JP2004048346A - 撮像装置、画像再生装置およびプログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】画像中にケラレが発生するときに、画像中のケラレ領域を特定することができる技術を提供する。
【解決手段】デジタルカメラは手ぶれ補正機能を有しており、撮影レンズにより形成されるイメージサークルに対してCCDを移動することで画像中の被写体像のぶれの補正が可能である。露光中に大きな振動が生じた場合は、結像平面上のイメージサークル外の領域をも含むようにCCDが移動されるが、このような場合においては取得される画像中にケラレが発生する。このため、露光中におけるイメージサークルのサイズICLと、CCDが移動された位置を時系列的に示す時系列位置データTSDとが取得され、記録用画像RDに関連付けられて記録される。これにより、事後的に記録用画像RD中のケラレ領域を特定することができる。
【選択図】 図9
【解決手段】デジタルカメラは手ぶれ補正機能を有しており、撮影レンズにより形成されるイメージサークルに対してCCDを移動することで画像中の被写体像のぶれの補正が可能である。露光中に大きな振動が生じた場合は、結像平面上のイメージサークル外の領域をも含むようにCCDが移動されるが、このような場合においては取得される画像中にケラレが発生する。このため、露光中におけるイメージサークルのサイズICLと、CCDが移動された位置を時系列的に示す時系列位置データTSDとが取得され、記録用画像RDに関連付けられて記録される。これにより、事後的に記録用画像RD中のケラレ領域を特定することができる。
【選択図】 図9
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像中の被写体像のぶれを補正する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、手によって撮像装置を保持して被写体の撮影を行う場合、微小な撮像装置の振動が生じることから、取得される画像中において手ぶれと呼ばれる被写体像のぶれが発生する。このため従来より、このような被写体像のぶれを補正する手ぶれ補正技術が知られている。
【0003】
例えば、撮像装置の振動を複数の角速度センサにより検出し、検出された角速度およびその向きに応じて、画像を取得する撮像素子を移動させる。これにより、撮影レンズにより形成される光像と、取得される画像との相対位置がぶれを抑制するように変更され、画像中の被写体像のぶれが補正される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、上記のような手ぶれ補正機能を有する撮像装置においては、画像中に生じる「ケラレ」と呼ばれる光量の低下現象を防止するため、撮像素子の受光面が必ずイメージサークル(光像)内となるように、撮像素子の移動範囲が制限されている必要がある。
【0005】
しかしながら、このように撮像素子の移動範囲が制限されると、比較的大きな振動には対応することができないことから、移動範囲の制限量は極力少ない方が望ましい。ただしこのような場合、比較的大きな振動による手ぶれが発生すると、取得される画像中にケラレが発生するため、大変見苦しい画像を鑑賞しなければならなくなる。
【0006】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、取得される、あるいは鑑賞される画像中にケラレが発生することなく、かつ、手ぶれ補正における移動範囲の制限量を縮小させて、より大きな手ぶれを補正することができる技術を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項1の発明は、撮影レンズにより形成されるイメージサークルを含む結像平面の一部の領域を、画像として取得する撮像手段を有する撮像装置であって、前記撮像装置の振動に応じて、前記イメージサークルと、前記撮像手段により取得される画像との相対位置を移動することにより、前記画像中の被写体像のぶれを補正可能なぶれ補正手段と、前記ぶれ補正手段により、前記結像平面の前記イメージサークル外の領域を前記画像が含むように前記相対位置が移動されるとき、当該画像中のケラレが発生したケラレ領域を特定するための領域特定情報を取得する情報取得手段と、を備えている。
【0008】
また、請求項2の発明は、請求項1に記載の撮像装置において、前記撮像手段により取得された画像を、当該画像に関する前記領域特定情報と関連付けて記録する記録手段、をさらに備えている。
【0009】
また、請求項3の発明は、請求項1に記載の撮像装置において、前記領域特定情報に基づいて、前記画像中の前記ケラレ領域を特定するケラレ領域特定手段と、特定された前記ケラレ領域を含む、前記画像中の一部の領域を除去対象領域として決定する除去対象領域決定手段と、前記画像から前記除去対象領域を除去して、調整画像を生成する除去対象領域除去手段と、をさらに備えている。
【0010】
また、請求項4の発明は、画像を再生可能な画像再生装置であって、画像に関連付けられる前記画像中のケラレ領域を特定するための領域特定情報に基づいて、前記画像中の前記ケラレ領域を特定するケラレ領域特定手段と、特定された前記ケラレ領域を含む、前記画像中の一部の領域を除去対象領域として決定する除去対象領域決定手段と、前記画像から前記除去対象領域を除去して、調整画像を生成する除去対象領域除去手段と、前記調整画像を表示する表示手段と、を備えている。
【0011】
また、請求項5の発明は、画像を再生するためのプログラムであって、前記プログラムのコンピュータによる実行は、前記コンピュータに、画像に関連付けられる前記画像中のケラレ領域を特定するための領域特定情報に基づいて、前記画像中の前記ケラレ領域を特定するケラレ領域特定工程と、特定された前記ケラレ領域を含む、前記画像中の一部の領域を除去対象領域として決定する除去対象領域決定工程と、前記画像から前記除去対象領域を除去して、調整画像を生成する除去対称領域除去工程と、を実行させることを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
【0013】
<1.第1の実施の形態>
<1−1.構成>
図1は、本発明の第1の実施の形態に係るデジタルカメラの主たる構成を示す断面図である。このデジタルカメラ1aは、手ぶれによる画像中の被写体像のぶれを補正(抑制)する手ぶれ補正機能を有している。図に示すようにデジタルカメラ1aは、主としてカメラ本体部2と、カメラ本体部2に固設される撮影レンズ3とから構成される。なお、以下の説明においては、図に示すXYZ3次元直交座標系を適宜用いて、方向および向きを示すこととする。ここで、Z軸方向は撮影レンズ3の光軸Lに沿った方向であり、Z軸正方向は入射光の入射先となる向き(図において右向き)である。また、Y軸方向は鉛直方向であり、Y軸正方向は鉛直上向き(図において上向き)である。さらに、X軸方向は図面(紙面)に対しての垂直方向であり、X軸正方向は図面(紙面)に対する垂直下向きである。これらXYZ軸は、カメラ本体部2のハウジング2aに対して相対的に固定される。
【0014】
撮影レンズ3は主として、鏡胴31、ならびに、鏡胴31の内部に設けられる複数のレンズ群32および絞り33から構成される。レンズ群32には、ズーム用レンズ34およびフォーカス用レンズ35が含まれている。ズーム用レンズ34の位置をZ軸方向に移動させることにより焦点距離(撮影倍率)を変更することができ、また、フォーカス用レンズ35をZ軸方向に移動させることにより焦点位置(被写体像の合焦状態)を変更することができるようにされている。撮影レンズ3を介して形成される被写体の光像は、結像されるXY平面(以下、「結像平面」という。)上において略円形の形状となり、イメージサークルと呼ばれる。
【0015】
撮影レンズ3の光軸Lの後方(Z軸正方向側)には、カメラ本体部2のハウジング2aに収容されたCCD5が配置されている。CCD5は、カラーフィルタがそれぞれ付された微細な画素群で構成される撮像素子であり、撮影レンズ3によって結像される被写体の光像を、例えばRGBの色成分を有する画像信号に光電変換する。CCD5の受光面は結像平面と一致するように配置され、イメージサークルを含む結像平面の一部の領域が画像データ(本明細書中では、適宜単に「画像」ともいう。)として取得されることとなる。なお、結像平面においてイメージサークル外の領域も画像として取得可能ではあるが、この場合、画像中においてイメージサークル外の領域に相当する領域には、「ケラレ」と呼ばれる光量の低下現象が生じることとなる。以下、画像中においてケラレが発生する領域を、「ケラレ領域」と称する。
【0016】
CCD5はCCD移動部50内に固定されて配置される。CCD5は、このCCD移動部50によりZ軸に直交するXY平面内にて移動することが可能とされている。図2は、CCD5を含めたCCD移動部50の分解斜視図である。
【0017】
図2に示すように、CCD移動部50は主として、ハウジング2aに固設されるベース板51、ベース板51に対してX軸方向に移動する第1スライダ52、および、第1スライダ51に対してY軸方向に移動する第2スライダ53の3つの部材から構成される。
【0018】
ベース板51は、撮影レンズ3からの入射光を通過可能に中央部が開口しており、X軸方向に延設される第1アクチュエータ511、および、スプリング55を掛けるための第1スプリング掛け512を備えている。第2スライダ53は、CCD5を固定可能な開口部533がその中央部に形成されるとともに、Y軸方向に延設される第2アクチュエータ531、および、剛球54をZ軸方向両面に遊嵌する剛球受け532を備えている。また、第1スライダ52は中央部が開口しており、第1アクチュエータ511と対向する位置に第1摩擦結合部521、および、第2アクチュエータ531と対向する位置に第2摩擦結合部522がそれぞれ設けられ、さらに、第1スプリング掛け512と対向する位置に第2スプリング掛け523が設けられる。
【0019】
第1アクチュエータ511および第2アクチュエータ531はそれぞれ、圧電素子と延在方向に駆動可能な駆動ロッドとを備えており、圧電素子に印加される駆動パルスに応じた量および向きに駆動ロッドが移動するようになっている。
【0020】
CCD移動部50が組み上げられるときには、CCD5が第2スライダ53の開口部533に嵌合して固設されるとともに、第1アクチュエータ511の駆動ロッドと第1摩擦結合部521とが摩擦結合され、第2アクチュエータ531の駆動ロッドと第2摩擦結合部522とが摩擦結合される。また、ベース板51と第1スライダ52とは、スプリング55によって相互に接近する向きに付勢される。このとき、第2スライダ53は、ベース板51と第1スライダ52とに剛球54を介して挟み込まれた状態とされる。これにより、Z軸負方向側から正方向側に向かって、ベース板51、第2スライダ53、第1スライダ52の順に重なって、これら部材51,53,52が配置されることとなる。
【0021】
このようなCCD移動部50が組み上げられた状態で、第1アクチュエータ511の駆動ロッドが緩速で移動すると、これに摩擦結合する第1摩擦結合部521により第1スライダ52がベース板51に対してX軸方向に移動する。このとき、第1スライダ52の移動にあわせて第2スライダ53もベース板51に対してX軸方向に移動する。第1アクチュエータ511の駆動ロッドが急速に移動すると、慣性により第1スライダ52は停止する。また、第2アクチュエータ531の駆動ロッドが緩速で移動すると、これに摩擦結合する第2摩擦結合部522により第2スライダ53が第1スライダ52に対してY軸方向に移動する。このとき、第1スライダ52のベース板51に対する移動はなされないため、第2スライダ53は単独でベース板51に対してY軸方向に移動することとなる。第2アクチュエータ531の駆動ロッドが急速に移動すると、慣性により第2スライダ53は停止する。つまり、各圧電素子に与えられる駆動パルスによって各駆動ロッドが速度の異なる往動および復動(振動)を行うことにより、第2スライダ53がX軸・Y軸方向に移動することとなる。
【0022】
また、前述したように、ベース板51はカメラ本体部2のハウジング2aに固設され、CCD5は第2スライダ53に固設されることから、CCD5はカメラ本体部2のハウジング2aに対してXY平面内にて相対的に移動することとなる。これにより、撮影レンズ3により形成されるイメージサークルと、CCD5により取得される画像との相対位置が変更可能とされ、結像平面上において画像として取得される領域が変更されることとなる。
【0023】
図1に戻り、CCD5のZ軸正方向側には、移動するCCD5の位置を検出するためのCCD位置センサ58が配置されている。CCD位置センサ58は、発光ダイオード等で構成される2つの投光部56a,56b、および、フォトダイオード等で構成される2つの受光部57a,57bを備えている。投光部56a,56bはCCD5の裏面側(Z軸正方向側)に固設される一方、受光部57a,57bは投光部56a,56bにそれぞれ対向するようにカメラ本体部2のハウジング2aに固設される。投光部56a,56bから投光された光は受光部57a,57bにて受光可能となっており、この受光部57a,57bにて受光する光の位置の変化から、CCD5の位置がXY座標位置として求められる。具体的には、第1投光部56aおよび第1受光部57aにてCCD5のX軸方向の位置を検出し、第2投光部56bおよび第2受光部57bにてCCD5のY軸方向の位置を検出するようになっている。
【0024】
また、カメラ本体部2のハウジング2aの内部には、デジタルカメラ1aの手ぶれによる振動を検出する振動センサ40が設けられている。振動センサ40は、2つの角速度センサ(第1角速度センサ41および第2角速度センサ42)を備えており、第1角速度センサ41にてX軸を中心とした回転振動(ピッチング)Piの角速度が検出され、第2角速度センサ42にてY軸を中心とした回転振動(ヨーイング)Yaの角速度が検出される。この振動センサ40により検出される2つの角速度に基づいて、CCD5がX軸およびY軸のそれぞれの方向に移動されることにより、画像中の被写体像のぶれの補正、すなわち、手ぶれ補正がなされることとなる。
【0025】
カメラ本体部2の上面側にはシャッタボタン61が設けられる。シャッタボタン61は、撮影準備の開始や撮像(露光開始)の指示をユーザから受け付けるボタンであり、半押し状態(S1状態)と全押し状態(S2状態)とが検出可能な2段階スイッチになっている。
【0026】
また、カメラ本体部2の背面側には、操作ボタン62、および、LCD63が設けられる。操作ボタン62は、デジタルカメラ1aの各種設定をユーザから受け付けるものである。デジタルカメラ1aはその動作モードとして、被写体の画像を取得して記録する撮像装置として機能する撮影モードと、記録された画像をLCD63に再生表示する画像再生装置として機能する再生モードとを備えている。操作ボタン62を操作することにより、この動作モードを、撮影モードと再生モードとの間で切り替えることができるようになっている。
【0027】
LCD63は、各種の情報や画像を表示するものである。撮影モードにおいてLCD63は、CCD5にて所定時間ごとに取得される画像を表示(ライブビュー表示)し、被写体像をユーザに確認させつつフレーミングを行わせるビューファインダとして機能する。一方、再生モードにおいてLCD63は、記録された画像を表示することとなる。
【0028】
また、カメラ本体部2の内部には、各種データを記録するメモリカード91(図3参照)を挿入して装着することが可能とされる。撮影モードにおいて、CCD5にて取得された画像は、このメモリカード91に記録されるようになっている。
【0029】
デジタルカメラ1aの手ぶれ補正機能を含む各種の機能は、カメラ本体部2のハウジング2a内に設けられる全体制御部の制御に基づいて行われる。図3は、この全体制御部7を含めたデジタルカメラ1aの主たる機能構成を機能ブロックとして示す図である。
【0030】
図3に示すように、CCD5、CCD移動部50、CCD位置センサ58、振動センサ40、シャッタボタン61、操作ボタン62およびLCD63等のデジタルカメラ1aの各処理部は全体制御部7に電気的に接続され、全体制御部7の制御下にて動作することとなる。これとともに、CCD位置センサ58にて検出されるCCD5の位置、振動センサ40にて検出される角速度、シャッタボタン61の操作内容、および、操作ボタン62の操作内容等は、それぞれ信号として全体制御部7に入力される。
【0031】
撮影レンズ3は、ズーム駆動部341、フォーカス駆動部351および絞り駆動部331を備えている。ズーム駆動部341は、ズーム用レンズ34をZ軸方向に駆動して焦点距離を変更させる。フォーカス駆動部351は、フォーカス用レンズ35をZ軸方向に駆動して焦点位置を変更させる。また、絞り駆動部331は、全体制御部7により設定される絞り値となるように絞り33の開口径を調整する。ズーム駆動部341、フォーカス駆動部351および絞り駆動部331も電気的に全体制御部7に接続され、全体制御部7の制御下にて動作する。
【0032】
また、図3において、A/D変換部21、画像処理部22および画像メモリ23は、CCD5にて取得された画像を扱う処理部を示している。すなわち、CCD5にて取得されたアナログ信号の画像は、A/D変換部21にてデジタル信号に変換され、画像処理部22にて所定の画像処理がなされた後、画像メモリ23に格納される。画像メモリ23に格納された画像は、記録用画像としてメモリカード91へ記録されたり、ライブビュー表示用画像としてLCD63に表示されることとなる。このような画像に対する各種の処理も全体制御部7の制御に基づいて行われる。
【0033】
全体制御部7は、マイクロコンピュータを備えて構成される。すなわち、全体制御部7は、各種演算処理を行うCPU70と、演算を行うための作業領域となるRAM71と、制御プログラム等が記憶されるROM72とを備え、上述したようなデジタルカメラ1aの各処理部の動作を統括的に制御する。
【0034】
全体制御部7の各種の機能は、予めROM72内に記憶される制御プログラムに従ってCPU70が演算処理を行うことにより実現される。このような制御プログラムは、予めROM72内に記憶されているものであるが、メモリカード91から読み出すなどにより、新たな制御プログラムをROM72に格納することも可能とされている。図3において、露出制御部73、AF制御部74、記録制御部75、再生制御部76、画像調整部77、設定受付部78および手ぶれ補正制御部79は、制御プログラムに従ってCPU70が演算処理を行うことにより実現される機能の一部を模式的に示している。
【0035】
露出制御部73は、シャッタスピードと絞り値とを調節する露出制御(AE)を行う。A/D変換部21にてデジタル信号に変換された画像は、全体制御部7にも入力される。露出制御部73は、この画像から得られる被写体の輝度情報に基づいて露出値を決定し、さらに、この露出値に基づいてシャッタスピードおよび絞り値を設定する。なお、デジタルカメラ1aにおいてシャッタスピードはCCD5の露光時間(電荷蓄積時間)に相当する。
【0036】
AF制御部74は、フォーカス駆動部351に信号を送信して、画像中の被写体像が合焦状態となるようにフォーカス用レンズ35を移動させるAF制御を行う。AF制御部74は、A/D変換部21から入力される画像のコントラストを監視し、コントラストが最も高くなる位置にフォーカス用レンズ35を移動させる。移動後のフォーカス用レンズ35の位置は、焦点位置(あるいは被写体の距離)を示す情報に実質的に相当する。
【0037】
記録制御部75は、撮影モードにおいて画像メモリ23に格納された画像を、記録用画像としてメモリカード91に記録するための制御を行う。例えば、記録制御部75は、画像に対してJPEG方式等にて圧縮処理を行って記録用画像を生成し、この記録用画像をメモリカード91に記録する。また、記録制御部75は、記録用画像に関する情報がある場合は、この情報を当該記録用画像に関連付けて記録する。
【0038】
再生制御部76は、動作モードが再生モードである場合におけるデジタルカメラ1aの動作の制御を行う。例えば、再生制御部76は、メモリカード91に記録された画像を読み出し、この画像に対して伸張処理を行った後、LCD63に表示させる。
【0039】
画像調整部77は、画像調整処理を行い、ケラレが発生した画像からケラレ領域の無い調整画像を生成する画像調整処理を行う。
【0040】
設定受付部78は、操作ボタン62の操作によって入力された信号を受け付け、信号に応じてデジタルカメラ1aの設定の内容(例えば、動作モードの設定、焦点距離の設定等)を変更する。設定の内容は、RAM71に記憶されるとともに、各処理部に入力される。これにより、デジタルカメラ1aの各処理部が設定に従って動作することとなる。
【0041】
手ぶれ補正制御部79は、手ぶれ補正機能に係る制御を行う。つまり、手ぶれ補正制御部79は、デジタルカメラ1aの振動、すなわち、振動センサ40から入力される2つの角速度に基づいて、CCD5を移動させる。
【0042】
また、全体制御部7のROM72内には、制御プログラムとともに、イメージサークルのサイズが登録されるデータテーブルが記憶される。図4は、このデータテーブルDTの例を示す図である。図に示すように、データテーブルDTにおいては、イメージサークルの例えば半径などのサイズICLが撮影レンズ3の種々の焦点距離(mm)および種々の絞り値(Fno.)の双方に関連付けられて登録される。これらのデータは、予め計測されて登録される。
【0043】
イメージサークルのサイズICLは、撮影レンズ3の絞り値および焦点距離に応じて変化するという性質がある。一般に、撮影レンズ3の絞り値が大きいほどイメージサークルは大きくなり、焦点距離が長いほどイメージサークルは大きくなる。図4に示すデータテーブルDTにより、画像を取得する際において設定された焦点距離および絞り値におけるイメージサークルのサイズICLが容易に取得可能とされる。
【0044】
<1−2.撮影モード動作>
次に、デジタルカメラ1aの撮影モードにおける動作について説明する。図5は、デジタルカメラ1aの撮影モードにおける動作の概略を示す図である。
【0045】
デジタルカメラ1aは撮影モードに設定されると、シャッタボタン61の操作を待機する撮影待機状態となり、シャッタボタン61が半押し(S1)されるまでの間(ステップST2にてNoの間)、LCD63にてライブビュー表示が行われる。すなわち、所定時間ごとに、CCD5により取得された画像がA/D変換部21および画像処理部22にて所定の処理がなされた後、LCD63に表示される(ステップST1)。
【0046】
このような撮影待機状態において、ユーザは操作ボタン62を介して、焦点距離等の設定などを行うことができる。焦点距離の設定がなされた場合は、設定された焦点距離がRAM71に記憶されるとともに、この焦点距離となるようにズーム駆動部321に信号が送信されズーム用レンズ34が駆動される。
【0047】
また、所定の操作を行うことにより、手ぶれ補正機能に係るモードである手ぶれ補正モードの設定も行うことができる。図6は、手ぶれ補正モードの設定を行うためのLCD63の画面の表示例を示す図である。デジタルカメラ1aは、手ぶれ補正モードとして、画像中におけるケラレの発生を抑制することを優先させる「ケラレ抑制優先モード」と、画像中における被写体像のぶれを抑制することを優先させる「ぶれ抑制優先モード」とを備えている。
【0048】
ユーザは、図6に示す画面を参照しつつ、操作ボタン62を介して所定の操作を行うことにより、「ケラレ抑制優先モード」と「ぶれ抑制優先モード」との間で、いずれかの手ぶれ補正モードの選択を行うことができる。選択された手ぶれ補正モードを示す情報は、設定受付部78に受け付けられRAM71に記憶される。これにより、選択された手ぶれ補正モードが以降の動作に反映されることとなる。
【0049】
シャッタボタン61が半押しされると(ステップST2にてYes)、続いて、AF制御部74により、被写体像が合焦状態となるようにフォーカス用レンズ35が移動される。これとともに、露出制御部73によりシャッタスピードと絞り値とが設定される。設定された絞り値は絞り駆動部331に送信され、絞り値に応じた開口径となるように絞り33が駆動される。また、設定されたシャッタスピードおよび絞り値はRAM71に記憶される(ステップST3)。
【0050】
続いて、シャッタボタン61が全押し(S2)されたか否かが判定される(ステップST4)。このとき、シャッタボタン61の半押し状態が維持されている場合は、(ステップST4にてNo,ステップST101にてYes)、ライブビュー表示を行い(ステップST102)、ステップST4に戻ってシャッタボタンが全押しされるのを待機する。シャッタボタン61の操作が解除された場合は(ステップST4にてNo,ステップST101にてNo)、ステップST1に戻る。
【0051】
一方、シャッタボタン61が全押しされた場合は(ステップST4にてYes)、続いて、CCD5にて露光が行われて被写体の画像が取得される(ステップST5)。
【0052】
図7は、この露光動作の詳細な流れを示す図である。露光動作中は、設定されたシャッタスピード(露光時間)の間(ステップST18にてNoの間)、CCD5における電荷蓄積(ステップST11)がなされることとなる。これとともに、手ぶれ補正制御部79の制御の元、画像中の被写体像のぶれを補正する手ぶれ補正動作(ステップST12〜ステップST17)がなされる。
【0053】
すなわち、まず、振動センサ40により2つの角速度が検出され、これら2つの角速度が手ぶれ補正制御部79に入力される(ステップST12)。続いて、手ぶれ補正制御部79により、入力された2つの角速度に基づいて、振動による被写体像のぶれ量およびその向きに対応するCCD5の移動すべき位置(以下、「移動先位置」という。)が決定される。この移動先位置の決定に先だって、選択された手ぶれ補正モードが判定される(ステップST13)。そして、手ぶれ補正モードに応じて、移動先位置が決定されることとなる(ステップST14,ST15)。
【0054】
図8は、移動先位置の決定手法を説明するための図である。図8に示すXY座標系は結像平面上における座標系であり、この原点OはイメージサークルICの中心位置である。また、図中において、矩形の領域PA(PA1〜PA3)はCCD5の画素群が配置される領域(すなわち、画像として取得される領域:以下、「画像取得領域」という。)を示しており、位置C(C1〜C3)は画像取得領域PA(PA1〜PA3)の中心位置(すなわち、画像の中心位置)をそれぞれ示している。
【0055】
なお、本実施の形態ではCCD5の位置は図8に示すXY座標系における画像取得領域の中心位置Cにて表現されるものとし、手ぶれ補正動作が行われる前には画像取得領域の中心位置Cは原点Oに一致され、CCD5の位置は位置C1になるものとする。
【0056】
手ぶれ補正モードがケラレ抑制優先モードのときは、取得される画像中にケラレが生じないようにするため、画像取得領域PAが必ずイメージサークル内の領域に配置されるように移動先位置が決定される。
【0057】
例えば、被写体像のぶれを適切に抑制するCCD5の位置(以下、「理想移動先位置」という。)が位置C3であったとする。ここで仮に、CCD5を理想移動先位置C3に移動させたとすると、図に示すように、画像取得領域PA3はイメージサークルIC外の領域を含み、画像中にケラレが発生することとなる。このため、画像取得領域PAの全領域がイメージサークルIC内となり、かつ、原点Oから理想移動先位置C3への向きと同一の向きで最大距離となる位置C2が、移動先位置として決定されることとなる。
【0058】
なお、この移動先位置の決定には、イメージサークルのサイズICLが必要となるが、前述したようにイメージサークルのサイズICLは、焦点距離および絞り値に応じて変化する。このため、焦点距離および絞り値の設定に基づいて、ROM71内のデータテーブルDTが参照され、イメージサークルのサイズICLが取得されるようになっている(ステップST14)。
【0059】
一方、手ぶれ補正モードがぶれ抑制優先モードのときは、デジタルカメラ1aの比較的大きな振動にも対応可能なように、CCD5の移動範囲は制限されず、移動先位置は理想移動先位置(図8中では位置C3)に決定される(ステップST15)。これにより、ぶれ抑制優先モードでは被写体像のぶれが効果的に抑制されることとなる。
【0060】
このようにして、移動先位置が決定されると、続いて、CCD位置センサ58からCCD5の現状位置が取得される。取得された現状位置は、RAM71に記憶される(ステップST16)。そして、現状位置と移動先位置とが比較され、CCD5の移動すべき移動量および向きが導出される。さらに、導出された移動量および向きに応じた駆動パルスが生成され、この駆動パルスがCCD移動部50のアクチュエータ511,531に送信される。これにより、CCD5が移動先位置に移動されることとなる(ステップST17)。
【0061】
このように、デジタルカメラ1aの振動に応じた移動先位置を導出し、CCD5の現状位置と移動先位置とを比較してCCD5の位置を移動先位置に順次移動させるクローズドループ制御が行われることにより、画像中の被写体像のぶれが補正されることとなる。
【0062】
露光時間が終了すると(ステップST18にてYes)、上記一連の露光動作が終了する。すなわち、CCD5における電荷蓄積が終了されるとともに、手ぶれ補正動作が終了される。電荷蓄積により取得された画像は、A/D変換部21および画像処理部22にて所定の処理がなされ、画像メモリ23に格納される。
【0063】
露光時間中におけるステップST16にて取得されたCCD5の現状位置に関しては、取得された全データが消去されることなくRAM71内に保持される。
このCCD5の現状位置の全データは、露光時間中におけるCCD5の位置の移動経過を時系列的に示すデータとなり、以下、「時系列位置データ」と称する。
【0064】
図5に戻り、CCD5における露光が終了し画像が画像メモリ23に格納されると、記録制御部75により手ぶれ補正モードが再度判定される(ステップST6)。そして、手ぶれ補正モードがケラレ抑制優先モードのときは、画像メモリ23に格納された画像に対して圧縮処理が施されて記録用画像とされた後、この記録用画像が一の画像ファイルとしてメモリカード91に記録される(ステップST7)。
【0065】
一方、手ぶれ補正モードがぶれ抑制優先モードのときは、まず同様にして画像に対して圧縮処理が施されて記録用画像が生成される。これとともに、焦点距離および絞り値の設定に基づいて、ROM71内のデータテーブルDTが参照され、露光時間中におけるイメージサークルのサイズICLが取得される。そして、記録制御部75により図9に示すように、記録用画像RD、イメージサークルのサイズICL、および、時系列位置データTSDが一の画像ファイルFとしてメモリカード91に記録される(ステップST8)。
【0066】
後述するように、画像を取得する際におけるイメージサークルのサイズICLおよび時系列位置データTSDを用いることで、その画像中のケラレ領域を特定することができる。すなわち、イメージサークルのサイズICLおよび時系列位置データTSDは、画像中のケラレ領域を特定するための領域特定情報となる。
ぶれ抑制優先モードのときは記録用画像中においてケラレが発生する可能性があるが、このように記録用画像が領域特定情報に関連付けられた状態で記録されることにより、記録用画像中のケラレ領域を事後的に特定することができることとなる。
【0067】
<1−3.再生モード動作>
次に、デジタルカメラ1aの再生モードにおける動作について説明する。本実施の形態のデジタルカメラ1aの再生モードでは、ケラレが発生した記録用画像に対しては画像調整処理がなされ、ケラレ領域の無い調整画像が生成されるようになっている。図10は、デジタルカメラ1aの再生モードにおける動作の概略を示す図である。
【0068】
デジタルカメラ1aは再生モードに設定されると、メモリカード91内に記憶された複数の画像ファイルのうちの一の画像ファイルを、ユーザが選択するのを待機する状態となる(ステップST21)。この状態において、操作ボタン62を介して所定の操作を行うことにより、画像調整処理に係るモードである画像調整モードの設定を行うことができる。
【0069】
図11は、画像調整モードの設定を行うためのLCD63の画面の表示例を示す図である。デジタルカメラ1aは画像調整モードとして、生成される調整画像のサイズを極力大きくする「サイズ優先モード」と、調整画像と元の画像とで構図が変更されないようにする「構図優先モード」とを備えている。
【0070】
ユーザは、図11に示す画面を参照しつつ、操作ボタン62を介して所定の操作を行うことにより、「サイズ優先モード」と「構図優先モード」との間で、いずれかの画像調整モードの選択を行うことができる。選択された画像調整モードを示す情報は、設定受付部78に受け付けられRAM71に記憶される。これにより、選択された画像調整モードが以降の画像調整処理(ステップST24)において反映されることとなる。
【0071】
画像ファイルが選択されると(ステップST21にてYes)、選択された画像ファイルが再生制御部76により読み出される。そして、読み出された画像ファイル中に領域特定情報(イメージサークルのサイズICLおよび時系列位置データTSD)が含まれているか否かが判定される(ステップST22)。
【0072】
領域特定情報が含まれていない場合(ステップST22にてNo)は、当該画像ファイルがケラレ抑制優先モードにて(もしくは、手ぶれ補正を行うことなく)記録されたと判断される。ケラレ抑制モードで取得された画像にはケラレ領域は含まれないことから、画像ファイル中の記録用画像は伸張処理がなされてそのままLCD63に表示されることとなる(ステップST23)。その後、再度ステップST21に戻り、新たな画像ファイルの選択を受け付ける状態とされる。
【0073】
一方、画像ファイル中に領域特定情報が含まれていた場合(ステップST22にてYes)は、当該画像ファイルがぶれ抑制優先モードにて記録されたと判断される。ぶれ抑制モードで取得された画像にはケラレ領域が含まれている可能性があるため、画像ファイル中の記録用画像は伸張処理がなされた後、画像調整部77により画像調整処理がなされることとなる(ステップST24)。
【0074】
図12は画像調整処理の詳細な流れを示す図であり、図13および図14は画像調整処理の処理手法を説明するための概念図である。以下、これらの図を参照しつつ画像調整処理について説明する。なお、この説明においては、画像調整処理の対象となる画像(すなわち、記録用画像)を「対象画像」NDと称する。
【0075】
まず、領域特定情報に基づいて、対象画像ND中のケラレ領域が特定される(ステップST31)。
【0076】
具体的には、まず、図13および図14に示すように、図8と同様の結像平面上におけるXY座標系が想定され、イメージサークルのサイズICLに基づいてイメージサークルの周縁を示す式(円の方程式)ECが求められる。
【0077】
続いて、時系列位置データTSDに基づいて、露光中における全ての画像取得領域PAの位置(図8参照)が考慮され、各画像取得領域PAの4つの頂点の座標位置が導出される。そして、全ての頂点のうち原点Oからの距離が最大となる一の頂点が注目頂点Vとして求められる。この注目頂点Vに係る画像取得領域(以下、「注目領域」という。)NAは、露光中においてイメージサークル外の領域を最大に含むときにおける画像取得領域PAである。したがって、対象画像ND中におけるケラレ領域VAは、注目領域NA中においてイメージサークル外に相当する領域に相当する。
【0078】
このため、演算上、XY座標系における対象画像NDの位置が注目領域NAの位置に一致するとみなされ、注目頂点Vに相当する対象画像NDの頂点V1近傍にケラレ領域VAが存在すると判断される。そして、対象画像NDの位置とイメージサークルの周縁を示す式ECとに基づいてケラレ領域VAが特定される。
【0079】
対象画像ND中のケラレ領域VAが特定されると、続いて、選択された画像調整モードが判定される(図12:ステップST32)。そして、判定された画像調整モードに応じて、ケラレ領域VAを含む対象画像ND中の一部の領域が除去対象領域RAとして決定される(ステップST33,ST34)。さらに、除去対象領域RAが対象画像NDから除去されることにより、調整画像TAが生成されることとなる(ステップST35)。以下、画像調整モードのそれぞれにおける除去対象領域RAの決定手法についてついて説明する。
【0080】
画像調整モードがサイズ優先モードであるときには、図13に示すように、対象画像NDと調整画像TAとの縦横の比が同一、かつ、調整画像TAがケラレ領域VAを含まない範囲でサイズが極力大きくなるように、除去対象領域RAが決定される。
【0081】
具体的には、対象画像ND中のケラレ領域VAとなる頂点V1と、この頂点V1と対角をなす頂点V2とを結ぶ対角線DLが考慮され、この対角線DLとイメージサークルの周縁を示す式ECとの交点P1が求められる。そして、この点P1と頂点V2とが調整画像TAにおいて対角をなす頂点となるように、対象画像ND中において点P1より端部側のL字形領域が除去対象領域RAとして決定される。すなわち、対象画像ND中のケラレ領域VAとなる頂点V1にて交わる二辺Si1,Si2と接するL字形領域が除去対象領域RAとして決定されることとなる。これは、頂点V1を屈曲部とするL字型領域が除去対象領域RAとして決定されるともいえる(ステップST33)。
【0082】
一方、画像調整モードが構図優先モードであるときには、図14に示すように、対象画像NDと調整画像TAとの縦横の比が同一、かつ、対象画像NDの中心位置NDCと調整画像TAの中心位置TACが一致するように、除去対象領域RAが決定される。
【0083】
具体的には、上記と同様にして対角線DLとイメージサークルの周縁を示す式ECとの交点P1が求められ、さらに、頂点V1から点P1までの距離と同一距離となる、頂点V2からの対角線DL上の点P2が求められる。そして、点P1と点2とが調整画像TAにおいて対角をなす頂点となるように、対象画像ND中において点P1,点P2より端部側の全周縁領域が除去対象領域RAとして決定される。すなわち、対象画像ND中のケラレ領域VAとなる頂点V1にて交わる二辺Si1,Si2と接するL字形領域と、このL字形領域と合同となる(点NDCを中心とする点対称となる)他の二辺Si3,Si4と接する領域とが、除去対象領域RAとして決定されることとなる。これは、頂点V1を含むほぼ等幅の矩形輪郭領域が除去対象領域として決定されるともいえる(ステップST34)。
【0084】
サイズ優先モードでは、図13に示すように、対象画像NDの中心位置NDCと調整画像TAの中心位置TACとは一致しないことから、対象画像NDと調整画像TAとでは多少構図の相違が生じるものの、生成される調整画像TAは、サイズが比較的大きくなるため、対象画像NDに含まれる画素群を比較的多く活用することができる。
【0085】
一方、構図優先モードにおいて生成される調整画像TAは、画角は多少狭くなるが、図14に示すように、対象画像NDの中心位置NDCと調整画像TAの中心位置TACとは一致されることから、対象画像NDと調整画像TAとで構図の相違が生じない調整画像TAを生成することができる。
【0086】
以上のようにして、調整画像TAが生成されると、生成された調整画像TAがLCD63に表示される(図10:ステップST25)。これにより、ユーザは、ケラレ領域の無い画像を視認することができることとなる。その後、再度、ステップST21に戻り、新たな画像ファイルの選択を受け付ける状態とされる。
【0087】
以上、第1の実施の形態について説明を行ったが、本実施の形態のデジタルカメラ1aでは、手ぶれ補正モードとしてケラレ抑制優先モードとぶれ抑制優先モードとを備えておりいずれかの手ぶれ補正モードの選択が可能である。このため、画像中にケラレが発生しないようにするときにはケラレ抑制優先モードが選択され、画像中の被写体像のぶれを効果的に抑制する場合はぶれ抑制優先モードが選択される。その結果、ユーザにとって所望の画像を取得することができる。
【0088】
また、結像平面のイメージサークル外の領域を画像が含むようにCCD5が移動されるぶれ抑制優先モードにて画像を取得する際には、ケラレ領域を特定するための領域特定情報として、イメージサークルのサイズICL、および、時系列位置データTSDが取得される。そして、この領域特定情報が記録用画像RDに関連付けられて記録されることから、記録用画像RD中のケラレ領域を事後的に容易に特定することができることとなる。
【0089】
また、ぶれ抑制優先モードにて取得された画像を再生する際には、領域特定情報に基づいて対象画像中のケラレ領域が特定され、対象画像中からケラレ領域を含む除去対象領域RAが除去されるため、ケラレ領域を含まない調整画像を生成および表示することができる。
【0090】
また、画像調整モードとしてサイズ優先モードと構図優先モードとを備えておりいずれかの画像調整モードの選択が可能である。このため、調整画像のサイズを優先する場合はサイズ優先モードが選択され、構図を優先する場合は構図優先モードが選択される。その結果、ユーザにとって所望の調整画像を生成することができる。
【0091】
<2.第2の実施の形態>
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。第1の実施の形態においては、撮影モードにおいて記録用画像RDと領域特定情報とを関連付けて記録し、再生モードにおいて調整画像TAを生成するようにしていたが、本実施の形態のデジタルカメラ1aでは撮影モードにおいて調整画像を生成し、この調整画像を記録用画像として記録するようにしている。
【0092】
本実施の形態のデジタルカメラ1aは、構成に関しては第1の実施の形態と同様であり、撮影モードにおける動作が第1の実施の形態と一部相違する。このため、撮影モードの動作の第1の実施の形態との相違点を中心に説明を行う。
【0093】
図15は、本実施の形態のデジタルカメラ1aの撮影モードにおける動作の概略を示す図である。図15におけるステップST41〜ST47,ST201およびST202の動作は、図5におけるステップST1〜ST7,ST101およびST102と同様であり、手ぶれ補正モードがぶれ抑制優先モードであるとき(ステップST46にて「ぶれ抑制優先」以降)のみの動作が相違することとなる。本実施の形態では撮影モードにおいて画像調整処理がなされるため、撮影待機状態(ステップST41)においては、手ぶれ補正モードの選択とともに、画像調整モードの選択も行うことが可能とされている。
【0094】
手ぶれ補正モードがぶれ抑制優先モードのときは、まず、焦点距離および絞り値の設定に基づいて、ROM71内のデータテーブルDTが参照され、露光時間中におけるイメージサークルのサイズICLが取得される。そして、このイメージサークルのサイズICLと、露光中(ステップST45)にて得られる時系列位置データとに基づいて、取得された画像に対して画像調整処理がなされる(ステップST48)。この画像調整処理の内容は図12に示すものと同様である(ただし、対象画像NDはそのときに取得された画像)。これにより、ケラレ領域を含まない調整画像が生成されることとなる。
【0095】
調整画像が生成されると、生成された調整画像に対して圧縮処理が施され、調整画像が記録用画像としてメモリカード91に記録される(ステップST49)。
【0096】
このように記録用画像としてケラレ領域を含まない調整画像を記録することで、当該画像を再生する際等において、ケラレ領域の特定やケラレ領域を含む領域の除去などを行う必要は無くなり、画像の取り扱いを容易にすることができる。
【0097】
<3.第3の実施の形態>
次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。
【0098】
図16は、露光時間中のCCD5の一の画素(以下、「注目画素」という。)の移動経過の例を示す図である。図において横軸は露光開始からの時間を示し、期間Tは露光時間を示している。また、縦軸は注目画素の結像平面上の原点Oからの距離を示している。ここで、位置ICEはイメージサークルの周縁に相当する位置であり、位置ICEより上はイメージサークル外の領域、位置ICEより下はイメージサークル内の領域にそれぞれ相当する。
【0099】
露光時間中においては手ぶれ補正動作により注目画素の位置が移動されるが、注目画素が例えば画像取得領域PAの頂点近傍の画素であるときには、図に示すように注目画素はイメージサークルの内外の双方の領域に移動されることもある。図に示す注目画素は、符号Tiで示す期間ではそれぞれイメージサークル内に位置し、符号Toで示す期間ではそれぞれイメージサークル外に位置している。
【0100】
ここで、注目画素のみに関しての露光時間(有効となる電荷蓄積時間)を考えると、期間Tiでは露光することができるが、期間Toでは露光することができない。つまり、注目画素に関しての露光時間は期間Tiの総時間となり、逆に、期間Toの総時間は注目画素の非露光時間(以下、記号GToを用いる。)となる。露光ができない状態により光量の低下現象であるケラレが発生することとなるが、非露光時間が比較的短ければ光量低下率は比較的少なくなり、非露光時間によっては画素を画像における有効なデータとして使用することも可能である。本実施の形態のデジタルカメラ1aでは、このような画素ごとの非露光時間を考慮するようにしている。
【0101】
本実施の形態に係る手法は、上記第1および第2の実施の形態の双方に適用可能であり、本実施の形態のデジタルカメラ1aは上記実施の形態とは画像調整処理の内容のみが相違し、他の構成や動作は同様である。
【0102】
図17は、本実施の形態における画像調整処理の流れを示す図である。また、図18は画像調整処理の処理手法を説明するための概念図であり、図19は図18中符号Aにて示す部分の拡大図である。以下、これらの図を参照しつつ本実施の形態の画像調整処理について説明する。
【0103】
まず、領域特定情報に基づいて、対象画像ND中の各画素ごとの非露光時間GToが導出される(ステップST51)。
【0104】
具体的には、まず、図18に示すように、図8と同様の結像平面上におけるXY座標系が想定され、イメージサークルのサイズICLに基づいてイメージサークルの周縁を示す式ECが求められる。
【0105】
続いて、時系列位置データTSDに基づいて、露光中における全ての画像取得領域PAの位置(図8参照)が考慮され、各画像取得領域PAに含まれる各画素それぞれの座標位置が求められる。これにより、対象画像ND中の画素それぞれに関して図16に示すものと同様の移動経過が求められる。そして、この各画素の移動経過とイメージサークルの周縁を示す式ECとに基づいて、各画素の非露光時間GToが求められることとなる。
【0106】
続いて、求められた各画素の非露光時間GToに基づいて、対象画像ND中のケラレ領域が特定される(ステップST52)。具体的には、各画素の非露光時間GToに応じて、対象画像ND中の画素群がそれぞれ、除去対象となる第1ケラレ領域、除去対象とならない第2ケラレ領域、および、通常領域のいずれかに分類される。
【0107】
本実施の形態では、この画素群の分類においては、対象画像NDの露光時間Tの例えば1/2が閾値として用いられる。すなわち、画素の非露光時間GToが閾値(T/2)以上となる場合は、当該画素に関する露光が比較的短いため当該画素は第1ケラレ領域に分類される一方、閾値(T/2)未満である場合は、比較的長く露光がなされているため当該画素は第2ケラレ領域に分類される。また、画素の非露光時間GToが0の場合は、露光時間Tの全時間にわたって露光が行われているため当該画素は通常領域に分類される。これにより、図19に示すように対象画像NDの画素群が、第1ケラレ領域VA1、第2ケラレ領域VA2および通常領域VA0のいずれかに分類され、それぞれの領域が特定されることとなる。なお、このような画素群の分類に用いる閾値としては、露光時間Tの1/2には限定されず、他の値を用いてもよい。
【0108】
対象画像ND中の第1ケラレ領域VA1等が特定されると、続いて、選択された画像調整モードが判定され(図17:ステップST53)、判定された画像調整モードに応じて、第1ケラレ領域VA1を含む対象画像ND中の一部の領域が除去対象領域RAとして決定される(ステップST54,ST55)。さらに、除去対象領域RAが対象画像NDから除去されることにより、調整画像TAが生成されることとなる(ステップST56)。
【0109】
このステップST53〜ステップST55の処理内容は、図12のステップST32〜ステップST35までの処理内容と同様であるが、第1ケラレ領域VA1のみが図12の処理内容におけるケラレ領域VAとして扱われる。このため、決定される除去対象領域RAは図12の場合よりも狭い範囲となり、生成される調整画像TAのサイズを比較的大きくすることが可能である。
【0110】
したがって、画像調整モードがサイズ優先モードであるときは、対象画像NDの中心位置NDCと調整画像TAの中心位置TACとは一致しないが、これらの位置の相違幅を低下させることができる。また、画像調整モードが構図優先モードであるときは、画角が狭くなる幅を低下させることができる。
【0111】
ただし、生成される調整画像TA中には、図19に示すように、第2ケラレ領域VA2が含まれることとなる。この第2ケラレ領域VA2は光量が低下している状態であることから、より自然な画像を得るためには、この光量の低下を補正することが好ましい。
【0112】
このため、本実施の形態では調整画像TAが生成されると、さらに、調整画像TA中に含まれる第2ケラレ領域VA2の画素値が補正される(ステップST57)。具体的には、第2ケラレ領域VA2に含まれる各画素の画素値に対して、それぞれの画素の光量低下率の逆数が乗算される。ここで各画素の光量低下率は(画素の非露光時間GTo)/(対象画像NDの露光時間T)により求めることができる。これにより、第2ケラレ領域VA2の各画素の光量の低下が補正され、より好ましい調整画像TAを得ることができることとなる。
【0113】
<4.第4の実施の形態>
次に、本発明の第4の実施の形態について説明する。上記の実施の形態のデジタルカメラ1aにおいては、イメージサークルICと画像との相対的な位置を変更する際にCCD5を移動させていたが、撮影レンズ3内のレンズ群32を移動させることによってもイメージサークルICと画像との相対的な位置を変更することができる。このレンズ群32の移動は撮影レンズ3の鏡胴31に対して相対的に行われるが、撮影レンズ3がカメラ本体部2に固定されていることにより、この移動は、カメラ本体部2のハウジング2aに対して相対的にレンズ群32を移動させることと等価である。本実施の形態のデジタルカメラ1bは、撮影レンズ3のレンズ群32のうちの一のレンズを移動させるようにしている。
【0114】
図20は、本実施の形態のデジタルカメラ1bの主たる構成を示す断面図である。本実施の形態のデジタルカメラ1bの構成は、上記の実施の形態のデジタルカメラ1aの構成と近似することから、同一となる部位に関しては同一符号を付して詳細な説明は省略し、相違点を中心に説明を行う。
【0115】
図20に示すように、本実施の形態のデジタルカメラ1bにおいては、撮影レンズ3内のレンズ群32のうちの一の補正レンズ8が、補正レンズ移動部80に固定され、この補正レンズ移動部80によってXY平面内にて移動可能とされている。また、CCD5はカメラ本体部2のハウジング2aに対して固定されており移動することはない。すなわち、補正レンズ8の移動により、イメージサークルICとCCD5により取得される画像との相対的な位置が変更され、イメージサークルIC中において画像として取得される領域が変更されることとなる。その他の構成は上記の実施の形態のデジタルカメラ1aと同様である。
【0116】
図21は、補正レンズ8を含めた補正レンズ移動部80の分解斜視図である。
図21に示すように、補正レンズ移動部80は主として、撮影レンズ3の鏡胴31に固設されるベース枠81、ベース枠81に対してY軸方向に移動する第1スライド枠82、および、第1スライド枠82に対してX軸方向に移動する第2スライド枠83の3つの枠材から構成される。
【0117】
ベース枠81は、入射光を通過可能に中央部が開口しており、第1アクチュエータ811がY軸方向に延設され、さらに、その枠反対側に第1アクチュエータ811と平行に軸形状の第1摺動軸812を備えている。第1スライド枠82は、中央部が開口されるとともに、第1アクチュエータ811と対向する位置に第1摩擦結合部821、および、第1摺動軸812と対向する位置に第1摺動軸支持部822をそれぞれ備えている。さらに、第1スライド枠82には、第2アクチュエータ823がX軸方向に延設され、その枠反対側に第2アクチュエータ823と平行に軸形状の第2摺動軸824が設けられている。また、第2スライド枠83は、開口した中央部に補正レンズ8が嵌合固設されるとともに、第2アクチュエータ823と対向する位置に第2摩擦結合部831、および、第2摺動軸824と対向する位置に第2摺動軸支持部832をそれぞれ備えている。
【0118】
第1アクチュエータ811および第2アクチュエータ823はそれぞれ、圧電素子と延在方向に駆動可能な駆動ロッドとを備えており、圧電素子に印加される駆動パルスに応じた量および向きに駆動ロッドが駆動するようになっている。
【0119】
補正レンズ移動部80が組み上げられるときには、第1アクチュエータ811の駆動ロッドと第1摩擦結合部821とが摩擦結合され、第2アクチュエータ823の駆動ロッドと第2摩擦結合部831とが摩擦結合される。さらに、第1摺動軸812と第1摺動軸支持部822とが摺動可能に嵌合され、第2摺動軸824と第2摺動軸支持部832とが摺動可能に嵌合される。これにより、Z軸負方向側から正方向側に向かって、ベース枠81、第2スライド枠83、第1スライド枠82の順に重なって、これら枠材81,83,82が配置されることとなる。
【0120】
この補正レンズ移動部80の補正レンズ8を移動させる原理は、第1の実施の形態のCCD移動部50と同様である。すなわち、補正レンズ移動部80が組み上げられた状態で、第1アクチュエータ811の駆動ロッドが往動と復動とが相違する速度となるように移動すると、これに摩擦結合する第1摩擦結合部821により第1スライド枠82がベース枠81に対してY軸方向に移動する。このとき、第1スライド枠82の移動にあわせて第2スライド枠83もベース枠81に対してY軸方向に移動する。また、第2アクチュエータ823の駆動ロッドが往動と復動とが相違する速度となるように移動すると、これに摩擦結合する第2摩擦結合部831により第2スライド枠83が第1スライド枠82に対してX軸方向に移動する。このとき、第1スライド枠82のベース枠81に対する移動はなされないため、第2スライド枠83は単独でベース枠81に対してX軸方向に移動することとなる。
【0121】
また、前述したように、ベース枠81は鏡胴31に固設され、補正レンズ8は第2スライド枠83に固設され、さらに、鏡胴31はカメラ本体部2のハウジング2aに対して固定的に配置されることから、補正レンズ8はカメラ本体部2のハウジング2aに対してXY平面内にて相対的に移動することとなる。これにより、撮影レンズ3により形成されるイメージサークルと、CCD5により取得される画像との相対位置が変更可能とされ、結像平面上において画像として取得される領域が変更されることとなる。
【0122】
補正レンズ8の位置は、補正レンズ移動部80に設けられるレンズ位置センサ86によって検出される。レンズ位置センサ86は、発光ダイオード等で構成される2つの投光部84a,84b、および、フォトダイオード等で構成される2つの受光部85a,85bを備えている。投光部84a,84bは、第2スライド枠83のX軸負方向側およびY軸負方向側に設けられる突起部にそれぞれ固設される。一方、受光部85a,85bは、投光部84a,84bにそれぞれ対向するようにベース枠81に固設される。投光部84a,84bから投光された光は受光部85a,85bにて受光可能となっており、この受光部85a,85bにて受光する光の位置の変化から、第2スライド枠83の位置すなわち補正レンズ8の位置がXY座標位置として求められる。具体的には、第1投光部84aおよび第1受光部85aにて補正レンズ8のX軸方向の位置を検出し、第2投光部84bおよび第2受光部85bにて補正レンズのY軸方向の位置を検出するようになっている。
【0123】
図22は、本実施の形態のデジタルカメラ1bの主たる機能構成を機能ブロックとして示す図である。図22に示すように、補正レンズ移動部80およびレンズ位置センサ86は、全体制御部7に電気的に接続され全体制御部7の制御の元に動作する。そして、レンズ位置センサ86で検出される補正レンズ8の位置は、信号として全体制御部7に入力される。
【0124】
全体制御部7の手ぶれ補正制御部79は、振動センサ40からの角速度に基づいて、補正レンズ8の移動すべき移動先位置を導出し、レンズ位置センサ86から得られる補正レンズ8の現状位置と、導出した移動先位置とを比較して補正レンズ8の移動すべき移動量および向きを導出する。そして、導出された移動量および向きに応じた駆動パルスを生成し、この駆動パルスを補正レンズ移動部80のアクチュエータ811,823に送信することにより、補正レンズ8を移動先位置に移動させる。
【0125】
本実施の形態のデジタルカメラ1bは、移動させる部材がCCD5ではなく補正レンズ8であるという点は相違するが、上記第1ないし第3実施の形態に示したデジタルカメラ1aの動作のいずれにも適用することが可能である。画像とイメージサークルとの相対的な移動関係は同様であることから、上記実施の形態と実質的に同様の演算を容易に行うことができる。
【0126】
このとき、結像平面における原点Oは、移動を行わないCCD5の画素群(画像取得領域)の中心位置とし、補正レンズ8の位置は撮影レンズ3を介して形成されるイメージサークルの中心位置を用いるようにする。またこの場合、時系列位置データは露光時間中における補正レンズ8の位置の移動経過を時系列的に示すデータとし、領域特定情報は時系列位置データおよびイメージサークルのサイズとすればよい。
【0127】
<5.第5の実施の形態>
次に、本発明の第5の実施の形態について説明する。上記第1の実施の形態においては、記録用画像の再生をデジタルカメラ1aにて行うようにしていたが、同様の処理を一般的な汎用のコンピュータによって行うことももちろん可能である。
【0128】
図23は、このような場合の画像再生システム10の構成を示す図である。画像再生システム10は、画像を取得してメモリカード91に記録するデジタルカメラ11と、メモリカード91に記録された画像の再生表示を行うコンピュータ12とから構成される。
【0129】
デジタルカメラ11としては、上記第1の実施の形態のデジタルカメラ1aと同様のものを使用すればよい。したがって、デジタルカメラ11は、ぶれ抑制優先モードにて取得される記録用画像に領域特定情報を関連付け、図9に示す画像ファイルFをメモリカード91に記録することとなる。
【0130】
一方、コンピュータ12は、図24に示すように、CPU121、RAM122、ROM123、ハードディスク124、ディスプレイ125、キーボード126、および、マウス127等を備えた汎用のコンピュータで構成される。また、図23および図24に示すように、コンピュータ12は、メモリカード91を読み取るカードスロット128、および、CD−ROM等の記録媒体92を読み取る読取装置129を備えている。
【0131】
コンピュータ12のハードディスク124内には、記録媒体92を介して取得されるプログラムが予めインストールされている。このプログラムに従って、CPU121が演算処理を行うことにより各種の機能が実現される。このCPU121により実現される機能の一部として、図3に示した再生制御部76および画像調整部77に相当する機能が含まれている。これにより、汎用のコンピュータ12が本実施の形態に係る処理を行う画像再生装置として機能することとなる。
【0132】
また、ハードディスク124内には、デジタルカメラ11から転送される複数の画像ファイルが記憶される。デジタルカメラ11からコンピュータ12への画像ファイルの転送は、メモリカード91を介して行われてもよく、USBインターリンクケーブル等の伝送ケーブル93を介して行われてもよい(図23参照)。
【0133】
コンピュータ12の処理内容は図10に示すものとほぼ同様である。また、これらの処理を実行する以前において、サイズ優先モードと構図優先モードとの間で、いずれかの画像調整モードの選択をマウス127等を介して行うことができるようにもなっている。
【0134】
ハードディスク124に記憶された複数の画像ファイルから一の画像ファイルがユーザのマウス127等の操作により選択されると(ステップST21)、選択された画像ファイル中に領域特定情報が含まれているか否かが判定される(ステップST22)。
【0135】
領域特定情報が含まれていない場合(ステップST22にてNo)は、画像ファイル中の記録用画像は伸張処理がなされてそのままディスプレイ125に表示される。一方、画像ファイル中に領域特定情報が含まれていた場合(ステップST22にてYes)は、画像ファイル中の記録用画像に伸張処理がなされた後、画像調整処理がなされる(ステップST24)。そして、この画像調整処理により生成された調整画像がディスプレイ125に表示される(ステップST25)。これにより、ケラレ領域の無い調整画像がディスプレイ125にされることとなる。なお、ステップST24における画像調整処理は、図12に示したものと図17に示したものとのうち、いずれのものを採用してもよい。
【0136】
以上のようにすれば、上記実施の形態に係るデジタルカメラ1aの再生モードにおける処理を汎用のコンピュータ12にて行うことも可能である。これによれば、デジタルカメラ11が行うべき処理量の低減を図ることができる。
【0137】
<6.変形例>
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、この発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。
【0138】
例えば、上記実施の形態においては、イメージサークルのサイズは撮影レンズ3の絞り値および焦点距離に基づいて求められていたが、イメージサークルのサイズは、厳密には、撮影レンズ3の焦点位置に応じても変化する。したがって、さらに、この焦点位置を考慮してイメージサークルのサイズを求めるようにしてもよい。このような場合は、図4に示すデータテーブルDTを、種々の焦点位置(あるいはフォーカス用レンズの位置や、合焦状態とされる主被写体の距離でもよい)に応じて複数のものを用意しておく。そして、焦点位置の設定に応じて使用するデータテーブルDTを選択し、さらに、焦点距離および絞り値の設定に基づいて、選択されたデータテーブルDTを参照することで、イメージサークルのサイズを求めるようにすればよい。
【0139】
また、イメージサークルのサイズは、焦点距離、絞り値および焦点位置の設定うちの1つの設定(あるいは2つの設定)のみに基づいて特定するようにしてもよい。例えば、焦点距離が固定の撮像装置においては、絞り値のみに基づいてイメージサークルのサイズを求めるようにしてもよい。
【0140】
また、上記実施の形態では、領域特定情報にイメージサークルのサイズが含まれていたが、イメージサークルのサイズは、焦点距離、絞り値および焦点位置の少なくとも1つの設定に基づいて決定される。このため、領域特定情報においては、イメージサークルのサイズを示す情報として、撮影レンズの焦点距離、絞り値および焦点位置のうちの少なくとも1つの情報を含めるようにしてもよい。この場合、ケラレ領域を特定する前段の処理として、領域特定情報に含まれる情報からイメージサークルのサイズが特定されることとなる。
【0141】
また、上記実施の形態では、記録用画像と領域特定情報とは一の画像ファイルに含まれるようにして関連付けがなされていたが、どのような形式で関連付けがなされるようになっていてもよい。例えば、記録用画像および領域特定情報のそれぞれを拡張子の相違する別ファイルとして記録し、2つのファイルの拡張子以外のファイル名を同一にすることにより関連付けを行ってもよい。
【0142】
また、上記実施の形態では、イメージサークルと画像との相対位置を変更するために、撮像素子(CCD5)あるいは光学系(補正レンズ8)を移動させる物理的な移動手段を用いていたが、撮像素子の画素群において比較的大きな領域を有する余裕画像を取得し、振動に応じて、この余裕画像中において画像として読み出す領域を移動させるいわゆる電子式手ぶれ補正を採用してもよい。このような場合、物理的な移動手段は必要とはならないため、イメージサークルと画像との相対位置を比較的容易に移動させることができる。
【0143】
また、上記実施の形態では、CPUがプログラムに従って演算処理を行うことにより各種機能が実現されると説明したが、これら機能の全部または一部は専用の電気的回路により実現されてもよい。特に、繰り返し演算を行う箇所をロジック回路にて構築することにより、高速な演算が実現される。
【0144】
◎なお、上述した具体的実施の形態には以下の構成を有する発明が含まれている。
【0145】
(1) 請求項3に記載の撮像装置において、
前記撮像手段により取得された画像に基づく記録用画像として、当該画像から生成される前記調整画像を記録する記録手段、
をさらに備えることを特徴とする撮像装置。
【0146】
これによれば、ケラレ領域が含まれない調整画像を記録することができる。
【0147】
(2) 請求項3に記載の撮像装置において、
前記ケラレ領域は、矩形となる前記画像の頂点近傍に存在するものであり、
前記除去対象領域決定手段は、前記頂点を屈曲部とするL字型領域を前記除去対象領域として決定することを特徴とする撮像装置。
【0148】
これによれば、除去対象領域とする領域のサイズを比較的小さくすることができ、比較的サイズの大きな調整画像を取得することができる。
【0149】
(3) 請求項3に記載の撮像装置において、
前記ケラレ領域は、矩形となる前記画像の頂点近傍に存在するものであり、
前記除去対象領域決定手段は、前記頂点を含むほぼ等幅の矩形輪郭領域を前記除去対象領域として決定することを特徴とする撮像装置。
【0150】
これによれば、画像と調整画像とで中心位置が移動しないため、元の画像と構図が一致する調整画像を取得することができる。
【0151】
(4) 請求項3に記載の撮像装置において、
前記ケラレ領域は、矩形となる前記画像の頂点近傍に存在するものであり、
前記除去対象領域決定手段は、前記除去対象領域を決定するための領域決定モードとして、
前記頂点を屈曲部とするL字型領域を前記除去対象領域として決定する第1の領域決定モードと、
前記頂点を含むほぼ等幅の矩形輪郭領域を前記除去対象領域として決定する第2の領域決定モードと、
を備え、
前記撮像装置は、
前記第1および第2の領域決定モードのうちから一の領域決定モードの選択をユーザから受け付ける領域決定モード選択手段、
をさらに備えることを特徴とする撮像装置。
【0152】
これによれば、調整画像のサイズを優先する場合は第1の領域決定モードが選択され、構図を優先する場合は第2の領域決定モードが選択される。その結果、ユーザにとって所望の調整画像を生成することができる。
【0153】
(5) 請求項1に記載の撮像装置において、
前記領域特定情報は、前記画像を取得する際においての、前記イメージサークルのサイズを示す情報、および、前記ぶれ補正手段により移動される前記相対位置を示す情報を含むことを特徴とする撮像装置。
【0154】
これによれば、撮影レンズにより形成されるイメージサークルのサイズが可変の場合であっても、画像中のケラレ領域を容易に特定することができる。
【0155】
(6) 上記(5)に記載の撮像装置において、
前記イメージサークルのサイズを、前記画像を取得する際においての、前記撮影レンズの焦点距離、絞り値および焦点位置のうちの少なくとも1つに基づいて特定する手段、
をさらに備えることを特徴とする撮像装置。
【0156】
これによれば、撮影レンズにより形成されるイメージサークルのサイズが可変の場合であっても、撮影レンズの焦点距離、絞り値および焦点位置のうちの少なくとも1つに基づいて正確にイメージサークルのサイズを特定することができる。
【0157】
(7) 請求項1に記載の撮像装置において、
前記領域特定情報は、前記画像を取得する際の露光時間中においての、前記ぶれ補正手段により移動される前記相対位置を示す情報を時系列的に示す時系列情報を含むことを特徴とする撮像装置。
【0158】
これによれば、イメージサークルと画像との相対位置の移動の経過を把握することができる。
【0159】
(8) 上記(7)に記載の撮像装置において、
前記画像中の画素ごとに、前記イメージサークル外の領域に当該画素が移動された時間に相当する非露光時間を、前記時系列情報に基づいて導出する非露光時間導出手段と、
前記画素ごとの前記非露光時間に基づいて、前記画像中の前記ケラレ領域を特定するケラレ領域特定手段と、
をさらに備えることを特徴とする撮像装置。
【0160】
これによれば、画素ごとの非露光時間により、画像中のケラレ領域を正確に特定することができる。
【0161】
(9) 請求項1に記載の撮像装置において、
前記ぶれ補正手段は、前記相対位置を移動するための移動モードとして、
前記イメージサークル内のみの領域を前記画像が含むように前記相対位置を移動する第1の移動モードと、
前記イメージサークル外の領域を前記画像が含むことが可能に前記相対位置を移動する第2の移動モードと、
を備え、
前記撮像装置は、
前記第1および第2の移動モードのうちから一の移動モードの選択をユーザから受け付ける移動モード選択手段、
をさらに備えることを特徴とする撮像装置。
【0162】
これによれば、画像中にケラレが発生しないようにするときには第1の移動モードが選択され、画像中の被写体像のぶれを効果的に抑制する場合は第2の移動モードが選択される。その結果、ユーザにとって所望の画像を取得することができる。
【0163】
(10) 請求項1ないし3および上記(1)ないし(9)のいずれかに記載の撮像装置において、
前記ぶれ補正手段は、前記撮像手段の位置を移動する手段、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【0164】
これによれば、撮像手段の位置を移動する手段により被写体像のぶれの補正を行うときに、画像中のケラレ領域を容易に特定することができる。
【0165】
(11) 請求項1ないし3および上記(1)ないし(9)のいずれかに記載の撮像装置において、
前記ぶれ補正手段は、前記撮影レンズに含まれるレンズ群の位置を移動する手段、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【0166】
これによれば、撮影レンズに含まれるレンズ群の位置を移動する手段により被写体像のぶれの補正を行うときに、画像中のケラレ領域を容易に特定することができる。
【0167】
(12) 請求項1ないし3および上記(1)ないし(9)のいずれかに記載の撮像装置において、
前記ぶれ補正手段は、前記撮像手段の画素群にて得られた余裕画像中において、画像として読み出す領域を移動させる手段、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【0168】
これによれば、物理的な移動手段は必要とはならないため、イメージサークルと画像との相対位置を比較的容易に移動させることができる。
【0169】
【発明の効果】
以上、説明したように、請求項1の発明によれば、被写体像のぶれを補正するために結像平面のイメージサークル外の領域を画像が含むように相対位置が移動されるとき、領域特定情報を取得することで、画像中のケラレ領域を特定することができる。
【0170】
また、請求項2の発明によれば、領域特定情報が関連付けられて画像が記録されるため、事後的に画像中のケラレ領域を容易に特定することができる。
【0171】
また、請求項3の発明によれば、ケラレ領域が含まれない調整画像を生成することができる。
【0172】
また、請求項4の発明によれば、ケラレ領域が含まれない調整画像を生成および表示することができる。
【0173】
また、請求項5の発明によれば、ケラレ領域が含まれない調整画像を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態のデジタルカメラの主たる構成を示す断面図である。
【図2】CCD移動部の分解斜視図である。
【図3】第1の実施の形態のデジタルカメラの主たる機能構成を示す図である。
【図4】データテーブルの例を示す図である。
【図5】第1の実施の形態のデジタルカメラの撮影モードにおける動作の流れを示す図である。
【図6】手ぶれ補正モードの設定を行うための画面の表示例を示す図である。
【図7】露光動作の流れを示す図である。
【図8】移動先位置の決定手法を説明するための図である。
【図9】記録用画像および領域特定情報が含まれる画像ファイルを示す図である。
【図10】デジタルカメラの再生モードにおける動作の概略を示す図である。
【図11】画像調整モードの設定を行うための画面の表示例を示す図である。
【図12】画像調整処理の流れを示す図である。
【図13】サイズ優先モードにおける画像調整処理の処理手法を説明するための概念図である。
【図14】構図優先モードにおける画像調整処理の処理手法を説明するための概念図である。
【図15】第2の実施の形態のデジタルカメラの撮影モードにおける動作の流れを示す図である。
【図16】露光時間中の注目画素の移動経過の例を示す図である。
【図17】画像調整処理の流れを示す図である。
【図18】画像調整処理の処理手法を説明するための概念図である。
【図19】対象画像中のケラレ領域の拡大図である。
【図20】第4の実施の形態のデジタルカメラの主たる構成を示す断面図である。
【図21】補正レンズ移動部の分解斜視図である。
【図22】第4の実施の形態のデジタルカメラの機能構成を示す図である。
【図23】画像再生システムの構成を示す図である。
【図24】コンピュータの構成を示す図である。
【符号の説明】
1a デジタルカメラ
2a ハウジング
3 撮影レンズ
5 CCD
7 全体制御部
40 振動センサ
50 CCD移動部
RA 除去対象領域
TA 調整画像
VA ケラレ領域
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像中の被写体像のぶれを補正する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、手によって撮像装置を保持して被写体の撮影を行う場合、微小な撮像装置の振動が生じることから、取得される画像中において手ぶれと呼ばれる被写体像のぶれが発生する。このため従来より、このような被写体像のぶれを補正する手ぶれ補正技術が知られている。
【0003】
例えば、撮像装置の振動を複数の角速度センサにより検出し、検出された角速度およびその向きに応じて、画像を取得する撮像素子を移動させる。これにより、撮影レンズにより形成される光像と、取得される画像との相対位置がぶれを抑制するように変更され、画像中の被写体像のぶれが補正される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、上記のような手ぶれ補正機能を有する撮像装置においては、画像中に生じる「ケラレ」と呼ばれる光量の低下現象を防止するため、撮像素子の受光面が必ずイメージサークル(光像)内となるように、撮像素子の移動範囲が制限されている必要がある。
【0005】
しかしながら、このように撮像素子の移動範囲が制限されると、比較的大きな振動には対応することができないことから、移動範囲の制限量は極力少ない方が望ましい。ただしこのような場合、比較的大きな振動による手ぶれが発生すると、取得される画像中にケラレが発生するため、大変見苦しい画像を鑑賞しなければならなくなる。
【0006】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、取得される、あるいは鑑賞される画像中にケラレが発生することなく、かつ、手ぶれ補正における移動範囲の制限量を縮小させて、より大きな手ぶれを補正することができる技術を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項1の発明は、撮影レンズにより形成されるイメージサークルを含む結像平面の一部の領域を、画像として取得する撮像手段を有する撮像装置であって、前記撮像装置の振動に応じて、前記イメージサークルと、前記撮像手段により取得される画像との相対位置を移動することにより、前記画像中の被写体像のぶれを補正可能なぶれ補正手段と、前記ぶれ補正手段により、前記結像平面の前記イメージサークル外の領域を前記画像が含むように前記相対位置が移動されるとき、当該画像中のケラレが発生したケラレ領域を特定するための領域特定情報を取得する情報取得手段と、を備えている。
【0008】
また、請求項2の発明は、請求項1に記載の撮像装置において、前記撮像手段により取得された画像を、当該画像に関する前記領域特定情報と関連付けて記録する記録手段、をさらに備えている。
【0009】
また、請求項3の発明は、請求項1に記載の撮像装置において、前記領域特定情報に基づいて、前記画像中の前記ケラレ領域を特定するケラレ領域特定手段と、特定された前記ケラレ領域を含む、前記画像中の一部の領域を除去対象領域として決定する除去対象領域決定手段と、前記画像から前記除去対象領域を除去して、調整画像を生成する除去対象領域除去手段と、をさらに備えている。
【0010】
また、請求項4の発明は、画像を再生可能な画像再生装置であって、画像に関連付けられる前記画像中のケラレ領域を特定するための領域特定情報に基づいて、前記画像中の前記ケラレ領域を特定するケラレ領域特定手段と、特定された前記ケラレ領域を含む、前記画像中の一部の領域を除去対象領域として決定する除去対象領域決定手段と、前記画像から前記除去対象領域を除去して、調整画像を生成する除去対象領域除去手段と、前記調整画像を表示する表示手段と、を備えている。
【0011】
また、請求項5の発明は、画像を再生するためのプログラムであって、前記プログラムのコンピュータによる実行は、前記コンピュータに、画像に関連付けられる前記画像中のケラレ領域を特定するための領域特定情報に基づいて、前記画像中の前記ケラレ領域を特定するケラレ領域特定工程と、特定された前記ケラレ領域を含む、前記画像中の一部の領域を除去対象領域として決定する除去対象領域決定工程と、前記画像から前記除去対象領域を除去して、調整画像を生成する除去対称領域除去工程と、を実行させることを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
【0013】
<1.第1の実施の形態>
<1−1.構成>
図1は、本発明の第1の実施の形態に係るデジタルカメラの主たる構成を示す断面図である。このデジタルカメラ1aは、手ぶれによる画像中の被写体像のぶれを補正(抑制)する手ぶれ補正機能を有している。図に示すようにデジタルカメラ1aは、主としてカメラ本体部2と、カメラ本体部2に固設される撮影レンズ3とから構成される。なお、以下の説明においては、図に示すXYZ3次元直交座標系を適宜用いて、方向および向きを示すこととする。ここで、Z軸方向は撮影レンズ3の光軸Lに沿った方向であり、Z軸正方向は入射光の入射先となる向き(図において右向き)である。また、Y軸方向は鉛直方向であり、Y軸正方向は鉛直上向き(図において上向き)である。さらに、X軸方向は図面(紙面)に対しての垂直方向であり、X軸正方向は図面(紙面)に対する垂直下向きである。これらXYZ軸は、カメラ本体部2のハウジング2aに対して相対的に固定される。
【0014】
撮影レンズ3は主として、鏡胴31、ならびに、鏡胴31の内部に設けられる複数のレンズ群32および絞り33から構成される。レンズ群32には、ズーム用レンズ34およびフォーカス用レンズ35が含まれている。ズーム用レンズ34の位置をZ軸方向に移動させることにより焦点距離(撮影倍率)を変更することができ、また、フォーカス用レンズ35をZ軸方向に移動させることにより焦点位置(被写体像の合焦状態)を変更することができるようにされている。撮影レンズ3を介して形成される被写体の光像は、結像されるXY平面(以下、「結像平面」という。)上において略円形の形状となり、イメージサークルと呼ばれる。
【0015】
撮影レンズ3の光軸Lの後方(Z軸正方向側)には、カメラ本体部2のハウジング2aに収容されたCCD5が配置されている。CCD5は、カラーフィルタがそれぞれ付された微細な画素群で構成される撮像素子であり、撮影レンズ3によって結像される被写体の光像を、例えばRGBの色成分を有する画像信号に光電変換する。CCD5の受光面は結像平面と一致するように配置され、イメージサークルを含む結像平面の一部の領域が画像データ(本明細書中では、適宜単に「画像」ともいう。)として取得されることとなる。なお、結像平面においてイメージサークル外の領域も画像として取得可能ではあるが、この場合、画像中においてイメージサークル外の領域に相当する領域には、「ケラレ」と呼ばれる光量の低下現象が生じることとなる。以下、画像中においてケラレが発生する領域を、「ケラレ領域」と称する。
【0016】
CCD5はCCD移動部50内に固定されて配置される。CCD5は、このCCD移動部50によりZ軸に直交するXY平面内にて移動することが可能とされている。図2は、CCD5を含めたCCD移動部50の分解斜視図である。
【0017】
図2に示すように、CCD移動部50は主として、ハウジング2aに固設されるベース板51、ベース板51に対してX軸方向に移動する第1スライダ52、および、第1スライダ51に対してY軸方向に移動する第2スライダ53の3つの部材から構成される。
【0018】
ベース板51は、撮影レンズ3からの入射光を通過可能に中央部が開口しており、X軸方向に延設される第1アクチュエータ511、および、スプリング55を掛けるための第1スプリング掛け512を備えている。第2スライダ53は、CCD5を固定可能な開口部533がその中央部に形成されるとともに、Y軸方向に延設される第2アクチュエータ531、および、剛球54をZ軸方向両面に遊嵌する剛球受け532を備えている。また、第1スライダ52は中央部が開口しており、第1アクチュエータ511と対向する位置に第1摩擦結合部521、および、第2アクチュエータ531と対向する位置に第2摩擦結合部522がそれぞれ設けられ、さらに、第1スプリング掛け512と対向する位置に第2スプリング掛け523が設けられる。
【0019】
第1アクチュエータ511および第2アクチュエータ531はそれぞれ、圧電素子と延在方向に駆動可能な駆動ロッドとを備えており、圧電素子に印加される駆動パルスに応じた量および向きに駆動ロッドが移動するようになっている。
【0020】
CCD移動部50が組み上げられるときには、CCD5が第2スライダ53の開口部533に嵌合して固設されるとともに、第1アクチュエータ511の駆動ロッドと第1摩擦結合部521とが摩擦結合され、第2アクチュエータ531の駆動ロッドと第2摩擦結合部522とが摩擦結合される。また、ベース板51と第1スライダ52とは、スプリング55によって相互に接近する向きに付勢される。このとき、第2スライダ53は、ベース板51と第1スライダ52とに剛球54を介して挟み込まれた状態とされる。これにより、Z軸負方向側から正方向側に向かって、ベース板51、第2スライダ53、第1スライダ52の順に重なって、これら部材51,53,52が配置されることとなる。
【0021】
このようなCCD移動部50が組み上げられた状態で、第1アクチュエータ511の駆動ロッドが緩速で移動すると、これに摩擦結合する第1摩擦結合部521により第1スライダ52がベース板51に対してX軸方向に移動する。このとき、第1スライダ52の移動にあわせて第2スライダ53もベース板51に対してX軸方向に移動する。第1アクチュエータ511の駆動ロッドが急速に移動すると、慣性により第1スライダ52は停止する。また、第2アクチュエータ531の駆動ロッドが緩速で移動すると、これに摩擦結合する第2摩擦結合部522により第2スライダ53が第1スライダ52に対してY軸方向に移動する。このとき、第1スライダ52のベース板51に対する移動はなされないため、第2スライダ53は単独でベース板51に対してY軸方向に移動することとなる。第2アクチュエータ531の駆動ロッドが急速に移動すると、慣性により第2スライダ53は停止する。つまり、各圧電素子に与えられる駆動パルスによって各駆動ロッドが速度の異なる往動および復動(振動)を行うことにより、第2スライダ53がX軸・Y軸方向に移動することとなる。
【0022】
また、前述したように、ベース板51はカメラ本体部2のハウジング2aに固設され、CCD5は第2スライダ53に固設されることから、CCD5はカメラ本体部2のハウジング2aに対してXY平面内にて相対的に移動することとなる。これにより、撮影レンズ3により形成されるイメージサークルと、CCD5により取得される画像との相対位置が変更可能とされ、結像平面上において画像として取得される領域が変更されることとなる。
【0023】
図1に戻り、CCD5のZ軸正方向側には、移動するCCD5の位置を検出するためのCCD位置センサ58が配置されている。CCD位置センサ58は、発光ダイオード等で構成される2つの投光部56a,56b、および、フォトダイオード等で構成される2つの受光部57a,57bを備えている。投光部56a,56bはCCD5の裏面側(Z軸正方向側)に固設される一方、受光部57a,57bは投光部56a,56bにそれぞれ対向するようにカメラ本体部2のハウジング2aに固設される。投光部56a,56bから投光された光は受光部57a,57bにて受光可能となっており、この受光部57a,57bにて受光する光の位置の変化から、CCD5の位置がXY座標位置として求められる。具体的には、第1投光部56aおよび第1受光部57aにてCCD5のX軸方向の位置を検出し、第2投光部56bおよび第2受光部57bにてCCD5のY軸方向の位置を検出するようになっている。
【0024】
また、カメラ本体部2のハウジング2aの内部には、デジタルカメラ1aの手ぶれによる振動を検出する振動センサ40が設けられている。振動センサ40は、2つの角速度センサ(第1角速度センサ41および第2角速度センサ42)を備えており、第1角速度センサ41にてX軸を中心とした回転振動(ピッチング)Piの角速度が検出され、第2角速度センサ42にてY軸を中心とした回転振動(ヨーイング)Yaの角速度が検出される。この振動センサ40により検出される2つの角速度に基づいて、CCD5がX軸およびY軸のそれぞれの方向に移動されることにより、画像中の被写体像のぶれの補正、すなわち、手ぶれ補正がなされることとなる。
【0025】
カメラ本体部2の上面側にはシャッタボタン61が設けられる。シャッタボタン61は、撮影準備の開始や撮像(露光開始)の指示をユーザから受け付けるボタンであり、半押し状態(S1状態)と全押し状態(S2状態)とが検出可能な2段階スイッチになっている。
【0026】
また、カメラ本体部2の背面側には、操作ボタン62、および、LCD63が設けられる。操作ボタン62は、デジタルカメラ1aの各種設定をユーザから受け付けるものである。デジタルカメラ1aはその動作モードとして、被写体の画像を取得して記録する撮像装置として機能する撮影モードと、記録された画像をLCD63に再生表示する画像再生装置として機能する再生モードとを備えている。操作ボタン62を操作することにより、この動作モードを、撮影モードと再生モードとの間で切り替えることができるようになっている。
【0027】
LCD63は、各種の情報や画像を表示するものである。撮影モードにおいてLCD63は、CCD5にて所定時間ごとに取得される画像を表示(ライブビュー表示)し、被写体像をユーザに確認させつつフレーミングを行わせるビューファインダとして機能する。一方、再生モードにおいてLCD63は、記録された画像を表示することとなる。
【0028】
また、カメラ本体部2の内部には、各種データを記録するメモリカード91(図3参照)を挿入して装着することが可能とされる。撮影モードにおいて、CCD5にて取得された画像は、このメモリカード91に記録されるようになっている。
【0029】
デジタルカメラ1aの手ぶれ補正機能を含む各種の機能は、カメラ本体部2のハウジング2a内に設けられる全体制御部の制御に基づいて行われる。図3は、この全体制御部7を含めたデジタルカメラ1aの主たる機能構成を機能ブロックとして示す図である。
【0030】
図3に示すように、CCD5、CCD移動部50、CCD位置センサ58、振動センサ40、シャッタボタン61、操作ボタン62およびLCD63等のデジタルカメラ1aの各処理部は全体制御部7に電気的に接続され、全体制御部7の制御下にて動作することとなる。これとともに、CCD位置センサ58にて検出されるCCD5の位置、振動センサ40にて検出される角速度、シャッタボタン61の操作内容、および、操作ボタン62の操作内容等は、それぞれ信号として全体制御部7に入力される。
【0031】
撮影レンズ3は、ズーム駆動部341、フォーカス駆動部351および絞り駆動部331を備えている。ズーム駆動部341は、ズーム用レンズ34をZ軸方向に駆動して焦点距離を変更させる。フォーカス駆動部351は、フォーカス用レンズ35をZ軸方向に駆動して焦点位置を変更させる。また、絞り駆動部331は、全体制御部7により設定される絞り値となるように絞り33の開口径を調整する。ズーム駆動部341、フォーカス駆動部351および絞り駆動部331も電気的に全体制御部7に接続され、全体制御部7の制御下にて動作する。
【0032】
また、図3において、A/D変換部21、画像処理部22および画像メモリ23は、CCD5にて取得された画像を扱う処理部を示している。すなわち、CCD5にて取得されたアナログ信号の画像は、A/D変換部21にてデジタル信号に変換され、画像処理部22にて所定の画像処理がなされた後、画像メモリ23に格納される。画像メモリ23に格納された画像は、記録用画像としてメモリカード91へ記録されたり、ライブビュー表示用画像としてLCD63に表示されることとなる。このような画像に対する各種の処理も全体制御部7の制御に基づいて行われる。
【0033】
全体制御部7は、マイクロコンピュータを備えて構成される。すなわち、全体制御部7は、各種演算処理を行うCPU70と、演算を行うための作業領域となるRAM71と、制御プログラム等が記憶されるROM72とを備え、上述したようなデジタルカメラ1aの各処理部の動作を統括的に制御する。
【0034】
全体制御部7の各種の機能は、予めROM72内に記憶される制御プログラムに従ってCPU70が演算処理を行うことにより実現される。このような制御プログラムは、予めROM72内に記憶されているものであるが、メモリカード91から読み出すなどにより、新たな制御プログラムをROM72に格納することも可能とされている。図3において、露出制御部73、AF制御部74、記録制御部75、再生制御部76、画像調整部77、設定受付部78および手ぶれ補正制御部79は、制御プログラムに従ってCPU70が演算処理を行うことにより実現される機能の一部を模式的に示している。
【0035】
露出制御部73は、シャッタスピードと絞り値とを調節する露出制御(AE)を行う。A/D変換部21にてデジタル信号に変換された画像は、全体制御部7にも入力される。露出制御部73は、この画像から得られる被写体の輝度情報に基づいて露出値を決定し、さらに、この露出値に基づいてシャッタスピードおよび絞り値を設定する。なお、デジタルカメラ1aにおいてシャッタスピードはCCD5の露光時間(電荷蓄積時間)に相当する。
【0036】
AF制御部74は、フォーカス駆動部351に信号を送信して、画像中の被写体像が合焦状態となるようにフォーカス用レンズ35を移動させるAF制御を行う。AF制御部74は、A/D変換部21から入力される画像のコントラストを監視し、コントラストが最も高くなる位置にフォーカス用レンズ35を移動させる。移動後のフォーカス用レンズ35の位置は、焦点位置(あるいは被写体の距離)を示す情報に実質的に相当する。
【0037】
記録制御部75は、撮影モードにおいて画像メモリ23に格納された画像を、記録用画像としてメモリカード91に記録するための制御を行う。例えば、記録制御部75は、画像に対してJPEG方式等にて圧縮処理を行って記録用画像を生成し、この記録用画像をメモリカード91に記録する。また、記録制御部75は、記録用画像に関する情報がある場合は、この情報を当該記録用画像に関連付けて記録する。
【0038】
再生制御部76は、動作モードが再生モードである場合におけるデジタルカメラ1aの動作の制御を行う。例えば、再生制御部76は、メモリカード91に記録された画像を読み出し、この画像に対して伸張処理を行った後、LCD63に表示させる。
【0039】
画像調整部77は、画像調整処理を行い、ケラレが発生した画像からケラレ領域の無い調整画像を生成する画像調整処理を行う。
【0040】
設定受付部78は、操作ボタン62の操作によって入力された信号を受け付け、信号に応じてデジタルカメラ1aの設定の内容(例えば、動作モードの設定、焦点距離の設定等)を変更する。設定の内容は、RAM71に記憶されるとともに、各処理部に入力される。これにより、デジタルカメラ1aの各処理部が設定に従って動作することとなる。
【0041】
手ぶれ補正制御部79は、手ぶれ補正機能に係る制御を行う。つまり、手ぶれ補正制御部79は、デジタルカメラ1aの振動、すなわち、振動センサ40から入力される2つの角速度に基づいて、CCD5を移動させる。
【0042】
また、全体制御部7のROM72内には、制御プログラムとともに、イメージサークルのサイズが登録されるデータテーブルが記憶される。図4は、このデータテーブルDTの例を示す図である。図に示すように、データテーブルDTにおいては、イメージサークルの例えば半径などのサイズICLが撮影レンズ3の種々の焦点距離(mm)および種々の絞り値(Fno.)の双方に関連付けられて登録される。これらのデータは、予め計測されて登録される。
【0043】
イメージサークルのサイズICLは、撮影レンズ3の絞り値および焦点距離に応じて変化するという性質がある。一般に、撮影レンズ3の絞り値が大きいほどイメージサークルは大きくなり、焦点距離が長いほどイメージサークルは大きくなる。図4に示すデータテーブルDTにより、画像を取得する際において設定された焦点距離および絞り値におけるイメージサークルのサイズICLが容易に取得可能とされる。
【0044】
<1−2.撮影モード動作>
次に、デジタルカメラ1aの撮影モードにおける動作について説明する。図5は、デジタルカメラ1aの撮影モードにおける動作の概略を示す図である。
【0045】
デジタルカメラ1aは撮影モードに設定されると、シャッタボタン61の操作を待機する撮影待機状態となり、シャッタボタン61が半押し(S1)されるまでの間(ステップST2にてNoの間)、LCD63にてライブビュー表示が行われる。すなわち、所定時間ごとに、CCD5により取得された画像がA/D変換部21および画像処理部22にて所定の処理がなされた後、LCD63に表示される(ステップST1)。
【0046】
このような撮影待機状態において、ユーザは操作ボタン62を介して、焦点距離等の設定などを行うことができる。焦点距離の設定がなされた場合は、設定された焦点距離がRAM71に記憶されるとともに、この焦点距離となるようにズーム駆動部321に信号が送信されズーム用レンズ34が駆動される。
【0047】
また、所定の操作を行うことにより、手ぶれ補正機能に係るモードである手ぶれ補正モードの設定も行うことができる。図6は、手ぶれ補正モードの設定を行うためのLCD63の画面の表示例を示す図である。デジタルカメラ1aは、手ぶれ補正モードとして、画像中におけるケラレの発生を抑制することを優先させる「ケラレ抑制優先モード」と、画像中における被写体像のぶれを抑制することを優先させる「ぶれ抑制優先モード」とを備えている。
【0048】
ユーザは、図6に示す画面を参照しつつ、操作ボタン62を介して所定の操作を行うことにより、「ケラレ抑制優先モード」と「ぶれ抑制優先モード」との間で、いずれかの手ぶれ補正モードの選択を行うことができる。選択された手ぶれ補正モードを示す情報は、設定受付部78に受け付けられRAM71に記憶される。これにより、選択された手ぶれ補正モードが以降の動作に反映されることとなる。
【0049】
シャッタボタン61が半押しされると(ステップST2にてYes)、続いて、AF制御部74により、被写体像が合焦状態となるようにフォーカス用レンズ35が移動される。これとともに、露出制御部73によりシャッタスピードと絞り値とが設定される。設定された絞り値は絞り駆動部331に送信され、絞り値に応じた開口径となるように絞り33が駆動される。また、設定されたシャッタスピードおよび絞り値はRAM71に記憶される(ステップST3)。
【0050】
続いて、シャッタボタン61が全押し(S2)されたか否かが判定される(ステップST4)。このとき、シャッタボタン61の半押し状態が維持されている場合は、(ステップST4にてNo,ステップST101にてYes)、ライブビュー表示を行い(ステップST102)、ステップST4に戻ってシャッタボタンが全押しされるのを待機する。シャッタボタン61の操作が解除された場合は(ステップST4にてNo,ステップST101にてNo)、ステップST1に戻る。
【0051】
一方、シャッタボタン61が全押しされた場合は(ステップST4にてYes)、続いて、CCD5にて露光が行われて被写体の画像が取得される(ステップST5)。
【0052】
図7は、この露光動作の詳細な流れを示す図である。露光動作中は、設定されたシャッタスピード(露光時間)の間(ステップST18にてNoの間)、CCD5における電荷蓄積(ステップST11)がなされることとなる。これとともに、手ぶれ補正制御部79の制御の元、画像中の被写体像のぶれを補正する手ぶれ補正動作(ステップST12〜ステップST17)がなされる。
【0053】
すなわち、まず、振動センサ40により2つの角速度が検出され、これら2つの角速度が手ぶれ補正制御部79に入力される(ステップST12)。続いて、手ぶれ補正制御部79により、入力された2つの角速度に基づいて、振動による被写体像のぶれ量およびその向きに対応するCCD5の移動すべき位置(以下、「移動先位置」という。)が決定される。この移動先位置の決定に先だって、選択された手ぶれ補正モードが判定される(ステップST13)。そして、手ぶれ補正モードに応じて、移動先位置が決定されることとなる(ステップST14,ST15)。
【0054】
図8は、移動先位置の決定手法を説明するための図である。図8に示すXY座標系は結像平面上における座標系であり、この原点OはイメージサークルICの中心位置である。また、図中において、矩形の領域PA(PA1〜PA3)はCCD5の画素群が配置される領域(すなわち、画像として取得される領域:以下、「画像取得領域」という。)を示しており、位置C(C1〜C3)は画像取得領域PA(PA1〜PA3)の中心位置(すなわち、画像の中心位置)をそれぞれ示している。
【0055】
なお、本実施の形態ではCCD5の位置は図8に示すXY座標系における画像取得領域の中心位置Cにて表現されるものとし、手ぶれ補正動作が行われる前には画像取得領域の中心位置Cは原点Oに一致され、CCD5の位置は位置C1になるものとする。
【0056】
手ぶれ補正モードがケラレ抑制優先モードのときは、取得される画像中にケラレが生じないようにするため、画像取得領域PAが必ずイメージサークル内の領域に配置されるように移動先位置が決定される。
【0057】
例えば、被写体像のぶれを適切に抑制するCCD5の位置(以下、「理想移動先位置」という。)が位置C3であったとする。ここで仮に、CCD5を理想移動先位置C3に移動させたとすると、図に示すように、画像取得領域PA3はイメージサークルIC外の領域を含み、画像中にケラレが発生することとなる。このため、画像取得領域PAの全領域がイメージサークルIC内となり、かつ、原点Oから理想移動先位置C3への向きと同一の向きで最大距離となる位置C2が、移動先位置として決定されることとなる。
【0058】
なお、この移動先位置の決定には、イメージサークルのサイズICLが必要となるが、前述したようにイメージサークルのサイズICLは、焦点距離および絞り値に応じて変化する。このため、焦点距離および絞り値の設定に基づいて、ROM71内のデータテーブルDTが参照され、イメージサークルのサイズICLが取得されるようになっている(ステップST14)。
【0059】
一方、手ぶれ補正モードがぶれ抑制優先モードのときは、デジタルカメラ1aの比較的大きな振動にも対応可能なように、CCD5の移動範囲は制限されず、移動先位置は理想移動先位置(図8中では位置C3)に決定される(ステップST15)。これにより、ぶれ抑制優先モードでは被写体像のぶれが効果的に抑制されることとなる。
【0060】
このようにして、移動先位置が決定されると、続いて、CCD位置センサ58からCCD5の現状位置が取得される。取得された現状位置は、RAM71に記憶される(ステップST16)。そして、現状位置と移動先位置とが比較され、CCD5の移動すべき移動量および向きが導出される。さらに、導出された移動量および向きに応じた駆動パルスが生成され、この駆動パルスがCCD移動部50のアクチュエータ511,531に送信される。これにより、CCD5が移動先位置に移動されることとなる(ステップST17)。
【0061】
このように、デジタルカメラ1aの振動に応じた移動先位置を導出し、CCD5の現状位置と移動先位置とを比較してCCD5の位置を移動先位置に順次移動させるクローズドループ制御が行われることにより、画像中の被写体像のぶれが補正されることとなる。
【0062】
露光時間が終了すると(ステップST18にてYes)、上記一連の露光動作が終了する。すなわち、CCD5における電荷蓄積が終了されるとともに、手ぶれ補正動作が終了される。電荷蓄積により取得された画像は、A/D変換部21および画像処理部22にて所定の処理がなされ、画像メモリ23に格納される。
【0063】
露光時間中におけるステップST16にて取得されたCCD5の現状位置に関しては、取得された全データが消去されることなくRAM71内に保持される。
このCCD5の現状位置の全データは、露光時間中におけるCCD5の位置の移動経過を時系列的に示すデータとなり、以下、「時系列位置データ」と称する。
【0064】
図5に戻り、CCD5における露光が終了し画像が画像メモリ23に格納されると、記録制御部75により手ぶれ補正モードが再度判定される(ステップST6)。そして、手ぶれ補正モードがケラレ抑制優先モードのときは、画像メモリ23に格納された画像に対して圧縮処理が施されて記録用画像とされた後、この記録用画像が一の画像ファイルとしてメモリカード91に記録される(ステップST7)。
【0065】
一方、手ぶれ補正モードがぶれ抑制優先モードのときは、まず同様にして画像に対して圧縮処理が施されて記録用画像が生成される。これとともに、焦点距離および絞り値の設定に基づいて、ROM71内のデータテーブルDTが参照され、露光時間中におけるイメージサークルのサイズICLが取得される。そして、記録制御部75により図9に示すように、記録用画像RD、イメージサークルのサイズICL、および、時系列位置データTSDが一の画像ファイルFとしてメモリカード91に記録される(ステップST8)。
【0066】
後述するように、画像を取得する際におけるイメージサークルのサイズICLおよび時系列位置データTSDを用いることで、その画像中のケラレ領域を特定することができる。すなわち、イメージサークルのサイズICLおよび時系列位置データTSDは、画像中のケラレ領域を特定するための領域特定情報となる。
ぶれ抑制優先モードのときは記録用画像中においてケラレが発生する可能性があるが、このように記録用画像が領域特定情報に関連付けられた状態で記録されることにより、記録用画像中のケラレ領域を事後的に特定することができることとなる。
【0067】
<1−3.再生モード動作>
次に、デジタルカメラ1aの再生モードにおける動作について説明する。本実施の形態のデジタルカメラ1aの再生モードでは、ケラレが発生した記録用画像に対しては画像調整処理がなされ、ケラレ領域の無い調整画像が生成されるようになっている。図10は、デジタルカメラ1aの再生モードにおける動作の概略を示す図である。
【0068】
デジタルカメラ1aは再生モードに設定されると、メモリカード91内に記憶された複数の画像ファイルのうちの一の画像ファイルを、ユーザが選択するのを待機する状態となる(ステップST21)。この状態において、操作ボタン62を介して所定の操作を行うことにより、画像調整処理に係るモードである画像調整モードの設定を行うことができる。
【0069】
図11は、画像調整モードの設定を行うためのLCD63の画面の表示例を示す図である。デジタルカメラ1aは画像調整モードとして、生成される調整画像のサイズを極力大きくする「サイズ優先モード」と、調整画像と元の画像とで構図が変更されないようにする「構図優先モード」とを備えている。
【0070】
ユーザは、図11に示す画面を参照しつつ、操作ボタン62を介して所定の操作を行うことにより、「サイズ優先モード」と「構図優先モード」との間で、いずれかの画像調整モードの選択を行うことができる。選択された画像調整モードを示す情報は、設定受付部78に受け付けられRAM71に記憶される。これにより、選択された画像調整モードが以降の画像調整処理(ステップST24)において反映されることとなる。
【0071】
画像ファイルが選択されると(ステップST21にてYes)、選択された画像ファイルが再生制御部76により読み出される。そして、読み出された画像ファイル中に領域特定情報(イメージサークルのサイズICLおよび時系列位置データTSD)が含まれているか否かが判定される(ステップST22)。
【0072】
領域特定情報が含まれていない場合(ステップST22にてNo)は、当該画像ファイルがケラレ抑制優先モードにて(もしくは、手ぶれ補正を行うことなく)記録されたと判断される。ケラレ抑制モードで取得された画像にはケラレ領域は含まれないことから、画像ファイル中の記録用画像は伸張処理がなされてそのままLCD63に表示されることとなる(ステップST23)。その後、再度ステップST21に戻り、新たな画像ファイルの選択を受け付ける状態とされる。
【0073】
一方、画像ファイル中に領域特定情報が含まれていた場合(ステップST22にてYes)は、当該画像ファイルがぶれ抑制優先モードにて記録されたと判断される。ぶれ抑制モードで取得された画像にはケラレ領域が含まれている可能性があるため、画像ファイル中の記録用画像は伸張処理がなされた後、画像調整部77により画像調整処理がなされることとなる(ステップST24)。
【0074】
図12は画像調整処理の詳細な流れを示す図であり、図13および図14は画像調整処理の処理手法を説明するための概念図である。以下、これらの図を参照しつつ画像調整処理について説明する。なお、この説明においては、画像調整処理の対象となる画像(すなわち、記録用画像)を「対象画像」NDと称する。
【0075】
まず、領域特定情報に基づいて、対象画像ND中のケラレ領域が特定される(ステップST31)。
【0076】
具体的には、まず、図13および図14に示すように、図8と同様の結像平面上におけるXY座標系が想定され、イメージサークルのサイズICLに基づいてイメージサークルの周縁を示す式(円の方程式)ECが求められる。
【0077】
続いて、時系列位置データTSDに基づいて、露光中における全ての画像取得領域PAの位置(図8参照)が考慮され、各画像取得領域PAの4つの頂点の座標位置が導出される。そして、全ての頂点のうち原点Oからの距離が最大となる一の頂点が注目頂点Vとして求められる。この注目頂点Vに係る画像取得領域(以下、「注目領域」という。)NAは、露光中においてイメージサークル外の領域を最大に含むときにおける画像取得領域PAである。したがって、対象画像ND中におけるケラレ領域VAは、注目領域NA中においてイメージサークル外に相当する領域に相当する。
【0078】
このため、演算上、XY座標系における対象画像NDの位置が注目領域NAの位置に一致するとみなされ、注目頂点Vに相当する対象画像NDの頂点V1近傍にケラレ領域VAが存在すると判断される。そして、対象画像NDの位置とイメージサークルの周縁を示す式ECとに基づいてケラレ領域VAが特定される。
【0079】
対象画像ND中のケラレ領域VAが特定されると、続いて、選択された画像調整モードが判定される(図12:ステップST32)。そして、判定された画像調整モードに応じて、ケラレ領域VAを含む対象画像ND中の一部の領域が除去対象領域RAとして決定される(ステップST33,ST34)。さらに、除去対象領域RAが対象画像NDから除去されることにより、調整画像TAが生成されることとなる(ステップST35)。以下、画像調整モードのそれぞれにおける除去対象領域RAの決定手法についてついて説明する。
【0080】
画像調整モードがサイズ優先モードであるときには、図13に示すように、対象画像NDと調整画像TAとの縦横の比が同一、かつ、調整画像TAがケラレ領域VAを含まない範囲でサイズが極力大きくなるように、除去対象領域RAが決定される。
【0081】
具体的には、対象画像ND中のケラレ領域VAとなる頂点V1と、この頂点V1と対角をなす頂点V2とを結ぶ対角線DLが考慮され、この対角線DLとイメージサークルの周縁を示す式ECとの交点P1が求められる。そして、この点P1と頂点V2とが調整画像TAにおいて対角をなす頂点となるように、対象画像ND中において点P1より端部側のL字形領域が除去対象領域RAとして決定される。すなわち、対象画像ND中のケラレ領域VAとなる頂点V1にて交わる二辺Si1,Si2と接するL字形領域が除去対象領域RAとして決定されることとなる。これは、頂点V1を屈曲部とするL字型領域が除去対象領域RAとして決定されるともいえる(ステップST33)。
【0082】
一方、画像調整モードが構図優先モードであるときには、図14に示すように、対象画像NDと調整画像TAとの縦横の比が同一、かつ、対象画像NDの中心位置NDCと調整画像TAの中心位置TACが一致するように、除去対象領域RAが決定される。
【0083】
具体的には、上記と同様にして対角線DLとイメージサークルの周縁を示す式ECとの交点P1が求められ、さらに、頂点V1から点P1までの距離と同一距離となる、頂点V2からの対角線DL上の点P2が求められる。そして、点P1と点2とが調整画像TAにおいて対角をなす頂点となるように、対象画像ND中において点P1,点P2より端部側の全周縁領域が除去対象領域RAとして決定される。すなわち、対象画像ND中のケラレ領域VAとなる頂点V1にて交わる二辺Si1,Si2と接するL字形領域と、このL字形領域と合同となる(点NDCを中心とする点対称となる)他の二辺Si3,Si4と接する領域とが、除去対象領域RAとして決定されることとなる。これは、頂点V1を含むほぼ等幅の矩形輪郭領域が除去対象領域として決定されるともいえる(ステップST34)。
【0084】
サイズ優先モードでは、図13に示すように、対象画像NDの中心位置NDCと調整画像TAの中心位置TACとは一致しないことから、対象画像NDと調整画像TAとでは多少構図の相違が生じるものの、生成される調整画像TAは、サイズが比較的大きくなるため、対象画像NDに含まれる画素群を比較的多く活用することができる。
【0085】
一方、構図優先モードにおいて生成される調整画像TAは、画角は多少狭くなるが、図14に示すように、対象画像NDの中心位置NDCと調整画像TAの中心位置TACとは一致されることから、対象画像NDと調整画像TAとで構図の相違が生じない調整画像TAを生成することができる。
【0086】
以上のようにして、調整画像TAが生成されると、生成された調整画像TAがLCD63に表示される(図10:ステップST25)。これにより、ユーザは、ケラレ領域の無い画像を視認することができることとなる。その後、再度、ステップST21に戻り、新たな画像ファイルの選択を受け付ける状態とされる。
【0087】
以上、第1の実施の形態について説明を行ったが、本実施の形態のデジタルカメラ1aでは、手ぶれ補正モードとしてケラレ抑制優先モードとぶれ抑制優先モードとを備えておりいずれかの手ぶれ補正モードの選択が可能である。このため、画像中にケラレが発生しないようにするときにはケラレ抑制優先モードが選択され、画像中の被写体像のぶれを効果的に抑制する場合はぶれ抑制優先モードが選択される。その結果、ユーザにとって所望の画像を取得することができる。
【0088】
また、結像平面のイメージサークル外の領域を画像が含むようにCCD5が移動されるぶれ抑制優先モードにて画像を取得する際には、ケラレ領域を特定するための領域特定情報として、イメージサークルのサイズICL、および、時系列位置データTSDが取得される。そして、この領域特定情報が記録用画像RDに関連付けられて記録されることから、記録用画像RD中のケラレ領域を事後的に容易に特定することができることとなる。
【0089】
また、ぶれ抑制優先モードにて取得された画像を再生する際には、領域特定情報に基づいて対象画像中のケラレ領域が特定され、対象画像中からケラレ領域を含む除去対象領域RAが除去されるため、ケラレ領域を含まない調整画像を生成および表示することができる。
【0090】
また、画像調整モードとしてサイズ優先モードと構図優先モードとを備えておりいずれかの画像調整モードの選択が可能である。このため、調整画像のサイズを優先する場合はサイズ優先モードが選択され、構図を優先する場合は構図優先モードが選択される。その結果、ユーザにとって所望の調整画像を生成することができる。
【0091】
<2.第2の実施の形態>
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。第1の実施の形態においては、撮影モードにおいて記録用画像RDと領域特定情報とを関連付けて記録し、再生モードにおいて調整画像TAを生成するようにしていたが、本実施の形態のデジタルカメラ1aでは撮影モードにおいて調整画像を生成し、この調整画像を記録用画像として記録するようにしている。
【0092】
本実施の形態のデジタルカメラ1aは、構成に関しては第1の実施の形態と同様であり、撮影モードにおける動作が第1の実施の形態と一部相違する。このため、撮影モードの動作の第1の実施の形態との相違点を中心に説明を行う。
【0093】
図15は、本実施の形態のデジタルカメラ1aの撮影モードにおける動作の概略を示す図である。図15におけるステップST41〜ST47,ST201およびST202の動作は、図5におけるステップST1〜ST7,ST101およびST102と同様であり、手ぶれ補正モードがぶれ抑制優先モードであるとき(ステップST46にて「ぶれ抑制優先」以降)のみの動作が相違することとなる。本実施の形態では撮影モードにおいて画像調整処理がなされるため、撮影待機状態(ステップST41)においては、手ぶれ補正モードの選択とともに、画像調整モードの選択も行うことが可能とされている。
【0094】
手ぶれ補正モードがぶれ抑制優先モードのときは、まず、焦点距離および絞り値の設定に基づいて、ROM71内のデータテーブルDTが参照され、露光時間中におけるイメージサークルのサイズICLが取得される。そして、このイメージサークルのサイズICLと、露光中(ステップST45)にて得られる時系列位置データとに基づいて、取得された画像に対して画像調整処理がなされる(ステップST48)。この画像調整処理の内容は図12に示すものと同様である(ただし、対象画像NDはそのときに取得された画像)。これにより、ケラレ領域を含まない調整画像が生成されることとなる。
【0095】
調整画像が生成されると、生成された調整画像に対して圧縮処理が施され、調整画像が記録用画像としてメモリカード91に記録される(ステップST49)。
【0096】
このように記録用画像としてケラレ領域を含まない調整画像を記録することで、当該画像を再生する際等において、ケラレ領域の特定やケラレ領域を含む領域の除去などを行う必要は無くなり、画像の取り扱いを容易にすることができる。
【0097】
<3.第3の実施の形態>
次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。
【0098】
図16は、露光時間中のCCD5の一の画素(以下、「注目画素」という。)の移動経過の例を示す図である。図において横軸は露光開始からの時間を示し、期間Tは露光時間を示している。また、縦軸は注目画素の結像平面上の原点Oからの距離を示している。ここで、位置ICEはイメージサークルの周縁に相当する位置であり、位置ICEより上はイメージサークル外の領域、位置ICEより下はイメージサークル内の領域にそれぞれ相当する。
【0099】
露光時間中においては手ぶれ補正動作により注目画素の位置が移動されるが、注目画素が例えば画像取得領域PAの頂点近傍の画素であるときには、図に示すように注目画素はイメージサークルの内外の双方の領域に移動されることもある。図に示す注目画素は、符号Tiで示す期間ではそれぞれイメージサークル内に位置し、符号Toで示す期間ではそれぞれイメージサークル外に位置している。
【0100】
ここで、注目画素のみに関しての露光時間(有効となる電荷蓄積時間)を考えると、期間Tiでは露光することができるが、期間Toでは露光することができない。つまり、注目画素に関しての露光時間は期間Tiの総時間となり、逆に、期間Toの総時間は注目画素の非露光時間(以下、記号GToを用いる。)となる。露光ができない状態により光量の低下現象であるケラレが発生することとなるが、非露光時間が比較的短ければ光量低下率は比較的少なくなり、非露光時間によっては画素を画像における有効なデータとして使用することも可能である。本実施の形態のデジタルカメラ1aでは、このような画素ごとの非露光時間を考慮するようにしている。
【0101】
本実施の形態に係る手法は、上記第1および第2の実施の形態の双方に適用可能であり、本実施の形態のデジタルカメラ1aは上記実施の形態とは画像調整処理の内容のみが相違し、他の構成や動作は同様である。
【0102】
図17は、本実施の形態における画像調整処理の流れを示す図である。また、図18は画像調整処理の処理手法を説明するための概念図であり、図19は図18中符号Aにて示す部分の拡大図である。以下、これらの図を参照しつつ本実施の形態の画像調整処理について説明する。
【0103】
まず、領域特定情報に基づいて、対象画像ND中の各画素ごとの非露光時間GToが導出される(ステップST51)。
【0104】
具体的には、まず、図18に示すように、図8と同様の結像平面上におけるXY座標系が想定され、イメージサークルのサイズICLに基づいてイメージサークルの周縁を示す式ECが求められる。
【0105】
続いて、時系列位置データTSDに基づいて、露光中における全ての画像取得領域PAの位置(図8参照)が考慮され、各画像取得領域PAに含まれる各画素それぞれの座標位置が求められる。これにより、対象画像ND中の画素それぞれに関して図16に示すものと同様の移動経過が求められる。そして、この各画素の移動経過とイメージサークルの周縁を示す式ECとに基づいて、各画素の非露光時間GToが求められることとなる。
【0106】
続いて、求められた各画素の非露光時間GToに基づいて、対象画像ND中のケラレ領域が特定される(ステップST52)。具体的には、各画素の非露光時間GToに応じて、対象画像ND中の画素群がそれぞれ、除去対象となる第1ケラレ領域、除去対象とならない第2ケラレ領域、および、通常領域のいずれかに分類される。
【0107】
本実施の形態では、この画素群の分類においては、対象画像NDの露光時間Tの例えば1/2が閾値として用いられる。すなわち、画素の非露光時間GToが閾値(T/2)以上となる場合は、当該画素に関する露光が比較的短いため当該画素は第1ケラレ領域に分類される一方、閾値(T/2)未満である場合は、比較的長く露光がなされているため当該画素は第2ケラレ領域に分類される。また、画素の非露光時間GToが0の場合は、露光時間Tの全時間にわたって露光が行われているため当該画素は通常領域に分類される。これにより、図19に示すように対象画像NDの画素群が、第1ケラレ領域VA1、第2ケラレ領域VA2および通常領域VA0のいずれかに分類され、それぞれの領域が特定されることとなる。なお、このような画素群の分類に用いる閾値としては、露光時間Tの1/2には限定されず、他の値を用いてもよい。
【0108】
対象画像ND中の第1ケラレ領域VA1等が特定されると、続いて、選択された画像調整モードが判定され(図17:ステップST53)、判定された画像調整モードに応じて、第1ケラレ領域VA1を含む対象画像ND中の一部の領域が除去対象領域RAとして決定される(ステップST54,ST55)。さらに、除去対象領域RAが対象画像NDから除去されることにより、調整画像TAが生成されることとなる(ステップST56)。
【0109】
このステップST53〜ステップST55の処理内容は、図12のステップST32〜ステップST35までの処理内容と同様であるが、第1ケラレ領域VA1のみが図12の処理内容におけるケラレ領域VAとして扱われる。このため、決定される除去対象領域RAは図12の場合よりも狭い範囲となり、生成される調整画像TAのサイズを比較的大きくすることが可能である。
【0110】
したがって、画像調整モードがサイズ優先モードであるときは、対象画像NDの中心位置NDCと調整画像TAの中心位置TACとは一致しないが、これらの位置の相違幅を低下させることができる。また、画像調整モードが構図優先モードであるときは、画角が狭くなる幅を低下させることができる。
【0111】
ただし、生成される調整画像TA中には、図19に示すように、第2ケラレ領域VA2が含まれることとなる。この第2ケラレ領域VA2は光量が低下している状態であることから、より自然な画像を得るためには、この光量の低下を補正することが好ましい。
【0112】
このため、本実施の形態では調整画像TAが生成されると、さらに、調整画像TA中に含まれる第2ケラレ領域VA2の画素値が補正される(ステップST57)。具体的には、第2ケラレ領域VA2に含まれる各画素の画素値に対して、それぞれの画素の光量低下率の逆数が乗算される。ここで各画素の光量低下率は(画素の非露光時間GTo)/(対象画像NDの露光時間T)により求めることができる。これにより、第2ケラレ領域VA2の各画素の光量の低下が補正され、より好ましい調整画像TAを得ることができることとなる。
【0113】
<4.第4の実施の形態>
次に、本発明の第4の実施の形態について説明する。上記の実施の形態のデジタルカメラ1aにおいては、イメージサークルICと画像との相対的な位置を変更する際にCCD5を移動させていたが、撮影レンズ3内のレンズ群32を移動させることによってもイメージサークルICと画像との相対的な位置を変更することができる。このレンズ群32の移動は撮影レンズ3の鏡胴31に対して相対的に行われるが、撮影レンズ3がカメラ本体部2に固定されていることにより、この移動は、カメラ本体部2のハウジング2aに対して相対的にレンズ群32を移動させることと等価である。本実施の形態のデジタルカメラ1bは、撮影レンズ3のレンズ群32のうちの一のレンズを移動させるようにしている。
【0114】
図20は、本実施の形態のデジタルカメラ1bの主たる構成を示す断面図である。本実施の形態のデジタルカメラ1bの構成は、上記の実施の形態のデジタルカメラ1aの構成と近似することから、同一となる部位に関しては同一符号を付して詳細な説明は省略し、相違点を中心に説明を行う。
【0115】
図20に示すように、本実施の形態のデジタルカメラ1bにおいては、撮影レンズ3内のレンズ群32のうちの一の補正レンズ8が、補正レンズ移動部80に固定され、この補正レンズ移動部80によってXY平面内にて移動可能とされている。また、CCD5はカメラ本体部2のハウジング2aに対して固定されており移動することはない。すなわち、補正レンズ8の移動により、イメージサークルICとCCD5により取得される画像との相対的な位置が変更され、イメージサークルIC中において画像として取得される領域が変更されることとなる。その他の構成は上記の実施の形態のデジタルカメラ1aと同様である。
【0116】
図21は、補正レンズ8を含めた補正レンズ移動部80の分解斜視図である。
図21に示すように、補正レンズ移動部80は主として、撮影レンズ3の鏡胴31に固設されるベース枠81、ベース枠81に対してY軸方向に移動する第1スライド枠82、および、第1スライド枠82に対してX軸方向に移動する第2スライド枠83の3つの枠材から構成される。
【0117】
ベース枠81は、入射光を通過可能に中央部が開口しており、第1アクチュエータ811がY軸方向に延設され、さらに、その枠反対側に第1アクチュエータ811と平行に軸形状の第1摺動軸812を備えている。第1スライド枠82は、中央部が開口されるとともに、第1アクチュエータ811と対向する位置に第1摩擦結合部821、および、第1摺動軸812と対向する位置に第1摺動軸支持部822をそれぞれ備えている。さらに、第1スライド枠82には、第2アクチュエータ823がX軸方向に延設され、その枠反対側に第2アクチュエータ823と平行に軸形状の第2摺動軸824が設けられている。また、第2スライド枠83は、開口した中央部に補正レンズ8が嵌合固設されるとともに、第2アクチュエータ823と対向する位置に第2摩擦結合部831、および、第2摺動軸824と対向する位置に第2摺動軸支持部832をそれぞれ備えている。
【0118】
第1アクチュエータ811および第2アクチュエータ823はそれぞれ、圧電素子と延在方向に駆動可能な駆動ロッドとを備えており、圧電素子に印加される駆動パルスに応じた量および向きに駆動ロッドが駆動するようになっている。
【0119】
補正レンズ移動部80が組み上げられるときには、第1アクチュエータ811の駆動ロッドと第1摩擦結合部821とが摩擦結合され、第2アクチュエータ823の駆動ロッドと第2摩擦結合部831とが摩擦結合される。さらに、第1摺動軸812と第1摺動軸支持部822とが摺動可能に嵌合され、第2摺動軸824と第2摺動軸支持部832とが摺動可能に嵌合される。これにより、Z軸負方向側から正方向側に向かって、ベース枠81、第2スライド枠83、第1スライド枠82の順に重なって、これら枠材81,83,82が配置されることとなる。
【0120】
この補正レンズ移動部80の補正レンズ8を移動させる原理は、第1の実施の形態のCCD移動部50と同様である。すなわち、補正レンズ移動部80が組み上げられた状態で、第1アクチュエータ811の駆動ロッドが往動と復動とが相違する速度となるように移動すると、これに摩擦結合する第1摩擦結合部821により第1スライド枠82がベース枠81に対してY軸方向に移動する。このとき、第1スライド枠82の移動にあわせて第2スライド枠83もベース枠81に対してY軸方向に移動する。また、第2アクチュエータ823の駆動ロッドが往動と復動とが相違する速度となるように移動すると、これに摩擦結合する第2摩擦結合部831により第2スライド枠83が第1スライド枠82に対してX軸方向に移動する。このとき、第1スライド枠82のベース枠81に対する移動はなされないため、第2スライド枠83は単独でベース枠81に対してX軸方向に移動することとなる。
【0121】
また、前述したように、ベース枠81は鏡胴31に固設され、補正レンズ8は第2スライド枠83に固設され、さらに、鏡胴31はカメラ本体部2のハウジング2aに対して固定的に配置されることから、補正レンズ8はカメラ本体部2のハウジング2aに対してXY平面内にて相対的に移動することとなる。これにより、撮影レンズ3により形成されるイメージサークルと、CCD5により取得される画像との相対位置が変更可能とされ、結像平面上において画像として取得される領域が変更されることとなる。
【0122】
補正レンズ8の位置は、補正レンズ移動部80に設けられるレンズ位置センサ86によって検出される。レンズ位置センサ86は、発光ダイオード等で構成される2つの投光部84a,84b、および、フォトダイオード等で構成される2つの受光部85a,85bを備えている。投光部84a,84bは、第2スライド枠83のX軸負方向側およびY軸負方向側に設けられる突起部にそれぞれ固設される。一方、受光部85a,85bは、投光部84a,84bにそれぞれ対向するようにベース枠81に固設される。投光部84a,84bから投光された光は受光部85a,85bにて受光可能となっており、この受光部85a,85bにて受光する光の位置の変化から、第2スライド枠83の位置すなわち補正レンズ8の位置がXY座標位置として求められる。具体的には、第1投光部84aおよび第1受光部85aにて補正レンズ8のX軸方向の位置を検出し、第2投光部84bおよび第2受光部85bにて補正レンズのY軸方向の位置を検出するようになっている。
【0123】
図22は、本実施の形態のデジタルカメラ1bの主たる機能構成を機能ブロックとして示す図である。図22に示すように、補正レンズ移動部80およびレンズ位置センサ86は、全体制御部7に電気的に接続され全体制御部7の制御の元に動作する。そして、レンズ位置センサ86で検出される補正レンズ8の位置は、信号として全体制御部7に入力される。
【0124】
全体制御部7の手ぶれ補正制御部79は、振動センサ40からの角速度に基づいて、補正レンズ8の移動すべき移動先位置を導出し、レンズ位置センサ86から得られる補正レンズ8の現状位置と、導出した移動先位置とを比較して補正レンズ8の移動すべき移動量および向きを導出する。そして、導出された移動量および向きに応じた駆動パルスを生成し、この駆動パルスを補正レンズ移動部80のアクチュエータ811,823に送信することにより、補正レンズ8を移動先位置に移動させる。
【0125】
本実施の形態のデジタルカメラ1bは、移動させる部材がCCD5ではなく補正レンズ8であるという点は相違するが、上記第1ないし第3実施の形態に示したデジタルカメラ1aの動作のいずれにも適用することが可能である。画像とイメージサークルとの相対的な移動関係は同様であることから、上記実施の形態と実質的に同様の演算を容易に行うことができる。
【0126】
このとき、結像平面における原点Oは、移動を行わないCCD5の画素群(画像取得領域)の中心位置とし、補正レンズ8の位置は撮影レンズ3を介して形成されるイメージサークルの中心位置を用いるようにする。またこの場合、時系列位置データは露光時間中における補正レンズ8の位置の移動経過を時系列的に示すデータとし、領域特定情報は時系列位置データおよびイメージサークルのサイズとすればよい。
【0127】
<5.第5の実施の形態>
次に、本発明の第5の実施の形態について説明する。上記第1の実施の形態においては、記録用画像の再生をデジタルカメラ1aにて行うようにしていたが、同様の処理を一般的な汎用のコンピュータによって行うことももちろん可能である。
【0128】
図23は、このような場合の画像再生システム10の構成を示す図である。画像再生システム10は、画像を取得してメモリカード91に記録するデジタルカメラ11と、メモリカード91に記録された画像の再生表示を行うコンピュータ12とから構成される。
【0129】
デジタルカメラ11としては、上記第1の実施の形態のデジタルカメラ1aと同様のものを使用すればよい。したがって、デジタルカメラ11は、ぶれ抑制優先モードにて取得される記録用画像に領域特定情報を関連付け、図9に示す画像ファイルFをメモリカード91に記録することとなる。
【0130】
一方、コンピュータ12は、図24に示すように、CPU121、RAM122、ROM123、ハードディスク124、ディスプレイ125、キーボード126、および、マウス127等を備えた汎用のコンピュータで構成される。また、図23および図24に示すように、コンピュータ12は、メモリカード91を読み取るカードスロット128、および、CD−ROM等の記録媒体92を読み取る読取装置129を備えている。
【0131】
コンピュータ12のハードディスク124内には、記録媒体92を介して取得されるプログラムが予めインストールされている。このプログラムに従って、CPU121が演算処理を行うことにより各種の機能が実現される。このCPU121により実現される機能の一部として、図3に示した再生制御部76および画像調整部77に相当する機能が含まれている。これにより、汎用のコンピュータ12が本実施の形態に係る処理を行う画像再生装置として機能することとなる。
【0132】
また、ハードディスク124内には、デジタルカメラ11から転送される複数の画像ファイルが記憶される。デジタルカメラ11からコンピュータ12への画像ファイルの転送は、メモリカード91を介して行われてもよく、USBインターリンクケーブル等の伝送ケーブル93を介して行われてもよい(図23参照)。
【0133】
コンピュータ12の処理内容は図10に示すものとほぼ同様である。また、これらの処理を実行する以前において、サイズ優先モードと構図優先モードとの間で、いずれかの画像調整モードの選択をマウス127等を介して行うことができるようにもなっている。
【0134】
ハードディスク124に記憶された複数の画像ファイルから一の画像ファイルがユーザのマウス127等の操作により選択されると(ステップST21)、選択された画像ファイル中に領域特定情報が含まれているか否かが判定される(ステップST22)。
【0135】
領域特定情報が含まれていない場合(ステップST22にてNo)は、画像ファイル中の記録用画像は伸張処理がなされてそのままディスプレイ125に表示される。一方、画像ファイル中に領域特定情報が含まれていた場合(ステップST22にてYes)は、画像ファイル中の記録用画像に伸張処理がなされた後、画像調整処理がなされる(ステップST24)。そして、この画像調整処理により生成された調整画像がディスプレイ125に表示される(ステップST25)。これにより、ケラレ領域の無い調整画像がディスプレイ125にされることとなる。なお、ステップST24における画像調整処理は、図12に示したものと図17に示したものとのうち、いずれのものを採用してもよい。
【0136】
以上のようにすれば、上記実施の形態に係るデジタルカメラ1aの再生モードにおける処理を汎用のコンピュータ12にて行うことも可能である。これによれば、デジタルカメラ11が行うべき処理量の低減を図ることができる。
【0137】
<6.変形例>
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、この発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。
【0138】
例えば、上記実施の形態においては、イメージサークルのサイズは撮影レンズ3の絞り値および焦点距離に基づいて求められていたが、イメージサークルのサイズは、厳密には、撮影レンズ3の焦点位置に応じても変化する。したがって、さらに、この焦点位置を考慮してイメージサークルのサイズを求めるようにしてもよい。このような場合は、図4に示すデータテーブルDTを、種々の焦点位置(あるいはフォーカス用レンズの位置や、合焦状態とされる主被写体の距離でもよい)に応じて複数のものを用意しておく。そして、焦点位置の設定に応じて使用するデータテーブルDTを選択し、さらに、焦点距離および絞り値の設定に基づいて、選択されたデータテーブルDTを参照することで、イメージサークルのサイズを求めるようにすればよい。
【0139】
また、イメージサークルのサイズは、焦点距離、絞り値および焦点位置の設定うちの1つの設定(あるいは2つの設定)のみに基づいて特定するようにしてもよい。例えば、焦点距離が固定の撮像装置においては、絞り値のみに基づいてイメージサークルのサイズを求めるようにしてもよい。
【0140】
また、上記実施の形態では、領域特定情報にイメージサークルのサイズが含まれていたが、イメージサークルのサイズは、焦点距離、絞り値および焦点位置の少なくとも1つの設定に基づいて決定される。このため、領域特定情報においては、イメージサークルのサイズを示す情報として、撮影レンズの焦点距離、絞り値および焦点位置のうちの少なくとも1つの情報を含めるようにしてもよい。この場合、ケラレ領域を特定する前段の処理として、領域特定情報に含まれる情報からイメージサークルのサイズが特定されることとなる。
【0141】
また、上記実施の形態では、記録用画像と領域特定情報とは一の画像ファイルに含まれるようにして関連付けがなされていたが、どのような形式で関連付けがなされるようになっていてもよい。例えば、記録用画像および領域特定情報のそれぞれを拡張子の相違する別ファイルとして記録し、2つのファイルの拡張子以外のファイル名を同一にすることにより関連付けを行ってもよい。
【0142】
また、上記実施の形態では、イメージサークルと画像との相対位置を変更するために、撮像素子(CCD5)あるいは光学系(補正レンズ8)を移動させる物理的な移動手段を用いていたが、撮像素子の画素群において比較的大きな領域を有する余裕画像を取得し、振動に応じて、この余裕画像中において画像として読み出す領域を移動させるいわゆる電子式手ぶれ補正を採用してもよい。このような場合、物理的な移動手段は必要とはならないため、イメージサークルと画像との相対位置を比較的容易に移動させることができる。
【0143】
また、上記実施の形態では、CPUがプログラムに従って演算処理を行うことにより各種機能が実現されると説明したが、これら機能の全部または一部は専用の電気的回路により実現されてもよい。特に、繰り返し演算を行う箇所をロジック回路にて構築することにより、高速な演算が実現される。
【0144】
◎なお、上述した具体的実施の形態には以下の構成を有する発明が含まれている。
【0145】
(1) 請求項3に記載の撮像装置において、
前記撮像手段により取得された画像に基づく記録用画像として、当該画像から生成される前記調整画像を記録する記録手段、
をさらに備えることを特徴とする撮像装置。
【0146】
これによれば、ケラレ領域が含まれない調整画像を記録することができる。
【0147】
(2) 請求項3に記載の撮像装置において、
前記ケラレ領域は、矩形となる前記画像の頂点近傍に存在するものであり、
前記除去対象領域決定手段は、前記頂点を屈曲部とするL字型領域を前記除去対象領域として決定することを特徴とする撮像装置。
【0148】
これによれば、除去対象領域とする領域のサイズを比較的小さくすることができ、比較的サイズの大きな調整画像を取得することができる。
【0149】
(3) 請求項3に記載の撮像装置において、
前記ケラレ領域は、矩形となる前記画像の頂点近傍に存在するものであり、
前記除去対象領域決定手段は、前記頂点を含むほぼ等幅の矩形輪郭領域を前記除去対象領域として決定することを特徴とする撮像装置。
【0150】
これによれば、画像と調整画像とで中心位置が移動しないため、元の画像と構図が一致する調整画像を取得することができる。
【0151】
(4) 請求項3に記載の撮像装置において、
前記ケラレ領域は、矩形となる前記画像の頂点近傍に存在するものであり、
前記除去対象領域決定手段は、前記除去対象領域を決定するための領域決定モードとして、
前記頂点を屈曲部とするL字型領域を前記除去対象領域として決定する第1の領域決定モードと、
前記頂点を含むほぼ等幅の矩形輪郭領域を前記除去対象領域として決定する第2の領域決定モードと、
を備え、
前記撮像装置は、
前記第1および第2の領域決定モードのうちから一の領域決定モードの選択をユーザから受け付ける領域決定モード選択手段、
をさらに備えることを特徴とする撮像装置。
【0152】
これによれば、調整画像のサイズを優先する場合は第1の領域決定モードが選択され、構図を優先する場合は第2の領域決定モードが選択される。その結果、ユーザにとって所望の調整画像を生成することができる。
【0153】
(5) 請求項1に記載の撮像装置において、
前記領域特定情報は、前記画像を取得する際においての、前記イメージサークルのサイズを示す情報、および、前記ぶれ補正手段により移動される前記相対位置を示す情報を含むことを特徴とする撮像装置。
【0154】
これによれば、撮影レンズにより形成されるイメージサークルのサイズが可変の場合であっても、画像中のケラレ領域を容易に特定することができる。
【0155】
(6) 上記(5)に記載の撮像装置において、
前記イメージサークルのサイズを、前記画像を取得する際においての、前記撮影レンズの焦点距離、絞り値および焦点位置のうちの少なくとも1つに基づいて特定する手段、
をさらに備えることを特徴とする撮像装置。
【0156】
これによれば、撮影レンズにより形成されるイメージサークルのサイズが可変の場合であっても、撮影レンズの焦点距離、絞り値および焦点位置のうちの少なくとも1つに基づいて正確にイメージサークルのサイズを特定することができる。
【0157】
(7) 請求項1に記載の撮像装置において、
前記領域特定情報は、前記画像を取得する際の露光時間中においての、前記ぶれ補正手段により移動される前記相対位置を示す情報を時系列的に示す時系列情報を含むことを特徴とする撮像装置。
【0158】
これによれば、イメージサークルと画像との相対位置の移動の経過を把握することができる。
【0159】
(8) 上記(7)に記載の撮像装置において、
前記画像中の画素ごとに、前記イメージサークル外の領域に当該画素が移動された時間に相当する非露光時間を、前記時系列情報に基づいて導出する非露光時間導出手段と、
前記画素ごとの前記非露光時間に基づいて、前記画像中の前記ケラレ領域を特定するケラレ領域特定手段と、
をさらに備えることを特徴とする撮像装置。
【0160】
これによれば、画素ごとの非露光時間により、画像中のケラレ領域を正確に特定することができる。
【0161】
(9) 請求項1に記載の撮像装置において、
前記ぶれ補正手段は、前記相対位置を移動するための移動モードとして、
前記イメージサークル内のみの領域を前記画像が含むように前記相対位置を移動する第1の移動モードと、
前記イメージサークル外の領域を前記画像が含むことが可能に前記相対位置を移動する第2の移動モードと、
を備え、
前記撮像装置は、
前記第1および第2の移動モードのうちから一の移動モードの選択をユーザから受け付ける移動モード選択手段、
をさらに備えることを特徴とする撮像装置。
【0162】
これによれば、画像中にケラレが発生しないようにするときには第1の移動モードが選択され、画像中の被写体像のぶれを効果的に抑制する場合は第2の移動モードが選択される。その結果、ユーザにとって所望の画像を取得することができる。
【0163】
(10) 請求項1ないし3および上記(1)ないし(9)のいずれかに記載の撮像装置において、
前記ぶれ補正手段は、前記撮像手段の位置を移動する手段、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【0164】
これによれば、撮像手段の位置を移動する手段により被写体像のぶれの補正を行うときに、画像中のケラレ領域を容易に特定することができる。
【0165】
(11) 請求項1ないし3および上記(1)ないし(9)のいずれかに記載の撮像装置において、
前記ぶれ補正手段は、前記撮影レンズに含まれるレンズ群の位置を移動する手段、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【0166】
これによれば、撮影レンズに含まれるレンズ群の位置を移動する手段により被写体像のぶれの補正を行うときに、画像中のケラレ領域を容易に特定することができる。
【0167】
(12) 請求項1ないし3および上記(1)ないし(9)のいずれかに記載の撮像装置において、
前記ぶれ補正手段は、前記撮像手段の画素群にて得られた余裕画像中において、画像として読み出す領域を移動させる手段、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【0168】
これによれば、物理的な移動手段は必要とはならないため、イメージサークルと画像との相対位置を比較的容易に移動させることができる。
【0169】
【発明の効果】
以上、説明したように、請求項1の発明によれば、被写体像のぶれを補正するために結像平面のイメージサークル外の領域を画像が含むように相対位置が移動されるとき、領域特定情報を取得することで、画像中のケラレ領域を特定することができる。
【0170】
また、請求項2の発明によれば、領域特定情報が関連付けられて画像が記録されるため、事後的に画像中のケラレ領域を容易に特定することができる。
【0171】
また、請求項3の発明によれば、ケラレ領域が含まれない調整画像を生成することができる。
【0172】
また、請求項4の発明によれば、ケラレ領域が含まれない調整画像を生成および表示することができる。
【0173】
また、請求項5の発明によれば、ケラレ領域が含まれない調整画像を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態のデジタルカメラの主たる構成を示す断面図である。
【図2】CCD移動部の分解斜視図である。
【図3】第1の実施の形態のデジタルカメラの主たる機能構成を示す図である。
【図4】データテーブルの例を示す図である。
【図5】第1の実施の形態のデジタルカメラの撮影モードにおける動作の流れを示す図である。
【図6】手ぶれ補正モードの設定を行うための画面の表示例を示す図である。
【図7】露光動作の流れを示す図である。
【図8】移動先位置の決定手法を説明するための図である。
【図9】記録用画像および領域特定情報が含まれる画像ファイルを示す図である。
【図10】デジタルカメラの再生モードにおける動作の概略を示す図である。
【図11】画像調整モードの設定を行うための画面の表示例を示す図である。
【図12】画像調整処理の流れを示す図である。
【図13】サイズ優先モードにおける画像調整処理の処理手法を説明するための概念図である。
【図14】構図優先モードにおける画像調整処理の処理手法を説明するための概念図である。
【図15】第2の実施の形態のデジタルカメラの撮影モードにおける動作の流れを示す図である。
【図16】露光時間中の注目画素の移動経過の例を示す図である。
【図17】画像調整処理の流れを示す図である。
【図18】画像調整処理の処理手法を説明するための概念図である。
【図19】対象画像中のケラレ領域の拡大図である。
【図20】第4の実施の形態のデジタルカメラの主たる構成を示す断面図である。
【図21】補正レンズ移動部の分解斜視図である。
【図22】第4の実施の形態のデジタルカメラの機能構成を示す図である。
【図23】画像再生システムの構成を示す図である。
【図24】コンピュータの構成を示す図である。
【符号の説明】
1a デジタルカメラ
2a ハウジング
3 撮影レンズ
5 CCD
7 全体制御部
40 振動センサ
50 CCD移動部
RA 除去対象領域
TA 調整画像
VA ケラレ領域
Claims (5)
- 撮影レンズにより形成されるイメージサークルを含む結像平面の一部の領域を、画像として取得する撮像手段を有する撮像装置であって、
前記撮像装置の振動に応じて、前記イメージサークルと、前記撮像手段により取得される画像との相対位置を移動することにより、前記画像中の被写体像のぶれを補正可能なぶれ補正手段と、
前記ぶれ補正手段により、前記結像平面の前記イメージサークル外の領域を前記画像が含むように前記相対位置が移動されるとき、当該画像中のケラレが発生したケラレ領域を特定するための領域特定情報を取得する情報取得手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。 - 請求項1に記載の撮像装置において、
前記撮像手段により取得された画像を、当該画像に関する前記領域特定情報と関連付けて記録する記録手段、
をさらに備えることを特徴とする撮像装置。 - 請求項1に記載の撮像装置において、
前記領域特定情報に基づいて、前記画像中の前記ケラレ領域を特定するケラレ領域特定手段と、
特定された前記ケラレ領域を含む、前記画像中の一部の領域を除去対象領域として決定する除去対象領域決定手段と、
前記画像から前記除去対象領域を除去して、調整画像を生成する除去対象領域除去手段と、
をさらに備えることを特徴とする撮像装置。 - 画像を再生可能な画像再生装置であって、
画像に関連付けられる前記画像中のケラレ領域を特定するための領域特定情報に基づいて、前記画像中の前記ケラレ領域を特定するケラレ領域特定手段と、
特定された前記ケラレ領域を含む、前記画像中の一部の領域を除去対象領域として決定する除去対象領域決定手段と、
前記画像から前記除去対象領域を除去して、調整画像を生成する除去対象領域除去手段と、
前記調整画像を表示する表示手段と、
を備えることを特徴とする画像再生装置。 - 画像を再生するためのプログラムであって、前記プログラムのコンピュータによる実行は、前記コンピュータに、
画像に関連付けられる前記画像中のケラレ領域を特定するための領域特定情報に基づいて、前記画像中の前記ケラレ領域を特定するケラレ領域特定工程と、
特定された前記ケラレ領域を含む、前記画像中の一部の領域を除去対象領域として決定する除去対象領域決定工程と、
前記画像から前記除去対象領域を除去して、調整画像を生成する除去対称領域除去工程と、
を実行させることを特徴とするプログラム。
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