JP4748659B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、スティルカメラ、ビデオカメラ等の撮像装置における撮像時の手ぶれを補正するための手ぶれ補正機能に係り、特に、固体撮像素子等の撮像素子によって得た画像情報を記録媒体に記録する、いわゆるディジタルカメラ等に好適な手ぶれ補正機能を有する撮像装置に関するものである。

スティルカメラ、ビデオカメラ等の撮像装置においては、静止画すなわちスティル画像を撮影する際にも動画、すなわちビデオ画像を撮影する際にも手ぶれによる像のぶれによって撮影される画像が劣化する。この手ぶれを補正するために、角速度センサ等のぶれセンサまたは連続的に撮像視野画像を取得して経時的な画像間の差異により撮影画像の動きを検出する画像処理で、ぶれおよびそのぶれ量を検出し、そのぶれ量に応じてぶれを相殺するように撮影される画像位置を補正することが行われる。ぶれの補正には、撮影光学系の少なくとも一部または撮像素子を偏向またはシフト移動させて補正を行う光学的補正と、撮像素子により撮影される画像の切り出し領域をシフト移動させて補正を行う電子式補正とがあるが、いずれにせよ、ぶれ量に応じて撮影画像を移動させることに変わりはない。

従来の手ぶれ補正技術としては、例えば特許文献１〜特許文献３に示されるようなものがある。特許文献１（特開平１１−２７５４３１号）には、ビデオカメラにおけるパンニング等のように撮影視野を連続的に変化させる際にぶれ補正により撮影視野のなめらかな変化が阻害されるのを防止するための技術が示されている。すなわち、特許文献１においては、ぶれ補正を制限し且つこの制限量を所定の特性に従って連続的に変化させるようにしている。特許文献１の構成では、パンニング等のように撮影視野を連続的に変化させる際には、ぶれ検出のカットオフ周波数を上げてぶれ補正の補正能力を制限し、通常撮影時には、カットオフ周波数を下げてぶれ補正能力を充分に発揮させ、また、ぶれ補正量がぶれ補正可能範囲の限界に近付くこととなる場合にも、ぶれ補正の補正能力を漸次制限し、ぶれ補正が補正端に衝突することによる不自然さを防止するようにしている。

特許文献２（特開平１１−２６６３９０号）には、撮影画像の画素数よりも大きな画素数の撮像素子を用い、撮像素子の全視野から所要の画素数の撮影画像を切り出す位置をぶれ量に対応して相対的に移動させてぶれ補正を行うものにおいて、変倍撮影光学系の変倍値に応じてぶれ補正の補正量を制限する技術が示されている。すなわち、特許文献２の構成では、変倍撮影光学系の有効像円径に応じてぶれ補正の動作範囲を制限するようにして、変倍値の変化に伴う違和感の発生を防止している。
特許文献３（特開２００４−１８４８８７号）には、ぶれセンサ等の検出信号に混入する低周波ノイズを、ぶれ量の小さなぶれと誤認して、実際のぶれがないときにもぶれ補正動作を行って無用な電力を消費することを防止するために、検出信号に対応するぶれ量が所定基準よりも小さいときには、低域周波数のぶれに対するぶれ補正能力を低下させる技術が示されている。すなわち、特許文献３の構成では、検出信号に基づくぶれ量が所定基準よりも小さいときに、低域周波数のぶれ補正能力を低下させ、実際のぶれに対応しない低周波ノイズ等に感応して無用なぶれ補正動作を行うことがないようにしている。

ところで、このような手ぶれ補正を行う場合、撮影レンズの特性から、光軸中心から離れ周辺に近付くにしたがって光学性能の劣化が起きるため、実質的に撮影に使用できる有効画角には限度がある。カメラが小型化すれば、その制約条件も大きくなり、手ぶれ補正に使用することができる範囲にも大きな制約が生ずる。
このような制約を受ける状況にあって、手ぶれに対して最大のぶれ補正効果を得るために、有効画素範囲を超えるぶれ補正が必要となるようなぶれが発生した場合には、画素数よりもぶれ補正に重点を置いて、ぶれ画像の補正を行うことが有効であると考えられる。すなわち、高解像度の画像であっても、ぶれが発生すれば、撮影画像のほぼ全体にわたる画質が劣化する。これに対して、有効画角外に達する補正が必要なぶれが発生した場合には、画素数を犠牲にしても有効なぶれ補正を行うことによって、ぶれによる画質の著しい劣化を効果的に抑制することが可能であるはずである。

特開平１１−２７５４３１号公報 特開平１１−２６６３９０号公報 特開２００４−１８４８８７号公報

そこで本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、常にぶれ補正を優先して画質の劣化を最小限に抑えた手ぶれ補正を可能とする撮像装置を提供することを目的としている。
本発明の請求項１の目的は、特に、有効画角外に至るような補正を必要とする手ぶれが発生した場合にも、効果的な手ぶれ補正を行って、ぶれによる撮影画像全体にわたる大きな画質劣化を防止し得る撮像装置を提供することにある。
本発明の請求項２の目的は、特に、手ぶれ補正によって撮影画像の画素数の犠牲が所定量を超える場合に、それをユーザに的確に報知し得る撮像装置を提供することにある。
本発明の請求項３の目的は、特に、手ぶれ補正によって撮影画像の画素数の犠牲が所定量を超える場合に、ぶれ補正を抑制し、ぶれと画素数減少との適切な兼ね合いを達成する撮像装置を提供することにある。
本発明の請求項４の目的は、特に、撮影画像の画素数が全画素数に比較して小さい場合、有効画角外に至るような補正が必要な手ぶれに対して、像倍率を変更して、実質的に有効ぶれ補正範囲を拡大して、画質劣化のない効果的なぶれ補正を可能とする撮像装置を提供することにある。

本発明の請求項５の目的は、特に、像倍率を変更しても、手ぶれ補正によって撮影画像の画素数の犠牲が所定量を超える場合に、それをユーザに的確に報知し得る撮像装置を提供することにある。
本発明の請求項６の目的は、特に、像倍率を変更しても、手ぶれ補正によって撮影画像の画素数の犠牲が所定量を超える場合に、ぶれ補正を抑制し、ぶれと画素数減少との適切な兼ね合いを達成する撮像装置を提供することにある。

請求項１に記載した本発明に係る撮像装置は、上述した目的を達成するために、
撮影光学系の少なくとも一部または撮像素子を偏向またはシフト移動させてぶれ補正を行う撮像装置であって、
手ぶれによるぶれ量を検出するぶれ検出手段と、
前記ぶれ検出手段で検出されたぶれ量に基づいてぶれ補正に必要な画像の移動量に対応するぶれ補正量を算出する補正量算出手段と、
前記補正量算出手段により算出されるぶれ補正量に従って画像を移動させるぶれ補正処理を行うぶれ補正手段と、
前記ぶれ補正手段におけるぶれ補正処理により移動される画像について撮影光学系による有効画角範囲内かどうかを判断する範囲判断手段と、
前記範囲判断手段による判断に基づいて有効画角範囲内の画像を撮影画像として決定する画像決定手段とを備え、
前記撮像素子のサイズをＤとし、前記撮像素子のサイズＤよりも範囲が広い前記撮影光学系による有効画角範囲をＲ１とし、前記有効画角範囲Ｒ１よりも範囲が広く前記ぶれ補正手段で補正可能なぶれ補正範囲をＲ２としたとき、
前記範囲判断手段によりＤがＲ１を超えないと判断したときは、前記画像決定手段はＤの画像をそのまま撮影画像のサイズとし、
前記範囲判断手段によりＤがＲ１を超えると判断したときは、前記画像決定手段はＲ１内のＤの画像を撮影画像とすることを特徴としている。
請求項２に記載した本発明に係る撮像装置は、請求項１の撮像装置であって、前記画像決定手段において決定される撮影画像の画素数が予め設定されている指定画素数未満である場合に、警告を発生する警告表示手段を含むことを特徴としている。

請求項３に記載した本発明に係る撮像装置は、請求項１または請求項２の撮像装置であって、前記画像決定手段において決定される撮影画像の画素数が予め設定されている指定画素数未満である場合に、前記ぶれ補正手段による補正範囲を制限する補正制限手段を含むことを特徴としている。
請求項４に記載した本発明に係る撮像装置は、請求項１の撮像装置であって、予め設定されている指定画素数が、全画素数に比較して小さい場合に、像倍率を変更して、有効ぶれ補正範囲を大きくする像倍率変更手段をさらに含むことを特徴としている。
請求項５に記載した本発明に係る撮像装置は、請求項４の撮像装置であって、前記画像決定手段において決定される撮影画像の画素数が予め設定されている指定画素数未満である場合に、警告を発生する警告表示手段を含むことを特徴としている。
請求項６に記載した本発明に係る撮像装置は、請求項４または請求項５の撮像装置であって、前記画像決定手段において決定される撮影画像の画素数が予め設定されている指定画素数未満である場合に、前記ぶれ補正手段による補正範囲を制限する補正制限手段を含むことを特徴としている。

本発明によれば、常にぶれ補正を優先して画質の劣化を最小限に抑えた手ぶれ補正を可能とする撮像装置を提供することができる。
すなわち本発明の請求項１の撮像装置によれば、
撮影光学系の少なくとも一部または撮像素子を偏向またはシフト移動させてぶれ補正を行う撮像装置であって、
手ぶれによるぶれ量を検出するぶれ検出手段と、
前記ぶれ検出手段で検出されたぶれ量に基づいてぶれ補正に必要な画像の移動量に対応するぶれ補正量を算出する補正量算出手段と、
前記補正量算出手段により算出されるぶれ補正量に従って画像を移動させるぶれ補正処理を行うぶれ補正手段と、
前記ぶれ補正手段におけるぶれ補正処理により移動される画像について撮影光学系による有効画角範囲内かどうかを判断する範囲判断手段と、
前記範囲判断手段による判断に基づいて有効画角範囲内の画像を撮影画像として決定する画像決定手段とを備え、
前記撮像素子のサイズをＤとし、前記撮像素子のサイズＤよりも範囲が広い前記撮影光学系による有効画角範囲をＲ１とし、前記有効画角範囲Ｒ１よりも範囲が広く前記ぶれ補正手段で補正可能なぶれ補正範囲をＲ２としたとき、
前記範囲判断手段によりＤがＲ１を超えないと判断したときは、前記画像決定手段はＤの画像をそのまま撮影画像のサイズとし、
前記範囲判断手段によりＤがＲ１を超えると判断したときは、前記画像決定手段はＲ１内のＤの画像を撮影画像とすることにより、特に、有効画角外に至るような補正を必要とする手ぶれが発生した場合にも、効果的な手ぶれ補正を行って、ぶれによる撮影画像全体にわたる大きな画質劣化を防止することができる。

また、本発明の請求項２の撮像装置によれば、請求項１の撮像装置において、前記画像決定手段において決定される撮影画像の画素数が予め設定されている指定画素数未満である場合に、警告を発生する警告表示手段を含むことにより、特に、手ぶれ補正によって撮影画像の画素数の犠牲が所定量を超える場合に、それをユーザに的確に報知することができる。
本発明の請求項３の撮像装置によれば、請求項１または請求項２の撮像装置において、前記画像決定手段において決定される撮影画像の画素数が予め設定されている指定画素数未満である場合に、前記ぶれ補正手段による補正範囲を制限する補正制限手段を含むことにより、特に、手ぶれ補正によって撮影画像の画素数の犠牲が所定量を超える場合に、ぶれ補正を抑制し、ぶれと画素数減少との適切な兼ね合いを達成することができる。
本発明の請求項４の撮像装置によれば、請求項１の撮像装置において、予め設定されている指定画素数が、全画素数に比較して小さい場合に、像倍率を変更して、有効ぶれ補正範囲を大きくする像倍率変更手段をさらに含むことにより、特に、撮影画像の画素数が全画素数に比較して小さい場合、有効画角外に至るような補正が必要な手ぶれに対して、像倍率を変更して、実質的に有効ぶれ補正範囲を拡大して、画質劣化のない効果的なぶれ補正が可能となる。

本発明の請求項５の撮像装置によれば、請求項４の撮像装置において、前記画像決定手段において決定される撮影画像の画素数が予め設定されている指定画素数未満である場合に、警告を発生する警告表示手段を含むことにより、特に、像倍率を変更しても、手ぶれ補正によって撮影画像の画素数の犠牲が所定量を超える場合に、それをユーザに的確に報知することができる。
本発明の請求項６の撮像装置によれば、請求項４または請求項５の撮像装置において、前記画像決定手段において決定される撮影画像の画素数が予め設定されている指定画素数未満である場合に、前記ぶれ補正手段による補正範囲を制限する補正制限手段を含むことにより、特に、像倍率を変更しても、手ぶれ補正によって撮影画像の画素数の犠牲が所定量を超える場合に、ぶれ補正を抑制し、ぶれと画素数減少との適切な兼ね合いを達成することができる。

以下、本発明の実施の形態に基づき、図面を参照して本発明の撮像装置を詳細に説明する。
図１は、本発明の撮像装置一つの実施の形態に係るディジタルカメラのシステムの概略構成を示している。
図１に示すディジタルカメラは、鏡胴ユニット１、ストロボ発光部２、測距ユニット３、リモコン（リモートコントロール）受光部４、サブＬＣＤ（液晶表示部）５、ＬＣＤモニタ６、ＡＦ（オートフォーカス）−ＬＥＤ（発光ダイオード）７、ストロボＬＥＤ８、操作部９およびカードスロット１０を具備している。記録媒体としてのメモリカード１１は、カードスロット１０に取り外し可能に装着格納され、電源電池１２は、図示されていない電池装填部に取り外し可能に装填される。
鏡胴ユニット１は、被写体撮影光を入射結像させる撮影光学系を備えている。ストロボ発光部２は、被写体に照射すべくストロボ照明光を発光する。測距ユニット３は、オートフォーカス（ＡＦ）の際に被写体との距離を測定するために用いられる。リモコン（リモートコントロール）受光部４は、図示されていないリーモートコントローラ（リモコン）からのリモートコントロール用の光信号を受光する。サブＬＣＤ（液晶表示部）５は、撮影枚数または撮影可能枚数等を表示する。ＬＣＤモニタ６は、撮影画像等を表示する。ＡＦ−ＬＥＤ７は、撮影時のＡＦの合焦／非合焦等のフォーカシング状態を示し、ストロボＬＥＤ８は、ストロボの電源コンデンサの充電状態を示す。

ＡＦ−ＬＥＤ７およびストロボＬＥＤ８は、システムの動作モード等によっては、ＡＦおよびストロボ以外の表示用途、例えばメモリカード１１をアクセス中であることを示す表示などの表示用途にも流用される。操作部９は、レリーズボタン、モードダイヤル、電源スイッチおよびズームボタンを含む各種操作ボタン等を含んでおり、これらを総称して操作部９としている。
さらに、図１に示すディジタルカメラは、ズームレンズ２０、ズーム駆動モータ２１、フォーカスレンズ２３、フォーカス駆動モータ２４、絞り２６、絞りモータ２７、メカニカルシャッタ（メカシャッタ）２９、メカシャッタモータ３０、モータドライバ３２、ＣＣＤ（電荷結合素子）固体撮像素子３５、Ｆ／Ｅ（フロントエンド）−ＩＣ（集積回路）３６、システムコントローラ４０、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）５５、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）５６、ＳＤＲＡＭ（シンクロナスダイナミックＲＡＭ）５７、内蔵メモリ５８、ＬＣＤドライバ５９、ビデオアンプ（ビデオ増幅器）６０、ビデオジャック６１、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）コネクタ６２、シリアルドライバ回路６３、ＲＳ−２３２Ｃコネクタ６４、サブＣＰＵ（中央処理部）６５、ブザー６６、サブＬＣＤドライバ６７、マイク（マイクロフォン）６９、マイクアンプ（マイク増幅器）７０、音声記録回路７１、スピーカ７３、音声再生回路７４、オーディオアンプ７５、ＤＣ−ＤＣ（直流−直流）コンバータ７６、ストロボ回路８１、ぶれ検出部９１およびぶれ補正部９２を具備している。

ズームレンズ２０およびズーム駆動モータ２１は、ズーム光学系２２を構成し、フォーカスレンズ２３およびフォーカス駆動モータ２４は、フォーカス光学系２５を構成し、絞り２６および絞りモータ２７は絞りユニット２８を構成し、そしてメカシャッタ２９およびメカシャッタモータ３０は、メカシャッタユニット３１を構成している。Ｆ／Ｅ−ＩＣ３６は、ＣＤＳ（Ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ Ｄｏｕｂｌｅ Ｓａｍｐｌｉｎｇ〜相関二重サンプリング）部３７、ＡＧＣ（Ａｕｔｏ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ〜自動利得制御器）３８、Ａ／Ｄ（アナログ−ディジタル）変換器３９およびＴＧ（Ｔｉｍｉｎｇ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ〜タイミング発生器）４２を有している。
システムコントローラ４０は、第１のＣＣＤ信号処理ブロック４１、第２のＣＣＤ信号処理ブロック４３、ＣＰＵ（中央処理部）ブロック４４、ローカルＳＲＡＭ（スタティックＲＡＭ）４５、ＵＳＢブロック４６、シリアルブロック４７、ＪＰＥＧ−ＣＯＤＥＣブロック４８、リサイズブロック４９、ＴＶ（テレビジョン）信号表示ブロック５０およびメモリカードブロック５１を備えている。

すなわち、図１において、鏡胴ユニット１は、被写体の光学画像を取り込む被駆動部材としてのズームレンズ２０および該ズームレンズ２０を駆動する駆動源モータとしてのズーム駆動モータ２１を備えたズーム光学系２２と、フォーカスレンズ２３およびフォーカス駆動モータ２４を備えたフォーカス光学系２５と、絞り２６および絞りモータ２７を備えた絞りユニット２８と、メカシャッタ２９およびメカシャッタモータ３０を備えたメカシャッタユニット３１と、これらズーム駆動モータ２１、フォーカス駆動モータ２４、絞りモータ２７およびメカシャッタモータ３０等の直流モータを駆動するモータドライバ３２とを設けて構成されている。
ＣＣＤ固体撮像素子３５は、鏡胴ユニット３で取り込まれ結像された光学画像情報を電気信号からなるアナログ画像信号に変換する。また、Ｆ／Ｅ−ＩＣ３６は、画像ノイズを除去するために相関二重サンプリングを行うＣＤＳ部３７と、利得調整を行うＡＧＣ３８と、画像信号のディジタル信号への変換を行うＡ／Ｄ変換器３９と、システムコントローラ４０の第１のＣＣＤ信号処理ブロック４１から垂直同期信号（ＶＤ信号）および水平同期信号（ＨＤ信号）を受けて駆動タイミング信号を生成するＴＧ４２とを備えている。

システムコントローラ４０は、ＣＣＤ固体撮像素子３５からＦ／Ｅ−ＩＣ３６を経由して入力されたディジタル画像データに対するホワイトバランス調整設定やガンマ調整設定を行うとともに上述したようにＶＤ信号およびＨＤ信号を出力する第１のＣＣＤ信号処理ブロック４１と、フィルタリング処理により輝度データ・色差データへの変換を行う第２のＣＣＤ信号処理ブロック４３と、リモコン受光部４や操作部９から入力される信号に基づき、ＲＯＭ５５に格納された制御プログラムに従って、モータドライバ３２やＣＣＤ固体撮像素子３５等のような当該ディジタルカメラの各部の動作を制御するＣＰＵブロック４４と、このＣＰＵブロック４４の制御に必要なデータ等を一時的に保存するローカルＳＲＡＭ４５と、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）等の外部機器とＵＳＢインタフェースを用いて通信するためのＵＳＢブロック４６と、ＰＣ等の外部機器とシリアル通信を行うためのシリアルブロック４７と、ＪＰＥＧ方式による圧縮・伸張を行うＪＰＥＧ−ＣＯＤＥＣブロック４８と、画像データのサイズを補間処理により拡大／縮小するリサイズブロック４９と、画像データをＬＣＤモニタ１３やＴＶ等の外部表示機器に表示するためのビデオ信号を生成するＴＶ信号表示ブロック５０と、撮影された画像データを記録するメモリカード１１の書き込み/読み出し制御を行うメモリカードブロック５１とを備えている。なお、ＲＯＭ５５には、ＣＰＵブロック４４において解読し且つ実行することが可能なコードで記述された制御プログラムや該ＣＰＵブロック４４の制御に必要なデータ等が格納される。

操作部９の図示されていない電源スイッチが操作されて、ディジタルカメラの電源がオン状態になると、ＲＯＭ５５に格納された制御プログラムが、図示されていないメインメモリにロードされ、ＣＰＵブロック４４はその制御プログラムに従ってディジタルカメラの各部の動作を制御するとともに、制御に必要なデータを一時的にＲＡＭ５６およびローカルＳＲＡＭ４５に保存する。なお、ここで説明する実施の形態では、ＲＯＭ５５には書き換え可能なフラッシュＲＯＭを用いている。フラッシュＲＯＭのように書き換え可能な不揮発性メモリを使用することで、制御プログラムや制御に必要なパラメータ等を変更することが可能となり、機能のバージョンアップ等を容易に行うことができる。
ＳＤＲＡＭ５７は、システムコントローラ４０によって各種の処理が施される際にその過程および結果における画像データを一時的に保存する。保存される画像データは、例えば、ＣＣＤ固体撮像素子３５からＦ／Ｅ−ＩＣ３６を経由して取り込まれ第１のＣＣＤ信号処理ブロック４１でホワイトバランス設定およびガンマ設定が行われた状態のＲＡＷ−ＲＧＢ画像データ、第２のＣＣＤ信号処理ブロック４３で輝度データ・色差データへの変換が行われた状態のＹＵＶ画像データおよびＪＰＥＧ−ＣＯＤＥＣブロック４８でＪＰＥＧ圧縮等が行われた状態のＪＰＥＧ画像データ等である。また、内蔵メモリ５８は、例えばカードスロット１０にメモリカード１１が装着されていない場合等に、撮影した画像データを記憶するために設けられており、メモリカード１１が装着されていない場合にも、撮影した画像データを、この内蔵メモリ５８によって記憶することができるようになっている。

ＬＣＤドライバ５９は、ＬＣＤモニタ６を駆動するとともに、ＴＶ信号表示ブロック５０から出力されたビデオ信号をＬＣＤモニタ６に表示するための信号に変換する。このようにすることによって、ＬＣＤモニタ６では、ユーザが撮影前に被写体の状態を監視したり、撮影した画像を確認したり、メモリカード１１や内蔵メモリ５８に記録された画像データを見て確認したり鑑賞したりすることができる。
ビデオアンプ６０は、ＴＶ信号表示ブロック５０から出力されたビデオ信号を例えばインピーダンス７５Ωのビデオ信号にインピーダンス変換するアンプであり、ビデオジャック６１は、ビデオ信号を表示し得るＴＶ等の外部表示機器に接続するためのジャックである。ＵＳＢコネクタ６２は、ＰＣ等の外部機器との間でＵＳＢによる通信を行うために、そのような外部機器にＵＳＢ接続するためのコネクタである。シリアルドライバ回路６３はＰＣ等の外部機器との間でシリアル通信を行うためにシリアルブロック４７の出力信号電圧を変換する回路であり、ＲＳ−２３２Ｃコネクタ６４は、ＰＣ等の外部機器とシリアル接続を行うためのコネクタである。

サブＣＰＵ６５は、例えばＲＯＭやＲＡＭ等を含んでワンチップに内蔵したマイクロプロセッサ等からなるＣＰＵであり、リモコン受光部４や操作部９からの出力信号をユーザの操作情報としてＣＰＵブロック４４に出力するとともに、このＣＰＵブロック４４から出力されたディジタルカメラの状態に応じた制御情報をサブＬＣＤ５、ＡＦ−ＬＥＤ７、ストロボＬＥＤ８およびブザー６６等に対する制御信号に変換して出力する。ＬＣＤドライバ６７は、サブＣＰＵ６５からの出力信号に基づいてサブＬＣＤ５を駆動するドライブ回路である。
ユーザが音声信号を入力するマイク６９と、入力された音声信号を増幅するマイクアンプ７０と、増幅された音声信号を記録する音声記録回路７１とで、音声記録ユニット６８を構成する。また、記録された音声信号をスピーカ７３から出力するための信号に変換する音声再生回路７４と、変換された音声信号を増幅してスピーカ７３を駆動するためのオーディオアンプ７５と、増幅された音声信号を音響出力するスピーカ７３とで、音声再生ユニット７２を構成する。

そして、ぶれ検出手段としてのぶれ検出部９１は、明確には図示していないが、例えば角度検出器としてのジャイロセンサ、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）、増幅回路およびＡ／Ｄ（アナログ−ディジタル）変換回路を備えており、ジャイロセンサによって手ぶれの角速度を検出し、ハイパスフィルタで低周波ノイズを除去し、増幅回路で増幅して得られる角速度データをＡ／Ｄ変換して、システムコントローラ４０のＣＰＵブロック４４に与える。ＣＰＵブロック４４は、補正量算出手段を構成しており、取り込んだ角速度データをＣＣＤ固体撮像素子３５の位置補正データに変換して、ぶれ補正手段としてのぶれ補正部９２に転送する。ＣＣＤ固体撮像素子３５は、ぶれ補正部９２によって、結像面上で上下左右に移動させることができ、ぶれを相殺する方向に移動させることによって、レリーズ操作時等における当該ディジタルカメラのぶれによる像ぶれを補正する。このぶれ補正部９２によるＣＣＤ固体撮像素子３５の移動には、圧電セラミック、ボイスコイル、またはパルスモータ等が使用され、この移動によるＣＣＤ固体撮像素子３５の位置検出には、フォトリフレクタまたはホール素子等が使用されて、ＣＣＤ固体撮像素子３５の位置制御が行われる。

図１に示したディジタルカメラによる手ぶれ補正の詳細を図２〜図４を参照して説明する。図２は、ＣＣＤ固体撮像素子３５とレンズ系２２，２５等による有効撮影範囲Ｒ１と本発明におけるＣＣＤ固体撮像素子３５の移動補正による実質的なぶれ補正範囲Ｒ２との関係を示している。本来、レンズの有効撮影範囲Ｒ１は、円形であるが、一般に撮影画像は四角形であるので四隅において有効範囲が決定され、四角形の領域として示している。ぶれ補正範囲Ｒ２は、四角形の受光面を有するＣＣＤ固体撮像素子３５を、Ｘ，Ｙ方向に移動させて補正するため四角形になる。
図３は、一般的なぶれ補正範囲におけるぶれ補正動作を示しており、レンズ有効範囲Ｒ１内だけでぶれ補正が行われる場合の例である。この場合、ＣＣＤ固体撮像素子３５のサイズがそのまま撮影画像Ｐ１のサイズとなる。従来のぶれ補正は、この範囲内でのみ行われていた。図４は、本発明により、レンズ有効範囲Ｒ１を超えてぶれ補正を行った場合を示しており、この場合、ＣＰＵブロック４４は、ＣＣＤ固体撮像素子３５のレンズ有効範囲Ｒ１内にかかる網掛け部分のみを撮影画像Ｐ２とする。

この場合の画素数は、
Ａ：ぶれ補正量
Ｃ：レンズ有効撮影範囲（Ｒ１）
Ｄ：ＣＣＤサイズ
とすると、
Ａ≦（Ｃ−Ｄ）
の場合には、撮影画素数つまり撮影画像の画素数に変更はない。しかし、
Ａ＞（Ｃ−Ｄ）
の場合には、撮影画素数が次式のように変更されることになる。

撮影画素数＝ＣＣＤ画素数＊（（Ｄ−（Ａ−（Ｃ−Ｄ）））／Ｄ） （１）
この場合のぶれ補正の結果として得られる撮影画素数の補正量は、各補正方向について（すなわちＸ方向およびＹ方向について）かならずしも同一であるわけではなく、ぶれ補正の補正方向によって（すなわちＸ方向とＹ方向とで）、異なる場合がある。このため、それぞれの方向について（１）式の計算を行って、得られるＸ方向の画素数とＹ方向の画素数とを掛け合わせることによって、撮影画像の画素数を求めることができる。但し、現実には、画像の縦横比の制約があるため、実際にはＸおよびＹ方向のうちの補正の割合が最大となる最大補正量に基づいて演算する必要があり、最大補正方向の値に基づいて計算することになる。

また、このときの焦点距離に関しても、上述と同様に計算することができ、
撮影焦点距離＝設定焦点距離＊（（Ｄ−（Ａ−（Ｃ−Ｄ）））／Ｄ） （２）
となる。
このようにして、撮影画素数が変更された場合には、ユーザに撮影画素数が変更されたことを警告表示によって知らせる。警告表示は、ＬＣＤモニタ６に、設定値と実撮影値を表示するようにしても良いし、違いが出ていることのみを表示するようにしても良い。これらの警告表示は、ブザー６６の鳴動等を併用するようにしても良い。
（１）式および（２）式より、画素数の下限値や焦点距離の最低変化範囲を設定するようにすれば、ぶれ補正範囲Ｒ２を計算することができ、補正をその値で停止させるようにすることができる。
また、ＣＣＤ固体撮像素子３５の画素数に余裕が有る場合は、設定画素数で決まる、最低ＣＣＤサイズを求め、焦点距離をそのＣＣＤサイズで決まる焦点距離に設定することによって、ＣＣＤサイズが小さくなったのと等価になるため、手ぶれ補正量を大きく取ることが可能となる。

図５は、この実施の形態におけるぶれ補正動作を示すフローチャートである。このフローチャートの動作は、基本的にＣＰＵブロック４４により処理される。手ぶれ補正撮影が開始されると、ぶれ検出部９１による手ぶれ検出が作動した後（ステップＳ１１）、ぶれ補正部９２によるぶれ補正動作を開始し（ステップＳ１２）、露光を行う（ステップＳ１３）と同時に露光中のぶれ補正部９２によるぶれ補正の最大補正量を記憶する（ステップＳ１２）。露光が完了した時点で（ステップＳ１４）、最大補正量Ａと予め設定されている限界補正量Ｂとを比較し（ステップＳ１５）、補正量Ａが限界補正量Ｂ以下の場合は、普通に撮影画像を読み込んで（ステップＳ１６）、従来と同様の通常の画像処理を行う。
一方、補正量Ａが限界補正量Ｂを超える場合には、超えた量によって決定される画像の切りだし範囲を求め、切出した画像を撮影画像として記憶する（ステップＳ１７）。そして、切出し範囲に基づいて、撮影画素数と焦点距離の計算を行って、表示し（ステップＳ１８）、通常の画像処理に移る。

このようにして、有効画角を超える手ぶれが発生した場合にも、撮影画像を小さくすることによって、ぶれ補正を行って、画像の劣化を必要最低限に抑えることができる。また、このぶれ補正によって画素数が変更された場合、それを表示することによって、警告することができる。また、補正量の限界値を定めることによって、画素数の極端な低下による画像の劣化を抑制することができる。補正による撮影画像範囲の縮小に対応させて焦点距離、すなわち画角、を変化させることによって、実質的に画素数を低下させることなく、ぶれ補正範囲を広げることができる。

本発明の撮像装置の一つの実施の形態に係るディジタルカメラの要部のシステムブロック図である。 図１のディジタルカメラにおけるぶれ補正に係るＣＣＤサイズ、有効撮影範囲およびぶれ補正範囲の関係を模式的に示す図である。 図１のディジタルカメラにおける有効撮影範囲内でのぶれ補正を模式的に説明する図である。 図１のディジタルカメラにおける有効撮影範囲を超えるぶれ補正を模式的に説明する図である。 図１のディジタルカメラにおけるぶれ補正動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 鏡胴ユニット
２ ストロボ発光部
３ 測距ユニット
４ リモコン（リモートコントロール）受光部
５ サブＬＣＤ（液晶表示部）
６ ＬＣＤモニタ
７ ＡＦ（オートフォーカス）−ＬＥＤ（発光ダイオード）
８ ストロボＬＥＤ
９ 操作部
１０ カードスロット
１１ メモリカード
１２ 電源電池
２０ ズームレンズ
２１ ズーム駆動モータ
２２ ズーム光学系
２３ フォーカスレンズ
２４ フォーカス駆動モータ
２５ フォーカス光学系
２６ 絞り
２７ 絞りモータ
２８ 絞りユニット
２９ メカニカルシャッタ（メカシャッタ）
３０ メカシャッタモータ
３１ メカシャッタユニット
３２ モータドライバ
３５ ＣＣＤ（電荷結合素子）固体撮像素子
３６ Ｆ／Ｅ（フロントエンド）−ＩＣ（集積回路）
３７ ＣＤＳ（相関二重サンプリング）部
３８ ＡＧＣ（自動利得制御器）
３９ Ａ／Ｄ（アナログ−ディジタル）変換器
４０ システムコントローラ
４１ 第１のＣＣＤ信号処理ブロック
４２ ＴＧ（Ｔｉｍｉｎｇ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ〜タイミング発生器）
４３ 第２のＣＣＤ信号処理ブロック
４４ ＣＰＵ（中央処理部）ブロック
４５ ローカルＳＲＡＭ（スタティックＲＡＭ）
４６ ＵＳＢブロック
４７ シリアルブロック
４８ ＪＰＥＧ−ＣＯＤＥＣブロック
４９ リサイズブロック
５０ ＴＶ（テレビジョン）信号表示ブロック
５１ メモリカードブロック
５５ ＲＯＭ（リードオンリメモリ）
５６ ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）
５７ ＳＤＲＡＭ（シンクロナスダイナミックＲＡＭ）
５８ 内蔵メモリ
５９ ＬＣＤドライバ
６０ ビデオアンプ（ビデオ増幅器）
６１ ビデオジャック
６２ ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）コネクタ
６３ シリアルドライバ回路
６４ ＲＳ−２３２Ｃコネクタ
６５ サブＣＰＵ（中央処理部）
６６ ブザー
６７ サブＬＣＤドライバ
６８ 音声記録ユニット
６９ マイク（マイクロフォン）
７０ マイクアンプ（マイク増幅器）
７１ 音声記録回路
７２ 音声再生ユニット
７３ スピーカ
７４ 音声再生回路
７５ オーディオアンプ
７６ ＤＣ−ＤＣ（直流−直流）コンバータ
８１ ストロボ回路９１
９１ ぶれ検出部
９２ ぶれ補正部

Claims (6)

1. 撮影光学系の少なくとも一部または撮像素子を偏向またはシフト移動させてぶれ補正を行う撮像装置であって、
   手ぶれによるぶれ量を検出するぶれ検出手段と、
   前記ぶれ検出手段で検出されたぶれ量に基づいてぶれ補正に必要な画像の移動量に対応するぶれ補正量を算出する補正量算出手段と、
   前記補正量算出手段により算出されるぶれ補正量に従って画像を移動させるぶれ補正処理を行うぶれ補正手段と、
   前記ぶれ補正手段におけるぶれ補正処理により移動される画像について撮影光学系による有効画角範囲内かどうかを判断する範囲判断手段と、
   前記範囲判断手段による判断に基づいて有効画角範囲内の画像を撮影画像として決定する画像決定手段とを備え、
   前記撮像素子のサイズをＤとし、前記撮像素子のサイズＤよりも範囲が広い前記撮影光学系による有効画角範囲をＲ１とし、前記有効画角範囲Ｒ１よりも範囲が広く前記ぶれ補正手段で補正可能なぶれ補正範囲をＲ２としたとき、
   前記範囲判断手段によりＤがＲ１を超えないと判断したときは、前記画像決定手段はＤの画像をそのまま撮影画像のサイズとし、
   前記範囲判断手段によりＤがＲ１を超えると判断したときは、前記画像決定手段はＲ１内のＤの画像を撮影画像とすることを特徴とする撮像装置。
2. 前記画像決定手段において決定される撮影画像の画素数が予め設定されている指定画素数未満である場合に、警告を発生する警告表示手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記画像決定手段において決定される撮影画像の画素数が予め設定されている指定画素数未満である場合に、前記ぶれ補正手段による補正範囲を制限する補正制限手段を含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の撮像装置。
4. 予め設定されている指定画素数が、全画素数に比較して小さい場合に、像倍率を変更して、有効ぶれ補正範囲を大きくする像倍率変更手段をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
5. 前記画像決定手段において決定される撮影画像の画素数が予め設定されている指定画素数未満である場合に、警告を発生する警告表示手段を含むことを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
6. 前記画像決定手段において決定される撮影画像の画素数が予め設定されている指定画素数未満である場合に、前記ぶれ補正手段による補正範囲を制限する補正制限手段を含むことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の撮像装置。

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