JP2010200278A - カメラ - Google Patents

Abstract

【課題】レンズズーム中に生じる芯ズレにより、画像に像ゆれ等が発生することを防ぐ。
【解決手段】カメラは、被写体像を撮像素子６へ導く、ズーム可能な結像光学系２と、カメラのブレを検出するブレ検出手段１４Ｘ、１４Ｙと、ブレ検出手段１４Ｘ、１４Ｙにより検出されたブレに基づいて、光軸に直交する方向の結像光学系２と撮像素子６との相対位置を変更して撮像素子６上での像ブレを補正するブレ補正部材１５１と、結像光学系２のズーム位置を検出する位置検出手段２０と、位置検出手段２０により検出されたズーム位置に対応する結像光学系２の芯ズレ量を、ブレ補正部材１５１を用いて補正させる補正制御手段７とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、ブレ補正機能を有するカメラに関する。

従来から、初期化動作として、補正機構を可動ストロークの中央へセンタリングする手ブレ補正装置が知られている（たとえば特許文献１）。

特開平４−９５９３３号公報

しかしながら、撮像素子の取り付け位置の誤差や経時的位置ズレ、レンズズーム時における鏡筒のガタ量の変化等により、レンズズーム中に画像中心がズレる現象、いわゆる芯ズレが生じる。その結果、画像に像ゆれや像ズレ等が発生しユーザに違和感を与えるという問題がある。

請求項１に記載の発明によるカメラは、被写体像を撮像素子へ導く、ズーム可能な結像光学系と、カメラのブレを検出するブレ検出手段と、ブレ検出手段により検出されたブレに基づいて、光軸に直交する方向の結像光学系と撮像素子との相対位置を変更して撮像素子上での像ブレを補正するブレ補正部材と、結像光学系のズーム位置を検出する位置検出手段と、位置検出手段により検出されたズーム位置に対応する結像光学系の芯ズレ量を、ブレ補正部材を用いて補正させる補正制御手段とを備えることを特徴とする。
請求項１３に記載の発明によるカメラは、被写体像を撮像し、画像信号を出力する撮像素子と、被写体像を撮像素子へ導く、ズーム可能な結像光学系と、カメラのブレを検出するブレ検出手段と、ブレ検出手段により検出されたブレに基づいて、撮像素子から出力された画像信号の切り出し範囲を変更して撮像素子上での像ブレを補正するブレ補正手段と、結像光学系のズーム位置を検出する位置検出手段と、位置検出手段により検出されたズーム位置に対応する結像光学系の芯ズレ量を、ブレ補正手段を用いて補正させる補正制御手段とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、結像光学系の芯ズレ量を、ブレ補正部材を用いて補正できる。
また、本発明によれば、結像光学系の芯ズレ量を、ブレ補正手段を用いて補正できる。

実施の形態によるカメラの外観図 実施の形態によるカメラの要部構成を説明するブロック図 芯ズレを説明する図 シフトレンズの駆動範囲を説明する図 実施の形態のカメラにおけるズーミング撮影時の動作を説明するフローチャート 第１の実施の形態のカメラにおけるズーミング撮影時の動作を説明するフローチャート 第１の実施の形態のカメラにおけるズーミング撮影時の動作を説明するフローチャート 電子式防振処理を説明する概念図 第２の実施の形態のカメラにおけるズーミング撮影時の動作を説明するフローチャート 第２の実施の形態のカメラにおけるズーミング撮影時の動作を説明するフローチャート

―第1の実施の形態―
図面を用いて、本発明の第１の実施の形態によるカメラについて説明する。
図１（ａ）に示すように、カメラ本体１には撮影レンズ２、レリーズボタン３、電源ボタン４、静止画撮影や動画撮影等の撮影モードの設定操作を行うモードダイヤル５が設けられている。図１（ｂ）に示すように、カメラ本体１の背面には液晶モニタ１７、および操作ボタン１８が設けられている。操作ボタン１８は、撮影画像の拡大率の変更操作をするためのズームボタン１８１、およびユーザがカメラの機能に関して各種の設定をするための操作ボタン１８２等を有する。ズームボタン１８１が操作されると、ズームスイッチ１８１ａ（図２）から各種の操作信号が出力される。ズームスイッチ１８１ａは、たとえば異なる操作信号を択一的に出力するシーソースイッチとして構成され、操作内容に応じて右長押し操作信号、および左長押し操作信号が出力される。

撮影レンズ２には、ズームレンズ２ａ、その他の結像レンズ２ｂ、ズームエンコーダ２０、レンズ駆動回路２１および後述するブレ補正装置１５（図２）が内蔵されている。ズームレンズ２ａは、後述する制御回路７（図２）からの指示に基づいて、レンズ駆動回路２１により光軸方向に移動する。このズームレンズ２ａの移動により撮影レンズ２の焦点距離が変化する。ズームエンコーダ２０は、ズームレンズ２ａの位置を検出して、位置信号を制御回路７へ出力する。

図２は実施の形態のカメラの回路構成を示すブロック図である。カメラは、半押しスイッチ３ａ、全押しスイッチ３ｂ、電源スイッチ４ａ、撮像素子６、制御回路７、ＳＤＲＡＭ８、フラッシュメモリ９、メモリカードインタフェース１１、ブレ検出センサ１４Ｘ、１４Ｙ、ブレ補正装置１５、不揮発性メモリである内部メモリ１６、液晶モニタ１７、操作スイッチ１８ａ、およびズームエンコーダ２０を備える。

撮像素子６は、複数の光電変換素子を備えたＣＣＤやＣＭＯＳイメージセンサによって構成される。撮像素子６は、撮像面上に結像されている被写体像を撮像し、被写体像に応じた光電変換信号（画像信号）を制御回路７へ出力する。

制御回路７は、制御プログラムに基づいて、カメラを構成する各部から入力される信号を用いて所定の演算を行い、カメラの各部に対する制御信号を送出して、撮影動作を制御する。制御プログラムは、制御回路７内の不図示の不揮発性メモリに格納されている。制御回路７は、撮像素子６から入力した画像信号をデジタル画像信号に変換し、そのデジタル画像信号に対して種々の画像処理を施して画像データを生成する。そして、制御回路７は生成された画像データに対してＪＰＥＧなどの所定の方式により圧縮処理を行い、ＥＸＩＦなどの形式でメモリカード１２へ記録する。

レンズ駆動回路２１は、制御回路７から出力されるズーム調節信号に基づいて、ズームレンズ２ａを光軸方向（テレ側もしくはワイド側）へ進退駆動する。制御回路７は、ズームボタン１８１の右長押し操作によりズームアップ信号をレンズ駆動回路２１へ送り、ズームボタン１８１の左長押し操作によりズームダウン信号をレンズ駆動回路２１へ送る。この結果、画像の拡大縮小が可能となる（光学ズーム）。

ＳＤＲＡＭ８は、画像処理、画像圧縮処理および表示用画像データ作成処理の途中や処理後のデータを一時的に格納するために使用される。表示用画像データは、撮像素子６からの出力に基づいて、制御回路７が生成した画像データ、もしくはメモリカード１２に記録されている画像データに基づいて、制御回路７により生成される。生成された表示用画像データは、制御回路７によりＳＤＲＡＭ８に格納される。フラッシュメモリ９は、たとえば制御回路７が演算を行なうための各種の処理プログラムが記憶された不揮発性メモリである。

内部メモリ１６には、撮像素子の取り付け位置の誤差や、撮影レンズ２のズーム駆動時における鏡筒のガタ量の変化等により、撮影レンズ２のズーム中に画像中心がズレる芯ズレを補正するための補正データが予め記録されている。図３に示すように、芯ズレが生じると、ズームレンズ２ａがＴｅｌｅ側にある場合の画像中心Ｌｔ（ｘ１，ｙ１）とＷｉｄｅ側にある場合の画像中心Ｌｗ（ｘ２，ｙ２）との間に、芯ズレ量ΔＬ（＝Ｌｗ（ｘ２，ｙ２）−Ｌｔ（ｘ１，ｙ１））分のズレが生じる。補正データは、動画撮影時やズーミングを行いながら撮影された複数枚の静止画を多重露光的に合成して一枚の静止画像を得る露光間ズーミング撮影時、スルー画表示中のズーミング操作時、ズーミングしながら撮影を行うとき（以降、これらをまとめて「ズーミング撮影」と称する）に上記の芯ズレにより発生する撮影画像の揺らぎを補正するために用いられる。補正データには、撮影レンズ２をズーム駆動させた場合のズームレンズ２ａの位置（たとえば６箇所）と、ズームレンズ２ａの位置Ｐ１〜Ｐ６における芯ズレ量ΔＬ１〜ΔＬ６とがそれぞれ対応付けされている。この補正データは、たとえばカメラの製造工程における精度調整等の機会に、ズームレンズ２ａをＷｉｄｅ側からＴｅｌｅ側へ駆動させながら、芯ズレ量を実測して記録される。

制御回路７は、ＬＣＤ駆動回路１７１を介して液晶モニタ１７を駆動し、液晶モニタ１７に画像を表示する。また、液晶モニタ１７には、デジタルカメラの各種設定メニュー画面などが表示される。

メモリカードインタフェース１１は、メモリカード１２が着脱可能なインタフェースである。メモリカードインタフェース１１は、制御回路７の制御に基づいて、画像データをメモリカード１２に書き込んだり、メモリカード１２に記録されている画像データを読み出すインタフェース回路である。メモリカード１２はコンパクトフラッシュ（登録商標）やＳＤカードなどの半導体メモリカードである。

ブレ検出センサ１４Ｘおよび１４Ｙは、たとえば角速度センサ、ジャイロセンサなどで構成され、撮影時にカメラ本体１に発生するブレをピッチングとヨーイングに分解して検出する。ブレ検出センサ１４Ｘ、１４Ｙで検出されたピッチングとヨーイングを表すブレ量信号は制御回路７に出力される。制御回路７は、入力したブレ量信号に基づいて後述するブレ補正装置１５を駆動してブレ補正を行う。

ブレ補正装置１５は、シフトレンズ１５１、アクチュエータ１５３Ｘおよび１５３Ｙ、および位置検出センサ１５４Ｘおよび１５４Ｙを備える。なお、図２においては、シフトレンズ１５１、アクチュエータ１５３Ｘおよび１５３Ｙ、および位置検出センサ１５４Ｘおよび１５４Ｙの位置関係を便宜的に示している。

シフトレンズ１５１は、図４に示すように、アクチュエータ１５３Ｘおよび１５３Ｙにより撮像素子６の撮像面と平行な面内、すなわち光軸に直交する平面内で、図４に符号Ａで示す移動制限部材の内壁面で規定される範囲内で移動可能となるように設けられる。図４においては、シフトレンズ１５１が移動範囲の中央に位置している状態を示す。

アクチュエータ１５３Ｘ、１５３Ｙは、たとえば、コイル、磁石、およびヨークを有するボイスコイルモータである。アクチュエータ１５３Ｘ、１５３Ｙは、制御回路７により供給される電力に応じて駆動力を発生して、シフトレンズ１５１を移動させる。その結果、シフトレンズ１５１および撮像素子６における被写体光の光軸と直交する方向の相対位置が変化して、撮影レンズ２を通過した被写体光がブレを打ち消す方向に屈折される。

位置検出センサ１５４Ｘ、１５４Ｙは、たとえば、磁石および磁気検出素子を有する磁気センサであり、シフトレンズ１５１の位置に応じた電圧を制御回路７へ出力する。制御回路７は、位置検出センサ１５４Ｘ、１５４Ｙから入力した電圧の値に基づいて、シフトレンズ１５１の位置を検出する。なお、電圧値とシフトレンズ１５１の位置とは、予め対応付けられて、所定の記憶領域に記憶されているものとする。

以下、本発明によるカメラのズーミング撮影における撮影動作について説明する。ズーミング撮影時において撮影レンズ２がズーム駆動している場合、制御回路７は、ブレ補正装置１５を用いて、カメラ本体１のブレに伴う像ブレを補正するとともに、上述した撮影レンズ２の芯ズレを補正する。カメラは、像ブレの補正を優先する第１モードと、芯ズレの補正を優先する第２モードとを備えている。ユーザは、操作ボタン１８２を操作して、第１モードと第２モードとを切替えて選択することができる。なお、第１モードと第２モードとの切り替えは、像ブレ補正動作を行う前であれば、撮影途中に切り替えてもよい。

１．第１モード
第１モードにおいては、制御回路７は、シフトレンズ１５１の全移動範囲のうち、像ブレ補正に使用しない移動範囲においてもシフトレンズ１５１を駆動させて、撮影レンズ２のズーム駆動に伴う芯ズレを補正する。以下具体的に説明する。制御回路７は、ズームスイッチ１８１ａからズームアップ信号またはズームダウン信号（以下、ズーム指示信号）を入力すると、ズームエンコーダ２０から入力した位置信号に基づいてズームレンズ２ａの位置を検出する。そして、制御回路７は、内部メモリ１６に記録された補正データを参照して、検出したズームレンズ２ａの位置に対応する撮影レンズ２の芯ズレ補量ΔＬを読み出す。このとき、制御回路７は、検出されたズームレンズ２ａの位置が、たとえばＰ１とＰ２の中間である場合には、芯ズレ量ΔＬ１とΔＬ２とに基づいて、補間等により芯ズレ量ΔＬｈを算出する。そして、制御回路７は、読み出した芯ズレ量ΔＬを、芯ズレ補正する際のシフトレンズ１５１の移動量である芯ズレ補正量ΔＬｈに換算する。

制御回路７は、ブレ検出センサ１４Ｘ、１４Ｙから入力したブレ量信号に基づいて、ブレ量に応じた像ブレ補正量Ｖを算出する。芯ズレ補正量ΔＬｈおよび像ブレ補正量Ｖを算出すると、制御回路７は、シフトレンズ１５１の全移動可能量Ｍのうち像ブレ補正で使用しない補正余裕量Ｋ１を、以下の式（１）により算出する。
Ｋ１＝Ｍ−Ｖ ・・・（１）

次に、制御回路７は、補正余裕量Ｋ１の範囲でシフトレンズ１５１を移動させることにより、芯ズレ補正量ΔＬｈに相当する芯ズレが全て補正可能か否かを判定する。すなわち、制御回路７は、（２）の関係が成り立つ場合は、シフトレンズ１５１の駆動により芯ズレが全て補正できると判断し、式（３）を用いてシフトレンズ１５１の全補正量Ｚを算出する。
Ｋ１≧ΔＬｈ ・・・（２）
Ｚ＝Ｖ＋ΔＬｈ ・・・（３）

上記（２）の関係が成り立たない場合、すなわちＫ１＜ΔＬｈの場合、制御回路７は、補正余裕量Ｋ１の範囲でシフトレンズ１５１を移動させても全ての芯ズレが補正できないものと判断し、シフトレンズ１５１の全補正量Ｚを、式（４）を用いて算出する。すなわち、制御回路７は、シフトレンズ１５１を全移動可能量Ｍで移動させる。
Ｚ＝Ｖ＋Ｋ１＝Ｍ ・・・（４）

制御回路７は、上記のようにして算出した全補正量Ｚに対応する電力をアクチュエータ１５３Ｘ、１５３Ｙに供給することによりシフトレンズ１５１を移動させる。

２．第２モード
第２モードにおいては、制御回路７は、シフトレンズ１５１の全移動範囲のうち、撮影レンズ２のズーム駆動に伴う芯ズレの補正に使用しない移動範囲においてシフトレンズ１５１を移動させて、カメラ１のブレによる像ブレを補正する。制御回路７は、第１モードの場合と同様にして、芯ズレ補正量ΔＬｈおよび像ブレ補正量Ｖを算出する。そして、制御回路７は、シフトレンズ１５１の全移動可能量Ｍのうち芯ズレ補正で使用しない補正余裕量Ｋ２を、以下の式（５）により算出する。
Ｋ２＝Ｍ−ΔＬｈ ・・・（５）

次に、制御回路７は、補正余裕量Ｋ２の範囲でシフトレンズ１５１を移動させることにより、像ブレ補正量Ｖに相当する像ブレが全て補正可能か否かを判定する。すなわち、制御回路７は、（６）の関係が成り立つ場合は、シフトレンズ１５１の移動により像ブレが全て補正できると判断し、式（７）を用いてシフトレンズ１５１の全補正量Ｚを算出する。
Ｋ２≧Ｖ ・・・（６）
Ｚ＝ΔＬｈ＋Ｖ ・・・（７）

上記（６）の関係が成り立たない場合、制御回路７は、補正余裕量Ｋ２の範囲でシフトレンズ１５１を移動させても全ての像ブレが補正できないものと判断し、シフトレンズ１５１の全補正量Ｚを、式（８）を用いて算出する。すなわち、制御回路７は、シフトレンズ１５１を全移動可能量Ｍで移動させる。
Ｚ＝ΔＬｈ＋Ｋ２＝Ｍ ・・・（８）

制御回路７は、上記の式（７）または（８）により算出された全補正量Ｚに対応する電力をアクチュエータ１５３Ｘ、１５３Ｙに供給することによりシフトレンズ１５１を移動させる。

図５〜図７に示すフローチャートを参照して、第１の実施の形態のカメラのズーミング撮影時における像ブレおよび芯ズレ補正動作について説明する。図５〜図７の処理は制御回路７でプログラムを実行して行われる。このプログラムは、メモリ（不図示）に格納されており、ズーミング撮影時にズームスイッチ１８１ａからズーム指示信号が入力されると起動される。

ステップＳ１においては、第１モードが設定されているか否かを判定する。第１モードが設定されている場合は、ステップＳ１が肯定判定されてステップＳ２へ進む。ステップＳ２においては、第１モードにおける像ブレ補正および芯ズレ補正を行って処理を終了する。なお、第１モードにおける処理については、図６を用いて後で詳細に説明する。第２モードが設定されている場合は、ステップＳ１が否定判定されてステップＳ３に進む。ステップＳ３においては、第２モードにおける像ブレ補正および芯ズレ補正を行って処理を終了する。なお、第２モードにおける処理については、図７を用いて後述する。

図６を用いて、第１モードにおける補正処理を説明する。ステップＳ１０１においては、ズームエンコーダ２０からの位置信号に基づいて、ズームレンズ２ａの位置を検出してステップＳ１０２へ進む。ステップＳ１０２においては、内部メモリ１６に記録された補正データを参照して、ステップＳ１０１で検出したズームレンズ２ａの位置に対応する芯ズレ補正量ΔＬｈを算出してステップＳ１０３へ進む。

ステップＳ１０３においては、ブレ検出センサ１４Ｘ、１４Ｙから入力したブレ量信号に基づいて、カメラ本体１のブレの量を検出してステップＳ１０４へ進む。ステップＳ１０４においては、ステップＳ１０３で検出したカメラ本体１のブレを補正するための像ブレ補正量Ｖを算出する。そして、上述した式（１）を用いて補正余裕量Ｋ１を算出してステップＳ１０５へ進む。

ステップＳ１０５においては、算出した補正余裕量Ｋ１が芯ズレ補正量ΔＬｈ以上であるか否かを判定する。補正余裕量Ｋ１が芯ズレ補正量ΔＬｈ以上の場合、ステップＳ１０５が肯定判定されてステップＳ１０６へ進む。ステップＳ１０６においては、上述した式（３）を用いて、像ブレ補正量Ｖに芯ズレ補正量ΔＬｈを加算した量を全補正量Ｚとして算出し、後述するステップＳ１０８へ進む。

算出した補正余裕量Ｋ１が芯ズレ補正量ΔＬｈ未満の場合は、ステップＳ１０５が否定判定されてステップＳ１０７へ進む。ステップＳ１０７においては、上述した式（４）を用いて、像ブレ補正量Ｖに補正余裕量Ｋ１を加算した量、すなわち全移動可能量Ｍを全補正量Ｚとして算出してステップＳ１０８へ進む。

ステップＳ１０８においては、ステップＳ１０６もしくはステップＳ１０７で算出した全補正量Ｚに対応する電力をアクチュエータ１５３Ｘ、１５３Ｙに供給して、シフトレンズ１５１を移動させてステップＳ１０９へ進む。ステップＳ１０９においては、ズームレンズ２ａのズーム駆動が継続しているか否かを判定する。ズームスイッチ１８１ａからズームアップ信号またはズームダウン信号を入力している場合は、ステップＳ１０９が肯定判定されてステップＳ１０１へ戻る。ズームスイッチ１８１ａからズームアップ信号またはズームダウン信号を入力しない場合は、ステップＳ１０９が否定判定されて、図１のステップＳ２へ戻る。

次に、ステップＳ３における第２モードによる処理について図７を用いて説明する。ステップＳ２０１においては、図６のステップＳ１０１と同様にして、ズームレンズ２ａの位置を検出してステップＳ２０２へ進む。ステップＳ２０２においては、補正データを参照して、ステップＳ２０１で検出したズームレンズ２ａの位置に対応する新ズレ補正量ΔＬｈを算出する。そして、上述した式（５）を用いて補正余裕量Ｋ２を算出してステップＳ２０３へ進む。

ステップＳ２０３においては、ステップＳ１０３と同様にしてカメラ本体１のブレ量を検出してステップＳ２０４へ進む。ステップＳ２０４においては、検出したブレ量に基づいて、像ブレ補正量Ｖを算出してステップＳ２０５へ進む。

ステップＳ２０５においては、算出した補正余裕量Ｋ２が像ブレ補正量Ｖ以上であるか否かを判定する。補正余裕量Ｋ２が像ブレ補正量Ｖ以上の場合、ステップＳ２０５が肯定判定されてステップＳ２０６へ進む。ステップＳ２０６においては、上述した式（７）を用いて、芯ズレ補正量ΔＬｈに像ブレ補正量Ｖを加算した量を全補正量Ｚとして算出し、ステップＳ２０８へ進む。

算出した補正余裕量Ｋ２が像ブレ補正量Ｖ未満の場合は、ステップＳ２０５が否定判定されてステップＳ２０７へ進む。ステップＳ２０７においては、上述した式（８）を用いて、芯ズレ補正量ΔＬｈに補正余裕量Ｋ２を加算した量、すなわち全移動可能量Ｍを全補正量Ｚとして算出してステップＳ２０８へ進む。ステップＳ２０８（ブレ補正機構の駆動）およびステップＳ２０９（ズーム駆動継続判定）の各処理は、図６のステップＳ１０８（ブレ補正機構の駆動）およびステップＳ１０９（ズーム駆動継続判定）の各処理と同様である。

以上で説明した第１の実施の形態のカメラによれば、以下の作用効果が得られる。
（１）制御回路７は、ズーミング撮影中に撮影レンズ２がズーム駆動された場合、ズームエンコーダ２０で検出したズームレンズ２ａの位置に対応する芯ズレ量ΔＬを、シフトレンズ１５１を用いて補正するようにした。その結果、シフトレンズ１５１の移動により、撮影レンズ２の芯ズレを補正することができるので、ズーム駆動中に撮影される動画像、または露光間ズーミング撮影により得られた静止画像において、芯ズレによる像の揺れや像のズレの発生を抑制することができる。

（２）第１モードにおいては、制御回路７は、読み出した芯ズレ量ΔＬをシフトレンズ１５１の移動により補正するための芯ズレ補正量ΔＬｈに換算し、芯ズレ補正量ΔＬｈを像ブレ補正量Ｖに加算して全補正量Ｚを算出するようにした。したがって、シフトレンズ１５１を移動させることにより、像ブレ補正を優先しながら芯ズレを補正するので、ズーム駆動中に撮影される動画像、または露光間ズーミング撮影により得られた静止画像において像ブレと芯ズレの双方が補正可能となり、画像の画質を向上させることができる。

（３）ズーミング撮影時に第１モードが選択されている場合、制御回路７は、補正余裕量Ｋ１が芯ズレ補正量ΔＬｈ以上の場合は、像ブレ補正量Ｖに芯ズレ補正量ΔＬｈを加算して、シフトレンズ１５１の全補正量Ｚを算出し、補正余裕量Ｋ１が芯ズレ補正量ΔＬｈ未満の場合は、像ブレ補正量Ｖに補正余裕量Ｋ１を加算して全補正量Ｚを算出するようにした。すなわち、シフトレンズ１５１の全移動可能範囲のうち、像ブレを補正するための移動範囲以外の領域を、芯ズレを補正するための領域として用いるようにした。したがって、像ブレの補正のためのシフトレンズ１５１の移動量を確保した状態で、芯ズレを補正するので、芯ズレ補正に伴う像ブレ補正の精度の低下を防止できる。

（４）第２モードにおいては、制御回路７は、芯ズレ補正量ΔＬｈに像ブレ補正量Ｖを加算して全補正量Ｚを算出するようにした。したがって、シフトレンズ１５１を移動させることにより、芯ズレ補正を優先しながら像ブレを補正するので、ズーム駆動中に撮影される動画像、または露光間ズーミング撮影により得られた静止画像において像ブレと芯ズレの双方が補正可能となり、画像の画質を向上させることができる。

（５）第２モードにおいては、制御回路７は、補正余裕量Ｋ２が像ブレ補正量Ｖ以上の場合は、芯ズレ補正量ΔＬｈに像ブレ補正量Ｖを加算して全補正量Ｚを算出し、補正余裕量Ｋ２が像ブレ補正量Ｖ未満の場合は、芯ズレ補正量ΔＬｈに補正余裕量Ｋ２を加算して全補正量Ｚを算出するようにした。すなわち、シフトレンズ１５１の全移動可能範囲のうち、芯ズレを補正するための移動範囲以外の領域を、像ブレを補正するための領域として用いるようにした。したがって、三脚等を使用して撮影する時のように、カメラ本体１のブレによる影響が少ないような場合には、撮影レンズ２ａのズーム駆動に伴う芯ズレ補正を優先することができるので、画像の揺らぎの発生を確実に抑制して、画質を向上できる。

―第２の実施の形態―
本発明の第２の実施の形態によるカメラについて説明する。以下の説明では、第１の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第１の実施の形態と同じである。本実施の形態では、電子式防振処理を更に備える点が第１の実施の形態と異なる。

ズーミング撮影時に、制御回路７は、図８（ａ）に示すように撮像素子６の全画素（たとえば１２００万画素）のうち、破線で囲った所定領域Ｒ（たとえば９００万画素）からの画像信号を用いて画像データを生成する。そして、図８（ｂ）に示すように、カメラ本体１のブレ量に応じて、制御回路７は、所定領域Ｒを移動させて電子式防振処理により像ブレを補正する。第２の実施の形態においては、ズーミング撮影時に撮影レンズ２がズーム駆動されると、制御回路７は、ブレ補正装置１５と電子式防振処理とを併用して像ブレおよび芯ズレを補正する。以下、第１モード（像ブレ補正優先）が選択された場合と第２モード（芯ズレ補正優先）が選択された場合とに分けて説明する。

１．第１モード
制御回路７は、第１の実施の形態の場合と同様にして、像ブレ補正量Ｖ、芯ズレ補正量ΔＬｈおよび補正余裕量Ｋ１を算出する。そして、上述した（２）の関係（Ｋ１≧ΔＬｈ）が成立する場合には、制御回路７は、上述した式（３）を用いてシフトレンズ１５１の全補正量Ｚ（＝Ｖ＋ΔＬｈ）を算出する。（２）の関係が成立しない場合、制御回路７は、上記の式（４）を用いてシフトレンズ１５１の全補正量Ｚ（＝Ｖ＋Ｋ１＝Ｍ）を算出する。

制御回路７は、シフトレンズ１５１の移動では補正しきれない芯ズレ補正量ΔＬｈを、電子式防振処理により補正するための電子補正量Ｄ１、すなわち所定領域Ｒの移動量を、以下の式（９）を用いて算出する。
Ｄ１＝ΔＬｈ−Ｋ１ ・・・（９）

制御回路７は、上記のようにして算出した全補正量Ｚに対応する電力をアクチュエータ１５３Ｘ、１５３Ｙに供給することによりシフトレンズ１５１を移動させる。さらに、制御回路７は、撮像素子６上において、中心から式（９）により算出した電子補正量Ｄ１に相当する量だけオフセットした位置を中心として、所定領域Ｒを設定する。

２．第２モード
制御回路７は、第１の実施の形態の場合と同様にして、像ブレ補正量Ｖ、芯ズレ補正量ΔＬｈおよび補正余裕量Ｋ２を算出する。そして、上述した（６）の関係（Ｋ２≧Ｖ）が成立する場合には、制御回路７は、上述した式（７）を用いてシフトレンズ１５１の全補正量Ｚ（＝ΔＬｈ＋Ｖ）を算出する。（６）の関係が成立しない場合、制御回路７は、上記の式（８）を用いてシフトレンズ１５１の全補正量Ｚ（＝ΔＬｈ＋Ｋ２＝Ｍ）を算出する。

制御回路７は、シフトレンズ１５１の移動では補正しきれない像ブレ補正量Ｖを、電子式防振処理により補正するための電子補正量Ｄ２、すなわち所定領域Ｒの移動量を、以下の式（１０）を用いて算出する。
Ｄ２＝Ｖ−Ｋ２ ・・・（１０）

制御回路７は、上記のようにして算出した全補正量Ｚに対応する電力をアクチュエータ１５３Ｘ、１５３Ｙに供給することによりシフトレンズ１５１を移動させる。さらに、制御回路７は、撮像素子６上において、中心から式（９）により算出した電子補正量Ｄ２に相当する量だけオフセットした位置を中心として、所定領域Ｒを設定する。

図９、図１０に示すフローチャートを参照して、第２の実施の形態のカメラのズーミング撮影時における第１モードおよび第２モードでの像ブレおよび芯ズレ補正動作について説明する。図９のフローチャートは、図５のステップＳ２における処理（第１モード）を示すものである。

図９のステップＳ３０１（ズーム位置検出）からステップＳ３０６（全補正量算出）までの各処理は、図６のステップＳ１０１（ズーム位置検出）からステップＳ１０６（全補正量算出）までの各処理と同様である。ステップＳ３０７においては、ステップＳ３０６で算出した全補正量Ｚ（＝Ｖ＋ΔＬｈ）に対応する電力をアクチュエータ１５３Ｘ、１５３Ｙに供給して、シフトレンズ１５１を移動させてステップＳ３１２へ進む。

ステップＳ３０５（補正余裕量Ｋ１≧芯ズレ補正量ΔＬｈ判定）が否定されるとステップＳ３０８へ進み、図６のステップＳ１０７と同様にして、全補正量Ｚ（＝Ｖ＋Ｋ１＝Ｍ）を算出してステップＳ３０９へ進む。ステップＳ３０９においては、上述した式（９）を用いて、電子補正量Ｄ１を算出してステップＳ３１０へ進む。

ステップＳ３１０においては、ステップＳ３０８で算出した全補正量Ｚに対応する電力をアクチュエータ１５３Ｘ、１５３Ｙに供給して、シフトレンズ１５１を移動させてステップＳ３１１へ進む。ステップＳ３１１においては、ステップＳ３０９で算出した電子補正量Ｄ１に相当する量だけオフセットした位置を中心として、撮像素子６上に所定領域Ｒを設定してステップＳ３１２へ進む。ステップＳ３１２においては、ズームレンズ２ａのズーム駆動が継続しているか否かを判定する。ズームスイッチ１８１ａからズームアップ信号またはズームダウン信号を入力している場合は、ステップＳ３１２が肯定判定されてステップＳ３０１へ戻る。ズームスイッチ１８１ａからズームアップ信号またはズームダウン信号を入力しない場合は、ステップＳ３１２が否定判定されて、図１のステップＳ２へ戻る。

次に、図１０を用いて、第２モードの処理を説明する。図１０のフローチャートは、図５のステップＳ６における処理を示すものである。
ステップＳ４０１（ズーム位置検出）からステップＳ４０６（全補正量算出）までの各処理は、図７のステップＳ２０１（ズーム位置検出）からステップＳ２０６（全補正量算出）までの各処理と同様である。ステップＳ４０７においては、ステップＳ４０６で算出した全補正量Ｚ（＝ΔＬｈ＋Ｖ）に対応する電力をアクチュエータ１５３Ｘ、１５３Ｙに供給して、シフトレンズ１５１を移動させてステップＳ４１２へ進む。

ステップＳ４０５（補正余裕量Ｋ２≧像ブレ補正量Ｖ判定）が否定されるとステップＳ４０８へ進み、図７のステップＳ２０７と同様にして、全補正量Ｚ（＝Ｖ＋Ｋ２＝Ｍ）を算出してステップＳ４０９へ進む。ステップＳ４０９においては、上述した式（１０）を用いて、電子補正量Ｄ２を算出してステップＳ４１０へ進む。ステップＳ４１０（ブレ補正装置駆動）からステップＳ４１２（ズーム継続判定）までの各処理は、図９のステップＳ３１０（ブレ補正装置駆動）からステップＳ３１２（ズーム継続判定）までの各処理と同様である。

以上で説明した第２の実施の形態のカメラによれば、第１の実施の形態により得られた作用効果に加えて、以下の作用効果が得られる。
（１）第１モードにおいて、制御回路７は、補正余裕量Ｋ１が芯ズレ補正量ΔＬｈ未満の場合は、像ブレ補正量Ｖに補正余裕量Ｋ１を加算してシフトレンズ１５１を移動させるための全補正量Ｚを算出する。そして、制御回路７は、芯ズレ補正量ΔＬｈと補正余裕量Ｋ１との差分値を電子補正量Ｄ１として算出し、撮像素子６上において、中心から電子補正量Ｄ１に相当する量だけオフセットした位置を中心として、所定領域Ｒを設定するようにした。すなわち、シフトレンズ１５１の移動により補正しきれない芯ズレ補正量ΔＬｈを、電子式防振処理を用いて補正するようにした。したがって、ズーム駆動中に撮影される動画像、または露光間ズーミング撮影により得られた静止画像において像ブレと芯ズレの双方が補正可能となり、画像の画質を向上させることができる。

（２）第２モードにおいて、制御回路７は、補正余裕量Ｋ２が像ブレ補正量Ｖ未満の場合は、芯ズレ補正量ΔＬｈに補正余裕量Ｋ２を加算してシフトレンズ１５１を移動させるための全補正量Ｚを算出する。そして、制御回路７は、像ブレ補正量Ｖと補正余裕量Ｋ２との差分値を電子補正量Ｄ２として算出し、撮像素子６上において、中心から電子補正量Ｄ２に相当する量だけオフセットした位置を中心として、所定領域Ｒを設定するようにした。すなわち、シフトレンズ１５１の移動により補正しきれない像ブレ補正量Ｖを、電子式防振処理を用いて補正するようにした。したがって、ズーム駆動中に撮影される動画像、または露光間ズーミング撮影により得られた静止画像において像ブレと芯ズレの双方が補正可能となり、画像に像の揺れや像のズレが発生することを防ぐことができる。

以上で説明した第１および第２の実施の形態のカメラを、以下のように変形できる。
（１）制御回路７は、ズームレンズ２ａの位置Ｐ１〜Ｐ６で芯ズレ量ΔＬを内蔵メモリ１６から読み出すものに代えて、ズームレンズ２ａの駆動速度に応じて、芯ズレ量ΔＬの読み出しに対応する位置を位置Ｐ１〜Ｐ６の中から選択するようにしてもよい。この場合、制御回路７ａは、ズームエンコーダ２０から順次入力する位置信号に基づいて、ズームレンズ２ａの所定時間における位置変化、すなわちズームレンズ２ａの速度を算出する。そして、算出した速度が所定値以上の場合、制御回路７は、たとえば位置Ｐ１、Ｐ３およびＰ５における芯ズレ量ΔＬを内蔵メモリ１６から読み出せばよい。この結果、たとえば撮影レンズ２をＷｉｄｅ側からＴｅｌｅ側へ一気に駆動している場合、ズームレンズ２ａの位置を検出する回数を変更することによって、芯ズレ補正を撮影レンズ２のズーム駆動に追従させることができる。

（２）カメラ本体１に姿勢センサを設け、カメラを横位置に構えた場合や縦位置に構えた場合等のカメラの姿勢に応じて、芯ズレ補正量ΔＬｈを変更可能にしてもよい。この場合、補正データには、カメラを横位置にした場合のズームレンズ２ａの位置と芯ズレ量ΔＬとが対応付けされ、およびカメラを縦位置にした場合のズームレンズ２ｂの位置と芯ズレ量ΔＬとが対応付けされている。なお、芯ズレ量ΔＬを対応付けるカメラ姿勢は横位置および縦位置のみに限定されるものではなく、横位置と縦位置の間の所定姿勢（たとえば、４５°位置等）について芯ズレ量ΔＬを対応付けてもよい。

（３）補正データの値は、シミュレーションによって計測されたものでもよい。
（４）ズーミング撮影時に第１モード（像ブレ補正優先）と第２モード（芯ズレ補正優先）とを切り替えるものとしたが、第１モードのみ、もしくは第２モードのみを備えるものであってもよい。
（５）シフトレンズ１５１を駆動させるものに代えて、撮像素子６を駆動させて撮影レンズ２および撮像素子６における被写体光の光軸と直交する方向の相対位置を変更させて、像ブレを補正するものでもよい。
（６）シフトレンズ１５１や撮像素子６を駆動させることにより像ブレを補正する、いわゆる光学的ブレ補正に代えて、撮像素子６から出力された画像信号の切り出し範囲を変更することにより、撮像素子上での像ブレを補正する電子式ブレ補正により像ブレを補正するものでもよい。

また、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。説明に用いた実施の形態および変形例は、それぞれを適宜組合わせて構成しても構わない。

２・・・撮影レンズ ２ａ・・・ズームレンズ ６・・・撮像素子 ７・・・制御回路
１４Ｘ、１４Ｙ・・・ブレ検出センサ １５・・・ブレ補正装置 ２０・・・ズームエンコーダ １５１・・・シフトレンズ

Claims (13)

1. 被写体像を撮像素子へ導く、ズーム可能な結像光学系と、
   カメラのブレを検出するブレ検出手段と、
   前記ブレ検出手段により検出されたブレに基づいて、光軸に直交する方向の前記結像光学系と前記撮像素子との相対位置を変更して前記撮像素子上での像ブレを補正するブレ補正部材と、
   前記結像光学系のズーム位置を検出する位置検出手段と、
   前記位置検出手段により検出されたズーム位置に対応する前記結像光学系の芯ズレ量を、前記ブレ補正部材を用いて補正させる補正制御手段とを備えることを特徴とするカメラ。
2. 請求項１に記載のカメラにおいて、
   前記結像光学系のズーム位置と前記芯ズレ量とを対応付けて格納する格納手段をさらに備え、
   前記補正制御手段は、前記位置検出手段により検出したズーム位置に対応する前記芯ズレ量を前記格納手段から読み出すことを特徴とするカメラ。
3. 請求項２に記載のカメラにおいて、
   前記補正制御手段は、前記格納手段から読み出した芯ズレ量を前記ブレ補正部材による芯ズレ補正量に換算し、前記芯ズレ補正量を像ブレ補正量に加算して前記ブレ補正部材を駆動することを特徴とするカメラ。
4. 請求項３に記載のカメラにおいて、
   前記補正制御手段は、前記ブレ補正部材による全補正量から前記像ブレ補正量を減算して補正余裕量を算出し、
   前記補正余裕量が前記芯ズレ補正量以上の場合は、前記像ブレ補正量に前記芯ズレ補正量を加算して前記ブレ補正部材の補正量を算出し、
   前記補正余裕量が前記芯ズレ補正量未満の場合は、前記像ブレ補正量に前記補正余裕量を加算して前記ブレ補正部材の補正量を算出することを特徴とするカメラ。
5. 請求項４に記載のカメラにおいて、
   前記撮像素子による前記被写体像の撮像範囲を変更して像ブレを補正するブレ補正手段をさらに備え、
   前記補正制御手段は、前記芯ズレ補正量から前記補正余裕量を減算した差分補正量を用いて前記ブレ補正手段を制御することを特徴とするカメラ。
6. 請求項２に記載のカメラにおいて、
   前記補正制御手段は、前記格納手段から読み出した芯ズレ量を前記ブレ補正部材による芯ズレ補正量に換算し、前記換算した芯ズレ補正量に像ブレ補正量を加算して前記ブレ補正部材を駆動することを特徴とするカメラ。
7. 請求項６に記載のカメラにおいて、
   前記補正制御手段は、前記ブレ補正部材による全補正量から前記芯ズレ補正量を減算して補正余裕量を算出し、
   前記補正余裕量が前記像ブレ補正量以上の場合は、前記芯ズレ補正量に前記像ブレ補正量を加算して前記ブレ補正部材の補正量を算出し、
   前記補正余裕量が前記像ブレ補正量未満の場合は、前記芯ズレ補正量に前記補正余裕量を加算して前記ブレ補正部材の補正量を算出することを特徴とするカメラ。
8. 請求項７に記載のカメラにおいて、
   前記撮像素子による前記被写体像の撮像範囲を変更して像ブレを補正するブレ補正手段をさらに備え、
   前記補正制御手段は、前記像ブレ補正量から前記補正余裕量を減算した差分補正量を用いて前記ブレ補正手段を制御することを特徴とするカメラ。
9. 請求項１乃至８のいずれか一項に記載のカメラにおいて、
   前記結像光学系のズームの速度を検出する速度検出手段をさらに備え、
   前記位置検出手段は、前記検出された速度に応じてズーム位置を検出する回数を変更することを特徴とするカメラ。
10. 請求項１乃至９のいずれか一項に記載のカメラにおいて、
    カメラの姿勢を検出する姿勢検出手段をさらに備え、
    前記補正制御手段は、前記検出されたカメラの姿勢と前記検出されたズーム位置に対応する前記結像光学系の芯ズレ量を前記ブレ補正部材を用いて補正することを特徴とするカメラ。
11. 請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のカメラにおいて、
    前記ブレ補正部材は、前記結像光学系の一部を構成するブレ補正光学系であることを特徴とするカメラ。
12. 請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のカメラにおいて、
    前記ブレ補正部材は、前記撮像素子の位置補正機構であることを特徴とするカメラ。
13. 被写体像を撮像し、画像信号を出力する撮像素子と、
    前記被写体像を前記撮像素子へ導く、ズーム可能な結像光学系と、
    カメラのブレを検出するブレ検出手段と、
    前記ブレ検出手段により検出されたブレに基づいて、前記撮像素子から出力された前記画像信号の切り出し範囲を変更して前記撮像素子上での像ブレを補正するブレ補正手段と、
    前記結像光学系のズーム位置を検出する位置検出手段と、
    前記位置検出手段により検出されたズーム位置に対応する前記結像光学系の芯ズレ量を、前記ブレ補正手段を用いて補正させる補正制御手段とを備えることを特徴とするカメラ。

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