JP2007041570A - 電子カメラ - Google Patents

Abstract

【課題】手ぶれおよび被写体の動きの双方に伴う被写体像の振れを抑制する電子カメラを提供する。
【解決手段】電子カメラ１のＣＰＵ２は、電子カメラ１の振れ量Ａと、実際に撮像素子３上で揺動する「顔部分」の動き（＝振れ量Ｄ）とを用いて被写体２０（顔）についての振れ量Ｂを算出し、振れ量Ａおよび振れ量Ｂの双方に起因する像振れをキャンセルするように、振れ補正光学系７を駆動する。被写体２０の顔部分を抽出し、抽出した「顔部分」から振れ量Ｂを算出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、被写体像の振れを抑制するカメラに関する。

手ぶれに伴う被写体像の振れを補正する方式として、光学振れ補正方式と電子振れ補正方式とが知られている（特許文献１参照）。光学振れ補正方式では、カメラの動きにともなって角速度センサで検出される検出信号に応じて、撮影レンズの光路中に配設されている光学補正部材を駆動することにより、撮像素子上に結像される被写体像の振れを補正する。電子振れ補正方式では、撮像素子によって撮像された連続するフレーム間の画像を比較して画像の動き量を検出し、検出した動き量をキャンセルするようにメモリ上で等価的に画像をシフトする。

特開２００１−２０３９３０号公報

特許文献１に記載のカメラは、手ぶれに伴う被写体像の振れを抑制できても、手ぶれおよび被写体の動きの双方に伴う被写体像の振れを抑制することができない。

（１）請求項１に記載の発明による電子カメラは、被写体像を撮像して画像信号を出力する撮像素子と、撮像素子上に結像される被写体像の振れによって生じる画像信号の変化を検出する像振れ検出手段と、カメラの動きを検出し、動き検出信号を出力する動き検出手段と、動き検出手段による動き検出値および像振れ検出手段による像振れ検出値の少なくとも一方に応じて、被写体像の振れを光学的に補正する振れ補正手段とを備えることを特徴とする。
（２）請求項１に記載の電子カメラにおいて、振れ補正手段は、撮像光学系の光路上に配設されている振れ補正光学部材と、撮像素子上に結像される被写体像の位置をシフトさせるように振れ補正光学部材を駆動する駆動手段とを含めて構成することもできる。
（３）請求項１または２に記載の電子カメラにおいて、振れ補正手段は、指示に応じて、動き検出値および像振れ検出値の双方に応じて光学的な補正を行う第１の制御、動き検出値に応じて光学的な補正を行う第２の制御、および像振れ検出値に応じて光学的な補正を行う第３の制御のいずれか一つの制御で動作することもできる。
（４）請求項４に記載の発明による電子カメラは、被写体像を撮像して画像信号を出力する撮像素子と、撮像素子上に結像される被写体像の振れによって生じる画像信号の変化を検出する像振れ検出手段と、カメラの動きを検出し、動き検出信号を出力する動き検出手段と、動き検出手段による動き検出値および像振れ検出手段による像振れ検出値に応じて、撮像素子上の被写体像の振れ幅を演算する演算手段と、演算手段による演算値に応じてシャッタ速度を制御する撮影制御手段とを備えることを特徴とする。
（５）請求項４に記載の電子カメラにおいて、撮影制御手段は、撮像素子上における露光中の被写体像の振れ幅を所定範囲内にするようにシャッタ速度を制御することもできる。
（６）請求項５に記載の電子カメラにおいて、撮影制御手段はさらに、撮像素子上における露光中の被写体像の振れ幅を所定範囲内にするように撮像感度を制御することもできる。
（７）請求項４〜請求項６のいずれか一項に記載の電子カメラにおいて、演算手段は、動き検出値および像振れ検出値の双方に応じて被写体像の振れ幅を演算する第１の演算、動き検出値に応じて被写体像の振れ幅を演算する第２の演算、および像振れ検出値に応じて被写体像の振れ幅を演算する第３の演算のいずれか一つを指示に応じて選択し、この場合の撮影制御手段は、選択された演算結果に応じてシャッタ速度を制御することもできる。
（８）請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の電子カメラにおいて、像振れ検出手段は、時間的に離間した異なるフレーム間の画像信号の変化を検出することもできる。
（９）請求項８に記載の電子カメラにおいて、像振れ検出手段は、被写体像のうち顔部分についての画像信号の変化を検出することもできる。
（１０）請求項１０に記載の発明による電子カメラは、被写体像を撮像して画像信号を出力する撮像素子と、撮像素子上に結像される被写体像の振れによって生じる画像信号の変化を検出する像振れ検出手段と、カメラの動きを検出し、動き検出信号を出力する動き検出手段と、動き検出手段による動き検出値、および像振れ検出手段による像振れ検出値のうち、少なくとも動き検出値に基づいて被写体像の振れを光学的に補正する振れ補正手段と、動き検出手段による動き検出値、および像振れ検出手段による像振れ検出値に基づいてシャッタ速度を制御する撮影制御手段とを備えることを特徴とする。
（１１）請求項１０に記載の電子カメラにおいて、撮影制御手段は、振れ補正手段が被写体像の振れを補正している状態でシャッタ速度を制御することもできる。
（１２）請求項１０または１１に記載の電子カメラにおいて、振れ補正手段は、風景撮影時に動き検出手段による動き検出値に基づいて被写体像の振れを補正することが好ましい。
（１３）請求項１０または１１に記載の電子カメラにおいて、振れ補正手段は、人物撮影時に動き検出手段による動き検出値、および像振れ検出手段による像振れ検出値に基づいて被写体像の振れを補正することが好ましい。

請求項１に記載の発明によれば、手ぶれのみでなく被写体側の動きに伴う被写体像の振れを抑制できる。
請求項４、請求項１０に記載の発明によれば、手ぶれのみでなく被写体側の動きに伴う被写体像の露光中の振れを抑制できる。

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。
（第一の実施形態）
図１は、本発明の第一の実施形態による電子カメラの構成を説明するブロック図である。図１において電子カメラ１は、ＣＰＵ２と、撮像素子３と、レンズ駆動機構４と、振れセンサ５と、レンズ群６と、振れ補正光学系７と、シャッタ８と、信号処理回路９と、表示装置１０と、操作部材１１と、三脚検出機構１２とを有し、記録媒体１３を着脱可能に構成されている。

操作部材１１は、メインスイッチ、ズームスイッチ、モード設定ダイヤル、レリーズスイッチ（半押しスイッチ、全押しスイッチ）などを含み、各操作に応じた操作信号を発生してＣＰＵ２へ送出する。ＣＰＵ２は、入力される操作信号に応じて電子カメラ１内の各部へ指令を送出し、電子カメラ１の撮影動作、再生動作、および振れ補正動作を制御する。

撮影レンズは、レンズ群６および振れ補正光学系７によって構成される。レンズ群６はズームレンズおよびフォーカスレンズを含み、それぞれが個別にレンズ駆動機構４によってレンズ群６の光軸Ａｘ方向に進退駆動される。ズームレンズが進退駆動されることで撮影画角が変化する。フォーカスレンズが進退駆動されることでフォーカス調節が行われる。レンズ駆動機構４によるフォーカスレンズおよびズームレンズの駆動量はＣＰＵ２から指示される。

振れ補正光学系７はレンズ群６を通過する光の光路上に配設され、レンズ駆動機構４によって光軸Ａｘと直交する方向に駆動される。振れ補正光学系７が駆動されることで、撮像素子３の撮像面上に結像される被写体像がシフトする。レンズ駆動機構４による振れ補正光学系７の駆動量は、ＣＰＵ２から指示される。

撮影レンズ６，７を通過した被写体光束は、シャッタ８を介して撮像素子３へ入射される。撮像素子３はＣＣＤイメージセンサなどによって構成され、その撮像面上に結像される被写体２０の像を撮像して画像信号を出力する。信号処理回路９は、アナログ画像信号をディジタル信号に変換した上で所定の信号処理（たとえば、色補間処理、γ補正処理、ホワイトバランス処理、輪郭強調処理など）を施す。信号処理後のデータは、ＣＰＵ２を介して表示装置１０へ送出されたり、所定のデータ形式にフォーマット変換されたりする。

表示装置１０は、液晶表示パネルなどによって構成され、入力される表示データによる画像などを再生表示する。表示画像は、静止画撮影指示前に撮像素子３で逐次撮像されるスルー画、静止画撮影指示後に撮像素子３で撮像される静止画、動画撮影時の動画、記録媒体１３に記録されている画像データによる再生画などがある。

三脚検出機構１２は電子カメラ１の三脚ネジ穴（不図示）に備えられ、電子カメラ１が不図示の三脚に固定された場合にＣＰＵ２へ検出信号を送出する。

記録媒体１３はメモリーカードなどによって構成される。撮影モードにおいて、記録媒体１３は信号処理回路９でフォーマット変換された画像データを記録する。再生モードにおいて、記録媒体１３に記録されている画像データが読み出され、ＣＰＵ２を介して信号処理回路９へ送られる。この場合の信号処理回路９は、再生画像を表示するための表示データを生成する。なお、電子カメラ１は静止画撮影モード、および動画撮影モードのそれぞれを選択可能に構成されている。

振れセンサ５は角速度センサなどによって構成され、電子カメラ１の動きを物理的、直接的に検出し、角速度を示す動き検出信号をＣＰＵ２へ出力する。ＣＰＵ２は、振れセンサ５による動き検出と別に、上記信号処理後の画像データであって、時間的に離間した（撮像時が異なる）フレーム間の画像データを比較して画像中の主要な被写体像の動き量（変化量）を電気的に検出する。フレーム間における主要な被写体像の動き量検出の詳細については後述する。

ＣＰＵ２はさらに、振れセンサ５による電子カメラ１の動き検出信号、およびＣＰＵ２自身が検出した画像の動き量に基づいて、撮像素子３上に結像される被写体像の振れをキャンセルするように振れ補正光学系７を駆動させる。

ＣＰＵ２が行う被写体像の動き量検出について説明する。ＣＰＵ２は、画像データの中から主要な被写体像（たとえば、人物の顔）の抽出を行う。抽出方法としては、たとえば、特開平９−１３８４７０号公報に開示される、特定色を抽出する方法、特定形状パターンを抽出する方法、背景に相当すると推定される領域を除去する方法等、複数の異なる抽出方法をあらかじめ評価して重みを定め、各抽出方法で主要な被写体像（主要部）を抽出して、抽出された主要部を定めた重みで重み付けし、その結果に応じて主要部を判定、抽出する。

また、別の主要部抽出方法としては、特開平９−１３８４７１号公報に開示される、画像中の複数点の濃度または輝度を測定してその変化量を求め、変化量が所定値以上の点を基準点として設定した後に、基準点から所定範囲内で濃度等の変化量等を用いて検索範囲および検索方向パターンを設定し、検索範囲内で検索方向パターンが示す方向における濃度等の変化量が所定値以上の箇所を検索して、次いでこの箇所を基準として検索を行うことを繰り返し、検索・設定した基準点を結んで主要部を抽出する。

ＣＰＵ２は、各フレームの画像データから顔を抽出したら、抽出した「顔部分」について、前フレーム画像から得られている「顔部分」と比較し、周知の動きベクトル算出処理によって動きベクトルを算出する。算出した動きベクトルは、フレーム間の「顔部分」の動き量（画像信号の変化量）を示す。

（被写体像の振れ抑制）
以上説明した電子カメラ１は、振れ補正光学系７を駆動することによって撮像素子３上に結像される被写体像の振れを抑制する。図２は、振れ抑制時にＣＰＵ２が行う処理の流れを説明するフローチャートである。図２による処理は、たとえば、撮影モード時に操作部材１１から半押し操作信号が入力されると起動される。

図２のステップＳ１において、ＣＰＵ２は、自動露出（ＡＥ）演算および自動焦点（ＡＦ）検出処理を行ってステップＳ２へ進む。ＣＰＵ２は、不図示の測光センサの検出信号を用いて被写体輝度を検出し、検出した輝度値に基づいて制御露出値を決定する。なお、露出値の決定は、プログラムオート方式でも、絞り値優先方式でも、シャッター速度優先方式でもよく、電子カメラ１に設定されている方式で行う。ＣＰＵ２はさらに、不図示の焦点検出装置からの検出信号を用いてデフォーカス量を算出し、このデフォーカス量に応じたフォーカスレンズ駆動量を決定するとともに、フォーカスレンズを駆動するようにレンズ駆動機構４へ指示する。ＡＦ検出処理は、上記デフォーカス量を算出する方式の代わりに、フォーカスレンズを移動しながら被写体像のコントラストが最大になるようにフォーカス調節を行うコントラスト検出方式を採用してもよい。

ステップＳ２において、ＣＰＵ２は、電子カメラ１が振れているか否かを判定する。ＣＰＵ２は、振れセンサ５から入力される動き検出信号の大きさが所定値以上の場合にステップＳ２を肯定判定してステップＳ３へ進み、動き検出信号の大きさが所定値未満の場合にはステップＳ２を否定判定してステップＳ１１へ進む。ステップＳ３へ進む場合は手ぶれがあるとみなし、ステップＳ１１へ進む場合は手ぶれがないとみなす。

ステップＳ３において、ＣＰＵ２は、振れ量Ａを算出してステップＳ４へ進む。図３は、振れセンサ５からの動き検出信号に基づいてＣＰＵ２が算出した振れ量Ａを説明する図である。図３(a)〜図３(c)のそれぞれにおいて、横軸は時間を表し、縦軸は振れ量Ａの大きさを表す。なお、縦軸の目盛は相対目盛である。図３(b)は、電子カメラ１の振れが検出されない場合の振れ量Ａを示す図である。図３(a)は、周期性の手振れが検出されている場合の振れ量Ａを示し、図３(c)は、図３(a)の場合と逆位相の手振れが検出されている場合の振れ量Ａを示す。

図２のステップＳ４において、ＣＰＵ２は、顔認識したか否かを判定する。ＣＰＵ２は、撮像素子３によってスルー画（または動画）として逐次撮像されている画像データの中から、上述したように人物の顔を抽出した場合にステップＳ４を肯定判定してステップＳ５へ進み、人物の顔を抽出していない場合にはステップＳ４を否定判定してステップＳ１４へ進む。

ステップＳ５において、ＣＰＵ２は、顔が振れているか否かを判定する。ＣＰＵ２は、ステップＳ３で得た振れ量Ａと、実際に撮像素子３上で揺動する「顔部分」の動き（＝振れ量Ｄとする）との和が判定閾値以上の場合、ステップＳ５を肯定判定してステップＳ６へ進む（顔振れ有りとみなす）。ＣＰＵ２は、振れ量Ａと振れ量Ｄとの和が判定閾値未満の場合にはステップＳ５を否定判定してステップＳ１４へ進む（顔振れ無しとみなす）。振れ量Ｄは、「顔部分」について検出した動きベクトルの大きさである。

図４(a)〜(c)および図５(a)〜(c)は、それぞれ振れ量Ｄを説明する図である。図４(a)〜(c)および図５(a)〜(c)のそれぞれにおいて、横軸は時間を表し、縦軸は振れ量Ｄの大きさを表す。図４および図５の時間軸と振れ量軸の目盛は、図３における時間軸、振れ量軸の目盛と揃えてある。図６(a)および(b)は、それぞれ振れ量Ａと振れ量Ｄとの和を説明する図である。図６(a)および(b)のそれぞれにおいて、横軸は時間を表し、縦軸は振れ量の和の大きさを表す。図６の時間軸と振れ量軸の目盛も、図３における時間軸、振れ量軸の目盛と揃えてある。

たとえば、電子カメラ１の振れ量Ａが図３(a)の状態で、検出された振れ量Ｄが図４(a)の場合、振れ量Ａおよび振れ量Ｄの和は図６(a)のように相殺されて０となる。このような場合は顔振れ無し（すなわち被写体２０は振れていない）とみなされる。

また、電子カメラ１の振れ量Ａが図３(b)の状態で、検出された振れ量Ｄが図４(b)の場合も、振れ量Ａおよび振れ量Ｄの和は図６(a)のように０となる。この場合にも顔振れ無し（すなわち被写体２０は振れていない）とみなされる。

さらにまた、電子カメラ１の振れ量Ａが図３(c)の状態で、検出された振れ量Ｄが図４(c)の場合にも、振れ量Ａおよび振れ量Ｄの和は図６(a)のように相殺されて０となる。この場合も同様に、顔振れ無し（すなわち被写体２０は振れていない）とみなされる。

次に、電子カメラ１の振れ量Ａが図３(a)の状態で、検出された振れ量Ｄが図５(a)の場合、振れ量Ａおよび振れ量Ｄの和は図６(b)のように周期性の顔振れがある（すなわち被写体２０が振れている）とみなされる。

また、電子カメラ１の振れ量Ａが図３(b)の状態で、検出された振れ量Ｄが図５(b)の場合も、振れ量Ａおよび振れ量Ｄの和は図６(b)のように周期性の顔振れがある（すなわち被写体２０が振れている）とみなされる。

さらにまた、電子カメラ１の振れ量Ａが図３(c)の状態で、検出された振れ量Ｄが図５(c)の場合にも、振れ量Ａおよび振れ量Ｄの和は図６(b)のように周期性の顔振れがある（すなわち被写体２０が振れている）とみなされる。

図２のステップＳ６において、ＣＰＵ２は、被写体２０（この場合は顔）についての振れ量Ｂ（＝上記振れ量Ａと振れ量Ｄとの和）を算出してステップＳ７へ進む。

ステップＳ７において、ＣＰＵ２は、振れ量Ａおよび振れ量Ｂの双方による振れをキャンセルするために必要な制御振れ量Ｃを算出してステップＳ８へ進む。ステップＳ８において、ＣＰＵ２は、レンズ駆動機構４へ指令を送り、振れ補正光学系７を制御振れ量Ｃに応じて駆動させてステップＳ９へ進む。

ステップＳ９において、ＣＰＵ２は、全押し操作されたか否かを判定する。ＣＰＵ２は、操作部材１１から全押し操作信号（撮影指示）が入力されるとステップＳ９を肯定判定してステップＳ１０へ進み、全押し操作信号（撮影指示）が入力されない場合にはステップＳ９を否定判定し、ステップＳ１３へ進む。

ステップＳ１０において、ＣＰＵ２は、撮影処理を行って図２による処理を終了する。ステップＳ１３において、ＣＰＵ２は、半押し操作が継続されているか否かを判定する。ＣＰＵ２は、操作部材１１から半押し操作信号が入力されている場合にステップＳ１３を肯定判定してステップＳ１へ戻り、半押し操作信号が入力されていない場合にはステップＳ１３を否定判定し、図２による処理を終了する。

上述したステップＳ２を否定判定して進むステップＳ１１において、ＣＰＵ２は、ステップＳ４と同様に、顔認識したか否かを判定する。ＣＰＵ２は、人物の顔を抽出した場合にステップＳ１１を肯定判定してステップＳ１２へ進み、人物の顔を抽出していない場合にはステップＳ１１を否定判定してステップＳ９へ進む。ステップＳ１１を否定判定する場合は、光学的な振れ補正を行わない。

ステップＳ１２において、ＣＰＵ２は、ステップＳ５と同様に、顔が振れているか否かを判定する。ＣＰＵ２は、顔振れ有りとみなす場合にステップＳ１２を肯定判定してステップＳ６へ進み、顔振れ無しとみなす場合にはステップＳ１２を否定判定してステップＳ９へ進む。ステップＳ１２を否定判定する場合は、光学的な振れ補正を行わない。

上述したステップＳ４、もしくはステップＳ５を否定判定して進むステップＳ１４において、ＣＰＵ２は、レンズ駆動機構４へ指令を送り、振れ補正光学系７を振れ量Ａに応じて駆動させてステップＳ９へ進む。この場合は、振れ補正光学系７は、振れ量Ａのみによる振れをキャンセルするために必要な量だけ駆動される。

なお、実際の振れ補正光学系７の駆動は、光軸Ａｘと直交する面内において水平方向および垂直方向のそれぞれに駆動される。すなわち、以上説明した振れ量Ａ、振れ量Ｂ、振れ量Ｄおよび制御振れ量Ｃは、それぞれが水平方向および垂直方向について求められ、振れ補正光学系７は、これら水平方向および垂直方向について駆動制御される。

以上説明した第一の実施形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）電子カメラ１の振れ量Ａと、実際に撮像素子３上で揺動する「顔部分」の動き（＝振れ量Ｄ）とを用いて被写体２０（顔）についての振れ量Ｂを算出し、振れ量Ａおよび振れ量Ｂの双方に起因する像振れをキャンセルするように、振れ補正光学系７を駆動するようにした。したがって、手ぶれに起因する振れ量Ａだけでなく、被写体振れに起因する振れ量Ｂも抑制することができる。

（２）被写体２０の顔部分を抽出し、抽出した「顔部分」から振れ量Ｂを算出するようにしたので、画像全体に基づいて算出する場合に比べて演算量が少なくなり、処理を速く行うことができる。

（３）振れ補正光学系７を駆動することによって光学的に像振れを抑制するようにしたので、像振れをキャンセルするようにメモリ上で等価的に画像をシフトする場合のように、画像加工に伴う画質劣化が生じることがない。

（４）以上説明した被写体振れ抑制処理は、走っている人を撮影する場合、氷上をスケーティングしている人を撮影する場合、はっている幼児を撮影する場合、ステージ上で演じる人を撮影する場合、メリーゴーランドなどの遊技施設に搭乗している人を撮影する場合、乗馬している人を撮影する場合、小型船舶に乗船している人を動画撮影する場合などに特に効果が得られる。

（第二の実施形態）
第二の実施形態の電子カメラ１は、撮影時のシャッター速度を「振れ限界」速度より速くすることによって撮像素子３上に結像される被写体像の振れを抑制する。「振れ限界」速度に対応する時間は、撮像素子３上に結像される被写体像が振れる場合に、像ぼけの限界とされる許容錯乱円の大きさに相当する振れ幅が振れるのに要する時間とする。電子カメラ１は想定される被写体像の振れ幅を演算し、撮影時の露光時間を「振れ限界」速度に対応する時間より短くすることにより、露光中に実際に振れる被写体像の振れ幅を許容錯乱円の大きさより小さく抑える。

図７は、第二の実施形態による振れ抑制時にＣＰＵ２が行う処理の流れを説明するフローチャートである。図７による処理は、たとえば、撮影モード時に操作部材１１から半押し操作信号が入力されると起動される。

図７のステップＳ２１において、ＣＰＵ２は、図２のステップＳ１と同様に自動露出（ＡＥ）演算および自動焦点（ＡＦ）検出処理を行ってステップＳ２２へ進む。ステップＳ２２において、ＣＰＵ２は、図２のステップＳ２と同様に、電子カメラ１が振れているか否かを判定する。ＣＰＵ２は、振れセンサ５から入力される動き検出信号の大きさが所定値以上の場合にステップＳ２２を肯定判定してステップＳ２３へ進み、動き検出信号の大きさが所定値未満の場合にはステップＳ２２を否定判定してステップＳ２４へ進む。

ステップＳ２３において、ＣＰＵ２は、振れ量Ａを算出してステップＳ２４へ進む。ステップＳ２４において、ＣＰＵ２は、図２のステップＳ４と同様に顔認識したか否かを判定する。ＣＰＵ２は、撮像素子３によってスルー画（または動画）として逐次撮像されている画像データの中から、人物の顔を抽出した場合にステップＳ２４を肯定判定してステップＳ２５へ進み、人物の顔を抽出していない場合にはステップＳ２４を否定判定してステップＳ２９へ進む。

ステップＳ２５において、ＣＰＵ２は、図２のステップＳ５と同様に顔が振れているか否かを判定する。ＣＰＵ２は、ステップＳ２３で得た振れ量Ａ（算出していない場合は０）と、実際に撮像素子３上で揺動する「顔部分」の動き（＝振れ量Ｄとする）との和が判定閾値以上の場合、ステップＳ２５を肯定判定してステップＳ２６へ進む（顔振れ有りとみなす）。ＣＰＵ２は、振れ量Ａと振れ量Ｄとの和が判定閾値未満の場合にはステップＳ２５を否定判定してステップＳ２９へ進む（顔振れ無しとみなす）。

ステップＳ２６において、ＣＰＵ２は、被写体２０（この場合は顔）についての振れ量Ｂ（＝上記振れ量Ａと振れ量Ｄとの和）を算出してステップＳ２７へ進む。

ステップＳ２７において、ＣＰＵ２は、上記「振れ限界」速度に相当するシャッター速度ＴＶを算出してステップＳ２８へ進む。ステップＳ２８において、ＣＰＵ２は、ステップＳ２１で得た制御シャッター速度ＴＶｃがステップＳ２７で得たシャッター速度ＴＶより速いか否かを判定する。ＣＰＵ２は、ＴＶｃがＴＶより高速（同速を含む）の場合にステップＳ２８を肯定判定してステップＳ２９へ進み、ＴＶｃがＴＶより低速の場合にはステップＳ２８を否定判定してステップＳ３１へ進む。

ステップＳ２９、ステップＳ３０およびステップＳ３２の処理は、それぞれ図２のステップＳ９、ステップＳ１０およびステップＳ１３の処理と同様なので説明を省略する。

上述したステップＳ２８を否定判定して進むステップＳ３１において、ＣＰＵ２は、制御シャッター速度ＴＶｃをシャッター速度ＴＶに変更する。ＣＰＵ２はさらに、シャッター速度を高速側に変更した段数に対応して、撮像感度３のＩＳＯ感度を高めるように信号処理回路９に指令を送ってステップＳ２９へ進む。ＩＳＯ感度（撮像感度）は、撮像素子３に蓄積される電荷の検出感度、もしくは不図示の増幅回路の増幅利得を変化させる被制御量のことである。

以上説明した第二の実施形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）電子カメラ１の振れ量Ａと、実際に撮像素子３上で揺動する「顔部分」の動き（＝振れ量Ｄ）とを用いて被写体２０（顔）についての振れ量Ｂを算出し、制御シャッター速度ＴＶｃによる露光時間が「振れ限界」より長いと判定される場合には、制御シャッター速度ＴＶｃをシャッター速度ＴＶに変更（高速にする）ようにした。これにより、振れ量Ａおよび振れ量Ｂの双方による被写体像の振れ幅を許容錯乱円の大きさ相当より小さく抑えることができる。

（２）被写体２０の顔部分を抽出し、抽出した「顔部分」から振れ量Ｂを算出するようにしたので、画像全体に基づいて算出する場合に比べて演算量が少なくなり、処理を速く行うことができる。

（３）以上説明した被写体振れ抑制処理は、走っている人を撮影する場合、氷上をスケーティングしている人を撮影する場合、はっている幼児を撮影する場合、ステージ上で演じる人を撮影する場合、メリーゴーランドなどの遊技施設に搭乗している人を撮影する場合、乗馬している人を撮影する場合、小型船舶に乗船している人を静止画撮影する場合などに特に効果が得られる。

（変形例１）
電子カメラ１が三脚に装着された場合は、以下のように撮像素子３上に結像される被写体像の振れを抑制するとよい。図８は、振れ抑制時にＣＰＵ２が行う処理の流れを説明するフローチャートである。図８による処理は、図２による処理に代えて行われる。図２に比べてステップＳ１およびステップＳ２間にステップＳ１ＡおよびステップＳ１Ｂが挿入される点が異なるので、これら相違点について説明する。

図８のステップＳ１Ａにおいて、ＣＰＵ２は、電子カメラ１が三脚に装着されたか否かを判定する。ＣＰＵ２は、三脚検出機構１２から検出信号が入力されている場合にステップＳ１Ａを肯定判定してステップＳ１Ｂへ進み、三脚検出機構１２から検出信号が入力されていない場合にはステップＳ１Ａを否定判定し、ステップＳ２へ進む。ステップＳ１Ｂにおいて、ＣＰＵ２は、振れ量Ａに０をセットしてステップＳ４へ進む。

電子カメラ１が三脚に装着された場合に振れ量Ａ＝０としてステップＳ２およびステップＳ３を省略することにより、ＣＰＵ２の処理量を軽減できる。また、ステップＳ１Ｂへ進む場合に振れセンサ５による検出をオフさせるように構成してもよく、この場合には振れセンサ５で消費される電力を軽減することも可能になる。

（変形例２）
また、電子カメラ１が三脚に装着された場合は、撮影時のシャッター速度を「振れ限界」より速くする処理について、以下のようにするとよい。図９は、振れ抑制時にＣＰＵ２が行う処理の流れを説明するフローチャートである。図９による処理は、図７による処理に代えて行われる。図７に比べてステップＳ２１およびステップＳ２２間にステップＳ２１ＡおよびステップＳ２１Ｂが挿入される点が異なるので、これら相違点について説明する。

図９のステップＳ２１Ａにおいて、ＣＰＵ２は、電子カメラ１が三脚に装着されたか否かを判定する。ＣＰＵ２は、三脚検出機構１２から検出信号が入力されている場合にステップＳ２１Ａを肯定判定してステップＳ２１Ｂへ進み、三脚検出機構１２から検出信号が入力されていない場合にはステップＳ２１Ａを否定判定し、ステップＳ２２へ進む。ステップＳ２１Ｂにおいて、ＣＰＵ２は、振れ量Ａに０をセットしてステップＳ２４へ進む。

変形例１と同様に、電子カメラ１が三脚に装着された場合に振れ量Ａ＝０としてステップＳ２２およびステップＳ２３を省略することにより、ＣＰＵ２の処理量を軽減できる。さらに、ステップＳ２１Ｂへ進む場合に振れセンサ５による検出をオフさせるように構成してもよく、この場合には振れセンサ５で消費される電力を軽減することも可能になる。

上述した第一の実施形態もしくは第二の実施形態の電子カメラ１において、操作部材１１を構成する振れ量Ａについての算出オン／オフスイッチ（不図示）からの操作信号（指示）に応じて、振れ量Ａの算出を許可するモードと、振れ量Ａの算出を禁止するモードとを切り替えるように構成してもよい。この場合のＣＰＵ２は、振れ量Ａの算出が許可される場合には、第一の実施形態および第二の実施形態のように振れ量Ａを算出する。一方、振れ量Ａの算出が禁止される場合には振れ量Ａ＝０として算出処理を省略する。振れ量Ａ＝０とする場合は、振れ量Ｂ（すなわち振れ量Ｄ）に応じた防振処理を電子カメラ１に行わせることができる。

さらに、操作部材１１を構成する振れ量Ｄの算出オン／オフスイッチ（不図示）からの操作信号（指示）に応じて、振れ量Ｄの算出を許可するモードと、振れ量Ｄの算出を禁止するモードとを切り替えるように構成してもよい。この場合のＣＰＵ２は、振れ量Ｄの算出が許可される場合には、第一の実施形態および第二の実施形態のように振れ量Ｄを算出する。一方、振れ量Ｄの算出が禁止される場合には振れ量Ｄ＝０として算出処理を省略する。振れ量Ｄ＝０とする場合は、振れ量Ａに応じた防振処理を電子カメラ１に行わせることができる。

（第三の実施形態）
第三の実施形態の電子カメラ１は、専ら電子カメラ１の振れを補正する振れ補正モード（第１振れ補正モードとする）と、電子カメラ１の振れと動きのある主要被写体（たとえば、人物）とに起因する像振れを補正する振れ補正モード（第２振れ補正モードとする）とを有する。電子カメラ１は、操作部材１１を構成する振れ補正モード切替スイッチ（不図示）からの操作信号（切替指示）に応じて、２つの振れ補正モードのうちいずれか一方の振れ補正モードを選択する。

第１振れ補正モードでは、電子カメラ１の振れに基づいて振れ補正光学系７の駆動制御を行い、さらに撮像素子３上に結像される被写体像の振れを抑えるように撮影時のシャッター速度を速くする。第２振れ補正モードでは、電子カメラ１の振れ量Ａと撮像素子３上で揺動する被写体の「顔部分」の動き（＝振れ量Ｄ）とに基づいて振れ補正光学系７の駆動制御を行い、さらに撮像素子３上に結像される被写体像の振れを抑えるように撮影時のシャッター速度を速くする。

図１０は、第三の実施形態による振れ抑制時にＣＰＵ２が行う処理の流れを説明するフローチャートである。図１０による処理は、たとえば、撮影モード時に操作部材１１から半押し操作信号が入力されると起動される。図２および図７のフローチャートで説明した処理と同様の処理には、図２、図７におけるステップ番号と同じステップ番号を付している。

図１０のステップＳ１において、ＣＰＵ２は自動露出（ＡＥ）演算および自動焦点（ＡＦ）検出処理を行ってステップＳ２へ進む。ステップＳ２において、ＣＰＵ２は電子カメラ１が振れているか否かを判定する。ＣＰＵ２は、振れセンサ５から入力される動き検出信号の大きさが所定値以上の場合にステップＳ２を肯定判定してステップＳ３へ進み、動き検出信号の大きさが所定値未満の場合にはステップＳ２を否定判定してステップＳ４へ進む。

ステップＳ３において、ＣＰＵ２は振れ量Ａを算出してステップＳ４へ進む。ステップＳ４において、ＣＰＵ２は顔認識したか否かを判定する。ＣＰＵ２は、撮像素子３によってスルー画（または動画）として逐次撮像されている画像データの中から、人物の顔を抽出した場合にステップＳ４を肯定判定してステップＳ５へ進み、人物の顔を抽出していない場合にはステップＳ４を否定判定してステップＳ５１へ進む。

ステップＳ５において、ＣＰＵ２は顔が振れているか否かを判定する。ＣＰＵ２は、ステップＳ３で得た振れ量Ａと、実際に撮像素子３上で揺動する「顔部分」の動き（＝振れ量Ｄとする）との和が判定閾値以上の場合、ステップＳ５を肯定判定し、顔振れ有りを判定してステップＳ５１へ進む。ＣＰＵ２は、振れ量Ａと振れ量Ｄとの和が判定閾値未満の場合にはステップＳ５を否定判定し、顔振れ無しを判定してステップＳ５１へ進む。

ステップＳ５１において、ＣＰＵ２は選択している振れ補正モードを判定する。ＣＰＵ２は、第１振れ補正モードを選択している場合にステップＳ５１からステップＳ７Ｂへ進み、第２振れ補正モードを選択している場合にはステップＳ５１からステップＳ７Ａへ進む。

ステップＳ７Ａにおいて、ＣＰＵ２は、振れ量Ａおよび振れ量Ｄの双方による像振れをキャンセルするために必要な制御振れ量Ｃ１を算出してステップＳ８Ａへ進む。ステップＳ８Ａにおいて、ＣＰＵ２はレンズ駆動機構４へ指令を送り、振れ補正光学系７を制御振れ量Ｃ１に応じて駆動させてステップＳ２７Ａへ進む。

ステップＳ７Ｂにおいて、ＣＰＵ２は、振れ量Ａによる像振れをキャンセルするために必要な制御振れ量Ｃ２を算出してステップＳ８Ｂへ進む。ステップＳ８Ｂにおいて、ＣＰＵ２はレンズ駆動機構４へ指令を送り、振れ補正光学系７を制御振れ量Ｃ２に応じて駆動させてステップＳ２７Ａへ進む。

ステップＳ２７Ａにおいて、ＣＰＵ２は「振れ限界」速度に相当するシャッター速度ＴＶを算出してステップＳ２８へ進む。この場合のシャッター速度ＴＶは、電子カメラ１の振れ量Ａと撮像素子３上で揺動する「顔部分」の動き（＝振れ量Ｄ）とに応じて、双方による振れを許容錯乱円の大きさ相当に抑制するための露光時間に対応する。なお、ＴＶの上限は、予め定められているシャッター速度の上限（制御限界）とする。

ステップＳ２８において、ＣＰＵ２は、ステップＳ１で得た制御シャッター速度ＴＶｃがステップＳ２７Ａで得たシャッター速度ＴＶより速いか否かを判定する。ＣＰＵ２は、ＴＶｃがＴＶより高速（同速を含む）の場合にステップＳ２８を肯定判定してステップＳ９へ進み、ＴＶｃがＴＶより低速の場合にはステップＳ２８を否定判定してステップＳ４１へ進む。

ステップＳ４１において、ＣＰＵ２は、制御シャッター速度ＴＶｃをシャッター速度ＴＶに変更（高速化）してステップＳ４２へ進む。ステップＳ４２において、ＣＰＵ２は、シャッター速度を高速側に変更した段数に対応して、撮像感度３のＩＳＯ感度を高めるように信号処理回路９へ指令を送ってステップＳ９へ進む。ＩＳＯ感度（撮像感度）は、撮像素子３に蓄積される電荷の検出感度、もしくは不図示の増幅回路の増幅利得を変化させる被制御量のことである。

ステップＳ９において、ＣＰＵ２は、全押し操作されたか否かを判定する。ＣＰＵ２は、操作部材１１から全押し操作信号（撮影指示）が入力されるとステップＳ９を肯定判定してステップＳ１０へ進み、全押し操作信号（撮影指示）が入力されない場合にはステップＳ９を否定判定し、ステップＳ１３へ進む。

ステップＳ１０において、ＣＰＵ２は、撮影処理を行って図１０による処理を終了する。ステップＳ１３において、ＣＰＵ２は、半押し操作が継続されているか否かを判定する。ＣＰＵ２は、操作部材１１から半押し操作信号が入力されている場合にステップＳ１３を肯定判定してステップＳ１へ戻り、半押し操作信号が入力されていない場合にはステップＳ１３を否定判定し、図１０による処理を終了する。

以上説明した第三の実施形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）第２振れ補正モードは、動いている被写体の撮影に好適な振れ補正モードである。電子カメラ１は、第２振れ補正モードにおいて、電子カメラ１の振れ量Ａと撮像素子３上で揺動する被写体の「顔部分」の動き（＝振れ量Ｄ）とに応じて双方による像振れをキャンセルするように振れ補正光学系７を駆動する（ステップＳ７Ａ、ステップＳ８Ａ）ことに加えて、電子カメラ１の振れ量Ａおよび被写体の「顔部分」の動きに起因する被写体像の振れを許容錯乱円の大きさ相当に抑制するようにシャッター速度を高速化する（ステップＳ４１）。したがって、手ぶれに起因する背景の流れと、人物などの主要被写体の動きに起因する像振れとを光学的に抑制した上で、振れ補正光学系７による光学的な補正のみでは抑えられない背景の流れ、主要被写体のぶれを露光時間の短縮によってさらに抑えることができる。これにより、人物のぶれと背景の流れとの双方を抑える撮影ができる。

（２）第１振れ補正モードは、風景や静物などの撮影に好適な振れ補正モードである。電子カメラ１は、第１振れ補正モードにおいて、電子カメラ１の振れ量Ａに応じて当該振れをキャンセルするように振れ補正光学系７を駆動し（ステップＳ７Ｂ、ステップＳ８Ｂ）、電子カメラ１の振れ量Ａおよび被写体の「顔部分」の動きに起因する被写体像の振れを許容錯乱円の大きさ相当に抑制するようにシャッター速度を高速化する（ステップＳ４１）。したがって、手ぶれに起因する背景の流れを光学的に抑制した上で、振れ補正光学系７による光学的な補正のみでは抑えられない背景の流れ、主要被写体のぶれを露光時間の短縮によってさらに抑えることができる。これにより、主に背景の流れを抑えつつ、人物などの動く被写体にも配慮した撮影ができる。

（３）シャッター速度の変更段数に応じて撮像感度３のＩＳＯ感度をアップさせる（ステップＳ４２）ようにしたので、シャッター速度の高速化に伴って露出アンダーになることが防止される。また、シャッター速度の変更段数に応じて絞りを開く場合と異なり、被写界深度が変わってしまうこともない。

（４）第１振れ補正モードおよび第２振れ補正モードを選択可能に構成したので、撮影目的に応じた振れ補正モードを選ぶことができる。

（変形例３）
第１振れ補正モードおよび第２振れ補正モードを、振れ補正モード切替スイッチ（不図示）からの操作信号（切替指示）に応じて選択する例を説明したが、電子カメラ１が自動的に振れ補正モードを切替える構成としてもよい。たとえば、自動焦点（ＡＦ）検出処理において主要被写体の顔を焦点検出の対象とするＡＦ方式（いわゆる顔認識ＡＦ）が電子カメラ１のＡＦ方式としてセットされた場合、電子カメラ１は第２振れ補正モードを自動的に選択する。これにより、ＡＦ処理時に取得した顔領域の情報が振れ補正処理において共用できる上に、振れ補正モードの切替操作も不要になる。

（変形例４）
また、電子カメラ１の撮影シーンモードが「風景モード」にセットされた場合、電子カメラ１は第１振れ補正モードを自動的に選択するようにしてもよい。この場合にも、振れ補正モードの切替操作を不要にできる。

（変形例５）
シャッター速度の変更段数に応じて撮像感度３のＩＳＯ感度をアップさせる（ステップＳ４２）代わりに、シャッター速度の変更段数に応じて絞りを開いたり、シャッター速度の変更段数に応じてＩＳＯ感度の変更および絞り値の変更の双方を行う構成としてもよい。この場合にも、シャッター速度の高速化に伴って露出アンダーになることが防止される。

（変形例６）
さらに、電子カメラ１に照明装置が内蔵されている場合や外部照明装置が発光可能にされている場合には、シャッター速度の変更段数に応じた明るさの照明光を撮影時に発するように、これら照明装置へ発光指示を送出する構成としてもよい。

（変形例７）
シャッター速度の高速化処理（ステップＳ２７Ａ、ステップＳ２８、ステップＳ４１およびステップＳ４２）を、振れ補正光学系７の駆動（ステップＳ７Ａ、ステップＳ８Ａ、ステップＳ７Ｂ、およびステップＳ８Ｂ）前に行ってもよい。

以上説明した第一の実施形態〜第三の実施形態、および各変形例では、実際に撮像素子３上で揺動する被写体像の動き（振れ量Ｄ）を「顔部分」の動きとして検出する例を説明したが、必ずしも「顔部分」を用いて動き検出をしなくてもよい。たとえば、帽子の赤色など、画像の中から特定の色領域を抽出し、この抽出領域を動き検出に用いるとよい。

電子カメラ１の撮影レンズは、カメラ本体に固定するように構成しても、交換可能に構成してもよい。また、電子カメラ１は一眼レフタイプであっても、一眼レフタイプでなくてもよい。

本発明の第一の実施形態による電子カメラの構成を説明するブロック図である。 振れ抑制時にＣＰＵが行う処理の流れを説明するフローチャートである。 (a)〜(c)は振れセンサからの動き検出信号に基づく振れ量Ａを説明する図である。 (a)〜(c)は撮像素子上で揺動する像の動きに基づく振れ量Ｄを説明する図である。 (a)〜(c)は撮像素子上で揺動する像の動きに基づく振れ量Ｄを説明する図である。 (a),(b)は振れ量Ａと振れ量Ｄとの和を説明する図である。 第二の実施形態による振れ抑制時にＣＰＵが行う処理の流れを説明するフローチャートである。 変形例１による振れ抑制時にＣＰＵが行う処理の流れを説明するフローチャートである。 変形例２による振れ抑制時にＣＰＵが行う処理の流れを説明するフローチャートである。 第三の実施形態による振れ抑制時にＣＰＵが行う処理の流れを説明するフローチャートである。

符号の説明

１…電子カメラ
２…ＣＰＵ
３…撮像素子
５…振れセンサ
６…レンズ群
７…振れ補正光学系
８…シャッター
９…信号処理回路
１１…操作部材
１２…三脚検出機構
Ａｘ…光軸

Claims (13)

1. 被写体像を撮像して画像信号を出力する撮像素子と、
   前記撮像素子上に結像される被写体像の振れによって生じる前記画像信号の変化を検出する像振れ検出手段と、
   カメラの動きを検出し、動き検出信号を出力する動き検出手段と、
   前記動き検出手段による動き検出値および前記像振れ検出手段による像振れ検出値の少なくとも一方に応じて、前記被写体像の振れを光学的に補正する振れ補正手段とを備えることを特徴とする電子カメラ。
2. 請求項１に記載の電子カメラにおいて、
   前記振れ補正手段は、撮像光学系の光路上に配設されている振れ補正光学部材と、前記撮像素子上に結像される被写体像の位置をシフトさせるように前記振れ補正光学部材を駆動する駆動手段とを含むことを特徴とする電子カメラ。
3. 請求項１または２に記載の電子カメラにおいて、
   前記振れ補正手段は、指示に応じて、前記動き検出値および前記像振れ検出値の双方に応じて前記光学的な補正を行う第１の制御、前記動き検出値に応じて前記光学的な補正を行う第２の制御、および前記像振れ検出値に応じて前記光学的な補正を行う第３の制御のいずれか一つの制御で動作することを特徴とする電子カメラ。
4. 被写体像を撮像して画像信号を出力する撮像素子と、
   前記撮像素子上に結像される被写体像の振れによって生じる前記画像信号の変化を検出する像振れ検出手段と、
   カメラの動きを検出し、動き検出信号を出力する動き検出手段と、
   前記動き検出手段による動き検出値および前記像振れ検出手段による像振れ検出値に応じて、前記撮像素子上の被写体像の振れ幅を演算する演算手段と、
   前記演算手段による演算値に応じてシャッタ速度を制御する撮影制御手段とを備えることを特徴とする電子カメラ。
5. 請求項４に記載の電子カメラにおいて、
   前記撮影制御手段は、前記撮像素子上における露光中の被写体像の振れ幅を所定範囲内にするようにシャッタ速度を制御することを特徴とする電子カメラ。
6. 請求項５に記載の電子カメラにおいて、
   前記撮影制御手段はさらに、前記撮像素子上における露光中の被写体像の振れ幅を所定範囲内にするように撮像感度を制御することを特徴とする電子カメラ。
7. 請求項４〜請求項６のいずれか一項に記載の電子カメラにおいて、
   前記演算手段は、前記動き検出値および前記像振れ検出値の双方に応じて前記被写体像の振れ幅を演算する第１の演算、前記動き検出値に応じて前記被写体像の振れ幅を演算する第２の演算、および前記像振れ検出値に応じて前記被写体像の振れ幅を演算する第３の演算のいずれか一つを指示に応じて選択し、
   前記撮影制御手段は、前記選択された演算結果に応じて前記シャッタ速度を制御することを特徴とする電子カメラ。
8. 請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の電子カメラにおいて、
   前記像振れ検出手段は、時間的に離間した異なるフレーム間の画像信号の変化を検出することを特徴とする電子カメラ。
9. 請求項８に記載の電子カメラにおいて、
   前記像振れ検出手段は、前記被写体像のうち顔部分についての画像信号の変化を検出することを特徴とする電子カメラ。
10. 被写体像を撮像して画像信号を出力する撮像素子と、
    前記撮像素子上に結像される被写体像の振れによって生じる前記画像信号の変化を検出する像振れ検出手段と、
    カメラの動きを検出し、動き検出信号を出力する動き検出手段と、
    前記動き検出手段による動き検出値、および前記像振れ検出手段による像振れ検出値のうち、少なくとも前記動き検出値に基づいて前記被写体像の振れを光学的に補正する振れ補正手段と、
    前記動き検出手段による動き検出値、および前記像振れ検出手段による像振れ検出値に基づいてシャッタ速度を制御する撮影制御手段とを備えることを特徴とする電子カメラ。
11. 請求項１０に記載の電子カメラにおいて、
    前記撮影制御手段は、前記振れ補正手段が前記被写体像の振れを補正している状態で前記シャッタ速度を制御することを特徴とする電子カメラ。
12. 請求項１０または１１に記載の電子カメラにおいて、
    前記振れ補正手段は、風景撮影時に前記動き検出手段による動き検出値に基づいて前記被写体像の振れを補正することを特徴とする電子カメラ。
13. 請求項１０または１１に記載の電子カメラにおいて、
    前記振れ補正手段は、人物撮影時に前記動き検出手段による動き検出値、および前記像振れ検出手段による像振れ検出値に基づいて前記被写体像の振れを補正することを特徴とする電子カメラ。

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