動機構が大掛かりになり、カメラの大型化やコスト増加を招きやすい。

また、特許文献３の手法は、撮影感度を上げたり読み出し時間を短縮したりする目的については触れられているが、手ぶれの軽減については特に述べられていない。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、手ぶれを軽減するための機構系を一切用いることなしに、手ぶれの軽減を行うことができる電子カメラを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の第１の態様による電子カメラは、静止画撮影可能な電子カメラにおいて、被写体像を形成する光学系と、上記光学系により形成された被写体像を電荷に変換する複数の画素を有する撮像素子と、上記撮像素子のそれぞれの画素から得られた電荷をＮ^２（Ｎは２以上の整数）画素毎に加算するＮ^２電荷加算回路と、上記撮像素子のそれぞれの画素から得られた電荷を画素毎に読み出す各画素読み出しモードと、上記Ｎ^２電荷加算回路を動作させて上記撮像素子のそれぞれの画素から得られた電荷をＮ^２画素毎に加算してから読みだすＮ^２画素加算読み出しモードの何れかを選択して上記撮像素子のそれぞれの画素から得られた電荷を読み出す制御部と、当該電子カメラの手ぶれ量を検出する手ぶれ検出部とを具備し、上記制御部は、上記撮像素子の露光開始の時点から第１の時点までの間に上記手ぶれ検出部によって検出された手ぶれ量に基づいて算出される手ぶれ量の積算値の評価レベルが第１の閾値レベルに達した場合、その時点で上記撮像素子の露光を打ち切って、上記Ｎ^２画素加算読み出しモードによる読み出しを行い、上記手ぶれ量の積算値の評価レベルが上記第１の閾値レベルに達していない場合、露光開始の時点から適正露光時間後に上記各画素読み出しモードによる読み出しを行い、上記第１の時点は、上記適正露光時間を上記Ｎ ^２（Ｎは２以上の整数）で除算した結果により決定される、ことを特徴とする。

この第１の態様によれば、撮像素子から出力される電荷を加算して読み出すことにより手ぶれを軽減するための機構系を用いることなく、手ぶれの影響を低減することができる。この際に露光期間中の手ぶれ量の積算値の評価レベルに応じてＮ^２画素加算読み出しモードで読み出しを行うか否かを決定するようにしたので、不必要にＮ^２画素加算読み出しモードで読み出しを行う弊害が発生しない。

本発明によれば、手ぶれを軽減するための機構系を一切用いることなしに、手ぶれの軽減を行うことができる電子カメラを提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る電子カメラ（以下、単にカメラと称する）の外観斜視図である。ここで、図１（ａ）はカメラの前面斜視図を示し、図１（ｂ）は背面斜視図を示している。

図１（ａ）に示すように当該カメラの本体であるカメラボディ１の前面には撮影レンズ２及びフラッシュ発光部３が設けられている。撮影レンズ２は、カメラ内部の撮像素子に被写体像を形成するための光学系である。また、フラッシュ発光部３は、被写体が低輝度の場合や逆光の場合等に発光して、被写体を照明する。

また、カメラボディ１の上面にはレリーズボタン４及びズームスイッチ５が設けられている。レリーズボタン４は、半押しによってオンする１ｓｔレリーズスイッチと全押しによってオンする２ｎｄレリーズスイッチの２段式のスイッチで構成されている操作部材である。撮影者によって１ｓｔレリーズスイッチがオンされることにより、自動焦点制御（ＡＦ）や自動露光制御（ＡＥ）といった露光準備動作が開始される。また、撮影者によって２ｎｄレリーズスイッチがオンされることにより、露光動作が開始され、画像の記録が行われる。ズームスイッチ５は、Ｔ（Ｔｅｌｅ）スイッチ５ａとＷ（Ｗｉｄｅ）スイッチ５ｂとから構成され、撮影レンズ２の変倍動作を開始させるための操作部材である。つまり、撮影者によってＴスイッチ５ａが押されると望遠側への変倍動作が行われ、Ｗスイッチ５ｂを押すと広角側への変倍動作が行われる。

また、図１（ｂ）に示すようにカメラボディ１の背面には、手ぶれ防止モード設定スイッチ６、動作モード切替スイッチ７、十字キー８、及びＬＣＤモニタ９が設けられている。また、図１（ｂ）に示すようにカメラボディ１の側面には、記録媒体（メモリカード）用の蓋１０が取り付けられている。

手ぶれ防止モード設定スイッチ６は、当該カメラにおける手ぶれ防止モードのオン/オフを切り替え設定するための操作部材である。撮影者によって、この手ぶれ防止モード設定スイッチ６がスライド操作されることにより手ぶれ防止モードのオン/オフの切り替えが行われる。動作モード切替スイッチ７は、当該カメラの動作モードを設定するための操作部材である。この動作モード切替スイッチ７がスライド操作されることにより、当該カメラの動作モードが、電源オフ、画像再生モード、静止画撮影モード、動画撮影モードに順次切り替わる。十字キー８は、ＬＣＤモニタ９に表示されたメニュー画面等で各種設定を行うための操作部材である。この十字キー８は中央の決定（ＯＫ）ボタンの周囲に４個のボタンが配置されて構成されている。この十字キー８によって、例えばマクロ撮影、セルフタイマー、フラッシュなどのオン/オフを選択したり、その他各種の詳細な仕様の設定を行うことが可能である。ＬＣＤモニタ９は、撮影者によって撮影された画像や、スルー画、メニュー画面などの各種画像を表示するための表示部である。

図２は、図１で示すカメラの内部の詳細な構成について示すブロック図である。なお、図２において、図１で説明した構成については図１と同様の参照符号を付している。

図２において、撮影レンズ２は、前玉レンズ２ａと、ズームレンズ２ｂと、絞り２ｃと、フォーカスレンズ２ｄとから構成されている。前玉レンズ２ａは、図示しない被写体からの光束を後方のレンズ群に入射させる固定のレンズ群である。ズームレンズ２ｂは、変倍駆動されることにより撮影レンズ２の焦点距離を変化させるレンズ群である。絞り２ｃは、開閉駆動されることにより被写体からの光束の入射量を制限する。フォーカスレンズ２ｄは、合焦駆動されることにより撮影レンズ２の焦点状態を調整するレンズ群である。

ズーム駆動系１０３は、ズームレンズ２ｂを変倍駆動させるための駆動機構である。ズームモータ１０４は、ズーム駆動系１０３を駆動させるためのモータである。また、絞り駆動系１０５は、絞り２ｃを開閉駆動させるための駆動機構である。絞りモータ１０６は、絞り駆動系１０５を駆動させるためのモータである。また、フォーカス駆動系１０７は、フォーカスレンズ２ｄを合焦駆動させるための駆動機構である。フォーカスモータ１０８は、フォーカス駆動系１０７を駆動させるためのモータである。モータドライバ１０９は、ズームモータ１０４、絞りモータ１０６、フォーカスモータ１０８の駆動制御を行う。

撮像素子１１０は例えばＣＣＤ方式の撮像素子であり、複数の画素と、これら画素で得られた電荷を転送するＣＣＤ転送路などから構成されている。この撮像素子１１０は、撮影レンズ２によって形成された被写体像を各画素で受光してその受光量に応じた電荷を生成する。ＣＣＤ駆動回路１１１は撮像素子１１０の駆動制御及び撮像素子１１０において生成された電荷を読み出す際のタイミング制御を行う。ＣＣＤ出力処理回路１１２は撮像素子１１０から読み出された電荷に基づく電気信号に対して所定のアナログ処理を施した後、このアナログ処理後の信号をデジタル信号（デジタル画像データ）に変換して画像処理回路１１３に出力する。なお、ＣＣＤ駆動回路１１１及びＣＣＤ出力処理回路１１２については後で詳しく説明する。

画像処理回路１１３は、ＣＣＤ出力処理回路１１２から入力された画像データに対してホワイトバランス（ＷＢ）補正処理、ＹＣ分離処理、γ補正処理等の種々の画像処理を行う。ここで、ＷＢ補正処理とは、ＣＣＤ出力処理回路１１２から入力された画像データにおける白色が所定の基準となる白色となるように画像データのＲ、Ｇ、Ｂゲインを補正して画像データの色バランスを補正する処理である。また、ＹＣ分離処理はＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号の３成分から構成される画像データを輝度信号Ｙと色信号Ｃとに分離する処理である。また、γ補正処理は画像データのγ特性を印刷や表示に適するような特性に補正する処理である。

圧縮/伸長回路１１４は、画像処理回路１１３で処理された画像データをＪＰＥＧ方式等の所定の圧縮方式で圧縮したり、圧縮された画像データを伸長したりする。モニタインターフェース１１５は圧縮/伸長回路１１４で伸長された画像データを表示に適する信号に変換し、ＬＣＤモニタ９に画像表示を行う。また、モニタインターフェース１１５は、撮像素子１１０で時系列で得られ、画像処理回路１１３で処理された時系列の画像データをＬＣＤモニタ９に表示する、所謂スルー画表示も行う。

また、画像記録回路１１６は、圧縮/伸長回路１１４から圧縮画像データを読み出して記録媒体１１７に記録したり、記録媒体１１７に記録された画像データを読み出して圧縮/伸長回路１１４に出力したりする。記録媒体１１７は、画像データを記録するための不揮発性の記録媒体であり、例えば当該カメラに対して着脱自在に構成されたメモリカードなどが用いられる。

シーケンスコントローラ１１８は、撮影時におけるモータドライバ１０９の動作制御、ＣＣＤ駆動回路１１１の動作制御、ＣＣＤ出力処理回路１１２の動作制御等の当該カメラの動作を統括的に制御する。このシーケンスコントローラ１１８には、上記したレリーズボタン４、ズームスイッチＴ５ａ、Ｗ５ｂ、手ぶれ防止モード設定スイッチ６、動作モード切替スイッチ７、十字キー８等の操作部材が接続されており、これら操作部材の操作状態に応じて撮影制御等のカメラの各種制御を行う。

角速度センサＸ１１９は、当該カメラのＸ方向（図１（ａ）参照）の手ぶれを検出する。また、角速度センサＹ１２０は当該カメラのＹ方向の手ぶれを検出する。これら角速度センサは、それぞれ角速度センサアナログ処理回路１２１に接続されている。

角速度センサアナログ処理回路１２１は、角速度センサＸ１１９、角速度センサＹ１２０のそれぞれの出力におけるオフセットをキャンセルしたり、それぞれの出力を増幅したりするアナログ処理を行った後、これらの出力をデジタル化してシーケンスコントローラ１１８に出力する。このような構成によって手ぶれ検出部が構成されている。

シーケンスコントローラ１１８は、角速度センサアナログ処理回路１２１からの入力を時間で積分して時間毎の変位角度を算出する。そして、算出した変位角度と撮影レンズ２の焦点距離情報とから、撮像素子１１０において取得される画像のＸ方向の軌跡とＹ方向の軌跡（ぶれ軌跡）を演算し、この演算したぶれ軌跡に基づいて手ぶれの低減処理を行う。

ここで、手ぶれ検出のためのセンサは、角速度センサに限定されるものではない。例えば、演算処理を変更すれば、角加速度センサや２個ワンペアの加速度センサによっても手ぶれの検出を行うことができる。

次に、ＣＣＤ駆動回路１１１によって制御される撮像素子１１０からの電荷の読み出しについて説明する。第１の実施形態においては、撮像素子１１０の各画素の出力を１画素ずつ読み出す各画素読み出しモードと、同色の画素の出力をＮ^２画素（Ｎは２以上の整数）ずつアナログ的に加算してから読み出すＮ^２画素加算読み出しモードと、同色の画素の出力をＭ^２画素（Ｍは２以上の整数であってＮ＞Ｍの関係を有する）ずつアナログ的に加算してから読み出すＭ^２画素加算読み出しモードの３つの読み出しモードの何れかを選択して撮像素子１１０からの電荷を読み出すことが可能になっている。このために、撮像素子１１０には、同色の画素出力をＮ^２画素毎に加算するＮ^２電荷加算回路及び同色の画素出力をＭ^２画素毎に加算するＭ^２電荷加算回路が設けられている。

図３を参照してこれら３つの読み出しモードについて更に説明する。ここで、図３は、撮像素子１１０の画素配列を示している。この図３は、撮像素子１１０の画素配列がベイヤ配列の場合である。つまり、撮像素子１１０の各画素の前面には、図３に示す配列に対応する色フィルタが設けられている。なお、以下の説明では上記Ｎが４、Ｍが２であるとし、以後Ｎ^２画素加算読み出しモードは１６画素加算読み出しモード、Ｍ^２画素加算読み出しモードは４画素加算読み出しモードと称する。

まず、各画素読み出しモードの場合には、図３に示す各画素からの電荷を１画素ずつ読み出す。例えば、Ｒ画素を例にとると、図３の正方形エリア２００内においてＲ１〜Ｒ１６の１６画素分から発生した電荷をそれぞれ独立して読み出すようにする。

また、１６画素加算読み出しモードの場合には、図３に示す１６個の同色画素から発生した電荷をアナログ的に加算してから読み出す。例えば、Ｒ画素を例にとると、図３の正方形エリア２００内のＲ１〜Ｒ１６の１６画素から発生した電荷を全て加算してから読み出すようにする。Ｂ画素、Ｇ画素についても同様である。ただし、ベイヤ配列においてはＧ画素が正方形エリア２００内に３２画素存在するので、Ｇ画素については正方形エリア２００内の奇数行同士（図３のＧ_２同士）、偶数行同士（図３のＧ_１同士）で加算を行う。

また、４画素加算読み出しモードの場合には、図３に示す４個の同色画素から発生した電荷をアナログ的に加算してから読み出す。例えば、Ｒ画素を例にとると、図３の正方形エリア２００内のＲ１〜Ｒ４の４画素、Ｒ５〜Ｒ８の４画素、Ｒ９〜Ｒ１２の４画素、Ｒ１３〜Ｒ１６の４画素から発生した電荷をそれぞれ加算してから読み出すようにする。Ｂ画素、Ｇ画素についても同様である。ただし、Ｇ画素については１６画素加算読み出しモードの場合と同様に正方形エリア２００内の奇数行同士、偶数行同士で加算を行う。

図４は、各画素読み出しモードにおける撮像素子１１０の画素出力の読み出しタイミングについて示すタイミングチャートである。また、図５は、各画素読み出しを行うための撮像素子１１０の構成について説明するための図である。ここで、図５（ａ）は垂直ＣＣＤの構成について説明するための図であり、図５（ｂ）は水平ＣＣＤの構成について説明するための図である。図５（ａ）に示すように撮像素子１１０の各画素は転送ゲートＡ〜Ｈを介して垂直ＣＣＤ１１０ａに接続されている。また、図５（ｂ）に示すように各垂直ＣＣＤ１１０ａは転送ゲートａ〜ｈを介して水平ＣＣＤ１１０ｂに接続されている。

図４に示すように、各画素読み出しモードの場合には全ての画素の読み出しタイミングが同じになるように、垂直転送時及び水平転送時でそれぞれ全ての画素の転送ゲートを同時に開閉するように制御する。これにより、撮像素子１１０の各画素からの電荷がそれぞれ独立に垂直転送及び水平転送される。

図６は、１６画素加算読み出しモードにおける撮像素子１１０の読み出しタイミングについて示すタイミングチャートである。また、図７は、１６画素加算読み出しを行うための撮像素子１１０の構成について説明するための図である。ここで、図７（ａ）は垂直ＣＣＤの構成について説明するための図であり、図７（ｂ）は水平ＣＣＤの構成について説明するための図である。

まず、垂直転送時の制御について説明する。図６に示すように、１６画素加算読み出しモードにおいては、最初の読み出しタイミングＴ_１で転送ゲートＡと転送ゲートＢのみを開閉して電荷の読み出しを行う。その後、この読み出された電荷が４回転送されるタイミングＴ_２で転送ゲートＣと転送ゲートＤのみを開閉して電荷の読み出しを行う。これにより転送ゲートＡを介して読み出されたＲ画素の電荷と転送ゲートＣを介して読み出されたＲ画素の電荷が加算され、転送ゲートＢを介して読み出されたＧ_１（図３参照）画素の電荷と転送ゲートＤを介して読み出されたＧ_１画素の電荷が加算されることになる。次に、これら加算された電荷が４回転送されるタイミングＴ_３で転送ゲートＥと転送ゲートＦのみを開閉して電荷の読み出しを行う。これにより２画素加算後のＲ画素の電荷に転送ゲートＥを介して読み出されたＲ画素の電荷が加算され、２画素加算後のＧ_１画素の電荷に転送ゲートＦを介して読み出されたＧ_１画素の電荷が加算されることになる。更に、これら加算された電荷が４回転送されるタイミングＴ_４で転送ゲートＧと転送ゲートＨのみを開閉して電荷の読み出しを行う。これによりＲ画素及びＧ_１画素は、それぞれ４画素分の電荷が加算されることになる。なお、Ｂ画素及びＧ_２画素も同様にして転送ゲートの制御を行うことにより垂直転送時に４画素分の電荷が加算される。

一方、水平転送の場合も垂直転送の場合と同様にして転送ゲートの開閉を行う。これにより、転送ゲートの開閉が行われるたびに、垂直転送の際に４画素分加算された電荷が加算されていくので、最終的に１６画素分加算された電荷が出力されることになる。

このようにして画素出力を加算してから読み出すことによって露光時間を短縮し、手ぶれの影響を低減することができる。ただし、１６画素分の出力を加算してから読み出すので、各画素読み出しモードに比べて画像の解像度が低下する。

図８は、４画素加算読み出しモードにおける撮像素子１１０の読み出しタイミングについて示すタイミングチャートである。また、図９は、４画素加算読み出しを行うための撮像素子１１０の構成について説明するための図である。ここで、図９（ａ）は垂直ＣＣＤの構成について説明するための図であり、図９（ｂ）は水平ＣＣＤの構成について説明するための図である。

まず、垂直転送について説明する。図８に示すように、最初の読み出しタイミングＴ_１では転送ゲートＡ及び転送ゲートＥと、転送ゲートＢ及び転送ゲートＦのみを開閉して電荷の読み出しを行う。次に、これら読み出された電荷が４回転送されるタイミングＴ_２で転送ゲートＣ及び転送ゲートＧと、転送ゲートＤ及び転送ゲートＨのみを開閉して電荷の読み出しを行う。これにより転送ゲートＡを介して読み出されたＲ画素の電荷と転送ゲートＣを介して読み出されたＲ画素の電荷が加算され、転送ゲートＢを介して読み出されたＧ_１画素の電荷と転送ゲートＤを介して読み出されたＧ_１画素の電荷が加算され、転送ゲートＥを介して読み出されたＲ画素の電荷と転送ゲートＧを介して読み出されたＲ画素の電荷が加算され、転送ゲートＦを介して読み出されたＧ_１画素の電荷と転送ゲートＨを介して読み出されたＧ_１画素の電荷が加算されることになる。

一方、水平転送の場合も垂直転送の場合と同様にして転送ゲートの開閉を行う。これにより、最終的に４画素毎加算された電荷が出力されることになる。

ここで、上記したような３つの読み出しモードに従って読み出された電荷は、図示しない電荷電圧変換アンプにおいてアナログの電圧信号に変換され、ＣＣＤ出力処理回路１１２に出力される。

次に、ＣＣＤ出力処理回路１１２について説明する。図１０は、ＣＣＤ出力処理回路１１２の内部の構成について示す図である。ＣＣＤ出力処理回路１１２は、ゲイン可変アンプ１１２ａと、ゲインコントローラ１１２ｂと、Ａ/Ｄ変換器１１２ｃとから構成されている。増幅回路としてのゲイン可変アンプ１１２ａは、撮像素子１１０から入力されたアナログの電圧信号を所定の増幅率（アンプゲイン）で増幅する。ゲインコントローラ１１２ｂはシーケンスコントローラ１１８からのゲインコントロール信号に基づいてゲイン可変アンプ１１２ａのアンプゲインを設定する。Ａ/Ｄ変換器１１２ｃは、ゲイン可変アンプ１１２ａで増幅された信号をデジタル信号（デジタル画像データ）に変換する。

ここで、ゲイン可変アンプ１１２ａのアンプゲインはゲイン可変アンプ１１２ａに予め設定されたゲイン値Ａとゲインコントローラ１１２ｂにおいて設定される倍率とによって決定されるものである。なお、ゲイン値Ａは、例えば撮像素子１１０の蓄積電荷量がほぼ飽和状態となるか又は飽和している場合の出力信号を増幅したときに、その出力がＡ/Ｄ変換器１１２ｃにおいてＡ/Ｄ変換可能な最大変換レベルとなるような値に設定されている。

次に、上記したような構成を有するカメラにおける静止画撮影モードの際の処理について図１１のフローチャートを参照して説明する。
静止画撮影モードにおいて、シーケンスコントローラ１１８は、撮影者によって１ｓｔレリーズスイッチがオンされたか否かを判定する（ステップＳ１）。

ステップＳ１の判定において、１ｓｔレリーズスイッチがオンされていない場合には、処理がステップＳ１からステップＳ２に分岐して、シーケンスコントローラ１１８は、所定周期毎に撮像素子１１０から得られた画像をＬＣＤモニタ９に表示させるスルー画表示の制御を行う（ステップＳ２）。その後に、シーケンスコントローラ１１８は、手ぶれ防止モード設定スイッチ６がオンに設定されているか否かを判定する（ステップＳ３）。

ステップＳ３の判定において、手ぶれ防止モード設定スイッチ６がオンに設定されている場合には、処理がステップＳ３からステップＳ４に分岐して、シーケンスコントローラ１１８は、手ぶれ量を検出するために角速度センサＸ１１９、角速度センサＹ１２０を動作オンする（ステップＳ４）。一方、ステップＳ３の判定において、手ぶれ防止モード設定スイッチ６がオフに設定されている場合には、処理がステップＳ３からステップＳ５に分岐する。この場合、シーケンスコントローラ１１８は、角速度センサＸ１１９、角速度センサＹ１２０を動作オフする（ステップＳ５）。

ステップＳ４又はステップＳ５の処理の終了後、シーケンスコントローラ１１８は、レリーズボタン４、手ぶれ防止モード設定スイッチ６以外の各種操作部材がオンされたか否かを判定する（ステップＳ６）。ステップＳ６の判定において、各種操作部材がオンされた場合には、処理がステップＳ６からステップＳ７に分岐して、シーケンスコントローラ１１８は、オンされた操作部材に対応する処理を実行する（ステップＳ７）。その後に、処理がステップＳ１に戻る。一方、ステップＳ６の判定において、各種スイッチがオンされていない場合には、処理がステップＳ６からステップＳ１に戻る。

また、ステップＳ１の判定において、１ｓｔレリーズスイッチがオンされている場合には、処理がステップＳ１からステップＳ８に分岐して、シーケンスコントローラ１１８は、自動焦点調整（ＡＦ）処理を行う（ステップＳ８）。このＡＦ処理の手法としては、撮像素子１１０から出力される画像のコントラストが最も高くなるように撮影レンズ２を駆動させる手法等の周知の手法を用いれば良い。また、専用のＡＦセンサを用いて撮影レンズ２の焦点状態を検出できるようにしても良い。ステップＳ８のＡＦの終了後、シーケンスコントローラ１１８は画像の明るさを検出する測光処理を行う（ステップＳ９）。その後、シーケンスコントローラ１１８は、撮像素子１１０の適正露光時間ｔ_ＥＸＰを演算する露光量演算を行う（ステップＳ１０）。例えば、撮像素子１１０の画素を構成するフォトダイオードセルの飽和露光量（蓄積電荷の最大値）と垂直ＣＣＤ及び水平ＣＣＤを構成する転送セルの最大蓄積電荷量とがほぼ等しい場合には、適正露光時間ｔ_ＥＸＰは、測光の結果、最も明るいと判定された画素の蓄積電荷量がほぼ飽和状態となるか又は飽和状態に近い状態となるまでの露光時間となる。

ステップＳ１０の露光量演算の後、シーケンスコントローラ１１８は、撮影者によって２ｎｄレリーズスイッチがオンされたか否かを判定し（ステップＳ１１）、２ｎｄレリーズスイッチがオンされるまで待機する。ステップＳ１１の判定において、２ｎｄレリーズスイッチがオンされた場合には、処理がステップＳ１１からステップＳ１２に分岐してシーケンスコントローラ１１８は、スルー画表示を停止させ（ステップＳ１２）、モータドライバ１０９を介して絞り２ｃの駆動制御を行う（ステップＳ１３）。

次に、シーケンスコントローラ１１８は、手ぶれ防止モード設定スイッチ６がオンに設定されているか否かを判定する（ステップＳ１４）。ステップＳ１４の判定において、手ぶれ防止モード設定スイッチ６がオンに設定されている場合には、処理がステップＳ１４からステップＳ１５に分岐して、シーケンスコントローラ１１８は露光制御１の処理を行う（ステップＳ１５）。また、ステップＳ１４の判定において、手ぶれ防止モード設定スイッチ６がオンに設定されていない場合には、処理がステップＳ１４からステップＳ１６に分岐して、シーケンスコントローラ１１８は露光制御２の処理を行う（ステップＳ１６）。これら露光制御１及び露光制御２の処理については後で詳しく説明する。

ステップＳ１５又はステップＳ１６の露光制御の後、画像処理回路１１３は、シーケンスコントローラ１１８の制御のもと、ＣＣＤ出力処理回路１１２から入力された画像データを画像処理して、圧縮/伸長回路１１４に出力する（ステップＳ１７）。圧縮/伸長回路１１４は、画像処理回路１１３で処理された画像データを圧縮し（ステップＳ１８）、この圧縮画像データを記録媒体１１７に記録する（ステップＳ１９）。

ステップＳ１９の画像記録が終了した後、シーケンスコントローラ１１８は絞り２ｃを開放させるようにモータドライバ１０９を制御する（ステップＳ２０）。その後、処理がステップＳ１に戻る。

次に、図１１のステップＳ１５の露光制御１の処理について説明する。図１２は、第１の実施形態における露光制御１の処理について示すフローチャートである。

ここで、露光制御１の処理について説明する前に、ボケ円径という量を定義する。このボケ円径は、手ぶれ量の積算値の評価レベルを示すものであり、角速度センサＸ１１９、角速度センサＹ１２０の出力に基づいて求められたぶれ軌跡を含む最小の円（以下、ボケ円と称する）の直径として定義される。例えば、露光開始からのぶれ軌跡が図１３（ａ）の参照符号３０１ａで表される場合、そのときのボケ円径はぶれ軌跡３０１ａを含むような最小の円であるボケ円３０２ａの直径３０３ａとして求めることができる。また、露光開始からのぶれ軌跡が図１３（ｂ）の参照符号３０１ｂで表される場合にはボケ円径はボケ円３０２ｂの直径３０３ｂとなり、ぶれ軌跡が図１３（ｃ）の参照符号３０１ｃで表される場合にはボケ円径はボケ円３０２ｃの直径３０３ｃとなる。このように、ボケ円径はぶれ軌跡を求める際の基準となる所定の点像の移動範囲を表す量となる。このようなボケ円径を定義することにより、手ぶれによる画像のボケ量を評価することが可能となる。

以下、図１２のフローチャートについて説明する。まず、露光の準備として、シーケンスコントローラ１１８はＣＣＤ駆動回路１１１を介して撮像素子１１０の各画素に蓄積されている電荷をリセットする（ステップＳ２１）。次に、シーケンスコントローラ１１８は、撮像素子１１０の積分時間を計時するための図示しないタイマのカウント値ｔを０にリセットした後（ステップＳ２２）、ＣＣＤ駆動回路１１１を介して撮像素子１１０の積分動作を開始させる（ステップＳ２３）。また、これと同時に、シーケンスコントローラ１１８は、角速度センサＸ１１９、角速度センサＹ１２０からの出力を積算することにより露光中のぶれ軌跡を算出する。同時にシーケンスコントローラ１１８は、算出したぶれ軌跡からボケ円径を算出する（ステップＳ２４）。

次に、シーケンスコントローラ１１８は、ボケ円径が１６画素加算読み出しモードにおける画素加算の範囲を超えていないか否かを判定する（ステップＳ２５）。図１４（ａ）に１６画素加算読み出しモードの画素加算範囲とボケ円との関係について示す。図１４（ａ）に示すように、１６画素加算読み出しモードにおける画素加算の範囲は８画素×８画素で表すことができる。ここで、図１４（ａ）のＰは撮像素子１１０の画素ピッチを示しており、これから、ステップＳ２５の判定は、ボケ円径が第１の閾値レベルである８Ｐ未満であるか否かを判定すれば良いことになる。

ステップＳ２５の判定において、ボケ円径が８Ｐ以上である場合には、処理がステップＳ２５からステップＳ２６に分岐する。この場合は、ボケ円が１６画素加算読み出しモードの画素加算の範囲よりも大きいので、手ぶれによる画像のボケの影響のほうが１６画素加算を行うことによる画像の解像度の低下の影響よりも大きくなる。このような場合には１６画素加算読み出しモードを利用して手ぶれの低減を行うようにする。このために、シーケンスコントローラ１１８は、シャッタを閉じて撮像素子１１０の露光を打ち切る（ステップＳ２６）。ここで、シャッタは、例えば撮像素子１１０の素子シャッタ（電子シャッタ）を利用しても良いし、撮像素子１１０の前面に機械式のシャッタを設けるようにしても良い。

ステップＳ２６において露光を打ち切った後、シーケンスコントローラ１１８は、ゲイン可変アンプ１１２ａのアンプゲインを、
アンプゲイン＝Ａ×（１/１６ｔ_ＥＸＰ÷ｔ_{ＥＸＰＡ１}）（式１）
に設定する（ステップＳ２７）。ここで、（式１）のｔ_ＥＸＰは図１１のステップＳ１０で求めた適正露光時間であり、ｔ_{ＥＸＰＡ１}は露光開始から露光を打ち切った時点までの時間である。

ステップＳ２７においてアンプゲインを設定した後、シーケンスコントローラ１１８は、１６画素加算読み出しモードで撮像素子１１０からの電荷を読み出すようにＣＣＤ駆動回路１１１に指示を送る（ステップＳ２８）。その後、処理が図１１のステップＳ１７に移行する。

また、ステップＳ２５の判定において、ボケ円径が８Ｐ未満である場合には、処理がステップＳ２５からステップＳ２９に分岐する。この場合、シーケンスコントローラ１１８は、タイマのカウント値ｔが第１の時点である１/１６ｔ_ＥＸＰとなったか否かを判定する（ステップＳ２９）。ステップＳ２９の判定において、ｔが１/１６ｔ_ＥＸＰとなっていない場合には、処理がステップＳ２９からステップＳ２５に戻る。また、ステップＳ２９の判定において、ｔが１/１６ｔ_ＥＸＰとなった場合には、１６画素加算読み出しモードを利用した手ぶれの低減を行わずに、処理がステップＳ２９からステップＳ３０に分岐する。

ここで、１６画素加算読み出しモードを利用した手ぶれの低減を露光開始から１/１６ｔ_ＥＸＰまでの期間でしか行わない理由について説明する。図１５は、露光時間とゲイン可変アンプ１１２ａの出力との関係について示した図である。一般に、撮像素子１１０の出力は露光時間に比例するので、図１５に示すようにゲイン可変アンプ１１２ａの出力も露光時間に比例する。また、図１５に示すように、適正露光時間ｔ_ＥＸＰだけ露光を行うことにより、ゲイン可変アンプ１１２ａの出力が、Ａ/Ｄ変換器１１２ｃにおいてＡ/Ｄ変換可能な最大レベル（Ａ/Ｄ変換ＭＡＸレベル）となるようにゲイン値Ａが設定されている。ただし、この適正露光時間ｔ_ＥＸＰは画素加算を行わないことを前提としており、１６画素加算読み出しモードの場合には１/１６ｔ_ＥＸＰよりも長い時間露光してしまうと、ＣＣＤ転送路を構成する転送セルの電荷量が飽和してしまい、正しい画素出力が得られない可能性がある。

そこで、第１の実施形態では、１６画素加算読み出しモードを利用した手ぶれの低減を、図１５に示す１６画素加算領域（０≦ｔ＜１/１６ｔ_ＥＸＰ）の期間内でのみ行うようにしている。

また、図１６に示すように、１/１６ｔ_ＥＸＰよりも短い時間で露光を打ち切った場合には撮像素子１１０のからの出力信号をゲイン値Ａ倍してもその出力は、Ａ/Ｄ変換ＭＡＸレベルにはならない。そこで、１/１６ｔ_ＥＸＰよりも短いｔ_{ＥＸＰＡ１}で露光を打ち切った場合には、（式１）に示すようなアンプゲインを設定する。このようなアンプゲインを設定することにより、ゲイン可変アンプ１１２ａの出力をＡ/Ｄ変換ＭＡＸレベルとすることが可能である。

次に、図１２のステップＳ２９の判定において、ｔが１/１６ｔ_ＥＸＰとなった場合には、シーケンスコントローラ１１８は、ステップＳ２４で算出したボケ円径が第２の閾値レベルである４Ｐ未満であるか否かを判定する（ステップＳ３０）。即ち、４画素加算読み出しモードにおける画素加算の範囲は、図１４（ｂ）に示すように４画素×４画素であるためステップＳ３０のような判定を行う。

ステップＳ３０の判定において、ボケ円径が４Ｐ以上である場合には、処理がステップＳ３０からステップＳ３１に分岐して、シーケンスコントローラ１１８は、シャッタを閉じて撮像素子１１０の露光を打ち切った後（ステップＳ３１）、ゲイン可変アンプ１１２ａのアンプゲインを、
アンプゲイン＝Ａ×（１/４ｔ_ＥＸＰ÷ｔ_{ＥＸＰＡ２}）（式２）
に設定する（ステップＳ３２）。ここで、ｔ_{ＥＸＰＡ２}は露光開始から露光を打ち切った時点までの時間である。

ステップＳ３２においてアンプゲインを設定した後、シーケンスコントローラ１１８は、４画素加算読み出しモードで撮像素子１１０からの電荷を読み出すようにＣＣＤ駆動回路１１１に指示を送る（ステップＳ３３）。その後、処理が図１１のステップＳ１７に移行する。

また、ステップＳ３０の判定において、ボケ円径が４Ｐ未満である場合には、処理がステップＳ３０からステップＳ３４に分岐する。この場合、シーケンスコントローラ１１８は、タイマのカウント値ｔが第２の時点である１/４ｔ_ＥＸＰとなったか否かを判定する（ステップＳ３４）。ステップＳ３４の判定において、ｔが１/４ｔ_ＥＸＰとなっていない場合には、処理がステップＳ３４からステップＳ３０に戻る。また、ステップＳ３４の判定において、ｔが１/４ｔ_ＥＸＰとなった場合には、４画素加算読み出しモードを利用した手ぶれの低減を行わず、処理がステップＳ３４からステップＳ３５に分岐する。ここで、４画素加算読み出しモードを利用した手ぶれの低減を図１５に示す４画素加算領域（１/１６ｔ_ＥＸＰ≦ｔ＜１/４ｔ_ＥＸＰ）の範囲でしか行わない理由は、１６画素加算読み出しモードのときと同様の理由である。

ステップＳ３４の判定において、ｔが１/４ｔ_ＥＸＰとなった場合には、シーケンスコントローラ１１８は、ステップＳ２４で算出したボケ円径が２Ｐ未満であるか否かを判定する（ステップＳ３５）。この２Ｐは、図１４（ｃ）に示すベイヤ配列の画素単位であるＲ、Ｇ_１、Ｇ_２、Ｂの範囲に相当する範囲である。

ステップＳ３５の判定において、ボケ円径が２Ｐ以上である場合には、処理がステップＳ３５からステップＳ３６に分岐して、シーケンスコントローラ１１８は、シャッタを閉じて撮像素子１１０の露光を打ち切った後（ステップＳ３６）、ゲイン可変アンプ１１２ａのアンプゲインを、
アンプゲイン＝Ａ×（ｔ_ＥＸＰ÷ｔ_{ＥＸＰＡ３}）（式３）
に設定する（ステップＳ３７）。ここで、ｔ_{ＥＸＰＡ３}は露光開始から露光を打ち切った時点までの時間ある。

ステップＳ３７においてアンプゲインを設定した後、シーケンスコントローラ１１８は、各画素読み出しモードで撮像素子１１０からの電荷を読み出すようにＣＣＤ駆動回路１１１に指示を送る（ステップＳ３８）。その後、処理が図１１のステップＳ１７に移行する。

即ち、ステップＳ３６〜ステップＳ３８の処理は画素加算を行わずにゲイン可変アンプ１１２ａにおける信号の増幅のみによって露光時間を短縮し、手ぶれの低減を行う処理である。

また、ステップＳ３５の判定において、ボケ円径が２Ｐ未満である場合には手ぶれが殆どないので、手ぶれの低減処理を行う必要がない。この場合は、処理がステップＳ３５からステップＳ３９に分岐して、シーケンスコントローラ１１８は、タイマのカウント値ｔがｔ_ＥＸＰとなったか否かを判定し（ステップＳ３９）、ｔがｔ_ＥＸＰとなっていない場合にはステップＳ３５に戻る。一方、ステップＳ３９の判定において、ｔがｔ_ＥＸＰとなった場合には、処理がステップＳ３９からステップＳ４０に分岐する。この場合には、適正露光時間ｔ_ＥＸＰが経過したので、シーケンスコントローラ１１８は、シャッタを閉じて露光を終了させ（ステップＳ４０）、アンプゲインをＡに設定する（ステップＳ４１）。その後、処理がステップＳ３８に移行して、シーケンスコントローラ１１８は、各画素読み出しモードで撮像素子１１０からの電荷を読み出すようにＣＣＤ駆動回路１１１に指示を送る。その後、処理が図１１のステップＳ１７に移行する。

次に、図１１のステップＳ１６の露光制御２について説明する。図１７は、露光制御２の処理について示すフローチャートである。

まず、露光の準備として、シーケンスコントローラ１１８はＣＣＤ駆動回路１１１を介して撮像素子１１０の各画素に蓄積されている電荷をリセットする（ステップＳ５１）。次に、シーケンスコントローラ１１８は、撮像素子１１０の積分時間を計時するための図示しないタイマのカウント値ｔを０にリセットした後（ステップＳ５２）、ＣＣＤ駆動回路１１１を介して撮像素子１１０の積分動作を開始させる（ステップＳ５３）。

次に、シーケンスコントローラ１１８は、適正露光時間ｔ_ＥＸＰが手ぶれ秒時１/ｆ以上であるか否かを判定する（ステップＳ５４）。ここで、手ぶれ秒時は、撮影レンズ２の焦点距離ｆの逆数として定義される。一般に、露光時間が手ぶれ秒時内であれば手ぶれが発生しにくいとされている。

ステップＳ５４の判定において、ｔ_ＥＸＰが１/ｆ以上である場合には、処理がステップＳ５４からステップＳ５５に分岐して、シーケンスコントローラ１１８は、手ぶれ発生の可能性が高いため、露光補助のために、フラッシュ発光部３を発光させるように指示を送る（ステップＳ５５）。その後、ステップＳ５６に移行する。一方、ステップＳ５４の判定において、ｔ_ＥＸＰが１/ｆ未満である場合には、フラッシュ発光部３を発光させずに、処理がステップＳ５４からステップＳ５６に分岐する。

ステップＳ５４又はステップＳ５５の後、シーケンスコントローラ１１８は、タイマのカウント値ｔが適正露光時間ｔ_ＥＸＰとなったか否かを判定し（ステップＳ５６）、ｔがｔ_ＥＸＰとなるまで待機する。一方、ステップＳ５６の判定において、ｔがｔ_ＥＸＰとなった場合には、処理がステップＳ５６からステップＳ５７に分岐する。この場合には、適正露光時間ｔ_ＥＸＰが経過したので、シーケンスコントローラ１１８は、シャッタを閉じて露光を終了させ（ステップＳ５７）、アンプゲインをＡに設定する（ステップＳ５８）。その後、シーケンスコントローラ１１８は、各画素読み出しモードで撮像素子１１０からの電荷を読み出すようにＣＣＤ駆動回路１１１に指示を送る（ステップＳ５９）。そして、処理が図１１のステップＳ１７に移行する。

以上説明したように第１の実施形態によれば、露光中の手ぶれの大きさをボケ円径によって評価し、このボケ円径が所定の閾値を超えた場合に、その時点で露光を打ち切った後、その時点で最も近い加算範囲の画素加算読み出しモードで撮像素子１１０から電荷を読み出すようにしている。これにより、手ぶれの大きさに応じた最適な読み出しモードで電荷を読み出して画像の劣化の少ない画像を得ることができる。

つまり、１６画素加算読み出しモードは、手ぶれ低減の効果が高い反面、１６画素分の電荷を加算するので画像の解像度が各画素読み出しモードに比べて低下する。このため、第１の実施形態では、手ぶれが大きい場合にのみ１６画素加算読み出しモードを選択して手ぶれによる画像の劣化を押さえ、手ぶれが中程度の場合には１６画素加算読み出しモードよりも手ぶれ補正の効果が低くなる分、解像度の低下も少ない４画素加算読み出しモードを選択し、手ぶれが殆どない場合には、画像の解像度を優先して各画素読み出しモードを選択することにより、画像の劣化を最小限とすることができる。

また、ボケ円径の判定の際にボケ円径が閾値を越えた時点で露光を打ち切るようにしているので、その時点の手ぶれよりも更に手ぶれが大きくなって画像の劣化がより進むことがない。また、撮像素子の露光開始時点から撮像素子の露光を打ち切る時点までの時間に応じてゲイン可変アンプ１１２ａのアンプゲインを設定するので、露光を途中で打ち切ることによる露光量のレベル低下を補うことができる。

［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態は、第１の実施形態における露光制御１の処理を簡略化した例である。この第２の実施形態においては、画素の読み出しモードを９画素加算読み出しモードと各画素読み出しモードの２つとしている。

図１８は、第２の実施形態における露光制御１の処理について示すフローチャートである。なお、これ以外の静止画撮影モードの際の処理及び露光制御２の処理については第１の実施形態と同様である。

まず、露光の準備として、シーケンスコントローラ１１８はＣＣＤ駆動回路１１１を介して撮像素子１１０の各画素に蓄積されている電荷をリセットする（ステップＳ６１）。次に、シーケンスコントローラ１１８は、撮像素子１１０の積分時間を計時するための図示しないタイマのカウント値ｔを０にリセットした後（ステップＳ６２）、ＣＣＤ駆動回路１１１を介して撮像素子１１０の積分動作を開始させる（ステップＳ６３）。また、これと同時に、シーケンスコントローラ１１８は、角速度センサＸ１１９、角速度センサＹ１２０からの出力を積算することにより露光中のぶれ軌跡を算出する。同時にシーケンスコントローラ１１８は、算出したぶれ軌跡からボケ円径を算出する（ステップＳ６４）。

次に、シーケンスコントローラ１１８は、ボケ円径が図１９に示す９画素加算の加算範囲を超えていないか否かを判定する（ステップＳ６５）。図１９に示すように、９画素加算の加算範囲は６画素×６画素となるので、ステップＳ６５の判定は、ボケ円径が６Ｐ未満であるか否かを判定すれば良い。

ステップＳ６５の判定において、ボケ円径が６Ｐ以上である場合には、処理がステップＳ６５からステップＳ６６に分岐する。この場合には、９画素加算読み出しモードを利用した手ぶれの低減を行う。このためにシーケンスコントローラ１１８は、シャッタを閉じて撮像素子１１０の露光を打ち切った後（ステップＳ６６）、ゲイン可変アンプ１１２ａのアンプゲインを、
アンプゲイン＝Ａ×（１/９ｔ_ＥＸＰ÷ｔ_ＥＸＰＡ）（式４）
に設定する（ステップＳ６７）。ここで、ｔ_ＥＸＰＡは露光開始から露光を打ち切った時点までの時間である。

ステップＳ６７においてアンプゲインを設定した後、シーケンスコントローラ１１８は、９画素加算読み出しモードで撮像素子１１０からの電荷を読み出すようにＣＣＤ駆動回路１１１に指示を送る（ステップ６８）。その後、処理が図１１のステップＳ１７に戻る。

また、ステップＳ６５の判定において、ボケ円径が６Ｐ未満である場合には、処理がステップＳ６５からステップＳ６９に分岐して、シーケンスコントローラ１１８は、タイマのカウント値ｔが１/９ｔ_ＥＸＰとなったか否かを判定する（ステップＳ６９）。ステップＳ６９の判定において、ｔが１/９ｔ_ＥＸＰとなっていない場合には、処理がステップＳ６９からステップＳ６５に戻る。また、ステップＳ６９の判定において、ｔが１/９ｔ_ＥＸＰとなった場合には、９画素加算読み出しモードを利用した手ぶれの低減を行わず、処理がステップＳ６９からステップＳ７０に分岐する。ここで、９画素加算読み出しモードを利用した手ぶれの低減を露光開始からから１/９ｔ_ＥＸＰまでしか行わない理由は、第１の実施形態で説明した１６画素加算読み出しモードの場合と同様の理由である。

ステップＳ６９の判定において、ｔが１/９ｔ_ＥＸＰとなった場合には、シーケンスコントローラ１１８は、ボケ円径が２Ｐ未満であるか否かを判定する（ステップＳ７０）。ステップＳ７０の判定において、ボケ円径が２Ｐ以上である場合には、処理がステップＳ７０からステップＳ７１に分岐して、シーケンスコントローラ１１８は、シャッタを閉じて撮像素子１１０の露光を打ち切った後（ステップＳ７１）、ゲイン可変アンプ１１２ａのアンプゲインを、
アンプゲイン＝Ａ×（ｔ_ＥＸＰ÷ｔ_ＥＸＰＡ）（式５）
に設定する（ステップＳ７２）。

ステップＳ７２においてアンプゲインを設定した後、シーケンスコントローラ１１８は、各画素読み出しモードで撮像素子１１０からの電荷を読み出すようにＣＣＤ駆動回路１１１に指示を送る（ステップＳ７３）。その後、処理が図１１のステップＳ１７に戻る。

また、ステップＳ７０の判定において、ボケ円径が２Ｐ未満である場合には、処理がステップＳ７０からステップＳ７４に分岐して、シーケンスコントローラ１１８は、タイマのカウント値ｔがｔ_ＥＸＰとなったか否かを判定し（ステップＳ７４）、ｔがｔ_ＥＸＰとなっていない場合にはステップＳ７４の判定を継続する。一方、ステップＳ７４の判定においてｔがｔ_ＥＸＰとなった場合には、処理がステップＳ７４からステップＳ７５に分岐する。この場合には、適正露光時間が経過したので、シーケンスコントローラ１１８は、シャッタを閉じて露光を終了させ（ステップＳ７５）、アンプゲインをＡに設定する（ステップＳ７６）。その後、処理がステップＳ７３に移行して、シーケンスコントローラ１１８は、各画素読み出しモードで撮像素子１１０からの電荷を読み出すようにＣＣＤ駆動回路１１１に指示を送る。その後、処理が図１１のステップＳ１７に戻る。

以上説明したように第２の実施形態によれば、１６画素加算読み出しモードと４画素加算読み出しモードの中間的な画素加算読み出しモードである９画素加算読み出しモードを用いて露光制御１の処理を簡略化することができる。

なお、第２の実施形態における露光制御１を図２０のようにすれば、更に処理を簡略化することができる。図２０において、まず、露光の準備として、シーケンスコントローラ１１８はＣＣＤ駆動回路１１１を介して撮像素子１１０の各画素に蓄積されている電荷をリセットする（ステップＳ８１）。次に、シーケンスコントローラ１１８は、撮像素子１１０の積分時間を計時するための図示しないタイマのカウント値ｔを０にリセットした後（ステップＳ８２）、ＣＣＤ駆動回路１１１を介して撮像素子１１０の積分動作を開始させる（ステップＳ８３）。また、これと同時に、シーケンスコントローラ１１８は、角速度センサＸ１１９、角速度センサＹ１２０からの出力を積算することにより露光中のぶれ軌跡を算出する。同時にシーケンスコントローラ１１８は、算出したぶれ軌跡からボケ円径を算出する（ステップＳ８４）。

次に、シーケンスコントローラ１１８は、ボケ円径が２Ｐ未満であるか否かを判定する（ステップＳ８５）。ステップＳ８５の判定において、ボケ円径が２Ｐ以上である場合には、処理がステップＳ８５からステップＳ８６に分岐する。この場合には、９画素加算読み出しモードを利用した手ぶれの低減を行う。即ち、シーケンスコントローラ１１８は、シャッタを閉じて撮像素子１１０の露光を打ち切った後（ステップＳ８６）、ゲイン可変アンプ１１２ａのアンプゲインを（式４）のアンプゲインに設定する（ステップＳ８７）。

ステップＳ８７においてアンプゲインを設定した後、シーケンスコントローラ１１８は、９画素加算読み出しモードで撮像素子１１０からの電荷を読み出すようにＣＣＤ駆動回路１１１に指示を送る（ステップ８８）。その後、処理が図１１のステップＳ１７に戻る。

また、ステップＳ８５の判定において、ボケ円径が２Ｐ未満である場合には、処理がステップＳ８５からステップＳ８９に分岐して、シーケンスコントローラ１１８は、タイマのカウント値ｔが１/９ｔ_ＥＸＰとなったか否かを判定する（ステップＳ８９）。ステップＳ８９の判定において、ｔが１/９ｔ_ＥＸＰとなっていない場合には、処理がステップＳ８９からステップＳ８５に戻る。また、ステップＳ８９の判定において、ｔが１/９ｔ_ＥＸＰとなった場合には、９画素加算読み出しモードを利用した手ぶれの低減を行わず、処理がステップＳ８９からステップＳ９０に分岐して、シーケンスコントローラ１１８は、タイマのカウント値ｔがｔ_ＥＸＰとなったか否かを判定し（ステップＳ９０）、ｔがｔ_ＥＸＰとなるまで待機する。

一方、ステップＳ９０の判定においてｔがｔ_ＥＸＰとなった場合には、処理がステップＳ９０からステップＳ９１に分岐する。この場合には、適正露光時間が経過したので、シーケンスコントローラ１１８は、シャッタを閉じて露光を終了させ（ステップＳ９１）、アンプゲインをＡに設定する（ステップＳ９２）。その後、シーケンスコントローラ１１８は、各画素読み出しモードで撮像素子１１０からの電荷を読み出すようにＣＣＤ駆動回路１１１に指示を送る（ステップＳ９３）。その後、処理が図１１のステップＳ１７に戻る。

即ち、図２０の変形例では、９画素加算読み出しモードを利用した手ぶれの低減を行うか否かを判定するための閾値を２Ｐとし、更に各画素読み出しモードで電荷を読み出す場合には露光を途中で打ち切らないようにしている。これにより９画素加算読み出しモードを利用した手ぶれの低減が行われ易くなり、かつ図１８に比べて処理が更に簡略化される。

［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。第３の実施形態は、画素加算を行わず、ゲイン可変アンプ１１２ａにおけるアンプゲインを調整することにより、露光時間を短縮して、手ぶれの影響を低減する例である。

図２１は、第３の実施形態における露光制御１の処理について示すフローチャートである。なお、これ以外の静止画撮影モードの際の処理及び露光制御２の処理については第１の実施形態と同様である。

まず、露光の準備として、シーケンスコントローラ１１８はＣＣＤ駆動回路１１１を介して撮像素子１１０の各画素に蓄積されている電荷をリセットする（ステップＳ１０１）。次に、シーケンスコントローラ１１８は、撮像素子１１０の積分時間を計時するための図示しないタイマのカウント値ｔを０にリセットした後（ステップＳ１０２）、ＣＣＤ駆動回路１１１を介して撮像素子１１０の積分動作を開始させる（ステップＳ１０３）。また、これと同時に、シーケンスコントローラ１１８は、角速度センサＸ１１９、角速度センサＹ１２０からの出力を積算することにより露光中のぶれ軌跡を算出する。同時にシーケンスコントローラ１１８は、算出したぶれ軌跡からボケ円径を算出する（ステップＳ１０４）。

次に、シーケンスコントローラ１１８は、ボケ円径が４Ｐを超えていないか否かを判定する（ステップＳ１０５）。なお、ここでの４Ｐは一例であり、変更可能な閾値レベルである。ステップＳ１０５の判定において、ボケ円径が４Ｐ以上である場合には、処理がステップＳ１０５からステップＳ１０６に分岐する。この場合、シーケンスコントローラ１１８は、シャッタを閉じて撮像素子１１０の露光を打ち切った後（ステップＳ１０６）、ゲイン可変アンプ１１２ａのアンプゲインを、（式５）のように設定する（ステップＳ１０７）。その後、処理がステップＳ１１１に移行して、シーケンスコントローラ１１８は、各画素読み出しモードで撮像素子１１０からの電荷を読み出すようにＣＣＤ駆動回路１１１に指示を送る（ステップＳ１１１）。その後、処理が図１１のステップＳ１７に戻る。

一方、ステップＳ１０５の判定において、ボケ円径が４Ｐ未満である場合には、処理がステップＳ１０５からステップＳ１０８に分岐して、シーケンスコントローラ１１８は、タイマのカウント値ｔがｔ_ＥＸＰとなったか否かを判定し（ステップＳ１０８）、ｔがｔ_ＥＸＰとなっていない場合には、ステップＳ１０８の判定を継続する。

一方、ステップＳ１０８の判定においてｔがｔ_ＥＸＰとなった場合には、処理がステップＳ１０８からステップＳ１０９に分岐する。この場合には、適正露光時間が経過したので、シーケンスコントローラ１１８は、シャッタを閉じて露光を終了させ（ステップＳ１０９）、アンプゲインをＡに設定する（ステップＳ１１０）。次に、処理がステップＳ１１１に移行して、シーケンスコントローラ１１８は、各画素読み出しモードで撮像素子１１０からの電荷を読み出すようにＣＣＤ駆動回路１１１に指示を送る。その後、処理が図１１のステップＳ１７に戻る。

以上説明したように第３の実施形態によっても、手ぶれを軽減するための機構系を一切用いることなしに、手ぶれの軽減を行うことができる。

以上実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。

さらに、上記した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適当な組合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。

本発明の第１の実施形態に係る電子カメラの外観斜視図である。図１で示す電子カメラの内部の詳細な構成について示すブロック図である。各画素読み出しモード、１６画素加算読み出しモード、４画素加算読み出しモードについて説明するための図である。各画素読み出しモードにおける撮像素子の画素出力の読み出しタイミングについて示すタイミングチャートである。各画素読み出しを行うための撮像素子の構成について説明するための図である。１６画素加算読み出しモードにおける撮像素子の画素出力の読み出しタイミングについて示すタイミングチャートである。１６画素加算読み出しを行うための撮像素子の構成について説明するための図である。４画素加算読み出しモードにおける撮像素子の画素出力の読み出しタイミングについて示すタイミングチャートである。４画素加算読み出しを行うための撮像素子の構成について説明するための図である。ＣＣＤ出力処理回路の内部の構成について示す図である。静止画撮影モードの際の処理について示すフローチャートである。第１の実施形態における露光制御１の処理について示すフローチャートである。ボケ円径について説明するための図である。図１４（ａ）は１６画素加算読み出しモードの画素加算範囲とボケ円との関係について示した図であり、図１４（ｂ）は４画素加算読み出しモードの画素加算範囲とボケ円との関係について示した図であり、図１４（ｃ）はベイヤ配列の画素単位とボケ円との関係について示した図である。露光時間とゲイン可変アンプの出力との関係について示した図である。１/１６ｔ_ＥＸＰよりも短い時間で露光を打ち切った場合のゲイン可変アンプのアンプゲインについて説明するための図である。露光制御２の処理について示すフローチャートである。第２の実施形態における露光制御１の処理について示すフローチャートである。９画素加算読み出しモードの画素加算範囲とボケ円との関係について示した図である。第２の実施形態における露光制御１の変形例について示すフローチャートである。第３の実施形態における露光制御１の処理について示すフローチャートである。

符号の説明

１…カメラボディ、２…撮影レンズ、３…フラッシュ発光部、４…レリーズボタン、５…ズームスイッチ、６…手ぶれ防止モード設定スイッチ、１０３…ズーム駆動系、１０４…ズームモータ、１０５…絞り駆動系、１０６…絞りモータ、１０７…フォーカス駆動系、１０８…フォーカスモータ、１０９…モータドライバ、１１０…撮像素子、１１１…ＣＣＤ駆動回路、１１２…ＣＣＤ出力処理回路、１１３…画像処理回路、１１４…圧縮/伸長回路、１１５…モニタインターフェース、１１６…画像記録回路、１１７…記録媒体、１１８…シーケンスコントローラ、１１９…角速度センサＸ、１２０…角速度センサＹ、１２１…角速度センサアナログ処理回路

Claims

静止画撮影可能な電子カメラにおいて、
被写体像を形成する光学系と、
上記光学系により形成された被写体像を電荷に変換する複数の画素を有する撮像素子と、
上記撮像素子のそれぞれの画素から得られた電荷をＮ^２（Ｎは２以上の整数）画素毎に加算するＮ^２電荷加算回路と、
上記撮像素子のそれぞれの画素から得られた電荷を画素毎に読み出す各画素読み出しモードと、上記Ｎ^２電荷加算回路を動作させて上記撮像素子のそれぞれの画素から得られた電荷をＮ^２画素毎に加算してから読みだすＮ^２画素加算読み出しモードの何れかを選択して上記撮像素子のそれぞれの画素から得られた電荷を読み出す制御部と、
当該電子カメラの手ぶれ量を検出する手ぶれ検出部と、
を具備し、
上記制御部は、上記撮像素子の露光開始の時点から第１の時点までの間に上記手ぶれ検出部によって検出された手ぶれ量に基づいて算出される手ぶれ量の積算値の評価レベルが第１の閾値レベルに達した場合、その時点で上記撮像素子の露光を打ち切って、上記Ｎ^２画素加算読み出しモードによる読み出しを行い、上記手ぶれ量の積算値の評価レベルが上記第１の閾値レベルに達していない場合、露光開始の時点から適正露光時間後に上記各画素読み出しモードによる読み出しを行い、
上記第１の時点は、上記適正露光時間を上記Ｎ ^２（Ｎは２以上の整数）で除算した結果により決定される、
ことを特徴とする電子カメラ。
上記撮像素子から読み出された電荷に基づく電気信号を所定の増幅率で増幅する増幅回路を更に具備し、
上記制御部は、上記撮像素子の露光を打ち切って上記Ｎ ^２画素加算読み出しモードによる読み出しを行った後、上記撮像素子の露光開始の時点から露光を打ちきった時点までの時間に応じて上記増幅回路の増幅率を設定することを特徴とする請求項１に記載の電子カメラ。
上記撮像素子のそれぞれの画素から得られた電荷をＭ ^２（Ｍは２以上の整数であってＮ＞Ｍの関係を有する）画素毎に加算するＭ ^２電荷加算回路を更に具備し、
上記制御部は、上記各画素読み出しモードと、上記Ｎ ^２画素加算読み出しモードと、上記Ｍ ^２電荷加算回路を動作させて上記撮像素子のそれぞれの画素から得られた電荷をＭ ^２画素毎に加算してから読みだすＭ ^２画素加算読み出しモードの何れかを選択して上記撮像素子のそれぞれの画素から得られた電荷を読み出すと共に、上記撮像素子の露光開始の時点から上記第１の時点までの間に上記手ぶれ量の積算値の評価レベルが上記第１の閾値レベルに達した場合には上記Ｎ ^２画素加算読み出しモードによる読み出しを行い、上記撮像素子の露光開始の時点から上記第１の時点までの間に上記手ぶれ量の積算値の評価レベルが上記第１の閾値レベルに達しない場合には上記第１の時点から第２の時点までに上記手ぶれ検出部によって検出された手ぶれ量に基づいて算出される手ぶれ量の積算値の評価レベルが上記第１の閾値レベルよりも小さい第２の閾値レベルに達した場合に上記Ｍ ^２画素加算読み出しモードによる読み出しを行うことを特徴とする請求項１に記載の電子カメラ。
上記制御部は、上記第１の時点から上記第２の時点までに算出される手ぶれ量の積算値の評価レベルが上記第２の閾値レベルに達していない場合には、上記各画素読み出しモードによる読み出しを行うことを特徴とする請求項３に記載の電子カメラ。