JP4462092B2 - 電子カメラ及び撮像制御プログラム - Google Patents

Description

本発明は、被写体を撮像して静止画で記録する電子カメラ及び撮像制御プログラムに関する。

従来、手ブレによる画質低下を防止しつつ静止画を撮影するカメラが知られている。このカメラは、当該カメラに加わる角速度を検出する角速度検出手段と、シャッターが開動作を開始した後、前記角速度検出手段によって検出される角速度が許容値以上となったときにシャッターに閉成信号を発するシャッター強制閉成手段とを備えている。つまり、シャッターが開いた後、手ブレが許容値を超えた場合には、適正露出となる前でもシャッターを強制的に閉じることにより、ブレのある画像の撮影を防止するのである（特許文献１参照）。
特許第２８４２６６２号公報

しかしながら、前述した従来のカメラにあっては、角速度検出手段によって検出される角速度が許容値以上となったときには、適正露出となる前でもシャッターを強制的に閉じることから、カメラに手ブレが生じた場合には、露出不足の画像が撮影されることとなる。したがって、手ブレのない画像を撮影することができ、手ブレによる画質低下を防止することができる反面、撮影された画像に露出不足による画質低下が生じてしまう。

本発明は、かかる従来の課題に鑑みてなされたものであり、手ブレ及び露出に起因する画質低下を防止しつつ撮影を行うことのできる電子カメラ及び撮像制御プログラムを提供することを目的とする。

前記課題を解決するために請求項１記載の発明に係る電子カメラは、露出中に受光して電荷を蓄積することにより被写体を撮像する撮像手段と、カメラ本体の手ブレ量を検出する手ブレ量検出手段と、前記撮像手段の露出中において前記手ブレ量検出手段により検出された前記手ブレ量が所定値以上であるか否かを判断するブレ判断手段と、操作に応じて前記撮像手段を所定時間露出させるとともに、前記ブレ判断手段により、前記撮像手段の露出中において前記手ブレ量が所定値以上であると判断された場合、これに応答して前記撮像手段の電荷の蓄積効率を可変制御するとともに前記所定時間を短縮する第１の撮像制御手段とを備えることを特徴とする。

また、請求項２記載の発明は、前記請求項１記載の電子カメラあって、前記第１の撮像制御手段は、前記撮像手段の露出開始初期における前記電荷の蓄積効率を増大させて前記蓄積効率を可変制御することを特徴とする。

また、請求項３記載の発明は、前記請求項１又２記載の電子カメラであって、前記第１の撮像制御手段は、前記撮像手段の露出開始初期における前記電荷の蓄積効率を大きくし、徐々に低下させるように前記蓄積効率を可変制御することを特徴とする。

また、請求項４記載の発明は、前記請求項１、２又は３記載の電子カメラであって、前記第１の撮像制御手段は、前記撮像手段の露出時間の経過に応じた重み付けにより、前記蓄積効率を可変制御することを特徴とする。

また、請求項５記載の発明は、請求項１から４にいずれか記載の電子カメラであって、第１のモード、第２のモードのいずれが設定されているか否かを判断するモード判断手段このモード判断手段により前記第１のモードが設定されていると判断された場合には、操作に応じて前記撮像手段を所定時間露出させる第２の撮像制御手段とを更に備え、前記第１の撮像制御手段は、前記モード判断手段により前記第２のモードが設定されていると判断された場合には、操作に応じて前記撮像手段を所定時間露出させるとともに、前記ブレ判断手段により、前記撮像手段の露出中において前記手ブレ量が所定値以上であると判断された場合、これに応答して前記電荷の蓄積効率の積分値が前記第１のモードにおける前記所定時間内での前記蓄積効率の積分値とほぼ等しくなるように前記蓄積効率を可変制御するとともに前記所定時間を短縮することを特徴とする。

また、請求項６記載の発明は、請求項１から５にいずれか記載の電子カメラであって、前記第１の撮像制御手段は、前記ブレ判断手段により、前記撮像手段の露出中において前記手ブレ量が所定値以上であると判断された場合、これに応答して前記撮像手段の露出を強制終了させることを特徴とする。
また、請求項７記載の発明は、露出することにより被写体を撮像する撮像手段と、この撮像手段の受光面側に配置された絞りと、カメラ本体の手ブレ量を検出する手ブレ量検出手段と、前記撮像手段の露出中において前記手ブレ量検出手段により検出された前記手ブレ量が所定値以上であるか否かを判断するブレ判断手段と、操作に応じて前記撮像手段を所定時間露出させるとともに、前記ブレ判断手段により前記撮像手段の露出中において前記手ブレ量が所定値以上であると判断された場合、これに応答して前記絞りの開口率を可変制御して前記所定時間を短縮する第１の撮像制御手段とを備えることを特徴とする。

また、請求項８記載の発明は、前記請求項７記載の電子カメラであって、前記第１の撮像制御手段は、前記撮像手段の露出開始初期における前記絞りの開口率を増大させることを特徴とする。

また、請求項９記載の発明は、前記請求項７又は８記載の電子カメラであって、前記第１の撮像制御手段は、前記撮像手段の露出開始初期における前記絞りの開口率を大きくし、徐々に低下させるように前記開口率を可変制御することを特徴とする。

また、請求項１０記載の発明は、請求項７、８又は９記載の電子カメラであって、前記第１の撮像制御手段は、前記撮像手段の露出時間の経過に応じた重み付けにより、前記開口率を可変制御することを特徴とする。

また、請求項１１記載の発明は、請求項７から１０にいずれか記載の電子カメラであって、第１のモード、第２のモードのいずれが設定されているか否かを判断するモード判断手段と、このモード判断手段により前記第１のモードが設定されていると判断された場合には、操作に応じて前記撮像手段を所定時間露出させる第２の撮像制御手段とを更に備え、前記第１の撮像制御手段は、前記モード判断手段により前記第２のモードが設定されていると判断された場合には、操作に応じて前記撮像手段を所定時間露出させるとともに、前記ブレ判断手段により、前記撮像手段の露出中において前記手ブレ量が所定値以上であると判断された場合、これに応答して前記絞りの開口率の積分値が前記第１のモードにおける前記所定時間内での前記開口率の積分値とほぼ等しくなるように前記開口率を可変制御するとともに前記所定時間を短縮することを特徴とする。

また、請求項１２記載の発明は、請求項７から１１にいずれか記載の電子カメラであって、前記第１の撮像制御手段は、前記ブレ判断手段により、前記撮像手段の露出中において前記手ブレ量が所定値以上であると判断された場合、これに応答して前記撮像手段の露出を強制終了させることを特徴とする。

また、請求項１３記載の発明は、露出中に受光して電荷を蓄積することにより被写体を撮像する撮像手段と、カメラ本体の手ブレ量を検出する手ブレ量検出手段とを備える電子カメラが有するコンピュータを、前記撮像手段の露出中において前記手ブレ量検出手段により検出された前記手ブレ量が所定値以上であるか否かを判断するブレ判断手段、操作に応じて前記撮像手段を所定時間露出させるとともに、前記ブレ判断手段により、前記撮像手段の露出中において前記手ブレ量が所定値以上であると判断された場合、これに応答して前記撮像手段の電荷の蓄積効率を可変制御するとともに前記所定時間を短縮する第１の撮像制御手段として機能させることを特徴する。

また、請求項１４記載の発明は、露出することにより被写体を撮像する撮像手段と、この撮像手段の受光面側に配置された絞りと、カメラ本体の手ブレ量を検出する手ブレ量検出手段とを備える電子カメラが有するコンピュータを、前記撮像手段の露出中において前記手ブレ量検出手段により検出された前記手ブレ量が所定値以上であるか否かを判断するブレ判断手段、操作に応じて前記撮像手段を所定時間露出させるとともに、前記ブレ判断手段により、前記撮像手段の露出中において前記手ブレ量が所定値以上であると判断された場合、これに応答して前記絞りの開口率を可変制御するとともに前記所定時間を短縮する撮像制御手段として機能させることを特徴する。

本発明によれば、手ブレに起因するブレ画像が撮像されることを未然に防止し、かつ、露出時間が所定の露出時間よりも短いことに起因する露出不足を補うことができ、これによりブレがなくかつ露出不足による画質低下が抑制、防止された画像を撮像することが可能となる。

以下、本発明の一実施の形態を図に従って説明する。
（第１の実施の形態）
図１（Ａ）は各実施の形態に共通するデジタルカメラ１の正面図、（Ｂ）は背面図、（Ｃ）は側面透視図である。このデジタルカメラ１の本体２には、その上面部に半押し機能を備えたレリーズ釦（シャッタースイッチ）３と電源スイッチ４とが配置されており、正面部にはグリップ部５、ストロボ６及び撮像レンズ部の受光窓７が配置されている。また、背面部には、モード切替スイッチ８、ズーム操作キー９、カーソルキー１０、手振れ量表示のオン・オフキーとして兼用される決定／ＯＫキー１１、手振れ量表示のオン・オフキーとして兼用されるＤＩＳＰキー１２、メニューキー１３及び電子ファインダとしても機能するＬＣＤからなる表示部１４が配置されているとともに、電池収納部１５が設けられている。また、内部には垂直方向の角速度を検出する第１加速度センサ１６と水平方向の角加速度を検出する第２角速度センサ１７が配置されているとともに、回動式ミラー１８、レンズ群１９及び撮像素子２０等が配置されている。

図２は、デジタルカメラ１の概略的回路構成を示すブロック図である。このデジタルカメラ１は、制御手段１００と撮影制御手段１０１とを備えており、制御手段１００は、ブレ軽減モードの選択手段１０３と印刷用紙サイズの選択手段１０４とを有している。撮影制御手段１０１は、ブレ量判定手段１０８、露出設定手段１０９、感度／電荷蓄積効率制御手段１１１及び露出不足量判定手段１１２を有している。ブレ量判定手段１０８には、前記選択手段１０３、１０４からの出力が与えられるとともに、ブレ検出センサ１０５、１０６からの信号がブレ検出手段１０７を介して入力される。露出設定手段１０９は露出時間タイマー１１０を備え、測光手段１１３からの信号とブレ量判定手段１０８からの判定結果が入力され、露出不足量判定手段１１２には露出時間タイマー１１０からの時間情報が入力される。

一方、撮影光学系１２０の光軸上には、絞り１２１、シャッター１２２及び撮像素子１２３が配置されている。撮影光学系１２０は光学系制御部１２４により制御され、絞り１２１は絞り駆動部１２５により、シャッター１２２はシャッター駆動部１２６により、撮像素子１２３はドライバ＆タイミング手段１２７により、それぞれ駆動される。信号処理回路１２８は、撮像素子１２３からのアナログ信号を処理するとともにデジタル信号に変換する処理等を行う回路であり、ＣＤＳ１２９、Ａｍｐ１３０、ＡＤＣ１３１、ＷＢ／カラー補間／カラー補正部１３２、γ補正部１３３、カラーマトリックス１３４を有している。この信号処理回路１２８からのデジタル画像データは、画像バッファメモリ１３５及び画像処理手段１３６を介して、画像圧縮／符号化手段１３７に与えられ、圧縮及び符号化された後、画像記録手段１３８に記録されるように構成されている。

図３は、デジタルカメラ１の具体的回路構成を示すブロック図である。図において、操作部２３は、前記レリーズ釦３や電源スイッチ４等の図１に示したスイッチやキー群等で構成され、このスイッチ及びキー群の操作情報は、入力回路２４を介して、制御部２５に入力される。制御部２５は、ＣＰＵ及びその周辺回路と、ＣＰＵの作業用メモリであるＲＡＭ等から構成されるマイクロコンピュータであり、各部を制御する。

この制御部２５には、表示メモリ２６、表示駆動ブロック２７、画像バッファメモリ２８、画像信号処理部２９、圧縮符号化／伸長復号化部３０、静止画／動画画像メモリ３１、プログラムメモリ３２、データメモリ３３、メモリＩＦ３４、外部Ｉ／Ｏインターフェース３５、通信制御ブロック３６、電源制御ブロック３７及び撮影制御部３８が接続されている。表示メモリ２６には、表示部１４に表示される各種表示データが一時的に記憶される。表示駆動ブロック２７は、前記表示部１４を駆動し、画像バッファメモリ２８は、画像データを処理する際等において一時的に格納する。

画像信号処理部２９は、後述する撮像素子から制御部２５が取り込んだ画像信号に対する各種処理を実行するＤＳＰからなる。圧縮符号化／伸長復号化部３０は、この画像信号処理部で処理された画像データを記録時には伸長処理し、記録した画像データを再生する際には伸長復号化する。静止画／動画画像メモリ３１は、レリーズ釦３の操作により撮像された画像データ（静止画像データ）を記録保存する。プログラムメモリ３２は、後述するフローチャートに示す制御部２５の制御プログラムを格納しており、データメモリ３３は各種データが予め格納されているとともに画像データ以外の他のデータを格納する。メモリＩＦ３４は、着脱自在な外部メモリ媒体３９に接続されている。外部Ｉ／Ｏインターフェース３５は、ＵＳＢコネクタ４０に接続され、通信制御ブロック３６は無線ＬＡＮ等送受信部４１を介してアンテナ４２に接続され、電源制御ブロック３７には、電池４３が接続されている。電池４３からの電力は電源制御ブロック３７及び制御部２５を介して各部に供給される。

前記撮影制御部３８には、前記ストロボ６の照射角を駆動する照射各駆動部４４、照射を駆動するストロボ照明駆動部４５とが接続されているとともに、測光、測距センサ４６の受光角を駆動する受光角駆動部４７、測光、測距センサ４６から色温度を検出して出力する色温度検出部４８、測光データを検出して出力する測光部４９及び測距データを検出して出力する測距部５０が接続されている。さらに前記撮影制御部３８には、前記第１及び第２角速度センサ１７、１７が各々角速度検出部５１、５２、積分器５３、５４を介して接続されている。

一方、ズームレンズユニット５５には、前記回動式ミラー１８、レンズ群１９及び撮像素子２０が配置されているとともに、この回動式ミラー１８を回転駆動する駆動機構５６、前記レンズ群１９中に介挿された絞り５７が設けられており、また、撮像素子２０の前面にはシャッター５８が配置されている。

さらに、前記撮影制御部３８には、電動ミラーＹ方向駆動部５９、電動ミラーＸ方向駆動部６０、フォーカスレンズ駆動部６１、ズームレンズ駆動部６２、絞り駆動部６３、シャッター駆動部６４、映像信号処理部６５及びタイミング制御＆ドライバ６６が接続されている。電動ミラーＹ方向駆動部５９は、駆動機構５６を駆動して回動式ミラー１８を上下方向に動作させるものであり、電動ミラーＸ方向駆動部６０は左右方向に動作させるものである。フォーカスレンズ駆動部６１は、レンズ群１９中のフォーカスレンズを駆動するものであり、ズームレンズ駆動部６２は、ズーム操作キー９の操作に応じて被写体像を拡大または縮小すべくレンズ群１９中のズームレンズを駆動するものである。また、 絞り駆動部６３は前記絞り５７を駆動するものであり、シャッター駆動部６４は前記シャッター５８を駆動するものである。前記映像信号処理部６５は、撮像素子２０からのアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ回路及びこのＡ／Ｄ回路からのデジタル撮像信号を保持するＣＤＳと、ＣＤＳから撮像信号を供給されるアナログアンプであるゲイン調整アンプ（ＡＧＣ）等からなる。

図４は、本実施の形態の処理手順を示すフローチャートであり、図５は同実施の形態の動作を示すタイミングチャートである。制御部２５はプログラムメモリ３２に格納されているプログラムに基づき、図４に示すフローチャートに従って処理を実行する。先ず、ユーザーによる操作部２３での操作により、撮影モードが設定されているか否かを判断する（ステップＳ１０１）。撮影モードが設定されていない場合には、その他のモード処理を実行する（ステップＳ１０２）。撮影モードが設定されている場合には、露出条件などの撮影条件を設定するとともに（ステップＳ１０３）、測光処理、ＡＦ処理を実行し（ステップＳ１０４）。被写体像のスルー画像を表示部１４に表示させる（ステップＳ１０５）。したがって、ユーザはこの表示部１４に表示されたスルー画像を見ながら、このデジタルカメラ１の向きを調整する等してシャッターチャンスを伺う。

一方、制御部２５は、レリーズ釦３が半押しされたか否かを判断する（ステップＳ１０６）。シャッターチャンスとなった時点でユーザがレリーズ釦３を半押しすると（図５（ａ））、ステップＳ１０６の判断がＹＥＳとなる。したがって、ステップＳ１０６からステップＳ１０７に進み、両加速度センサ１６、１７により検出されている当該デジタルカメラ１の垂直方向及び水平方向のブレ量を検出して（図５（ｇ））、データメモリ３３に順次記録する（ステップＳ１０７）。さらに、このデータメモリ３３に順次記録しているブレ量の履歴をスルー画像とともに表示部１４に表示する（ステップＳ１０８）。したがって、このステップＳ１０８でのにより、図６（Ａ）に示すように、表示部１４には、被写体のスルー画像１４１とともにブレ量の履歴１４２が表示され、このブレ量の履歴１４２において右端が現時点のブレ量１４３である。よって、ユーザはこの現時点のブレ量１４３を視認することにより、ブレ量が少なくなった時点で実際の撮影動作（レリーズ釦３の全押し）を行うことができる。

引き続き、測光処理、ＡＦ処理、若しくはＡＥ／ＡＦロック処理を実行するとともに（ステップＳ１０９）、レリーズ釦３が全押し（図５（ｂ））されたか否かを判断し（ステップＳ１１０）、全押しされなかった場合にはステップＳ１０６に戻る。したがって、レリーズ釦３を半押ししていたユーザが半押しを解除すると、ステップＳ１０６の判断がＮＯとなり、ステップＳ１０６からステップＳ１１１に進む。そして、このステップＳ１１１において、前記ステップＳ１０９でロックしたＡＥ／ＡＦロックを解除し、その他のキー処理に移行した後（ステップＳ１１２）、リターンする。

他方、ユーザが半押ししていたレリーズ釦３を全押しすると、ステップＳ１１０の判断がＹＥＳとなる。したがって、ステップＳ１１０からステップＳ１１３に進み、測光値と露出条件に応じて露出タイマーを設定し、タイマー計時を開始する（ステップＳ１１３、図５（ｌ））。また、両加速度センサ１６、１７により検出されている当該デジタルカメラ１の垂直方向及び水平方向のブレ量を検出して、データメモリ３３に順次記録する（ステップＳ１１４）。さらに、ＡＥ／ＡＦロック済みであるか否かを判断し（ステップＳ１１５）、ロック済みでない場合には、測光処理、ＡＦ処理を実行する（ステップＳ１１６）。

引き続き、操作部２３での操作により予めブレ軽減撮影モードが設定されているか否かを判断し（ステップＳ１１７）、設定されていない場合にはステップＳ１１８及びステップＳ１１９の処理を行うことなく、ステップＳ１２０に進む。設定されている場合には、前記ステップＳ１１３でスタートさせたタイマーの計時に対応する露出経過時間に応じて、感度／電荷蓄積効率若しくは絞り開口を制御する（ステップＳ１１８）。なお、このステップＳ１１８の処理内容の詳細については後述する。

また、前記ステップＳ１１４で検出した検出ブレ量は所定値以内であるか否かを判断する（ステップＳ１１９）。検出ブレ量が所定値以内であるである場合、及びブレ量軽減撮影モードが設定されてない場合には、撮影条件に応じて露出／撮影動作を開始し（ステップＳ１２０、図５（ｍ））、このステップＳ１２０での処理により、シャッター５８が開いて撮像素子２０が露出状態となる。

次に、前記露出タイマーにより計時している露出時間が終了となったか否か、つまり露出タイマーの残時間が「０」となったか否かを判断し（ステップＳ１２１）、露出時間が終了となってない場合には、ステップＳ１１４に戻って、このステップＳ１１４からの処理を繰り返し実行する。

このステップＳ１１４からの処理が実行された際、所定値を超えるブレ量が検出されると、ステップＳ１１８の判断がＮＯとなる。したがって、このステップＳ１１８からステップＳ１２２に進み、露出／撮影動作を停止させてシャッター５８を閉じ（図５（ｋ））、露出タイマーの計時を停止させる（ステップＳ１２２、図５（ｌ））。さらに、前記ステップＳ１２０で露出／撮影動作を開始させてからステップＳ１２２で露出／撮影動作を停止させるまでの露出時間が所定の最低露出時間未満であるか否かを判断する（ステップＳ１２３）。最低出時間未満である場合には、表示部１４にて露出不足の警告を行った後（ステップＳ１２４）、ステップＳ１２６に進む。また、最低露出時間未満でなかった場合には、露出不足時間が所定値（最低露出値＜所定値）以上であったか否かを判断する（ステップＳ１２５）。所定値以上であった場合には、ステップＳ１２６に進み、所定値以上でなかった場合にはステップＳ１２７に進む。そして、ステップＳ１２６では露出不足に基づいて、撮影画像に補正処理を実行した後（ステップＳ１２６）、ステップＳ１２８に進む。なお、このステップＳ１２６の処理内容の詳細についても後述する。

一方、前記ステップＳ１２１での判断がＹＥＳとなった場合、つまり検出ブレ量が所定値以内である状態で、露出時間が終了し露出タイマーの残存時間が「０」となった場合には、ステップＳ１２７で露出／撮影動作を停止させてシャッター５８を閉じる。そして、このステップＳ１２７又はステップＳ１２６、ステップＳ１２５に続くステップＳ１２８では、撮影画像を圧縮、符号化し（図５（ｐ））、この圧縮、符号化した撮影画像を外部メモリ媒体３９に記録する（ステップＳ１２９）。さらに、撮影画像をレビュー表示し、撮影時のブレ量、補正の有無を表示する（ステップＳ１３０）。このステップＳ１３０での処理により、図６（Ｂ）に示すように、表示部１４はスルー画像１４１を表示していた状態から、撮影画像１４４を表示した状態に移行するとともに、撮影時のブレ量１４５、及び補正があった場合にはこれを示す補正有りマーク１４６が表示されることとなる。

なお、前記ステップＳ１１８及びＳ１２７で実行するブレ量の表示は、図６に示した表示形態に限らず、図７に示す表示形態としてもよい。すなわち、（Ａ）は、垂直方向のブレ量１４７と水平方向のブレ量１４８とを表示部１４の下部と右側部に表示する例である。（Ｂ）は、ピッチ、ヨー、ロールの３軸周りの各ブレ量１４９を表示する例である。（Ｃ）は、ブレ量の履歴データ１５０とともに、許容できるブレ量の指標線１５１を表示する例である。

図８〜図１０は、前記角速度センサ１６、１７の具体的構成例を示す図である。図８は、三角柱の音片型振動ジャイロ７０を示すものであり、三角柱の振動子にはエリンバー等の恒弾性金属７１が用いられ、これに圧電セラミックス７２、端子７３〜７５を設けた構成である。この音片型振動ジャイロ７０は、発振回路７６、位相補正回路７７、差動増幅器７８、同期検波器７９、直流増幅器８０に接続されて回路構成される。かかる音片型振動ジャイロ７０をもちいることにより、共振型の高感度の利点を生かしながら、振動方向の稜線のトリミングにより振動姿勢や他辺に影響を与えずに共振周波数を調整できる利点がある。そして、一辺ａ、長さｌ、質量ｍ、ヤング率Ｙ、密度ρの振動子の共振周波数ｆｒは、
ｆｒ＝（ｍ^２ａ／４πｌ^２）√（Ｙ／６ρ）等で求めることができる。

図９は、セラミックバイモルフ振動子を用いた圧電式の振動ジャイロ８１であり、支持ピン（兼リード線）８１、圧電素子８２を有している。この振動ジャイロ８１は、ＨＰＦ８２、ＬＰＦ８３等に接続されて回路構成される。

図１０は、圧電セラミックを用いた圧電振動ジャイロ８４であり、検出電極８５、振動電極８６、検出電極８７当を有している。この振動ジャイロ８４は、同図（Ｃ）に示したように接続されて回路構成される。

これらの振動ジャイロ７０、８１、８４では、各図（Ｃ）に示すような回路によって、回転によって生ずるコリオリの力を圧電素子で電圧信号に変換し、角速度に比例した電圧を検出できる。手ブレ検出に用いる場合には、動かない地面上に立って撮影する場合、一般に３〜１０Ｈｚ程度の手ブレが多いが、歩きながら撮影する場合にはやや高い１０〜１８Ｈｚ程度、列車や車両に乗って撮影する場合には２０〜２５Ｈｚ程度のブレも発生するので、０．５〜２５Ｈｚ程度のブレの発生に対応できるように、応答性：５０Ｈｚ、検出範囲±３６０ｄｅｇ／ｓｅｃ程度の超小型センサが利用できる。

また、周囲温度の変化による静止時出力の温度ドリフトを除去するために、センサ出力に（カットオフ周波数ｆｃ＝０．３〜０．５Ｈｚ程度の）ＨＰＦ（ハイパスフィルタ）を接続してＤＣ成分を除去し、またセンサ内部の振動ノイズ（２０〜２５Ｈｚ付近等）を除去するために、応答周波数以上の高周波成分を除去する（カットオフ周波数ｆｃ＝１ｋＨｚ〜４ｋＨｚ程度の）ＬＰＦ（ローパスフィルタ）を接続する。手ブレによる振動をジャイロにより角速度信号として検出し、マイコン回路などで積分演算して角度変位に変換し、角速度及び角度変位に基づいて手ブレ補正量を決定することができる。

あるいは、前記振動ジャイロなどの角速度センサを設ける代わりに、ＣＣＤなど撮像手段からの撮像映像信号から連続するフレームの画像などを読み込んで前後のフレーム画像を比較し、その差分や相関度から動きベクトル（像ブレの方向や量）を検出するなど、画像処理により像ブレ量を検出するブレ検出手段をもうけてもよい。画像処理による像ブレ検出では、連続する撮像信号の前後の画像を、それぞれ複数ブロックに分割し、隣接する連続画像間の各ブロックの動きベクトルの方向を求め、各ブロックの動きベクトルが一定の方向であるか否かを判別し（ブロックマッチング法）、全体が特定方向に同じ量だけ移動していれば、手ブレやカメラワークによる像ブレと判断し、ブロック毎にバラバラ、若しくは所定ブロックだけが特定方向に移動していれば、手ブレではなく、被写体の移動等と判断すればよい。

（第２の実施の形態）
図１１は、本発明の第２実施の形態における処理手順を示すフローチャートであり、図１２は同実施の形態の動作を示すタイミングチャートである。この実施の形態は、撮影後に画像を印刷する印刷用紙サイズや表示部１４の画面大きさなど、再生出力時の画像サイズに応じて、許容ブレ量を算出し、それに基づいてブレ軽減撮影を行うようにするものである。

制御部２５はプログラムメモリ３２に格納されているプログラムに基づき、このフローチャートに従って処理を実行する。先ず、露出条件などの撮影条件を設定するとともに（ステップＳ２０１）、ユーザによる操作部２３での操作に応じて印刷用紙のサイズを選択する（ステップＳ２０２）。さらに、ユーザによる操作部２３での操作により、「印刷した画像を当該印刷用紙の対角距離から観賞する」が選択されたか否かを判断する（ステップＳ２０３）。これが選択された場合には、下記例示式を用いて画像サイズＹに応じて、許容ボケδを設定する（ステップＳ２０４）。
（例）許容ボケδ＝（画像サイズＹ／用紙サイズＳｐ）×用紙サイズＳｐ×ｔａｎ（３′）＝Ｙ×ｔａｎ（３′）
これが選択されず、「一定の明視距離から観賞する」が選択された場合には、下記例示式を用いて印刷用紙サイズＳｐに応じて許容ボケδを設定する（ステップＳ２０５）。

また、「印刷した画像を当該印刷用紙の対角距離から観賞する」が選択されず、「一定の明視距離から観賞する」が選択された場合には、下記例示式を用いて印刷用紙サイズＳｐに応じて許容ボケδを設定する（ステップＳ２０５）。
（例）許容ボケδ＝（Ｙ／Ｓｐ）×２５０（ｍｍ）×ｔａｎ（３′）

次に、測光処理、ズーム処理、ＡＦ処理を実行し（ステップＳ２０６）、レンズ焦点距離情報（ｆ）読み込む（ステップＳ２０７）。そして、下記例示式を用い、許容ボケ量δと、レンズ焦点距離ｆ、及び、設定露出時間Ｔ（秒）に応じて、許容ブレ量を設定する（ステップＳ２０８）。
（例）許容ブレ量（角度）θ_Ｂ＝２×ｔａｎ^−１（δ／２ｆ）
許容ブレ量（角速度）ω_Ｂ＝θ_Ｂ／Ｔ

このように、前記許容ブレ量は、例えは、撮像サイズ（対角）Ｙに応じて、若しくは、査撮像サイズＹと印刷用紙への引き伸ばし倍率とに応じて、許容ボケ（許容錯乱円径）δを求め、許容ボケδと撮影レンズの焦点距離ｆに応じて、許容ボケδに相当する画角を、許容できるブレ角度θとして求める。また、許容ボケθ_Ｂと設定された露出時間Ｔ（秒）とから許容できるブレ角度ω_Ｂを算出して指標値として設定及び表示する。

すなわち、撮影画角θは、焦点距離ｆ（ｍｍ）と画像サイズ（対角）Ｙ（ｍｍ）とから、画角θ＝２×ｔａｎ^−１（Ｙ／２ｆ）、
ブレとボケでは見え方や印象は異なるが、同程度の寸法で許容できると見なした場合には、許容ブレ角度（θ_Ｂ）／画角（θ）＝許容ボケ（δ）／画像サイズ（Ｙ）と、略比例すると考えることができ、
許容ブレ角度θ_Ｂ＝２×２×ｔａｎ^−１（δ／２ｆ）
許容ブレ角速度ω_Ｂ＝許容ブレ角度θ_Ｂ／露出時間Ｔ＝２×ｔａｎ^−１（δ／２ｆ）／Ｔ、
と設定できる。

他方、印刷用紙サイズなど再生出力時の画像サイズにより、許容錯乱円径δが異なるので、許容ブレ量をそれに応じて可変設定できるのが望ましい。人間の肉眼で細かなものを見分けられる能力には個人差があるが、一般に、角度にして１分（１′）程度とされるが、写真など連続して調子が変化している対象では、少し緩めの角度で２〜３分（２′〜３′）程度とされ、これより小さいものはボケていることが分からず、シャープに見えると言われる。これを基準に考えると、明視距離（約２５ｃｍ）だけ離れて写真や印刷画像を観察するとき、印刷画像上での許容ボケ（許容錯乱円径）δＰは、
δＰ（ｍｍ）＝明視距離２５０（ｍｍ）×ｔａｎ（２′〜３′）＝０．１５〜０．２２ｍ、
となり、この程度のボケの大きさまで人間の眼にはボケとして気付かないことになる。

一方、写真はその大きさに応じて、例えは、写真の対角寸法に相当する距離から眺めるのが自然であるという考え方もある。これを基準に、対角が２７ｃｍと明視距離に近い八つ切り判（２１６×１６５、対角２７１．８ｍｍ）では、約０．２ｍｍのボケまでは許され、３５ｍｍ判フィルム（３６×２４ｍｍ、対角４３．３ｍｍ）から八つ切り判への引き伸ばし倍率は６倍だからとして、３５ｍｍ判の許容ボケは、０．２÷６＝０．３３ｍｍが、一般的な３５ｍｍ判フィルムの許容ボケ、即ち許容錯乱円径（Permissible Circle of Confusion）として採用されている。

この方法では、印刷用紙サイズや引き伸ばし倍率に限らず、フィルムやＣＣＤの画像サイズに応じて、所定の視野角度（２′〜３′）以内の許容錯乱円径であればよく、換算に便利であるが、いつも同じ八つ切り判で利用するわけではない。この換算法では、用紙サイズや引き伸ばし倍率が大きい場合ほど、荒いピントやボケ、ブレも許されることとなる。しかし、用紙サイズや引き伸ばし倍率が大きい場合でも、ポスターや写真展など近くで見る時、ピントやボケ、ブレが目立つことがあり、視角の角度だけで許容ボケを決めるのが不都合である場合には、前述の明視距離から観察すると考えて、どの用紙サイズで印刷する化に応じて算出すべきである。

したがって、
（１）印刷用紙サイズＳｐの相当距離から眺める場合、印刷用紙上の許容ボケδｐは、
δｐ＝Ｓｐ（ｍｍ）×ｔａｎ（３′）。
これは、画像サイズＹを印刷用紙サイズＳｐまで引き伸ばしたものであるから、引き伸ばし倍率（＝印刷用紙サイズＳｐ／撮像サイズＹ）で割り算して、撮像サイズ（対角）Ｙ（ｍｍ）に換算すると、撮像面上での許容ボケδは、
δ＝（Ｙ／Ｓｐ×ｔａｎ（３′）＝Ｙ（ｍｍ）×ｔａｎ（３′）、
となり、印刷用紙サイズＳｐに関係なく、撮像サイズＹに応じて設定できる。したがって、この場合の許容ボケδに相応する許容ブレ角度θ_Ｂと許容ブレ角速度ω_Ｂは、
θ_Ｂ＝２×ｔａｎ^−１（δ／２ｆ）＝２×ｔａｎ^−１｛Ｙ×ｔａｎ（３′）／２ｆ｝、
ω_Ｂ＝θ_Ｂ／Ｔ＝２×ｔａｎ^−１｛Ｙ×ｔａｎ（３′）／２ｆ｝／Ｔ、
（２）一方、印刷距離を明視距離（約２５ｃｍ）から眺めて観察する場合、印刷用紙上の許容ボケδｐは、
δｐ＝２５０（ｍｍ）×ｔａｎ（３′）
これを、同様に、撮像サイズ（対角）Ｙ（ｍｍ）に換算すると、撮像面での許容ボケδは、
δ＝（Ｙ／Ｓｐ）×２５０（ｍｍ）×ｔａｎ（３′）、
となり画像サイズＹと印刷用紙サイズＳｐとの比、若しくは、引き伸ばし倍率の逆数に応じて設定できる。したがって、この場合許容ボケδに相応する許容ブレ角度θＢと許容ブレ角速度ωＢは、
θＢ＝２×ｔａｎ^−１（δ／２ｆ）＝２×ｔａｎ^−１｛（Ｙ／Ｓｐ）×２５０（ｍｍ）×ｔａｎ（３′）／２ｆ｝、
ωＢ＝θＢ／Ｔ＝２×ｔａｎ^−１｛（Ｙ／Ｓｐ）×２５０（ｍｍ）×ｔａｎ（３′）／２ｆ｝／Ｔ
そして、ステップＳ２０８に続くステップＳ２０９では、レリーズ釦３が押下されて撮影が開始されたか否かを判断し（ステップＳ２０９）、レリーズ釦３が押下されていない場合には、その他のキー処理を実行する（ステップＳ２１０）。また、レリーズ釦３が押下されたならば、測光量と設定露出条件に応じて、露出タイマーを設定し、タイマー計時を開始する（ステップＳ２１１）。また、両加速度センサ１６、１７により検出されている当該デジタルカメラ１の垂直方向及び水平方向のブレ量を検出して、データメモリ３３に順次記録する（ステップＳ２１５）。

引き続き、操作部２３での操作により予めブレ軽減撮影モードが設定されているか否かを判断し（ステップＳ２１３）、設定されていない場合にはステップＳ２１４及びステップＳ２１５の処理を行うことなく、ステップＳ２１６に進む。設定されている場合には、前記ステップＳ２１１でスタートさせたタイマーの計時に対応する露出経過時間に応じて、感度／電荷蓄積効率若しくは絞り開口を制御する（ステップＳ２１４）。なお、このステップＳ２１４の処理内容の詳細については後述する。また、前記ステップＳ２１２で検出した検出ブレ量は許容ブレ量以内であるか否かを判断する（ステップＳ２１５）。検出ブレ量が許容ブレ量以内であるである場合、及びブレ量軽減撮影モードが設定されてない場合には、撮影条件に応じて露出／撮影動作を開始し（ステップＳ２１６）、このステップＳ２１６での処理により、シャッター５８が開いて（図１２（ａ））撮像素子２０が露出状態となる。

次に、前記露出タイマーにより計時している露出時間が終了となったか否か、つまり露出タイマーの残時間が「０」となったか否かを判断し（ステップＳ２１７）、露出時間が終了となってない場合には、ステップＳ２１２に戻って、このステップＳ２１２からの処理を繰り返し実行する。

このステップＳ２１２からの処理が実行された際、許容ブレ量を超えるブレ量が検出されると、ステップＳ２１５の判断がＮＯとなる。したがって、このステップＳ２１５からステップＳ２１９に進み、露出済み時間は所定の最低露出時間以上であるか否かを判断する（ステップＳ２１９）。露出済み時間が最低露出時間以上である場合には、露出／撮影動作を停止させてシャッター５８を閉じ、露出タイマーの計時を停止させる（ステップＳ２２０、図１２（ｂ））。さらに、露出不足時間つまり露出タイマーの残存時間に応じて、撮影画像に露出補正処理を実行した後（ステップＳ２２１）、ステップＳ２３１に進む。

また、前記ステップＳ２１９での判断の結果、露出済み時間が最低露出時間未満であり露出時間が極端に短い場合には、両加速度センサ１６、１７により検出されている当該デジタルカメラ１の垂直方向及び水平方向のブレ量を検出して、データメモリ３３に順次記録する（ステップＳ２２２）。次に、このステップＳ２２２で検出した検出ブレ量は第２の所定値以内（許容ブレ量＜第２の所定値）以内であるか否かを判断する（ステップＳ２２３）。検出ブレ量が第２所定値以内である場合には、撮影条件に応じて露出／撮影動作を開始し（ステップＳ２２４）、このステップＳ２２４での処理により、シャッター５８が開いて撮像素子２０が露出状態となる。次に、前記露出タイマーにより計時している露出時間が終了となったか否か、つまり露出タイマーの残時間が「０」となったか否かを判断し（ステップＳ２２５）、露出時間が終了となってない場合には、ステップＳ２１５に戻って、このステップＳ２１５からの処理を繰り返し実行する。そして、露出時間が終了し露出タイマーの残存時間が「０」となった場合には（ステップＳ２１８；ＹＥＳ）、露出／撮影動作を停止させてシャッター５８を閉じる（ステップＳ２１９）。引き続き、検出ブレ量に応じて、撮影画像にブレ補正処理を実行した後（ステップＳ２２０）、ステップＳ２１５に進む。

また、ステップＳ２２３での判断の結果、検出ブレ量が第２の所定値を超える場合には（ステップＳ２２３：ＮＯ）、露出／撮影動作を停止させてシャッター５８を閉じ、露出タイマーの計時を停止させる（ステップＳ２２８）。さらに、検出ブレ量に応じて、撮影画像にブレ補正処理を実行し（ステップＳ２２９）、かつ、露出不足時間つまり露出タイマーの残存時間に応じて、撮影画像に露出補正処理を実行した後（ステップＳ２３０）、ステップＳ２３１に進む。

一方、前記ステップＳ２１７での判断がＹＥＳとなった場合、つまり検出ブレ量が許容ブレ量以内である状態で、露出時間が終了し露出タイマーの残存時間が「０」となった場合には、ステップＳ２１８で露出／撮影動作を停止させてシャッター５８を閉じる。そして、このステップＳ２１８又はステップＳ２２１、ステップＳ２２７、ステップＳ２３０に続くステップＳ２３１では、撮影画像を圧縮、符号化し（ステップＳ２３１）、この圧縮、符号化した撮影画像を外部メモリ媒体３９に記録する（ステップＳ２３２）。

（ステップＳ１１８、ステップＳ２１４の処理内容）
次に、第１の実施の形態におけるステップＳ１１８、及び第２の実施の形態におけるステップＳ２１４の処理内容である露出経過時間に応じた感度／電荷蓄積効率制御について、図１３及び図１４に基づいて説明する。
同じ被写体輝度で、設定絞り開口の制御など、設定された露出条件が同一な場合で比較すると、図１３（ａ）のように、許容量を超えるブレが検出されずに、適正露出時間又は設定された露出時間Ｔ一杯の時間まで露出された場合の実効的な露出値＝Σ（感度×絞り開口率×露出時間）＝Σ（１×１×Ｔ）＝Ｔとすると、同図（ｂ）のように、露出時間Ｔの半分、（１／２）×Ｔの時点で所定値（許容ブレ量）以上のブレが生じて強制的に露出不足を終了し、必要な露出時間の半分しか露出できなかった場合には、撮影感度を２倍（ＩＳＯ相当感度を１００→２００にする等）にしてやれば、
実効的な露出値＝Σ（感度×絞り開口率×露出時間）＝２×１×（１／２）・Ｔ＝Ｔとなり、実効的に（ａ）と同等の露出量が得られるので、露出不足を補うことができる。

同様に、同図（ｃ）のように、露出時間Ｔの１／４の時点で所定値以上のブレが生じて露出を終了し、必要な露出時間の半分しか露出できなかった場合には、撮影感度を４倍（ＩＳＯ相当感度を１００→４００）にしてやればよい。
すなわち、実効的な露出量＝４×１×（１／４）・Ｔ＝Ｔとなり、同様に露出不足を補うことができる。

前記のように、ブレが生じる時点が分かっている場合、あるいは、（撮影者のブレ検出履歴データなどにより）予測できる場合には、予め撮影感度をその時間に応じて設定しておけば、実効的に同じ露出量が得られることとなる。
しかし実際には、露出中のいつどの時間に所定以上のブレが生じるか、また、最後までブレが生じないか否かを予測できない場合には、いつブレが生じても強制的に露出終了させても、最低限の露出が確保できるようにするのが望ましい。一方、露出時間の全期間で感度を上げると、ブレが生じずに設定露出時間一杯まで露出された場合に、設定された感度よりも高い感度となっているので、逆に、露出オーバーの画像になってしまう。また、感度を高めるとノイズが増えたり、画質が荒くなったりする問題がある。

そこで、各実施の形態においては、図１４（ａ）（ｂ）に示すように、
１）最低露出時間（設定露出時間の１／（２＾ｎ））を設定し、露出時間がこの最低露出時間を超えた場合には、実効的な露出量の１／２が確保できるように、露出初期に大きな感度になるように、
露出初期では、設定感度の倍数（２＾（ｎ−１）倍）に感度アップし、
２）また、最後まで露出された場合にも露出オーバーにならず、設定された露出量と同等の露出量となるように、露出中に最低露出時間分の時間を経過する毎に、設定感度を１／２ずつ順次段階的に下げるように制御する。
３）このように、露出の時間経過に応じて、重み付けを行って感度を順次切り替える制御を行うことにより、いつブレが生じても、最低露出時間以上経過していれば、１／２以上の露出量が確保でき、ブレが生じず設定露出時間の最後まで露出された場合も、感度アップにより露出オーバーとなってしまうこともなく、精度よく設定露出と同等の露出量が得られる。

例えば、露出中の感度を、同じ被写体輝度１、同じ絞り開口１、設定感度１に対して、次のように制御すればよい。
図１４（ａ）のように、適正露出時間Ｔに対して、最低露出時間を１／４Ｔ（倍数＝区間数＝４＝２＾２）とする場合には、
実質的な露出量＝Σ（感度×絞り開口率×露出時間）
＝（感度２倍×１×１／４×Ｔ）＋（１倍×１×１／４×Ｔ）＋（１／２倍×１×１／４×Ｔ）＋（１／２倍×１×１／４×Ｔ）、
＝（１／２＋１／４＋１／８＋１／８）＝Ｔ、（最後の期間だけは前期間と同様の感度に設定する）
となるように、露出時間の経過に応じて、順次撮影感度を切り替えるように制御する。

又は、図１４（ｂ）のように、最低露出時間を１／８Ｔ（区間数＝８＝２＾３）とする場合には、同じく、
Σ（感度×絞り開口率×露出時間）
＝（感度４倍×１×１／８×Ｔ）＋（２倍×１×１／８×Ｔ）＋（１倍×１×１／８×Ｔ）＋（１／４倍×１×１／８×Ｔ）＋（１／１６倍×１×１／８×Ｔ）＋（１／１６倍×１×１／８×Ｔ）、
＝（１／２＋１／４＋１／８＋１／８＋１／１６＋１／３２＋１／６４＋１／１２８＋１／１２８）Ｔ
＝（６４＋３２＋１６＋８＋２＋１＋１）Ｔ／１２８＝Ｔ、
となるように順次感度を切り替えるように制御する。

あるいは、図１４（ｃ）のように、最低露出時間を極力小さくして、感度の可変できる範囲が大きい場合には、連続的に可変制御してもよいが、一般のデジタルカメラでは、感度を設定できる範囲には限度があるので、所定範囲の感度や最低露出時間で制御することになる。

最低露出時間（Ｔ）の最低露出時間（Ｔ′）に対する倍数、又は、分割区間数２＾ｎとすると、
Σ（感度×絞り開口率×露出時間）＝Σ_ｋ｛２^{（ｎ−ｋ−１）}×１×Ｔ／２^ｎ｝＝Σ_ｋ｛Ｔ／２^{（ｋ−１）}｝（ただし、ｋ＝０〜２^ｎ−１）、

このように、大きなブレが無い状態で最低露出時間以上の露出時間が確保できれば、実効的な露出量は設定露出量に対して１／２〜１の範囲に保つことができる。１／２の露出量は、適正露出条件に比べて、露出制御値Ｅｖ（Ａｍｐｅｘシステムによる対数値）で−１段（−Ｅｖ）程度の露出補正操作に相当するので、
前述のように、所定以上のブレ検出により強制的に露出終了する「ブレ軽減撮影モード」において、露出中の露出時間の経過に応じて撮影感度又は電荷蓄積効率を可変制御する方法は、ブレ量を常に所定ブレ量未満に抑えて撮影し、かつ、実効的には適正露出条件に対して、−１Ｅｖ〜０Ｅｖ相当の範囲に収まるように自動的に露出補正されるのと同様の効果が得られることとなる。−１段（−１Ｅｖ）相当の露出不足でも、これを補正したい場合には、撮影後の画像データに対して、不足露出量に応じて、画像処理により輝度変換やヒストグラム分布変換による露出補正処理を行ってから記録することもできる。

ただし、前記の方法では、少なくとも「最低露出時間」の間は所定値以上のブレが生じないで露出されることが条件となる。このため、最低露出時間に達する前に所定値以上のブレが生じて露出終了された場合には、高感度かつ露出不足画像となるため、露出不足エラーなどの警報表示や報知を行い、撮影失敗処理を行うか、若しくは、撮影後の画像データに対して、露出不足に応じて、画像処理により輝度変換やヒストグラム分布変換による露出補正処理を行ってから記録することができる。

あるいは、第２の実施の形態における図１１のフローに示したように、最低露出時間に達する前に所定以上のブレが生じた場合には、露出を強制終了する代わりに、ブレ検出の所定値（許容ブレ量）を第２の所定値に変更して露出動作を継続し、以降第２の所定値をも超える大きなブレを検出した場合に露出を終了するように制御し、このとき、設定露出時間が経過する前に第２の所定値以上のブレが生じて露出終了させた場合には、撮影後の画像に対して、ブレ補正処理を施した後、さらに、露出不足時間に応じて輝度変換処理などによる補正処理を行うなどの制御を行ってもよい。

なお、前記において、実質的に露出量が同等といっても、全く同じ画像や画質が得られる訳ではなく、露出不足を補うことはできる。例えば、感度を大きく上げると、ＣＣＤなどの撮像素子では、ノイズが増え、荒い画質になりやすい。あるいは、ダークフレーム画像（撮像素子に光を当てないときの撮像画像）を撮影記録しておき、撮影画像データからダークフレーム画像を減算するなど、ノイズ除去処理が必要になる。
次に、第１の実施の形態におけるステップＳ１１８、及び第２の実施の形態におけるステップＳ２１４の処理内容である露出経過時間に応じた電荷蓄積効率の制御について説明する。
図１５は、ＣＭＯＳイメージセンサの周辺回路の構成例を示す図である。図に示すように、ＣＭＯＳイメージ素子５００は、ＣＭＯＳイメージセンサ部５０１、ＡＧＣ回路５０２、Ａ／Ｄコンバータ５０３、タイミングジェネレータ５０４、ＡＧＣコントローラ５０５、Ｄ／Ａコンバータ５０６等を有している。タイミングジェネレータ５０４は、入力回路５０８を介して操作入力部５０９から入力される操作信号に応答して動作するアドレス＆タイミング制御部５０７により制御される。一方、前記Ａ／Ｄコンバータ５０３から出力される画像データは、入力画像バッファ５１０を介して画像信号処理部５１１、表示画像メモリ５１２、画像符号化復号化部５１３に与えられて、表示部５１４に表示され、あるいは、画像メモリ５１５に記憶される。

図１６は、前記ＣＭＯＳイメージセンサ部５０１の詳細を示す図である。ＣＭＯＳイメージセンサ部５０１には、複数のフォトダイオード５１６が整列配置されているとともに、これら各フォトダイオード５１６に接続されたアドレス線５１７、リセット線５１８及び信号読出し線５１９が配索されている。そして、アドレス線５１７、リセット線５１８は、垂直走査回路５２０を介して、タインミグ発生回路５２１に接続され、信号読出し線５１９は、ＣＤＳ／ノイズキャンセラー回路５２２、Ａ／Ｄ変換回路５２４及び水平走査回路５２４に接続され、信号読出し線５１９からの各フォトダイオード５１６に信号がアンプ５２５を介して外部に出力されるように構成されている。フォトダイオード５１６は、図１７に示すように、各々アンプ５２６を介して前記読出し信号線５１９に接続されている。また、フォトダイオード５１６は、図１８（ａ）に示すＰＮ接合フォトダイオード方式、又は同図（ｂ）埋め込みフォトダイオード＋ＦＤ方式により配置されている。

図１９は、蓄積容量変調方式の画素回路を示す図であり、フォトダイオード５１６の蓄積電荷の最大蓄積量を１フレーム周期内に変化させて、弱い光以外は信号電荷を部分的にオーバーフローさせて、非線形な圧縮を行いダイナミックレンジを広げる方法を示すものである。ＦＤのリセットトランジスタＭ４にリセットパルスを立てる代わりに、ゲート電圧ｂ（ｔ）を段階的に変調する。つまり、図示は広ダイナミックレンジ得るため、及び非線形圧縮を行う為の画素回路であるが、これをそのまま本実施の形態における電荷蓄積効率の制御に用いることができる。

より具体的には、図２０に示した電荷蓄積用の容量を設けた画素回路、あるいは図２１に示した電荷蓄積用の容量を設けた画素回路として構成する。ここで、可変容量ダイオード（Variable Capacitance Diode）は、一般に「バリキャップ」と呼ばれ、整流用ダイオードやスイッチングダイオードのようにＰＮ接合の整流作用を利用したものや低電圧ダイオードのようにツェナー降伏・アバランシェ降伏を利用したものとは異なり、ダイオードのＰＮ接合容量が逆バイアス電圧により変化することを利用してものである。ＰＮ接合に逆バイアスを印加すると、ＰＮ接合面に自由電子のない空乏層が発生するが、空乏層の幅は逆バイアスにより変化する。空乏層の幅が広いと接合容量は小さくなり、逆に空乏層の幅が狭いと接合容量は大きくなる。つまり、可変容量ダイオードは、逆バイアス電圧ＶＲによる空乏層の幅の変化、すなわち、接合容量の変化を利用したダイオードであり、これを本実施の形態に用いることができる。

また、図２０の電荷蓄積用の容量を設けた画素回路に示すように、可変容量またはバリキャップダイオードｃの容量制御を行うことにより、アンプＡｍｐの増幅率を制御してもよいす。あるいは、図２１の電荷蓄積用の容量、および、転送／リセットＳＷを設けた画素回路により、アンプＡｍｐの増幅率を制御してもよい。

（露出補正処理）

図２２は、第１の実施の形態におけるステップＳ１２６、及び第２の実施の形態おけるステップＳ２２１、Ｓ２３０で実行される画像処理による露出補正処理の処理内容を示す概念図である。すなわち、入力された画像の輝度分布ヒストグラム（輝度分布図）Ｐ（ｘ）を、線形若しくは非線形の変換式によって、異なる特性の出力輝度分布ヒストグラムＰ（ｙ）に変換するもので、露出条件やコントラストの悪い劣化画像などの補整に利用できる。

同図（ａ）は、線形の変換式
（０≦ｘ＜ａのとき）：ｙ＝ｕ、
（０≦ｘ≦ｂのとき）：ｙ＝｛（ｖ−ｕ）／（ｂ−ａ）｝｛ｘ−ａ｝＋ｕ、
（ｂ＜ｘ≦ｘｍａｘのとき）：ｙ＝ｖ、
等を用いて、ダイナミックレンジが、a−ｂ間と狭いコントラストの悪い入力画面の輝度分布Ｐ（x）を、ｕ−ｖ間に伸張して広げ、コントラストや中間階調の濃度表現を改善する例である。変換式の定数の設定を変えれば、ダイナミックレンジ幅の拡大だけでなく、逆に幅の収縮や、輝度分布の平行シフト（全体の輝度を上げる、下げる）等にも応用できる。

同図（ｂ）は、ｙ＝ｖ（ｘ／ｂ）２等の、非線形の変換式により、画像の輝度を（輝度が低いものほど）全体に暗くする。

同図（ｃ）は、同じく、ｙ＝−ｖ｛（ｘ−ｂ）／ｂ｝２＋ｖ、あるいは、ｙ／ｖ＝ｌｏｇ（１＋μ・ｘ／／ｂ）／ｌｏｇ（１＋μ）等の、非線形の変換式により、画像の輝度を（輝度が高いものほど）全体に明るくする補正処理の例である。

同図（ｄ）は、（０≦ｘ＜ｂ／２のとき）：ｙ＝（ｖ／２）（２ｘ／ｂ）２、
（ｂ／２）≦ｘ≦ｂのとき：ｙ＝−（ｖ／２）｛２（ｘ−ｂ）／ｂ｝２＋ｖ、
等の、Ｓ字状の非線形の変換式を用いて、輝度が高い領域の輝度をより上げ、輝度が低い領域の輝度をより下げて、中間階調領域を引き伸ばす処理を行い、コントラストを改善する画質補正処理の例である。

このように、線形又は非線形の変換式を適宜選択することにより、また、係数や定数を設定することにより、画質の輝度分布を伸張や収縮、移動、変換することができる。例えば、同図（ａ）の線形の輝度分布変換を用いて、輝度分布を感度範囲（ダイナミックレンジ）一杯に拡大して露出補正する場合には、変換後の輝度分布の下限値ｕが感度範囲の輝度階調値に、上限値ｖが輝度階調値の略最大限に設定すればよい。

図２３は、図２２（ａ）の線形の輝度分布変換式を例にした、第１の実施の形態におけるステップステップＳ１２６、及び第２の実施の形態おけるステップＳ２２１、Ｓ２３０で実行される露出補正処理の処理内容を示すフローチャートである。すなわち、撮影済の画像データ（ｆ）を入力し（ステップＳ３０１）、この画像ｆの画像データファイルの画素数情報から、横画素数（ｍ）、縦画素数（ｎ）を得る（ステップＳ３０２）。さらに、画像ｆの輝度分布の各階調毎の画素頻度数を計数し、輝度分布（ヒストグラム）を集計する（ステップＳ３０３）。また、画像ｆの輝度分布の最小階調値（ａ）、最大階調値（ｂ）を取り込む（ステップＳ３０４）。次に、変換後の輝度分布の所望の下限階調値（ｕ）、上限階調値（ｖ）を設定する（ステップＳ３０５）。

引き続き、ｉ＝０（ステップＳ３０６）、ｊ＝０（ステップＳ３０７）として初期値を設定し、画像ｆの画素（ｉ，ｊ）の階調値ｆ（ｉ，ｊ）を取り込む（ステップＳ３０８）。そして、この取り込んだ画素（ｉ，ｊ）の階調値ｆ（ｉ，ｊ）が最小階調値ａよりも小さいか否かを判断し（ステップＳ３０９）、ｆ（ｉ，ｊ）＜ａであり最小階調値ａよりも小さい場合には、画素（ｉ，ｊ）の階調値ｆ（ｉ，ｊ）の変換後の階調値ｇ（ｉ，ｊ）を下限階調値ｕに変換する（ステップＳ３１０）。

また、ステップＳ３０９の判断がＮＯである場合には、画素（ｉ，ｊ）の階調値ｆ（ｉ，ｊ）が最大階調値ｂよりも大きいか否かを判断し（ステップＳ３１１）、最大階調値ｂよりも大きい場合には、画素（ｉ，ｊ）の階調値ｆ（ｉ，ｊ）の変換後の階調値ｇ（ｉ，ｊ）を上限階調値ｖに変換する（ステップＳ３１０）。また、ステップＳ３１１の判断がＮＯである場合には、ａ≦ｆ（ｉ，ｊ）≦ｂの関係にある。この場合には、下記変換式を用いて、画素（ｉ，ｊ）の階調値ｆ（ｉ，ｊ）を変換する。
ｇ（ｉ，ｊ）＝｛（ｖ／ｕ）／（ｂ／ａ）｝｛ｆ（ｉ，ｊ）−ａ｝＋ｕ

そして、ステップＳ３１０、Ｓ３１２、Ｓ３１３のいずれかに続くステップＳ３１４では、ｊの値をインクリメントする（ステップＳ３１４）。引き続き、このインクリメントしたｊの値がｎ−１以上（ｎ：縦画素数）となったか否かを判断し（ステップＳ３１８）、ｊ＞ｎ−１となるまで、ステップＳ３０８からの処理を繰り返す。したがって、ｊ＞ｎ−１となるまでに、ステップＳ３０８〜Ｓ３１５の処理がｎ回繰り返されることとなり、これにより縦一列の画素に対する変換処理が完了する。

また、ｊ＞ｎ−１となったならば、ｉの値をインクリメントする（ステップＳ３１６）。引き続き、このインクリメントしたｉの値がｍ−１以上（ｍ：横画素数）となったか否かを判断し（ステップＳ３１８）、ｉ＞ｍ−１となるまで、ステップＳ３１７からの処理を繰り返す。したがって、ｉ＞ｍ−１となるまでに、ステップＳ３０８〜Ｓ３１７の処理はｍ回繰り返されることとなり、これにより、横画素数ｍ、縦画素数ｎからなる画像ｆの全画素変換が完了することとなる。

図２４（ａ）（ｂ）及び図２５（ｃ）は、前述した輝度分布の変換による露出補正の例を示す図である。
図２４（ａ）においては、線形変換を用いて露出不足に応じて輝度を明るくするために、露出アンダーになってしまった輝度分布を右側に（輝度が明るくなる方に）平行シフトして強める処理を行う。例えば、変換式［ｇ（ｉ，ｊ）＝｛（ｖ−ｕ）／（ｂ−ａ）｝｛ｆ（ｉ，ｊ）−ａ｝＋ｕ］において、ｕ＝ａ＋α、ｖ＝ｂ＋αとして、輝度分布を平行移動変換する場合に、露出時間や露出量が不足しているほど、定数α＝（ｕ−ａ）が大きくなるように設定すれば、露出量が不足した場合ほど、輝度分布が右側（輝度が明るい方）に平行移動するように変換される。

また、図２４（ｂ）に示すように、露出が不足していた場合ほど、輝度分布が広がるように変換してもよい。例えば、ｃ＝ｂ−ａ、ｄ＝ｖ−ｕ、また、輝度分布の拡大率をα＝（ｄ／ｃ）とすると、露出が不足していた場合ほど、
α＝（ｄ／ｃ）＝（ｖ−ｕ）／（ｂ−ａ）
が大きくなるように設定すればよい。すなわち、
ｖ＝ｕ＋ｄ＝ｕ＋α（ｂ−ａ）
となるように設定すればよい。又は、ｕ＝０若しくは階調ｍｉｎ値、ｖ＝２５５若しくは階調ｍａｘに設定して、輝度分布が感度範囲（ダイナミックレンジ）一杯にできるだけ広がるように変換してもよい。ｕ＝０、ｖ＝２５５等に設定した場合には、露出不足の大小に拘わらず、自動的に輝度分布を感度範囲一杯に広がるように変換され、露出が不足していた場合ほど、輝度分布がより広げられる。

図２５（ｃ）では、非線形の輝度変換を行って、輝度分布が全体により明るくなるように、あるいは、輝度分布の中間階調領域を引き伸ばして、コントラストが上がるようにする例である。

なお、以上においては、主に所定の変換式により輝度分布を変換する処理により露出不足を補うための露出補正処理を行う方法について説明した。しかし、前述のように輝度分布を変換する代わりに、前記撮影動作を、１回のシャッター操作により２〜８枚など複数枚の画像を連続して露出撮影し複数枚の連続撮影画像が得られるようにし、撮影された複数枚の画像データの各画素毎に同じ位置の画素信号同士をそれぞれ加算する画素加算処理を行い、露出不足を補正した１枚の画像を合成して記録する画像合成処理によっても、画像の輝度値を高める露出補正若しくはコントラストの改善を行うことができる。このような方法を用いた露出補正を行ってもよい。

（露出中の絞りの可変制御）

第１の実施の形態におけるステップＳ１１８、及び第２の実施の形態におけるステップＳ２１４処理内容である露出経過時間に応じた絞り開口の制御について、図２６〜図２８に基づいて説明する。すなわち、前記ブレ軽減撮影モードでは、撮影感度や電荷蓄積効率を可変制御する代わりに、図２８に示すように、露出時間中に絞り開口を可変調整するように制御してもよい。

図２２に、一般にカメラの露出設定における適正露出条件と絞り、シャッター速度との関係を示す。
同図（１）は、感度がＩＳＯ１００相当の場合のＥＶ値で、Ａｐｅｘシステムにおける対数表記での露出制御値ＥＶと絞りの絞り開口Ａｖ値（又は、絞りのＦ値）とのシャッター速度Ｔｖ（又はシャッター速度秒Ｔ）との関係を示す。
同図（２）は、被写体輝度Ｂｖと、撮影感度Ｓｖ、露出条件値Ｌｖの関係、すなわち、Ｌｖ＝Ｂｖ＋Ｓｖ、
及び、露出制御値ＥｖＴと絞り値Ａｖとシャッター速度Ｔｖとの関係、すなわち、Ｅｖ＝Ａｖ＋Ｔｖ、
を示したものである。
よく知られているように、カメラ撮影での適正露出条件は、露出制御値Ｅｖを感度露出条件値Ｌｖに合わせて、適正露出条件はＥｖ＝Ｌｖとして、すなわち、Ａｖ＋Ｔｖ＝Ｂｖ＋Ｓｖの関係から、マニュアル若しくは自動で設定する。測光値より被写体輝度Ｂｖが決まり、感度Ｓｖが設定されれば、Ｌｖ＝Ｂｖ＋Ｓｖが決まり、Ｅｖ＝Ｌｖとなる露出制御値Ｅｖに応じて、絞りＡｖとシャッター速度Ｔｖを決めればよい。

適正露出条件となる絞りＡｖとシャッター速度秒Ｔｖの組合せは複数あるので、例えば「シャッター速度優先ＡＥモード」（図２７（ａ））などシャッター速度秒Ｔｖが予め既定の場合には、Ａｖ＝Ｅｖ−Ｔｖから絞り値Ａｖを求め、「絞り優先ＡＥモード」（図２７（ｂ））など絞りＡｖが既定の場合には、Ｔｖ＝Ｅｖ−Ｔｖの関係からシャッター速度秒Ｔｖを求め、「プログラムＡＥモード」（図２７（ｃ））の場合には、カメラ機種毎に予め設定されたプログラム線図によりどれかの組合せが設定されることとなる。また、交換レンズの焦点距離（ｆ）や撮影条件に応じて、複数のプログラム線図の中からプログラム線図を切り替えたり、あるいは、自動設定された露出条件を、ユーザー操作により同じ適正露出条件となる他の組合せを簡単に変更したりできる「プログラムシフト機能」（図２７（ｄ））などを設けたカメラもある。

いずれにせよ、一般のカメラでは、測光処理を行いＡＶロックされれば、あるいは、露出動作が開始されれば、設定された露出条件に応じて絞りとシャッター速度（すなわち露出時間）でシャッターが開閉あるいは電子シャッター動作が行われる場合が多い。（ただし、絞り兼用シャッターを設けたカメラでは、シャッター速度に応じて絞りの大きさも連動して変わる。）

それに対して、前記実施の形態においては、図２８に示すように、予め自動露出制御やプログラム線図、あるいはマニュアル設定により設定された絞りとシャッター速度（露出時間）の組合せにおいて、設定された露出時間の中で、露出時間の経過に応じて、絞り開口を可変制御するものである。
前述の感度や電荷蓄積効率の可変制御と同様に、露出開始直後は、設定された絞り値よりも、大きな開口（小さな絞り値）にして、また、露出時間の経過に応じて順次小さな開口（大きな絞り値）になるように段階的に制御する。露出条件の設定方法は、前記の各種自動露出モードやマニュアル設定モードなどのいずれの方法でも構わない。

例えば、同じ被写体輝度１、設定感度１、設定絞り開口１（例：５Ａｖ＝Ｆ５．６）設定露出時間Ｔとすると、
最低露出時間Ｔ′を適正露出時間Ｔの１／４（倍数４＝２＾２）とする場合には、露出中の絞り開口を次のように制御する。
Ｔ／４の時間：絞り開口２倍（例：４Ａｖ＝Ｆ４）、
次のＴ／４の時間：絞り開口１倍（例：５Ａｖ＝Ｆ５．６）、
次のＴ／４の時間：絞り開口１／２倍（例：６Ａｖ＝Ｆ８）、
最後のＴ／４の時間：絞り開口１／２倍（例：６Ａｖ＝Ｆ８）、（荒い分割の場合には、最後の期間は前の期間と同じとする）
となるように制御する。

この場合、最初のＴ／４の時間を過ぎれば、いつ露出終了されても、実効的な露出量の累計は１／２以上が確保できる。
また、この場合、ブレが生じず設定露出時間の最後まで露出された場合にも、
実効的な露出値の累計＝Σ（感度×絞り開口率×露出時間）
＝（感度１倍×開口率２倍×１／４×Ｔ）＋（１×開口率１倍×１／４×Ｔ）＋（１×開口率１／２倍×１／４×Ｔ）＋（１×開口率１／２倍×１／４×Ｔ）、
＝（１／２＋１／４＋１／８＋１／８）＝Ｔ、
となり、設定露出量と同等の露出量の累計が確保できる。

したがって、前述した露出経過時間に応じた感度／電荷蓄積効率制御の場合と同様に、最低露出時間より長い時間露出させれば、いつブレ検出により露出終了されても、設定された露出量の１／２相当以上が確保でき、かつ、設定露出時間一杯までブレなく露出終了した場合にも、設定された露出量と同等の露出量が得られるので、極端な露出不足画像や露出オーバーになることを回避できる。また、撮影後に露出補正処理を行う場合も、補正限界を超えていない画像を補正処理するので画質を向上できる。

なお、以上に説明した露出経過時間に応じた絞り開口の制御を行った場合におけるデジタルカメラ１の動作タイミングチャートを図２９に示す。

（画像の復元、補正処理）
図３０は、第２の実施の形態におけるステップＳ２２７で実行される検出ブレ量に応じて撮影画像にブレ補正処理を行う場合の復元処理若しくは補正処理の例を示すフローチャートであり、ＰＳＦ法等を用いて、手ブレなどによる直線ブレ画像や、ピンボケなど焦点ボケ画像を補正するものである。すなわち、先ず本来の画像ｉ（ｘ，ｙ）を取得し（ステップＳ７０１）、ｇ（ｘ，ｙ）＝ｐ（ｘ，ｙ）＊ｉ（ｘ，ｙ）により（＊はコンボリューション演算）、撮影処理を実行する（ステップＳ７０２）。次に、劣化画像ｇ（ｘ、ｙ）を取り込み（ステップＳ７０３）、
Ｇ（ｕ，ｖ）＝Ｐ（ｕ，ｖ）・１（ｕ，ｖ）、
Ｇ（ｕ，ｖ）＝（１／ＭＮ）Σ_ｘ＝０ ^Ｍ−１Σ_ｖ＝０ ^Ｎ−１ｇ（ｘ，ｙ）Ｗ_１ ^ｕｘＷ_２ ^ｖｙ、
（ただし、Ｗ_１＝ｅｘｐ（−ｊ２π／Ｍ）、Ｗ_２＝ｅｘｐ（−ｊ２π／Ｎ））
により劣化画像フーリエ変換を実行する（ステップＳ７０４）。

さらに、ステップＳ７０５で同ステップ内に示した例示式を用いて、所定のＰＳＦ関数、ＬＳＦ関数、逆フィルター［１／Ｐ（ｕ，ｖ）］を生成し（ステップＳ７０５）、又は、ステップＳ７０６内に例示した式を用いて、逆フィルター法により、インバースフィルター［１／Ｐ（ｕ，ｖ）］の推定と生成を行う（ステップＳ７０６）。あるいは、ゼロ点交点法等による推定処理を実行し（ステップＳ７０７）、Ｐ（ｕ，ｖ）＝２・Ｊ１（ｒ・Ｒ）／ｒ・Ｒ（Ｊ１＝１次の第１種ベッセル関数）により、焦点ボケ（周期１．０１π／ｒで、同心円状のゼロ交差）を求める（ステップＳ７０８）。又は、角速度センサなど検出ブレ量を読み込み（ステップＳ７０９）、Ｐ（ｕ，ｖ）＝ｓｉｎ（πｆＬ）／πｆＬ（ｆ＝ｕｃｏｓθ＋ｖｓｉｎθ）により、直線ブレ（θ方向に周期１／Ｌでゼロ交差）を求める（ステップＳ７０８）。

そしてこれらステップＳ７０５、Ｓ７０６，Ｓ７０８，Ｓ７１０のいずれかに続くステップＳ７１１では、Ｉ（ｕ，ｖ）＝Ｇ（ｕ，ｖ）／Ｐ（ｕ，ｖ）により、１／Ｐ（ｕ，ｖ）フィルター処理（デコンボリューション）を実行する（ステップＳ７１１）。また、ｉ（ｘ，ｙ）＝Σ_ｕ＝０ ^Ｍ−１Σ_ｖ＝０ ^ｎ−１Ｉ（ｕ，ｖ）Ｗ_１ ^−ｕｘＷ_２ ^−ｖｙ（ただし、Ｗ_１＝ｅｘｐ（−ｊ２π／Ｍ）、Ｗ_２＝ｅｘｐ（−ｊ２π／Ｎ））により逆フーリエ変換を行い（ステップＳ７１２）、これにより得られる復元画像又はブレ・ボケ低減画像ｉ（ｘ，ｙ）を記録保存する。

本例において、本来の画像ｉ（ｘ，ｙ）が、ブレやボケなどの劣化要因ｐ（ｘ，ｙ）により劣化した画像ｇ（ｘ、ｙ）を、フーリエ変換してＧ［ｕ，ｖ］を求め、その周波数空間上のパターンから、周波数空間上での劣化要因Ｐ（ｕ，ｖ）を推定する方法、あるいは、直線ブレの方向（角度θ）や、直線ブレの距離（画素数Ｌ）、あるいは、焦点ボケの広がり半径（画素数ｒ）等を推定する方法については、図２９、図３０等で説明した通りである。

本例では、これらによって求めたＰ［ｕ，ｖ］から、あるいは、直線ブレの場合には、直線ブレ方向（角度θ）、直線ブレの距離（画素数Ｌ）から、Ｐ［ｕ，ｖ］＝ｓｉｎ（πｆＬ）／πｆＬ（ただし、ｆ＝ｃｏｓθ＋ｓｉｎθ）を求め、焦点ボケの場合には、焦点広がり半径（画素数ｒ）から、
Ｐ［ｕ，ｖ］＝２・Ｊ_１（ｒ・Ｒ）／ｒ・Ｒ（だたし、Ｊ_１：１次の第１種ベッセル関数）を求め、
１／Ｐ（ｕ，ｖ）を逆フィルタとしてデコンボリューション（逆畳み込み積分）演算を行う。すなわち、
Ｉ（ｕ，ｖ）＝Ｇ［ｕ，ｖ］／Ｐ［ｕ，ｖ］、
ｉ（ｘ，ｙ）＝逆フーリエ変換｛ｉ（ｘ，ｙ）｝＝Σ_ｕ＝０ ^Ｍ−１Σ_ｖ＝０ ^ｎ−１Ｉ（ｕ，ｖ）Ｗ_１ ^−ｕｘＷ_２ ^−ｖｙ（ただし、Ｗ_１＝ｅｘｐ（−ｊ２π／Ｍ）、Ｗ_２＝ｅｘｐ（−ｊ２π／Ｎ））
により、ブレやボケのない、本来の画像に近い画像ｉ（ｘ，ｙ）を復元でき、ブレ画像の補正処理を行うことができる。

勿論、前記以外の方法、例えは、一般的なＰＳＦ関数（点像分布関数）若しくはＬＳＦ関数（線像分布関数）等を用いて、前述の画像の劣化要因を表し、例えば、入力された劣化画像ｇ（ｘ、ｙ）、真の画像をｆ（ｘ，ｙ）、ＰＳＦ関数＝ｐ（ｘ，ｙ）とすると、
ｇ（ｘ、ｙ）＝∫_０ ^Ｙ∫_０ ^Ｘｆ（ｘ′，ｙ′）ｐ（ｘ′−ｘ′，ｙ′−ｙ′）ｄｘ′ ｄｙ′
と表すことができ、
前記のＰＳＦ関数（点画像分布関数）ｐ（ｘ，ｙ）としては、次式などが用いられる。
ＰＳＦ＝ｐ（ｘ，ｙ）＝２５５ｅｘｐ［−｛（ｘ−ｘ_０）^２＋（ｙ−ｙ_０）^２｝／δ^２］
このとき、Ｐ［ｕ，ｖ］＝（１／ＭＮ）Σ_ｘΣ_ｙＰ（ｘ，ｙ）Ｗ_１ ^ｕｘＷ_２ ^ｖｙ
等を求めて、すなわち、ブレやボケのＰＳＦ（点像分布関数）のフーリエ変換の逆数をフィルタ係数（逆フィルタ、インバースフィルタ）１／Ｐ［ｕ，ｖ］としてもちいてもよい。あるいは、最小２乗法により、元の撮影画像と補正画像との２乗平均誤差が最小となるように定義されるウィナーフィルタＫ［ｕ，ｖ］等をもちいてもよい。また、以上に説明した画像処理によるブレ補正処理に限ることなく、その他の画像処理や補正処理を用いてブレを補正変換したり、ブレの少ない画像を復元したりするように構成してもよい。

（第３の実施の形態）
図３１は、本発明の第３の実施の形態の処理手順を示すフローチャートであり、ブレ軽減モードでは画素加算処理モードに切り替えて、撮影感度を補正するようにしたものである。制御部２５はプログラムメモリ３２に格納されているプログラムに基づき、このフローチャートに従って処理を実行する。先ず、ユーザーによる操作部２３での操作により、撮影モードが設定されているか否かを判断する（ステップＳ４０１）。撮影モードが設定されていない場合には、その他のモード処理を実行する（ステップＳ４０２）。撮影モードが設定されている場合には、露出条件などの撮影条件を設定するとともに（ステップＳ４０３）、測光処理、ＡＦ処理を実行し（ステップＳ４０４）。被写体像のスルー画像を表示部１４に表示させる（ステップＳ４０５）。したがって、ユーザはこの表示部１４に表示されたスルー画像を見ながら、このデジタルカメラ１の向きを調整する等してシャッターチャンスを伺う。

一方、制御部２５は、レリーズ釦３が押下される撮影動作があったか否かを判断し（ステップＳ４０６）、撮影動作がない場合にはその他のキー処理を実行する（ステップＳ４０７）。また、シャッターチャンスとなった時点でユーザがレリーズ釦３を押下すると、ステップＳ４０６の判断がＹＥＳとなる。したがって、ステップＳ４０６からステップＳ４０７に進み、測光値と露出条件に応じて露出タイマーを設定し、タイマー計時を開始する（ステップＳ４０８）。また、両加速度センサ１６、１７により検出されている当該デジタルカメラ１の垂直方向及び水平方向のブレ量を検出して、データメモリ３３に順次記録する（ステップＳ４０９）。

引き続き、操作部２３での操作により予めブレ軽減撮影モードが設定されているか否かを判断し（ステップＳ４１０）、設定されていない場合にはステップＳ４１１及びステップＳ４１２の処理を行うことなく、通常読出しモードを設定してステップＳ４１４に進む。設定されている場合には、画素加算モードに切り替えた後（ステップＳ４１１）、前記ステップＳ４０９で検出した検出ブレ量は所定値以内であるか否かを判断する（ステップＳ４１２）。検出ブレ量が所定値以内であるである場合、及び通常読出しモードを設定した場合には、撮影条件に応じて露出／撮影動作を開始し（ステップＳ４１４）、このステップＳ４１４での処理により、シャッター５８が開いて撮像素子２０が露出状態となる。

次に、前記露出タイマーにより計時している露出時間が終了となったか否か、つまり露出タイマーの残時間が「０」となったか否かを判断し（ステップＳ４１５）、露出時間が終了となってない場合には、ステップＳ４０９に戻って、このステップＳ４０９からの処理を繰り返し実行する。

このステップＳ４０９からの処理が実行された際、所定値を超えるブレ量が検出されると、ステップＳ４１２の判断がＮＯとなる。したがって、このステップＳ４１２からステップＳ４１７に進み、露出／撮影動作を停止させてシャッター５８を閉じ、露出タイマーの計時を停止させる（ステップＳ４１７）。さらに、前記ステップＳ４１４で露出／撮影動作を開始させてからステップＳ４１７で露出／撮影動作を停止させるまでの露出時間が所定の最低露出時間未満であるか否かを判断する（ステップＳ４１８）。最低出時間未満である場合には、表示部１４にて露出不足／エラーの警告を行った後（ステップＳ４１９）、ステップＳ４２１に進む。また、最低露出時間未満でなかった場合には、露出不足時間が所定値（最低露出値＜所定値）以上であったか否かを判断する（ステップＳ４２０）。所定値以上であった場合には、ステップＳ４２２に進み、所定値以上でなかった場合にはステップＳ４２１に進む。そして、ステップＳ４２１では前述した実施の形態同様に、露出不足に基づいて、撮影画像に補正処理を実行し（ステップＳ４２１）、しかる後にステップＳ４２２に進む。

一方、前記ステップＳ４１５での判断がＹＥＳとなった場合、つまり検出ブレ量が所定値以内である状態で、露出時間が終了し露出タイマーの残存時間が「０」となった場合には、ステップＳ４１６で露出／撮影動作を停止させてシャッター５８を閉じる。そして、このステップＳ４１６又はステップＳ４２１、ステップＳ４２０に続くステップＳ４２２では、撮影画像を圧縮、符号化し、この圧縮、符号化した撮影画像を外部メモリ媒体３９に記録する（ステップＳ４２３）。さらに、撮影画像をレビュー表示し、撮影時のブレ量、補正の有無を表示する（ステップＳ４２４）。このステップＳ４２４での処理により、図６（Ｂ）に示すように、表示部１４はスルー画像１４１を表示していた状態から、撮影画像１４４を表示した状態に移行するとともに、撮影時のブレ量１４５、及び補正があった場合にはこれを示す補正有りマーク１４６が表示されることとなる。

つまり、本実施の形態は、ブレ軽減撮影モードにおいて、前述のように感度や電荷蓄積効率、絞り開口などを露出中に可変制御する代わりに、ステップＳ４１１で画像加算モードに切り替えて、撮像素子からの撮像電荷読出し時における画素加算読出し動作する方法、若しくは、撮影後のべアラー配列の画像データを画像処理により画素加算変換処理する方法などの増感撮影モードで撮影を行うことにより、所定値以上のブレが検出されて設定露出時間が経過する前に露出終了させた場合の露出不足を補うものである、

従来より、撮影時に同じ被写体を連続して撮影しておき、フィルム写真での多重焼きと同じ手法で、得られた複数枚の画像データから対応する画素毎に加算合成する方法もあるが、風景や静物などの動きの少ない撮影では効果があるが、動く被写体では撮影タイミングが微妙にずれたり、ブレがある場合には複数画像の加算によって、返ってコントラストが落ちて輪郭がぼけたり、ノイズが発生する場合がある。あるいは、動く被写体画像と動かない背景画像とを効果的に分離や選択して合成するなどの工夫が必用であった。

それに対して、本実施の形態においては、複数枚の撮像を行う代わりに、１回の撮影による撮影画像において、複数の画素の一つの画素に合成して、画像全体の画素数や解像度は落ちるが、露出に要する露出時間を短くできるので、動く被写体などの高速撮影や、夜景や暗所などの高感度撮影だけでなく、手ブレや動体ブレによる像ブレ軽減できるのでブレ軽減撮影モードとしても効果がある。

図３２は、全画素読出し方式インターラインＣＣＤ２００の構成例を示す図である。図に示すように、ＣＣＤ２００は、複数のフォトセンサ２０１を有して成り、水平転送クロックＣ１と垂直転送クロックＣ２とが与えられるように構成されている。

図３３はこのＣＣＤ２００と周辺回路の構成例を示す図である。図に示すように、ＣＣＤ２００は、タイミング発生回路＆ドライバ２０２から、水平転送クロックＣ１と垂直転送クロックＣ２とが供給されて動作し、ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤＣ回路２０３に画像データを出力する。タイミング発生回路＆ドライバ２０２は、入力回路２０５を介して操作入力部２０４から入力される操作信号に応答して動作するタイミング制御部２０６により制御される。ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤＣ回路２０３には、ゲイン調整部２０７からの信号が入力され、一方ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤＣ回路２０３から出力される画像データは、入力画像バッファ２０８を介して画像信号処理部２０９、表示制御＆表示画像メモリ２１０、画像符号化復号化部２１１に与えられて、表示部２１２に表示され、あるいは、画像メモリ２１３に記憶される。

図３４は、画像素子（前記ＣＣＤ２００）上において、撮像による蓄積電荷を垂直転送ＣＣＤ部から水平転送ＣＣＤ部に転送読出しする際に、従来の高速ドラフトモードや間引き読出しモードなど、動画撮影時やＡＦ動作のためにフレーム速度を高めるために、２／８間引きや４／１６間引きなど高速ドラフトモードに加えて、同色（Ｒ、Ｇ、Ｂなど）のフィルタ配列に相当する近隣の同色画素の電荷を水平転送路上で加算合成してから順次転送して取り出すものである。

高速動画撮影を高画質に撮影できるように、垂直間引き＋垂直加算読出し、あるいは、垂直間引き＋垂直及び水平加算読出しなど、画質を劣化させずに高速読出しできるモードを備えた撮像素子が開発されつつあるが、これらは、動画撮影だけでなく、前述のようなブレ軽減撮影モードに利用しても有効である。ただし、この場合、ブレが大きかった場合等に、途中で通常撮影モード（ステップＳ４１３）から画素加算モード（ステップＳ４１１）に切り替えることはできるが、前述の感度や絞り開口のように露出時間中に順次切り替えるわけにはいかないので、撮影中の露出中に適正露出を得るためには、（ｍ×ｎ）の画素を加算読出しなどで増感する場合には、設定露出時間を２／（ｍ×ｎ）〜１／（ｍ×ｎ）程度に短く変更するなどの工夫が必用である。

図３５は、図３４に示した前記画素加算読出しモードによる増感処理を実行するための概略的回路構成を示すブロック図である。この回路には、ブレ軽減撮影モードの選択手段３０１、ブレ量判定手段３０２、露出設定手段３０３及びＣＣＤドライバアンドタイミング制御部３０４が設けられており、このＣＣＤドライバアンドタイミング制御部３０４には、通常読出しクロック３０５、画像加算読出しクロック３０６とを選択的に切り替える切替器３０７が設けられている。

一方、撮影光学系３０８の光軸上には、絞り３０９、シャッター３１０及び撮像素子３１１が配置されている。絞り３０９は絞り駆動部３１２により、シャッター３１０はシャッター駆動部３１３により、それぞれ駆動される。信号処理回路３１４は、撮像素子３１１からのアナログ信号を処理するとともにデジタル信号に変換する処理等を行う回路であり、ＣＤＳ３１５、Ａｍｐ３１６、ＡＤＣ３１７、ＷＢ回路３１８、カラー補間回路３１９、γ補正回路３２０、及びカラーマトリックス３２１を有している。この信号処理回路３１４からのデジタル画像データは、画像バッファメモリ３２２に出力されるように構成されている。

図３６は、前述の画像素子からの電荷読出し時の画素加算処理の代わりに、撮影後の画像データに対して、画像処理により画素加算合成を行う方法を示す図である。カラー補間処理等を行う前の（カラーフィルタの）ベアラー配列のままの撮像原画像データの段階で、近隣の同一色（Ｒ、Ｇ、Ｂなど）フィルタに相当する４画素ないし９画素など、複数の同色の画素同士を加算合成して、露出時間が短い画像データでも、（ｍ×ｎ）画素の加算合成により、画像サイズは１／（ｍ×ｎ）と小さくなるが、輝度データを（ｍ×ｎ）倍に増感できるので、原理的には感度を略（ｍ×ｎ）倍に上げることに相当する効果がある。また、この場合に、露出時間の不足量に応じて、画素加算する画素数（ｍ×ｎ）を順次増やして画素加算処理するように制御してもよい。

図３７は、図３６に示した撮影後の画像の画素加算処理による増感処理を実行するための概略的回路構成を示すブロック図である。この回路には、ブレ軽減撮影モードの選択手段４０１、ブレ量判定手段４０２、露出設定手段４０３、露出不足量算出手段４０４、及びＣＣＤドライバアンドタイミング制御部４０５が設けられており、露出不足量算出手段４０４には画像加算処理部４０６が接続されている。

一方、撮影光学系４０８の光軸上には、絞り４０９、シャッター４１０及び撮像素子４１１が配置されている。絞り４０９は絞り駆動部４１２により、シャッター４１０はシャッター駆動部４１３により、それぞれ駆動される。信号処理回路４１４は、撮像素子４１１からのアナログ信号を処理するとともにデジタル信号に変換する処理等を行う回路であり、ＣＤＳ４１５、Ａｍｐ４１６、ＡＤＣ４１７、ＷＢ回路４１８、カラー補間回路４１９、γ補正回路４２０、及びカラーマトリックス４２１を有している。前記ＷＢ回路４１８とカラー補間回路４１９の間には、ＷＢ回路４１８からの信号を直接カラー補間回路４１９に入力させるか、前記画素加算処理回路４０６を経由してカラー補間回路４１９に入力させるかを切り替える切替器４２３が設けられている。そして、この信号処理回路４１４からのデジタル画像データは、画像バッファメモリ４２２に出力されるように構成されている。

（Ａ）は本発明の各実施の形態に共通するデジタルカメラの正面図、（Ｂ）は背面図、（Ｃ）は側面透視図である。 同デジタルカメラの概略的回路構成を示すブロック図である。 同デジタルカメラの具体的回路構成を示すブロック図である。 第１の実施の形態における処理手順を示すフローチャートである。 同実施の形態の動作を示すタイミングチャートである。 同実施の形態の表示例を図である。 他の表示例を示す図である。 三角柱の音片型振動ジャイロを示す図である。 セラミックバイモルフ振動子を用いた圧電式の振動ジャイロを示す図である。 圧電セラミックを用いた圧電振動ジャイロを示す図である。 本発明の第２実施の形態における処理手順を示すフローチャートである。 同実施の形態の動作を示すタイミングチャートである。 露出時間の不足を補うに必用な感度を示す図である。 ブレ軽減モードの感度又は電荷蓄積効率の制御方法を示す図である。 ＣＭＯＳイメージセンサの周辺回路の構成例を示す図である。 ＣＭＯＳイメージセンサ部の詳細を示す図である。 フォトダイオードの接続詳細図である。 （ａ）はＰＮ接合フォトダイオード方式、（ｂ）埋め込みフォトダイオード＋ＦＤ方式を示す図である。 蓄積容量変調方式の画素回路を示す図である。 電荷蓄積用の容量を設けた画素回路を示す図である。 電荷蓄積用の容量を設けた画素回路を示す図である。 画像処理による露出補正処理の例を示す図である。 線形の輝度分布変換式を例にした露出補正処理の処理内容を示すフローチャートである。 輝度分布の変換による露出補正の例を示す図である。 輝度分布の変換による露出補正の他の例を示す図である。 被写体輝度Ｂｖと、感度Ｓｖ、露出条件値Ｌｖの関係（Ｌｖ＝Ｂｖ＋Ｓｖ）、及び露出制御値Ｅｖと絞り値Ａｖとシャッター速度Ｔｖとの関係（Ｅｖ＝Ａｖ＋Ｔｖ）を示す図である。 従来のカメラの自動露出制御（ＡＥ）の例を示す図である。 ブレ軽減撮影モードでの絞り制御例を示す図である。 ブレ軽減撮影と露出補正処理のタイミングチャートである。 ブレ、ボケ画像の画像処理により復元処理若しくは補正処理の例を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施の形態の処理手順を示すフローチャートである。 全画素読出し方式インターラインＣＣＤの構成例を示す図である。 ＣＣＤ撮像素子と周辺回路の構成例を示す回路図である。 ＣＣＤの各種読出しモードと、水平及び水平画素加算読出しモードの説明図である。 画素加算読出しモードによる増感処理を実行するための概略的回路構成を示すブロック図である。 画像処理による画像加算処理の説明図である。 撮影後の画像の画素加算処理による増感処理を実行するための概略的回路構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ デジタルカメラ
２ 本体
３ レリーズ釦
８ モード切替スイッチ
１４ 表示部
１６ 第１加速度センサ
１７ 第２角速度センサ
１９ レンズ群
２０ 撮像素子
２３ 操作部
２４ 入力回路
２５ 制御部
２６ 表示メモリ
２７ 表示駆動ブロック
２８ 画像バッファメモリ
２９ 画像信号処理部
３０ 圧縮符号化／伸長復号化部
３１ 静止画／動画画像メモリ
３２ プログラムメモリ
３３ データメモリ
３８ 撮影制御部
３９ 外部メモリ媒体
５５ ズームレンズユニット
５６ 駆動機構
５７ 絞り
５８ シャッター
６１ フォーカスレンズ駆動部
６２ ズームレンズ駆動部
６４ シャッター駆動部
６５ 映像信号処理部
６６ ドライバ

Claims (14)

1. 露出中に受光して電荷を蓄積することにより被写体を撮像する撮像手段と、
   カメラ本体の手ブレ量を検出する手ブレ量検出手段と、
   前記撮像手段の露出中において前記手ブレ量検出手段により検出された前記手ブレ量が所定値以上であるか否かを判断するブレ判断手段と、
   操作に応じて前記撮像手段を所定時間露出させるとともに、前記ブレ判断手段により、前記撮像手段の露出中において前記手ブレ量が所定値以上であると判断された場合、これに応答して前記撮像手段の電荷の蓄積効率を可変制御するとともに前記所定時間を短縮する第１の撮像制御手段と
   を備えることを特徴とする電子カメラ。
2. 前記第１の撮像制御手段は、前記撮像手段の露出開始初期における前記電荷の蓄積効率を増大させて前記蓄積効率を可変制御することを特徴とする請求項１記載の電子カメラ。
3. 前記第１の撮像制御手段は、前記撮像手段の露出開始初期における前記電荷の蓄積効率を大きくし、徐々に低下させるように前記蓄積効率を可変制御することを特徴とする請求項１又は２記載の電子カメラ。
4. 前記第１の撮像制御手段は、前記撮像手段の露出時間の経過に応じた重み付けにより、前記蓄積効率を可変制御することを特徴とする請求項１から３にいずれか記載の電子カメラ。
5. 第１のモード、第２のモードのいずれが設定されているか否かを判断するモード判断手段と、
   このモード判断手段により前記第１のモードが設定されていると判断された場合には、操作に応じて前記撮像手段を所定時間露出させる第２の撮像制御手段とを更に備え、
   前記第１の撮像制御手段は、前記モード判断手段により前記第２のモードが設定されていると判断された場合には、操作に応じて前記撮像手段を所定時間露出させるとともに、前記ブレ判断手段により、前記撮像手段の露出中において前記手ブレ量が所定値以上であると判断された場合、これに応答して前記電荷の蓄積効率の積分値が前記第１のモードにおける前記所定時間内での前記蓄積効率の積分値とほぼ等しくなるように前記蓄積効率を可変制御するとともに前記所定時間を短縮することを特徴とする請求項１から４にいずれか記載の電子カメラ。
6. 前記第１の撮像制御手段は、前記ブレ判断手段により、前記撮像手段の露出中において前記手ブレ量が所定値以上であると判断された場合、これに応答して前記撮像手段の露出を強制終了させることを特徴とする請求項１から５にいずれか記載の電子カメラ。
7. 露出することにより被写体を撮像する撮像手段と、
   この撮像手段の受光面側に配置された絞りと、
   カメラ本体の手ブレ量を検出する手ブレ量検出手段と、
   前記撮像手段の露出中において前記手ブレ量検出手段により検出された前記手ブレ量が所定値以上であるか否かを判断するブレ判断手段と、
   操作に応じて前記撮像手段を所定時間露出させるとともに、前記ブレ判断手段により前記撮像手段の露出中において前記手ブレ量が所定値以上であると判断された場合、これに応答して前記絞りの開口率を可変制御するとともに前記所定時間を短縮する第１の撮像制御手段とを備えることを特徴とする電子カメラ。
8. 前記第１の撮像制御手段は、前記撮像手段の露出開始初期における前記絞りの開口率を増大させることを特徴とする請求項７記載の電子カメラ。
9. 前記第１の撮像制御手段は、前記撮像手段の露出開始初期における前記絞りの開口率を大きくし、徐々に低下させるように前記開口率を可変制御することを特徴とする請求項７又は８記載の電子カメラ。
10. 前記第１の撮像制御手段は、前記撮像手段の露出時間の経過に応じた重み付けにより、前記開口率を可変制御することを特徴とする請求項７から９にいずれか記載の電子カメラ。
11. 第１のモード、第２のモードのいずれが設定されているか否かを判断するモード判断手段と、
    このモード判断手段により前記第１のモードが設定されていると判断された場合には、操作に応じて前記撮像手段を所定時間露出させる第２の撮像制御手段とを更に備え、
    前記第１の撮像制御手段は、前記モード判断手段により前記第２のモードが設定されていると判断された場合には、操作に応じて前記撮像手段を所定時間露出させるとともに、前記ブレ判断手段により、前記撮像手段の露出中において前記手ブレ量が所定値以上であると判断された場合、これに応答して前記絞りの開口率の積分値が前記第１のモードにおける前記所定時間内での前記開口率の積分値とほぼ等しくなるように前記開口率を可変制御するとともに前記所定時間を短縮することを特徴とする請求項７から１０にいずれか記載の電子カメラ。
12. 前記第１の撮像制御手段は、前記ブレ判断手段により、前記撮像手段の露出中において前記手ブレ量が所定値以上であると判断された場合、これに応答して前記撮像手段の露出を強制終了させることを特徴とする請求項７から１１にいずれか記載の電子カメラ。
13. 露出中に受光して電荷を蓄積することにより被写体を撮像する撮像手段と、カメラ本体の手ブレ量を検出する手ブレ量検出手段とを備える電子カメラが有するコンピュータを、
    前記撮像手段の露出中において前記手ブレ量検出手段により検出された前記手ブレ量が所定値以上であるか否かを判断するブレ判断手段、
    操作に応じて前記撮像手段を所定時間露出させるとともに、前記ブレ判断手段により、前記撮像手段の露出中において前記手ブレ量が所定値以上であると判断された場合、これに応答して前記撮像手段の電荷の蓄積効率を可変制御するとともに前記所定時間を短縮する第１の撮像制御手段
    として機能させることを特徴する撮像制御プログラム。
14. 露出することにより被写体を撮像する撮像手段と、この撮像手段の受光面側に配置された絞りと、カメラ本体の手ブレ量を検出する手ブレ量検出手段とを備える電子カメラが有するコンピュータを、
    前記撮像手段の露出中において前記手ブレ量検出手段により検出された前記手ブレ量が所定値以上であるか否かを判断するブレ判断手段、
    操作に応じて前記撮像手段を所定時間露出させるとともに、前記ブレ判断手段により、前記撮像手段の露出中において前記手ブレ量が所定値以上であると判断された場合、これに応答して前記絞りの開口率を可変制御するとともに前記所定時間を短縮する撮像制御手段として機能させることを特徴する撮像制御プログラム。

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