JPH1141510A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の画像を合成して１枚の合成画像を形成
するディジタルカメラにおいて、高精細合成画像、超ワ
イド合成画像等を得る。 【解決手段】 第１及び第２の焦点距離を採り得る撮像
光学系１１及び２次元撮像素子１２を旋回可能な撮像ユ
ニット１０に設け、撮像ユニット１０を駆動して撮像光
学系１１の光軸の方向を制御しながら、２次元撮像素子
１２により複数の画像を取り込み、画像合成して１枚の
合成画像を得る。撮像光学系１１の焦点距離を広角側の
第１の焦点距離に設定することにより標準解像度による
超ワイド合成画像が得られ、望遠側の第２の焦点距離に
設定することにより、高精細合成画像が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数のディジタル
画像を合成して１枚の高精細画像やワイド画像等を得る
撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ディジタル画像撮像装置を用
いて撮像した複数の画像を合成し、１枚の高精細画像や
ワイド画像を得る装置が知られている。図１２に示す第
１の従来例では、撮像光学系１０１と２つの２次元撮像
素子１０２ａ，１０２ｂとの間にビームスプリッター１
０３を設け、光束を２つに分割し、一方の２次元撮像素
子１０２ａで例えば画像の右半分を取り込み、他方の２
次元撮像素子で画像の左半分を取り込む。そして、２つ
の２次元撮像素子１０２ａ，１０２ｂで取り込んだ２つ
の画像に相当するディジタル信号を処理して実質的に１
枚の合成画像を形成する。

【０００３】図１３に示す第２の従来例では、１つの２
次元撮像素子１１２を、いわゆるＸ−Ｙ駆動装置１１３
に固定し、撮像光学系１１１のイメージサークル内で２
次元撮像素子１１２を移動させ、被撮像範囲（被写体）
１００の異なった複数（例えば４箇所）の領域１００ａ
〜１００ｄについてそれぞれ画像を取り込み、各画像に
対応するディジタル信号を処理して１枚の合成画像を形
成する。

【０００４】いずれの従来例の場合も、被写体を基準に
考えると、実質的に一定の範囲を複数の２次元撮像素子
で撮像することになり、２次元撮像素子の画素数が増え
たことと等価であり、高精細画像が得られる。一方、２
次元撮像素子を基準に考えると、異なる範囲の被写体の
画像を合成する（貼り合わせる）ことになり、実質的に
撮像光学系１０１，１１１の画角が広がった（焦点距離
が短くなった）ことと等価であり、ワイド画像が得られ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記第
１及び第２の従来例では、共に個々の２次元撮像素子１
０２ａ，１０２ｂ，１１２の撮像可能面積（画素部分の
面積）に比べてイメージサークルの大きな撮像光学系１
０１，１１１を必要とし、撮像光学系１０１，１１１自
体も大きくなる。さらに、ビームスプリッター１０３や
Ｘ−Ｙ駆動装置１１３等を収納するために、大型の暗箱
又は鏡胴が必要である。その結果、撮像装置全体が大型
になるという問題点を有していた。

【０００６】また、画像を合成して得られるワイド画像
も、実質的には撮像光学系１０１，１１１のイメージサ
ークル内に限られるため、撮像光学系１０１，１１１を
基準に考えると、標準サイズの画像が得られるに過ぎな
いという問題点を有していた。

【０００７】また、上記第１及び第２の従来例では、高
精細画像が必要でない場合でも常時画像合成が行われて
おり、画像合成のための処理時間や電力等をロスすると
いう問題点を有していた。

【０００８】さらに、第２の従来例では、Ｘ−Ｙ駆動機
構１１３を用いて２次元撮像素子１１２を移動させなが
ら複数の画像を取り込むため、取り込まれた各画像の位
置（被撮像範囲のどの部分を取り込むか）は、Ｘ−Ｙ駆
動装置１１３の位置決め精度に依存する。従って、もし
Ｘ−Ｙ駆動装置１１３の位置決め精度が低いと、各領域
の画像の貼り合わせ部分で画素データの欠けや重複が発
生し、合成された画像のうち、貼り合わせ部分の鮮明度
が悪いという問題点を有していた。また、２次元撮像素
子１１２の移動中に、いわゆる「手ぶれ」等により撮像
装置が動くと、各画像の貼り合わせ部分近傍の広い範囲
で画素データの欠けや重複が発生し、画像の合成ができ
ず、結果的に撮像失敗となるという問題点を有してい
た。

【０００９】本発明は、上記従来例の問題を解決するた
めになされたものであり、複数の画像を合成して任意の
範囲の合成画像を形成することができ、画像の貼り合わ
せ精度が高く、「手ぶれ」の補正が可能な、小型軽量の
撮像装置を提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の撮像装置は、撮像光学系と、撮像光学系の
焦点面近傍に設けられた２次元撮像素子と、撮像光学系
の光軸の方向を制御する方向制御手段と、２次元撮像素
子により取り込んだ複数の画像を合成し１枚の合成画像
を形成する画像合成手段と、焦点距離制御手段、方向制
御手段、２次元撮像素子及び画像合成手段を制御する動
作制御手段を具備し、動作制御手段は、方向制御手段を
制御して撮像光学系の光軸の方向を、被撮像範囲を複数
に分割した各領域の中心を向くように順次移動させ、２
次元撮像素子により各領域ごとの画像を取り込むと共
に、分割された被撮像範囲の各領域のうち相互に隣接す
る少なくとも２つの領域の隣接部近傍の画像を参照画像
として取り込み、参照画像を参照して画像合成手段によ
り取り込んだ複数の画像を合成して被撮像範囲全体の合
成画像を得る。

【００１１】すなわち、本発明の撮像装置は、画像合成
の際、相互に隣接する少なくとも２つの領域の隣接部近
傍の画像を参照画像として取り込み、参照画像を参照し
て画像合成手段により取り込んだ複数の画像を合成する
ので、画像の貼り合わせ部分における処理、例えば画素
データの比較やずらし等が容易になる。例えば、第２の
従来例のように、上下左右にそれぞれ２枚ずつ合計４枚
の画像を合成する場合、被撮像範囲の中央部を参照画像
とする。一般に、重要な被写体が被撮像範囲の中央部に
位置する場合が多いので、参照画像を参照することによ
り、画像合成に精度を向上させることが可能である。さ
らに、手ぶれ等により貼り合わせ部分の画素データが欠
けている場合、参照画像の画素データを用いて補正する
ことも可能である。

【００１２】また、手ぶれ検出手段をさらに具備し、手
ぶれ検出手段により検出された「ぶれ量」を用いて、方
向制御手段による撮像光学系の光軸の方向を補正するこ
とが好ましい。この構成により、２次元撮像素子により
ある画像を取り込んでから次の画像を取り込むまでの間
に、撮像装置が「手ぶれ」等により動いた場合、上記
「ぶれ量」を用いて、手ぶれ方向とは逆方向に、その
「ぶれ量」に相当する角度又は移動量だけ撮像光学系の
光軸の方向を補正することにより、実質的に「手ぶれ」
を補正することが可能であり、撮像装置が移動しなかっ
た場合に得られる画像と等価な画像が得られる。

【００１３】または、撮像光学系の光軸の移動中の手ぶ
れを検出するための手ぶれ検出手段及び検出したぶれ量
を記憶するためのぶれ量記憶手段をさらに具備し、かつ
２次元撮像素子の撮像可能面積は、画像合成手段により
合成される各画像の面積よりも広く、手ぶれ検出手段に
より検出された「ぶれ量」を用いて、合成される各画像
相互のずれを補正することが好ましい。この構成によ
り、２次元撮像素子によりある画像を取り込んでから次
の画像を取り込むまでの間に、撮像装置が「手ぶれ」等
により動いた場合、上記「ぶれ量」に基づいて貼り合わ
せる画像の位置をシフトさせることにより、実質的に
「手ぶれ」を補正することが可能である。

【００１４】また、２次元撮像素子による各画像の取り
込みに際し、フラッシュ光による照明を行うことが好ま
しい。フラッシュ光の発光時間は非常に短いので、２次
元撮像素子による１つの画像の取り込み中におけるぶれ
は生じない。

【００１５】また、方向制御手段は、撮像光学系及び２
次元撮像素子を内蔵する撮像ユニットの筐体を所定方向
及び所定角度に駆動する駆動機構であることが好まし
い。または、方向制御手段は、撮像ユニットの光軸上に
設けられ、所定方向及び所定方向に駆動される可動ミラ
ーであることが好ましい。これら、いずれの場合も、撮
像光学系のイメージサークルは、少なくとも２次元撮像
素子の撮像可能領域をカバーできればよく、上記従来例
のような２次元撮像素子の撮像可能領域よりも大きなイ
メージサークルを有する撮像光学系は不要である。その
結果、撮像装置全体を小型軽量にすることが可能とな
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】

（第１の実施形態）本発明の撮像装置の第１の実施形態
について図面を参照しつつ説明する。図１は第１の実施
形態に係る撮像装置の主要部の構成を示す斜視図、図２
はその初期状態における構成を示す断面図、図３はその
動作状態を断面図である。

【００１７】図１〜図３に示すように、撮像ユニット１
０はその外面１５の少なくとも一部分が球面である。ま
た、図２及び図３に示すように、撮像ユニット１０の内
部には、撮像光学系１１、ＣＣＤ等の２次元撮像素子１
２、撮像光学系１１の焦点距離や焦点位置を制御するた
めのレンズ駆動機構１６等が設けられている。撮像光学
系１１は２焦点レンズ又はズームレンズであり、最も短
い焦点距離（いわゆる広角端）を第１の焦点距離とし、
最も長い焦点距離（いわゆる望遠端）を第２の焦点距離
と呼ぶ。例えば、第２の焦点距離を第１の焦点距離の略
整数倍（例えば約２倍）とする。

【００１８】図２及び図３に示すように、筐体２０は２
つの部分２１及び２２からなり、撮像ユニット１０を収
納するための略球形の空間２４を有する。筐体２０の前
面には開口部２３が形成され、開口部２３から撮像ユニ
ット１０の撮像光学系１１の部分が外部に突出する。空
間２４の凹球面と撮像ユニット１０の外面１５の凸球面
との間には、複数のボール２６が設けられ、撮像ユニッ
ト１０をその球の中心Ｏを通る任意の軸の周りに自転自
在に保持している。ここで、ボール２６は、いわゆるボ
ールベアリングを構成し、撮像ユニット１０の回転負荷
を軽減する。

【００１９】図１に示すように、撮像ユニット１０頂上
部及び側部には、それぞれＸ駆動機構６１及びＹ駆動機
構６２が設けられている。Ｘ駆動機構６１及びＹ駆動機
構６２は、それぞれモータ３１、ゴム等の弾性ローラ３
２、エンコーダ３３等で構成され、弾性ローラ３２が撮
像ユニット１０の外面１５の球面部分を転動することに
より、相対的に撮像ユニット１０をＸ軸及びＹ軸を中心
として回転させる。各エンコーダ３３による検出信号は
筐体２０の内部に設けられた制御部６０に入力され、撮
像ユニット１０のＸ軸方向及びＹ軸方向の回転角（回転
量）が演算され、その結果撮像光学系１１の光軸の方向
が特定される。

【００２０】図２及び図３に示すように、筐体２０には
角速度センサ４０及びスイッチパネル５０が設けられて
いる。角速度センサ４０は、２次元撮像素子１２によ
り、ある画像を取り込んでから次の画像を取り込むまで
の間に、撮像装置全体が例えば「手ぶれ」等により移動
した場合に、移動方向及び移動量を検出する。後述する
ように、撮像装置の移動方向及び移動量の情報に基づい
て、いわゆる「手ぶれ」を補正することができる。スイ
ッチパネル５０は、後述する標準撮像モードと高精細撮
像モードの切換スイッチ（図４に示すモード選択部６
６）、画像フォーマットの設定等のための入力装置（図
４に示す画面フォーマット設定部６７）として機能す
る。なお、図４に示すように、撮像装置と一体的に又は
別個にフラッシュ発光装置７０を設けても良い。

【００２１】次に、制御部６０を含む主要部分のブロッ
ク構成を図４に示す。Ｘ駆動機構６１及びＹ駆動機構６
２の各モータ３１は、それぞれ方向制御部６３からの制
御信号に従って正又は逆の方向に所定数（又は量）回転
駆動され、各エンコーダ３３により検出されたモータ等
の回転数（又は量）は方向制御部６３にフィードバック
される。その結果、撮像ユニット１０の撮像光学系１１
の光軸が所定の方向を向くように制御される。

【００２２】焦点距離制御部６５は、撮像ユニット１０
に設けられた撮像光学系１１の焦点距離や焦点位置を制
御するためのレンズ駆動機構１６を含む。焦点距離制御
部６５は、動作制御部６４からの制御信号に従って、撮
像光学系１１の焦点距離等を変化させると共に、撮像光
学系１１の重心位置情報及び焦点距離情報等を方向制御
部６３及び動作制御部６４等に出力する。

【００２３】撮像装置の筐体２０に設けられたスイッチ
パネル５０は、モード選択部６６、画面フォーマット設
定部６７等として機能する。モード選択部６６は、標準
の解像度で撮像する標準撮像モードと高解像度で撮像す
る高精細撮像モードの２つの撮像モードのいずれか一方
の撮像モードを選択するためのものである。また、画面
フォーマット設定部６７は、表示部７５に表示される画
面の縦及び横をそれぞれ同じ任意の倍率に又はそれぞれ
異なった任意の倍率に拡大するように設定するためのも
のである。

【００２４】筐体２０に設けられた角速度センサ４０
は、２次元撮像素子１２により、ある画像を取り込んで
から次の画像を取り込むまでの間における撮像素子（す
なわち、筐体２０）のＸ軸方向及びＹ軸方向における加
速度等を検出し、検出した信号をぶれ信号処理部４１に
出力する。ぶれ信号処理部４１は、角速度センサ４０か
らの信号に基づいてＸ軸方向及びＹ軸方向における移動
量を演算し、演算結果をぶれ量記憶部４２に記憶すると
共に、動作制御部６４に出力する。

【００２５】動作制御部６４は、モード選択部６６によ
り選択された撮像モード及び画面フォーマット設定部６
７により設定された画面フォーマットに従い被撮像範囲
を設定すると共に、撮像光学系１１の焦点距離（画角）
に応じて被撮像範囲を分割する数（２次元撮像素子１２
により取り込む画像の数）及び分割した各領域の中心位
置を演算し、方向制御部６３を介してＸ駆動機構６１及
びＹ駆動機構６２を制御する。また、「手ぶれ」等によ
る撮像装置の移動が生じた場合、ぶれ信号処理部４１か
らの出力信号及び焦点距離制御部６５からの焦点距離情
報に基づいて、Ｘ駆動機構６１及びＹ駆動機構６２の駆
動量を補正する。

【００２６】２次元撮像素子１２は、画像取込部７２か
らのクロック信号等に従って、各画素に蓄積された電荷
に対応するアナログ信号を画像取込部７２に出力する。
画像取込部７２は、２次元撮像素子１２から取り込んだ
アナログ信号をディジタル信号に変換し、一旦画像記憶
部７３に記憶させる。画像合成部７４は、動作制御部６
４からの指示に従い、画像記憶部７３に記憶されている
複数の画像データを貼り合わせ処理し、１枚の合成画像
データを形成する。形成した合成画像データを再度画像
記憶部７３に記憶すると共に、ＮＴＳＣ信号などに再変
換してモニター表示装置等の表示部７５に表示する。ま
た、動作制御部６５は、必要に応じてフラッシュ制御部
７１を制御し、２次元撮像素子１２による画像取り込み
に同期してフラッシュ発光装置７０を発光させる。

【００２７】

【実施例１】次に、上記本発明の撮像装置の第１の実施
形態における動作の実施例１について説明する。実施例
１は、モード選択部６６による標準撮像モードと高精細
撮像モードの切換に関する。なお、説明を簡単にするた
め、画面フォーマット設定部６７により、画面は標準サ
イズが選択されているものとする。

【００２８】モード選択部６６により標準撮像モードが
選択されている場合、動作制御部６４は、焦点距離制御
部６５を制御して、撮像光学系１１の焦点距離を任意の
焦点距離の（撮像光学系１１がズームレンズの場合、第
１の焦点距離及び第２の焦点距離に限定されない）に設
定し、被撮像範囲の画像を２次元撮像素子１２の１回の
撮像動作により取り込む。

【００２９】一方、高精細撮像モードが選択されている
場合、最初に動作制御部６４は、焦点距離制御部６５を
制御して、撮像光学系１１の焦点距離を短い側の第１の
焦点距離に設定し、画像取込部７２を制御して、図５
（ａ）に示すように、広い被撮像範囲の参照画像２００
を２次元撮像素子１２の１回の撮像動作により取り込
む。また、画像取込部７２は取り込んだ画像データをＡ
／Ｄ変換し、画像記憶部７３に記憶しておく。次に、動
作制御部６４は、焦点距離制御部６５を制御して、撮像
光学系１１の焦点距離を長い側の第２の焦点距離（いわ
ゆる望遠側）に設定する。ここで、例えば第２の焦点距
離が第１の焦点距離の略２倍である場合、図５（ｂ）に
示すように、方向制御部６３は被撮像範囲を第１〜第４
の領域２０１〜２０４に分割して、撮像光学系１１の光
軸が順次、分割された各領域２０１〜２０４の中心２０
１ａ〜２０４ａに向くように、Ｘ駆動機構６１及びＹ駆
動機構６２の各駆動量を演算する。さらに、動作制御部
６４は画像取込部７２を制御して、方向制御部６３によ
る撮像ユニット１０の駆動に連動して、第１の領域２０
１から順に、２次元撮像素子１２の撮像面上に拡大形成
された画像を取り込む。画像取込部７２は、取り込んだ
各領域２０１〜２０４の画像データをＡ／Ｄ変換し、画
像記憶部７３に記憶する。

【００３０】画像合成部７４は、画像記憶部７３に記憶
しておいた参照画像２００を参照しつつ、分割した第１
〜第４の領域２０１〜２０４の画像データを合成し、被
撮像範囲全体の高精細合成画像データを形成する。さら
に、合成画像データを画像記憶部７３に記憶すると共に
表示部７５に表示する。表示部７５に表示された合成画
像は、実質的に２次元撮像素子１２の約４倍の画素数を
有する２次元撮像素子で撮像したものと等価であり、高
精細画像が得られる。

【００３１】参照画像２００のデータのうち合成する第
１〜第４の領域２０１〜２０４の画像に対応する部分
は、それぞれ第１〜第４の領域２０１〜２０４の画像デ
ータと実質的に同じである（例えば、貼り合せ部分の走
査線に着目すれば、同じ明暗の周期性を有している）。
従って、参照画像２００のデータと各領域２０１〜２０
４の画像データを比較することにより、周期性が一致す
る部分を見つけ出すことができる。その結果、画像の貼
り合わせ部分における処理が容易になる。

【００３２】なお、画像の貼り合わせ部分の誤差を考慮
して、撮像光学系１１の第２の焦点距離を第１の焦点距
離の整数倍よりも若干短くする。または、２次元撮像素
子１２の撮像可能面積（画素部分の面積）を、高精細撮
像モードにおいて画像合成部により合成される各画像２
０１〜２０４の面積よりも広くする。いずれの場合で
も、例えば第１の領域２０１についてみると、２次元撮
像素子１２により実際に得られる画像は、図２（ｂ）に
おける一点鎖線１２ａで示すように第１の領域２０１よ
りも大きくなる。その結果、第１〜第４の領域２０１〜
２０４の画像の取り込み位置をシフトさせることがで
き、貼り合わせ部分の誤差を調整することができる。ま
た、２次元撮像素子１２により、ある画像を取り込んで
から次の画像を取り込むまでの間に、撮像装置が「手ぶ
れ」等により動いた場合、上記参照画像を参照しつつ、
貼り合わせる第１〜第４の領域２０１〜２０４の画像取
り込みの位置をシフトさせることにより、実質的に「手
ぶれ」を補正することが可能である。

【００３３】

【実施例２】次に、上記本発明の撮像装置の第１の実施
形態における動作の実施例２について説明する。実施例
２は、画面フォーマット設定部６７による任意の画面フ
ォーマットの設定のうち、標準撮像モードにおける撮像
光学系１１の広角側の第１の焦点距離を超えた超ワイド
画像に関する。

【００３４】撮像光学系１１の焦点距離を広角側の第１
の焦点距離に設定したときに得られる画角の約２倍の画
角を有する超ワイド画像を合成する場合を考える。動作
制御部６４は、焦点距離制御部６５を制御して、撮像光
学系１１の焦点距離を短い側の第１の焦点距離に設定す
る。また、方向制御部６３は、図６に示す被撮像範囲２
１０を第１〜第４の領域２１１から２１４に分割すると
共に、撮像光学系１１の光軸が分割された各領域２１１
〜２１４の中心２１１ａ〜２１４ａ及び中央の第５の領
域２１５の中心２１５ａに向くように、Ｘ駆動機構６１
及びＹ駆動機構６２の各駆動量を演算する。さらに、動
作制御部６４は画像取込部７２を制御して、方向制御部
６３による撮像ユニット１０の駆動に連動して、第１の
領域２１１から第５の領域２１５の順に、２次元撮像素
子１２の撮像面に形成された画像を取り込む。画像取込
部７２は、取り込んだ各領域２１１〜２１５の画像デー
タをＡ／Ｄ変換し、画像記憶部７３に記憶する。

【００３５】画像合成部７４は、被撮像範囲２１０の中
央に位置するの第５の領域２１５の画像を参照画像とし
て、第１〜第４の領域２１１〜２１４の画像データを合
成し、被撮像範囲２１０全体の合成画像データを形成す
る。さらに、合成画像データを画像記憶部７３に記憶す
ると共に表示部７５に表示する。表示部７５に表示され
た合成画像は、実質的に撮像光学系１１の第１の焦点距
離が設定された場合に得られる画角の２倍の画角を有す
る撮像光学系で撮像したものと等価であり、超ワイド画
像が得られる。

【００３６】なお、実施例２では、画面の縦及び横をそ
れぞれ同じ倍率に拡大する、いわゆるズーミングについ
て説明したが、図７に示すような、例えば横方向の倍率
を縦方向の倍率よりも大きくする場合や、図８に示すよ
うな縦方向の倍率を横方向の倍率よりも大きくするでも
同様である。ディジタルカメラの場合、カメラの縦横を
持ち替えることは困難であるので、図８に示す構成は、
被撮像範囲（被写体）が縦長の場合に有効である。

【００３７】また、２次元撮像素子１２の画素部分１２
ａの面積を、画像合成部７４により合成される各画像２
１１〜２１４の面積よりも広くすることにより、第１〜
第４の領域２０１〜２０４の画像の取り込み位置をシフ
トさせることができ、貼り合わせ部分の誤差を調整する
ことができる。また、撮像装置が「手ぶれ」等により動
いた場合、上記第５の領域２１５の画像を参照画像をし
て、貼り合わせる第１〜第４の領域２１１〜２１４の画
像の取り込み位置をシフトさせることにより、実質的に
「手ぶれ」を補正することが可能である。

【００３８】

【実施例３】次に、上記本発明の撮像装置の第１の実施
形態における動作の実施例３について説明する。実施例
３は、画面フォーマット設定部６７による任意の画面フ
ォーマットの設定のうち、高精細撮像モードにおけるズ
ーミングやワイド画像に関する。

【００３９】まず、モード選択部６６により高精細撮像
モードが選択されているので、動作制御部６４は、焦点
距離制御部を制御して撮像光学系１１の焦点距離を望遠
側の第２の焦点距離（ズームレンズの場合は、望遠側の
任意の焦点距離でもよい）に設定する。また、方向制御
部６３は、画面フォーマット設定部６７により設定され
た縦方向及び横方向の倍率に基づいて、被撮像範囲を所
定の数に分割する。例えば、図９（ａ）に示す場合、縦
方向及び横方向共に約１．７倍に設定されているので、
方向制御部６３は、被撮像範囲を第１〜第４の領域２０
１〜２０４の４つの領域に分割し、各領域２０１〜２０
４の画像を部分的にオーバーラップさせながら合成する
ように、撮像光学系１１の光軸が順次、分割された各領
域２０１〜２０４の中心２０１ａ〜２０４ａを向くよう
に、Ｘ走査機構６１及びＹ走査機構６２を制御する。画
像合成の手順は実施例１の場合と同様である。図５
（ｂ）に示す実施例１における高精細画像（縦方向及び
横方向とも約２倍）と比較すると、高精細撮像モードに
おいて望遠側にズーミングしたことになる。

【００４０】一方、図９（ｂ）に示す場合、縦方向は約
１．７倍であるが、横方向は約２．７倍に設定されてい
るので、方向制御部６３は、被撮像範囲を横方向に３列
縦方向に２段の合計６つの領域に分割し、第１〜第６の
領域２０１〜２０６の各画像を部分的にオーバーラップ
させながら合成するように、撮像光学系１１の光軸が分
割された各領域２０１〜２０６の中心２０１ａ〜２０６
ａを向くように、Ｘ走査機構６１及びＹ走査機構６２を
制御する。画像合成の手順は実施例１の場合と同様であ
る。この場合、高精細撮像モードにおいてワイド画像が
得られる。

【００４１】また、図９（ｃ）に示す場合、縦方向及び
横方向共に、約２．７倍に設定されているので、方向制
御部６３は、被撮像範囲を横方向に３列縦方向に３段の
合計９つの領域に分割し、第１〜第９の領域２０１〜２
０９の各画像を部分的にオーバーラップさせながら合成
するように、撮像光学系１１の光軸が分割された各領域
２０１〜２０９の中心２０１ａ〜２０９ａを向くよう
に、Ｘ走査機構６１及びＹ走査機構６２を制御する。画
像合成の手順は実施例１の場合と同様である。この場
合、図５（ｂ）に示す実施例１における高精細画像（縦
方向及び横方向とも約２倍）と比較すると、高精細撮像
モードにおいて広角側にズーミングしたことになる。

【００４２】

【実施例４】次に、上記本発明の撮像装置の第１の実施
形態における動作の実施例４について説明する。実施例
４は、角速度センサ４０からの出力信号を用いた「手ぶ
れ」補正に関する。

【００４３】例えば図５（ｂ）に示すように、４つの領
域の画像を合成して１枚の合成画像を形成する場合を考
える。ディジタルカメラの場合、１つの領域の画像を撮
像するのに要する時間は約３０ｍｓｅｃとする。一般的
には、１つの領域の画像を取り込む間における画像の流
れ（いわゆる、銀塩フィルムを用いたスチルカメラにお
ける「手ぶれ」）は小さいと考えられる。もし、被撮像
範囲（被写体）が暗い場合、フラッシュ制御部７１を制
御してフラッシュ発光装置７０を発光させれば良い。２
次元撮像素子１２により、ある領域の画像を取り込んで
から、Ｘ駆動機構６１及びＹ駆動機構６２を駆動して次
の領域の画像を取り込むまでに要する時間を５０〜１０
０ｍｓｅｃとすると、４つの領域の画像をすべて取り込
むまでに０．３〜０．５ｓｅｃの時間を要する。ここ
で、撮像装置を手持ちで使用すると、その間に「手ぶ
れ」（ビデオカメラでいう「手ぶれ」と同じような概
念）が生じ、４つの領域の画像の位置関係がずれること
になる。

【００４４】角速度センサ４０は、「手ぶれ」が生じる
と、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の加速度を検出し、ぶれ信号
処理部４１は角速度センサ４０の出力信号から「手ぶ
れ」が発生した方向及び移動量を演算し、「手ぶれ」の
方向及び移動量に対応する信号をぶれ量記憶部４２に記
憶すると共に、動作制御部６４に出力する。

【００４５】図１０において、第１の領域２０１の画像
を取り込んでから第２の領域２０２の画像を取り込むま
での間に「手ぶれ」Ａが生じたとする。もし、あらかじ
め演算しておいた駆動量に従ってＸ駆動機構６１及びＹ
駆動機構６２を駆動すると、撮像光学系１１の光軸は図
中一点鎖線で示した本来の第２の領域２０２の中心２０
２ａを向かず、図中実線で示した移動した第２の領域２
０２’の中心２０２ａ’を向くことになる。そこで、動
作制御部６４は、ぶれ信号処理部４１からの手ぶれの方
向及び移動量に対応する信号を用いて手ぶれ方向とは逆
の方向の補正量Ｂを演算し、方向制御部６３に出力す
る。方向制御部６３は補正量Ｂにより補正した駆動量を
用いてＸ駆動機構６１及びＹ駆動機構６２を駆動する。
その結果、図中一点鎖線で示す本来の第２の領域２０２
とほぼ同じ領域の画像が、２次元撮像素子１２により取
り込まれるので、合成された画像には見かけ上「手ぶ
れ」は生じていない。

【００４６】なお、上記実施例１〜３において記載した
ように、２次元撮像素子１２の撮像可能領域１２ａが画
像合成部７４により合成される各画像２０１、２０２・
・・の領域よりも広い場合、ぶれ信号処理部４１からの
手ぶれの方向及び移動量に対応する信号を画像合成部７
４に出力し、移動した領域２０２の画像取り込み位置を
手ぶれ方向と逆の方向に移動量だけシフトさせることに
より、「手ぶれ」を補正することが可能である。

【００４７】なお、上記各実施例においては、撮像光学
系１１は少なくとも第１の焦点距離及び第２の焦点距離
を採り得る２焦点レンズ又はズームレンズとして説明し
たが、実施例２〜４に関しては単焦点レンズであっても
同様の効果を奏することは言うまでもない。

【００４８】（第２の実施形態）本発明の撮像装置の第
２の実施形態について図１１を参照しつつ説明する。図
１１は第２の実施形態に係る撮像装置の主要部の構成を
示す斜視図である。上記第１の実施形態では、撮像光学
系１１と２次元撮像素子１２を撮像ユニット１０の内部
に設け、撮像ユニット１０全体を駆動することにより撮
像光学系１１の光軸の方向を制御したが、第２の実施形
態では、撮像光学系１１及び２次元撮像素子１２を撮像
装置本体（図示せず）に固定し、撮像光学系１１の光軸
上に設けられたジンバル構造のミラー６０をＸ駆動機構
６１及びＹ駆動機構６２によりＸ軸及びＹ軸を中心とし
て回転駆動するように構成したものである。従って、第
２の実施形態では、撮像光学系１１の光軸の方向を制御
するメカニズムが異なるものの、制御方法は上記第１の
実施形態の場合と実質的に同じである。従って、第２の
実施形態における制御方法の説明を省略する。

【００４９】

【発明の効果】以上のように、本発明の撮像装置は、被
撮像範囲を複数の領域に分割し、撮像光学系の光軸の方
向を分割した各領域の中心を向くように順次移動させ、
２次元撮像素子により各領域ごとの画像を取り込み、取
り込んだ複数の画像を合成し１枚の合成画像を形成する
と共に、分割された被撮像範囲の各領域のうち相互に隣
接する少なくとも２つの領域の隣接部近傍の画像を参照
画像として取り込み、参照画像を参照して画像合成を行
うので、画像の貼り合わせ部分における処理、例えば画
素データの比較やずらし等を容易にすることができる。
例えば、上下左右方向にそれぞれ２枚ずつ合計４枚の画
像を合成する場合、被撮像範囲の中央部を参照画像とす
ることにより、画像合成に精度を向上させることが可能
である。また、手ぶれ等により貼り合わせ部分の画素デ
ータが欠けている場合、参照画像の画素データを用いて
補正することもできる。

【００５０】また、手ぶれ検出手段を設け、手ぶれ検出
手段により検出された「ぶれ量」を用いて、方向制御手
段による撮像光学系の光軸の方向を補正することによ
り、２次元撮像素子によりある画像を取り込んでから次
の画像を取り込むまでの間に、撮像装置が「手ぶれ」等
により動いた場合、上記「ぶれ量」を用いて、手ぶれ方
向とは逆方向に、その「ぶれ量」に相当する角度又は移
動量だけ撮像光学系の光軸の方向を補正することができ
る。その結果、実質的に「手ぶれ」を補正することがで
き、撮像装置が移動しなかった場合に得られる画像と等
価な画像が得られる。

【００５１】または、撮像光学系の光軸の移動中の手ぶ
れを検出する手ぶれ検出手段及び検出したぶれ量を記憶
するぶれ量記憶手段を設け、かつ２次元撮像素子の撮像
可能面積（画素部分の面積）を画像合成手段により合成
される各画像の面積よりも広くし、手ぶれ検出手段によ
り検出された「ぶれ量」を用いて、合成される各画像の
相互のずれを補正することができる。特に、２次元撮像
素子によりある画像を取り込んでから次の画像を取り込
むまでの間に、撮像装置が「手ぶれ」等により動いた場
合、上記「ぶれ量」に基づいて貼り合わせる画像の取り
込み位置をシフトさせることができ、実質的に「手ぶ
れ」を補正することができる。

【００５２】また、２次元撮像素子による各画像の取り
込みに際し、フラッシュ光による照明を行うことによ
り、２次元撮像素子による１つの画像の取り込み中にお
けるぶれを防止することができる。

【００５３】また、方向制御手段として、撮像光学系及
び２次元撮像素子を内蔵する撮像ユニットの筐体を所定
方向及び所定角度に駆動する駆動機構、あるいは、撮像
ユニットの光軸上に設けられ、所定方向及び所定方向に
駆動される可動ミラーとすることにより、撮像光学系の
イメージサークルを、少なくとも２次元撮像素子の撮像
可能領域をカバーできる程度に小さくすることができ、
撮像装置全体を小型軽量にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の撮像装置の第１の実施形態における
撮像ユニット及びその駆動機構の構成を示す斜視図であ
る。

【図２】 本発明の撮像装置の第１の実施形態における
撮像ユニット及びその筐体の初期状態における構成を示
す断面図である。

【図３】 本発明の撮像装置の第１の実施形態における
撮像ユニット及びその筐体の動作状態における構成を示
す断面図である。

【図４】 本発明の撮像装置の第１の実施形態における
制御部の構成を示すブロック図である。

【図５】 （ａ）は本発明の撮像装置の第１の実施形態
の実施例１における標準撮像モードにおける画像を示す
図、（ｂ）はその高精細撮像モードにおける合成画像を
示す図である。

【図６】 本発明の撮像装置の第１の実施形態の実施例
２における超ワイド画像の合成方法の一例を示す図であ
る。

【図７】 本発明の撮像装置の第１の実施形態の実施例
２における横方向に長い画像の合成方法の一例を示す図
である。

【図８】 本発明の撮像装置の第１の実施形態の実施例
２における縦方向に長い画像の合成方法の一例を示す図
である。

【図９】 （ａ）は本発明の撮像装置の第１の実施形態
の実施例３における高精細撮像モードにおける望遠側ズ
ーミング画像を示す図、（ｂ）は高精細撮像モードにお
ける横方向に長いパノラマ画像を示す図、（ｃ）は高精
細撮像モードにおける広角側ズーミング画像を示す図で
ある。

【図１０】 本発明の撮像装置の第１の実施形態の実施
例４における「手ぶれ」補正方法の一例を示す図であ
る。

【図１１】 本発明の撮像装置の第２の実施形態におけ
る撮像ユニット及びその駆動機構の構成を示す斜視図で
ある。

【図１２】 第１の従来例の撮像装置の構成を示す図で
ある。

【図１３】 第２の従来例の撮像装置の構成を示す斜視
図である。

【符号の説明】

１０ ：撮像ユニット １１ ：撮像光学系 １２ ：２次元撮像素子 ２０ ：筐体 ４０ ：角速度センサ ４１ ：ぶれ信号処理部 ４２ ：ぶれ量記憶部 ５０ ：スイッチパネル ６０ ：制御部 ６１ ：Ｘ駆動機構 ６２ ：Ｙ駆動機構 ６３ ：方向制御部 ６４ ：動作制御部 ６５ ：焦点距離制御部 ６６ ：モード選択部 ６７ ：画面フォーマット設定部 ７０ ：フラッシュ発光装置 ７１ ：フラッシュ制御部 ７２ ：画像取込部 ７３ ：画像記憶部 ７４ ：画像合成部 ７５ ：表示部 ２００ ：合成画像 ２０１ ：第１の領域 ２０２ ：第２の領域 ２０３ ：第３の領域 ２０４ ：第４の領域

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撮像光学系と、前記撮像光学系の焦点面
   近傍に設けられた２次元撮像素子と、前記撮像光学系の
   光軸の方向を制御する方向制御手段と、前記２次元撮像
   素子により取り込んだ複数の画像を合成し１枚の合成画
   像を形成する画像合成手段と、前記焦点距離制御手段、
   前記方向制御手段、前記２次元撮像素子及び前記画像合
   成手段を制御する動作制御手段を具備し、 前記動作制御手段は、前記方向制御手段を制御して前記
   撮像光学系の光軸の方向を、前記被撮像範囲を複数に分
   割した各領域の中心を向くように順次移動させ、前記２
   次元撮像素子により前記各領域ごとの画像を取り込むと
   共に、分割された前記被撮像範囲の各領域のうち相互に
   隣接する少なくとも２つの領域の隣接部近傍の画像を参
   照画像として取り込み、前記参照画像を参照して前記画
   像合成手段により取り込んだ複数の画像を合成して前記
   被撮像範囲全体の合成画像を得る撮像装置。
2. 【請求項２】 手ぶれ検出手段をさらに具備し、前記手
   ぶれ検出手段により検出されたぶれ量を用いて、前記方
   向制御手段による前記撮像光学系の光軸の方向を補正す
   ることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
3. 【請求項３】 前記撮像光学系の光軸の移動中の手ぶれ
   を検出するための手ぶれ検出手段及び検出したぶれ量を
   記憶するぶれ量記憶手段をさらに具備し、かつ前記２次
   元撮像素子の撮像可能面積は、前記画像合成手段により
   合成される各画像の面積よりも広く、前記手ぶれ検出手
   段により検出されたぶれ量を用いて、合成される各画像
   相互のずれを補正することを特徴とする請求項１記載の
   撮像装置。
4. 【請求項４】 前記２次元撮像素子による各画像の取り
   込みに際し、フラッシュ光による照明を行うことを特徴
   とする請求項１から３のいずれかに記載の撮像装置。
5. 【請求項５】 前記方向制御手段は、前記撮像光学系及
   び前記２次元撮像素子を内蔵する撮像ユニットの筐体を
   所定方向及び所定角度に駆動する駆動機構であることを
   特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の撮像装
   置。
6. 【請求項６】 前記方向制御手段は、前記撮像ユニット
   の光軸上に設けられ、所定方向及び所定方向に駆動され
   る可動ミラーであることを特徴とする請求項１から４の
   いずれかに記載の撮像装置。