JP2012128356A - ブレ補正装置及び光学機器 - Google Patents

Abstract

【課題】好適なブレ補正を実現し得るブレ補正装置等を提供する。
【解決手段】
合焦動作のために被写体距離を取得する被写体距離取得部（３２）と、カメラの光軸方向の移動量を検出する動き検出部（６０）と、前記移動量を用いて前記被写体距離を補正し、補正被写体距離を算出する被写体距離補正部（７２）と、前記補正被写体距離を用いて、被写体像のブレを補正するブレ補正部（７４）と、を備えるブレ補正装置。
【選択図】図３

Description

本発明は、手振れ等による像のブレを補正するブレ補正装置及び光学機器に関する。

近年、手振れ等に起因して画像がブレる現象を抑制するために、各種のブレ補正装置が提案されている。例えば、ジャイロ等を用いて手振れにより発生した角速度を検出し、角速度からカメラの振れ角度を算出した上で、この振れを打ち消すようにレンズ等を移動させることによって、ブレを補正する装置がある。

さらに、より高精度なブレ補正を実現するために、ジャイロを用いて角速度を検出するだけでなく、加速度センサをジャイロと併用することによりカメラの姿勢や平行移動量を検出し、これをブレ補正に応用する技術も提案されている（特許文献１等参照）。しかし、従来技術に係るブレ補正装置では、ジャイロの角速度からカメラの振れ角度を算出する際に、ＡＦセンサ等によって検出された被写体距離を直接用いている。そのため、特にミラーアップ後など、ＡＦセンサから被写体距離情報が得られないような作動状態において、現実の被写体距離が手振れ等によって変化し、ブレ補正に誤差を発生させるという問題が生じている。

特開平７−２２５４０５号公報

本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、好適なブレ補正を実現し得るブレ補正装置及びこれを備える光学機器を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明に係るブレ補正装置は、
合焦動作のために被写体距離を取得する被写体距離取得部（３２）と、
カメラの光軸方向の移動量を検出する動き検出部（６０）と、
前記移動量を用いて前記被写体距離を補正し、補正被写体距離を算出する被写体距離補正部（７２）と、
前記補正被写体距離を用いて、被写体像のブレを補正するブレ補正部（７４）と、を備える。

また、例えば、前記被写体距離取得部は、露光開始前に、前記被写体距離の取得を停止しても良い。

また、例えば、前記被写体距離取得部は、露光開始前に前記被写体距離を取得しても良く、
前記動き検出部は、露光開始後に前記移動量を検出しても良く、
前記被写体距離補正部は、露光開始前に取得された前記被写体距離を、露光開始後に検出された前記移動量を用いて補正し、前記補正被写体距離を算出しても良い。

また、例えば、前記動き検出部は、加速度センサ（５４）と、角速度センサ（５６）とを有しても良い。

また、例えば、前記ブレ補正部は、前記補正被写体距離情報から算出された撮影倍率を用いて、前記被写体像のブレを補正しても良い。

また、例えば、本発明に係るブレ補正装置は、撮影倍率が第１の値以上であるか否かを判断する撮影倍率判断部（８０）を備えていても良く、
前記撮影倍率判断部が、前記撮影倍率が前記第１の値以上であると判断したとき、前記ブレ補正部は、前記補正被写体距離を用いて、前記被写体像のブレを補正しても良く、
前記撮影倍率判断部が、前記撮影倍率が前記第１の値以上でないと判断したとき、前記ブレ補正部は、前記被写体距離を用いて、前記被写体像のブレを補正しても良い。

また、例えば、本発明に係るブレ補正装置は、前記被写体距離が第２の値以上であるか否かを判断する被写体距離判断部（８２）を備えていても良く、
前記被写体距離判断部が、前記被写体距離が前記第２の値以上でないと判断したとき、前記ブレ補正部は、前記被写体像のブレを補正しないという構成でも良い。

また、例えば、本発明に係るブレ補正装置は、前記被写体距離が第２の値以上であるか否かを判断する被写体距離判断部（８２）を備えていても良く、
前記被写体距離判断部が、前記被写体距離が前記第２の値以上であると判断したとき、前記ブレ補正部は、前記被写体像のブレを補正するという構成でも良い。

また、例えば、本発明に係るブレ補正装置は、前記移動量が第３の値以上であるか否かを判断する移動量判断部を備えていても良く、
前記移動量判断部が、前記移動量が前記第３の値以上であると判断したとき、前記ブレ補正部は、前記被写体像のブレを補正しないという構成でも良い。

本発明に係る光学機器は、上記いずれかに記載のブレ補正装置を備える。

なお上述の説明では、本発明をわかりやすく説明するために実施形態を示す図面の符号に対応づけて説明したが、本発明は、これに限定されるものでない。後述の実施形態の構成を適宜改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成物に代替させてもよい。さらに、その配置について特に限定のない構成要件は、実施形態で開示した配置に限らず、その機能を達成できる位置に配置することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係るブレ補正装置を搭載したカメラの概略図である。 図２は、図１に示すカメラに搭載される各種センサの検出対象を表す概念図である。 図３は、本発明の第１実施形態に係るブレ補正装置の概略ブロック図である。 図４は、本発明の第１実施形態に係るブレ補正装置で実施されるブレ補正の原理を表す概念図である。 図５は、図３に示すブレ補正装置において処理される各種信号の一例を、時間を揃えて表示したグラフである。 図６は、本発明の第２実施形態に係るブレ補正装置の概略ブロック図である。 図７は、図１に示すカメラに使用可能な接写用レンズにおける撮影倍率と被写体距離の関係を表すグラフである。 図８は、本発明の第３実施形態に係るブレ補正装置の概略ブロック図である。

第１実施形態
図１は、本発明の一実施形態に係るブレ補正装置を搭載したカメラ１０の概略図である。カメラ１０は、カメラボディ１２と、カメラボディ１２に対して着脱自在に取り付けられるレンズ鏡筒３４を有する。以下に示す実施形態では、一眼レフカメラであるカメラ１０を例に挙げて説明を行うが、本発明に係るブレ補正装置を搭載する光学機器はこれに限定されない。本発明に係るブレ補正装置は、レンズ鏡筒とカメラボディが一体となっているコンパクトカメラや、携帯電話、ビデオカメラその他の光学機器に搭載することが可能である。

カメラボディ１２には、ＣＰＵ１４、撮像素子１６、ＥＥＰＲＯＭ１８、記録媒体２０、背面液晶２２、信号処理回路２４、レリーズスイッチ２６、クイックリターンミラー２８、シャッタ３０、ＡＦセンサ３２等が搭載されている。ＣＰＵ１４は、レンズ鏡筒３４に備えられるズームレンズ群３６、フォーカスレンズ群３８の移動量の演算や、ズーム群駆動機構４６、フォーカス群駆動機構４８等の制御を行い、さらに、カメラ１０全体の制御を行う。ＣＰＵ１４は、レンズ鏡筒３４に備えられるブレ補正レンズ群４２の移動量の演算や、ブレ補正群駆動機構５２の制御も行うが、ブレ補正動作については、後に詳述する。

撮像素子１６は、レンズ鏡筒３４に備えられる各レンズ群３６，３８，４２等を介してカメラボディ１２の内部に導かれた撮影光を、電気信号に変換する光電変換素子である。撮像素子１６としては、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子を用いることができるが、特に限定されない。撮像素子１６は、不図示の撮像素子駆動回路によって制御され、信号処理回路２４に画像データを出力する。

信号処理回路２４は、撮像素子１６から送られた画像データに対して、ノイズ処理やＡ／Ｄ変換を行い、処理後の画像データをＣＰＵ１４に出力する。ＣＰＵ１４は、信号処理回路２４から送られた画像データを、必要に応じて記録媒体２０等に記録する。記録媒体２０は、ＣＰＵ１４からの出力を受けて撮影画像等を記録するメモリーであり、フラッシュメモリ等が用いられるが、特に限定されない。なお、本実施形態に係るブレ補正装置は、フィルム式カメラに搭載されてもよく、その場合、カメラ１０における撮像素子１６、信号処理回路２４及び記録媒体２０は、銀塩フィルムに置き換えられる。

クイックリターンミラー２８は、レンズ鏡筒３４からの撮影光を、不図示のファインダ装置に導くためのミラーである。クイックリターンミラー２８は、不図示のミラー駆動機構によって駆動され、露光時には、撮影光の光軸Ｚから退避する。シャッタ３０は、レンズ鏡筒３４からの撮影光を遮蔽若しくは通過させることによって、撮像素子１６の露光時間を制御するための部材であり、不図示のシャッタ駆動機構によって駆動される。クイックリターンミラー２８及びシャッタ３０の動作は、これらの駆動機構を制御するＣＰＵ１４によって制御される。

ＡＦセンサ３２は、合焦動作（オートフォーカス（ＡＦ））のために被写体距離を取得するための部材であり、ＣＣＤ等が用いられる。ＡＦセンサ３２は、クイックリターンミラー２８に連結されるサブミラー（不図示）から導かれる被写体光を用いて、被写体距離を取得する。

レリーズスイッチ２６は、撮影者が露光タイミング等を操作するためのスイッチであり、撮影者の操作を受けて、半押し信号及び全押し信号をＣＰＵ１４に出力する。ＥＥＰＲＯＭ１８は、角速度センサ５６のゲイン値等、カメラ１０の制御に関する調整値を格納しており、ＣＰＵ１４からの制御を受けて格納している調整値を出力する。背面液晶２２は、画像データやカメラ１０の制御メニュー等を表示するディスプレイであり、ＣＰＵ１４からの制御を受けて画像データ等を表示する。

レンズ鏡筒３４には、ズームレンズ群３６、フォーカスレンズ群３８、絞り４０、ブレ補正レンズ群４２、ズーム群駆動機構４６、フォーカス群駆動機構４８、絞り駆動機構５０、ブレ補正群駆動機構５２、加速度センサ５４及び角速度センサ５６等が搭載されている。ズームレンズ群３６は、主として撮影時の焦点距離を調整するためのレンズ群であり、ズーム群駆動機構４６によって駆動され、レンズ鏡筒３４の内部を光軸方向に沿って移動する。ズーム群駆動機構４６は、ＣＰＵ１４からの制御に従って、ズームレンズ群３６を移動させる。

フォーカスレンズ群３８は、主として撮影時のフォーカス調整を行うためのレンズ群であり、フォーカス群駆動機構４８によって駆動され、レンズ鏡筒３４の内部を光軸方向に沿って移動する。フォーカス群駆動機構４８は、ＣＰＵ１４からの制御に従って、フォーカスレンズ群３８を移動させる。絞り４０は、開口部の大きさを変更することにより、レンズ鏡筒３４の内部を通過する光の量を調整する部材であり、絞り駆動機構５０によって駆動される。絞り駆動機構５０は、ＣＰＵ１４からの制御に従って、絞り４０を駆動する。

ブレ補正レンズ群４２は、手振れ等に起因して発生する像のブレを補正するためのレンズ群であり、ブレ補正群駆動機構５２によって駆動され、光軸方向に略直交する方向に移動する。ブレ補正群駆動機構５２は、ＣＰＵ１４におけるブレ補正演算部７４（図３参照）等からの制御信号に従い、ブレ補正レンズ群４２を駆動する。

加速度センサ５４は、カメラ１０に生じる加速度を検出するためのセンサであり、静電容量型やピエゾ抵抗型の加速度センサ５４を採用することができるが、特に限定されない。加速度センサ５４は、後述のように、カメラ１０に生じる加速度を検出し、ＣＰＵ１４に出力する。角速度センサ５６は、カメラ１０に生じる角速度を検出するためのセンサであり、ジャイロ等を採用することができるが、特に限定されない。角速度センサ５６は、後述のように、カメラ１０に生じる角速度を検出し、ＣＰＵ１４に出力する。

図２は、カメラ１０に搭載される各種センサの検出対象を表す概念図である。なお、各種センサの検出対象に関しては、図２に示すように、光軸方向をＺ軸方向、光軸に直交しておりカメラ１０を正位置に構えた際に上方を向く方向をＹ軸方向、光軸に直交しておりカメラ１０を正位置に構えた際に水平方向を向く方向をＸ軸方向として説明を行う。

図１に示す加速度センサ５４は、図２に示すＸ軸加速度センサ５４ｘ、Ｙ軸加速度センサ５４ｙ及びＺ軸加速度センサ５４ｚから成る３つの加速度センサによって構成される。Ｘ軸加速度センサ５４ｘは、Ｘ軸方向の加速度を検出し、Ｙ軸加速度センサ５４ｙは、Ｙ軸方向の加速度を検出し、Ｚ軸加速度センサ５４ｚは、Ｚ軸（光軸）方向の加速度を検出する。Ｘ軸〜Ｚ軸加速度センサ５４ｘ，５４ｙ，５４ｚは、Ｘ軸〜Ｚ軸方向の加速度を検出し、Ａ／Ｄ変換等の処理を行った後、検出信号をＣＰＵ１４（図１参照）に出力する。

図１に示す角速度センサ５６は、図２に示すＸ軸角速度センサ５６ｘ、Ｙ軸角速度センサ５６ｙ及びＺ軸角速度センサ５６ｚから成る３つの角速度センサによって構成される。Ｘ軸角速度センサ５６ｘは、Ｘ軸回り（Ｐｉｔｃｈ方向）の角速度を検出し、Ｙ軸角速度センサ５６ｙは、Ｙ軸回り（Ｙａｗ方向）の角速度を検出し、Ｚ軸角速度センサ５６ｚは、Ｚ軸回り（Ｒｏｌｌ方向）の角速度を検出する。Ｘ軸〜Ｚ軸角速度センサ５６ｘ，５６ｙ，５６ｚは、Ｘ軸回り〜Ｚ軸回りの角速度を検出し、Ａ／Ｄ変換等の処理を行った後、検出信号をＣＰＵ１４（図１参照）に出力する。

ＣＰＵ１４（図１参照）では、各センサ５４ｘ〜５４ｚ，５６ｘ〜５６ｚからの検出信号に基づき、ブレ補正レンズ群４２の移動量を演算する。ブレ補正レンズ群４２は、レンズＣＰＵ１４で算出された移動量に基づき、ブレ補正群駆動機構５２（図１参照）によって駆動される。

図３は、図１に示すカメラ１０に搭載されたブレ補正装置４４の概略ブロック図である。なお、本実施形態におけるブレ補正装置４４において、図３に示す各演算部（図３において加速度センサ５４、角速度センサ５６、ＡＦセンサ３２及びブレ補正群駆動機構５２を除く部分）は、ＣＰＵ１４に含まれるが、ブレ補正装置４４の構成としてはこれに限定されない。例えば、カメラ１０はＣＰＵ１４以外の演算回路を有していても良く、ブレ補正装置４４に含まれる一部の演算部に対応する演算は、ＣＰＵ１４以外の演算回路によって行われても良い。

ブレ補正装置４４は、加速度センサ５４、角速度センサ５６及びＡＦセンサ３２を含む。また、ブレ補正装置４４は、姿勢演算部６４、重力加速度成分演算部６６、基準撮影倍率演算部７０、補正値演算部７２、積分部６８ａ〜６８ｈ及びブレ補正演算部７４を含む。ブレ補正演算部７４は、各センサ５４，５６，３２からの出力結果及び他の演算部６４，６６，７０，７２，６８ａ〜６８ｈでの演算結果に基づき、ブレ補正群駆動機構５２に対して、ブレ補正レンズ群４２の駆動信号を出力する。

ブレ補正装置４４は、主にカメラ１０の平行移動を検出するための平行移動検出部６０と、主にカメラ１０の回転移動を検出するための回転移動検出部６２とを有する。平行移動検出部６０は、加速度センサ５４、角速度センサ５６、姿勢演算部６４、重力加速度成分演算部６６及び積分部６８ａ〜６８ｆを有する。

姿勢演算部６４は、カメラ１０の初期姿勢と、角速度センサ５６から出力されるＰｉｔｃｈ，Ｙａｗ及びＲｏｌｌ方向の角速度並びに加速度センサ５４から出力されるＸ軸〜Ｚ軸方向の加速度に基づき、カメラ１０の姿勢を演算する。姿勢演算部６４は、カメラ１０の座標系と慣性座標系との変換マトリックスを、カメラ１０の初期姿勢及び各センサ５４，５６の出力結果から算出して、カメラ１０の姿勢を演算する。なお、姿勢演算部６４による演算方法は、ストラップダウン方式の慣性航法装置等に用いられている方法であり、その詳細は、例えば特開平２−３０９７０号や、これをカメラの姿勢検出に応用した特開７−２２５４０５に詳しい。

重力加速度成分演算部６６は、姿勢演算部６４によって演算されたカメラ１０の姿勢に基づき、カメラ１０のＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸に作用する重力加速度成分を算出する。さらに、平行移動検出部６０は、重力加速度成分演算部６６で算出された重力加速度成分を、これに対応する加速度センサ５４のＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸成分から減算し、カメラ１０のＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸に関して、重力加速度成分を除去した加速度を算出する。

またさらに、積分部６８ａ及び積分部６８ｄは、カメラ１０のＺ軸（光軸）に関して、重力加速度成分を除去した加速度を積分し、これにより、平行移動検出部６０では、カメラ１０のＺ軸方向の移動量ｚが算出される。カメラ１０のＺ方向の移動量ｚは、補正値演算部７２に出力される。カメラ１０のＹ軸及びＸ軸に関しても、Ｚ軸と同様に、積分部６８ｂ及び積分部６８ｅ、積分部６８ｃ及び積分部６８ｆにおいて加速度が積分され、これにより平行移動検出部６０では、カメラ１０のＹ軸及びＸ軸方向の移動量ｙ，ｘが算出される。カメラ１０のＹ軸及びＸ軸方向の移動量ｙ，ｘは、ブレ補正演算部７４の平行ブレ補正量演算部７６に出力される。

回転移動検出部６２は、角速度センサ５６、積分部６８ｇ及び積分部６８ｈを有する。なお、角速度センサ５６は、平行移動検出部６０と共通である。回転移動検出部６２の積分部６８ｇでは、角速度センサ５６のＰｉｔｃｈ方向の成分を積分し、カメラ１０のＰｉｔｃｈ方向の回転角度を算出する。また、積分部６８ｈでは、角速度センサ５６のＹａｗ方向の成分を積分し、カメラ１０のＹａｗ方向の回転角度を算出する。カメラ１０のＰｉｔｃｈ方向及びＹａｗ方向の回転角度は、ブレ補正演算部７４の角度ブレ補正量演算部７８に出力される。

ＡＦセンサ３２は、図１等において説明したように、合焦動作のために被写体距離を取得し、これを基準被写体距離Ｒ_０として、補正値演算部７２及び基準撮影倍率演算部７０に出力する。基準撮影倍率演算部７０は、基準被写体距離Ｒ_０及びカメラ１０におけるレンズの位置情報等に基づき撮影倍率を算出し、これを基準撮影倍率β_０として、補正値演算部７２に出力する。

補正値演算部７２は、カメラ１０のＺ方向の移動量ｚに基づき、基準被写体距離Ｒ_０及び基準撮影倍率β_０を補正し、補正後の被写体距離Ｒ_１及び補正後の撮影倍率β_１を算出する。具体的には、補正値演算部７２は、基準被写体距離Ｒ_０に対して、基準被写体距離Ｒ_０が取得された後に発生したカメラ１０のＺ方向の移動量ｚを加算することによって、補正後の被写体距離Ｒ_１を算出する。ただし、補正値演算部７２は、基準被写体距離Ｒ_０が所定周波数で取得されている間は、基準被写体距離Ｒ_０を、そのまま補正後の被写体距離Ｒ_１とすることができる。

また、補正値演算部７２は、補正後の被写体距離Ｒ_１を用いて、撮影倍率を再計算し、補正後の撮影倍率β_１を算出する。補正後の被写体距離Ｒ_１及び補正後の撮影倍率β_１は、ブレ補正演算部７４における平行ブレ補正量演算部７６及び角度ブレ補正量演算部７８に出力される。

ブレ補正演算部７４は、カメラ１０の平行ブレに伴う像の移動量を演算する平行ブレ補正量演算部７６と、カメラ１０の回転ブレに伴う像の移動量を演算する角度ブレ補正量演算部７８とを有する。ブレ補正演算部７４は、平行ブレ補正量演算部７６及び角度ブレ補正量演算部７８によって算出された像の移動量に基づき、この像の移動を打ち消すために必要なブレ補正レンズ群４２の移動量を算出し、ブレ補正群駆動機構５２に出力する。平行ブレ補正量演算部７６は、図２に示すＹ軸方向及びＸ軸方向へのカメラ１０の移動量及び被写体距離に関する情報から、カメラ１０のＹ軸及びＸ軸方向の平行移動によって生じる像の移動量を演算する。

角度ブレ補正量演算部７８は、図２に示すＸ軸回り（Ｐｉｔｃｈ方向）及びＹ軸回り（Ｙａｗ方向）のカメラ１０の回転角度、被写体距離及び撮影倍率に関する情報から、カメラ１０の回転移動によって生じる像の移動量Ｄ_ｉを演算する。

図４は、カメラ１０の回転ブレに伴う像の移動量Ｄ_ｉの算出方法を示す概念図である。図４に示すように、被写体距離をＲ、撮像面から回転中心までの距離をｎ、撮像面から撮影光学系の出射面までの距離をｂ、撮影光学系の入射面から被写体までの距離をＤ、カメラ１０の回転角度をθとすると、撮像面における像の移動量Ｄ_ｉは、以下の数式（１）で表すことができる。

また、数式（１）におけるｂ／Ｄは、撮影倍率βであるから、撮像面における像の移動量Ｄ_ｉは、βを用いて以下の数式（２）で表すことができる。

図３に示す角度ブレ補正量演算部７８では、図２に示すＸ軸回り（Ｐｉｔｃｈ方向）及びＹ軸回り（Ｙａｗ方向）について、数式（１）及び（２）に示す移動量Ｄｉを演算する。なお、撮像面から回転中心までの距離ｎは、０と近似しても良く、また、加速度を積分して算出した速度の値を、角速度で割る（一般式：ｒ（回転半径）＝ｖ（速度）／ω（角速度））ことによって算出しても良い。

ここで、数式（１）及び数式（２）には被写体距離Ｒが含まれており、また、数式（１）における距離Ｄ及び数式（２）における撮影倍率βは、被写体距離Ｒから算出される。そのため、被写体距離Ｒの算出値が誤差を含んでいる場合、被写体距離Ｒから算出される撮影倍率βにも誤差が生じ、被写体距離Ｒと撮影倍率βの積を含む像の移動量Ｄ_ｉには、より大きな誤差が生じる。

ここで、従来技術に係るブレ補正装置では、数式（１）又は数式（２）等によって像の移動量Ｄ_ｉを算出する際に、被写体距離Ｒの値として、ＡＦセンサ３２によって取得した被写体距離である基準被写体距離Ｒ_０を用いることが一般的である。しかし、図１及び図３に示すＡＦセンサ３２による基準被写体距離Ｒ_０の検出は、クイックリターンミラー２８が露光の為にミラーアップされた後は行うことができない。また、ＡＦセンサ３２による基準被写体距離Ｒ_０の取得周波数は、３０フレーム／秒程度であり、加速度センサ５４及び角速度センサ５６のデータ取得周波数が１ｋ／秒以上であるのに比較して低周波数である。このような要因により、従来技術に係るブレ補正装置では、被写体距離Ｒに誤差を生じ、これによって像の移動量Ｄ_ｉを正確に算出できないという問題点を有している。

図５は、図３に示すブレ補正装置４４において処理される各種信号の一例を、時間を揃えて表示したグラフである。ＡＦセンサ３２で取得される基準被写体距離Ｒ_０は、ＡＦ情報更新タイミングＳ２に同期して取得されるが、基準被写体距離Ｒ_０の取得は、レリーズスイッチ信号Ｓ１がＯＮになるタイミングである時間ｔ０で停止される。直後に行われるクイックリターンミラー２８及びこれに付随するサブミラーのミラーアップにより、被写体光をＡＦセンサ３２に導くことができなくなるからである。

また、レリーズスイッチ信号がＯＮになる時間ｔ０から、露光が開始される時間ｔ１の間には、クイックリターンミラー２８のミラーアップやシャッタ３０の駆動開始のために、図５に示すタイムラグが発生する。そして、このタイムラグの間に、カメラ１０が光軸（Ｚ軸）方向へ平行移動した場合、実際の被写体距離と、時間ｔ０直前に取得された基準被写体距離Ｒ_０との間に、誤差δが発生する。このような誤差δは、特に被写体距離が短い接写のような撮影条件において、撮影距離全体に対して大きな割合を占める傾向がある。

しかしながら本実施形態に係るブレ補正装置４４は、図３に示すように、補正値演算部７２を有している。補正値演算部７２は、図５における時間ｔ０以降のように、ＡＦセンサ３２が基準被写体距離Ｒ_０をＡＦ情報更新タイミングで取得できない条件において、基準被写体距離Ｒ_０を、平行移動検出部６０において算出されるＺ方向の移動量ｚを用いて補正する。具体的には、ブレ補正装置４４は、図５における時間ｔ０以降において、基準被写体距離Ｒ０に対して、基準被写体距離Ｒ_０の取得後における移動量ｚを加算することによって、補正後の被写体距離Ｒ_１を算出する。これにより、ブレ補正装置４４は、ＡＦセンサ３２が基準被写体距離Ｒ_０を取得できない露光中等においても、正確な被写体距離を取得することができる。

さらに、図３に示すように、角度ブレ補正量演算部７８は、補正後の被写体距離Ｒ_１及び補正後の被写体距離Ｒ_１から算出された補正後の撮影倍率β_１を用いて、像の移動量Ｄ_ｉを算出する。このため、角度ブレ補正量演算部７８は、ＡＦセンサ３２が基準被写体距離Ｒ_０を取得できない露光中等においても、像の移動量Ｄ_ｉ（数式２）を高精度に算出することができる。なお、平行ブレ補正量演算部７６も、角度ブレ補正量演算部７８と同様に、補正後の被写体距離Ｒ_１等を用いて、カメラ１０の平行ブレに伴う像の移動量を演算しても良い。

なお、図３に示すブレ補正装置４４は、カメラ１０の平行ブレを算出する平行ブレ補正量演算部７６を有しているが、ブレ補正装置４４は、これに限定されず、平行ブレ補正量演算部７６を有さず、角度ブレ補正量演算部７８のみを有していても良い。この場合、加速度センサ５４の検出値は、カメラ１０のＺ軸方向の移動量ｚの算出にのみ使用される。また、平行ブレ補正量演算部７６を有さない場合、平行移動検出部６０は、ＡＦセンサ３２が基準被写体距離Ｒ_０を取得できない露光中及び露光前後においてのみ、カメラ１０のＺ方向の移動量ｚを検出してもよい。これにより、補正値演算部７２は、露光開始前に取得された基準被写体距離Ｒ_０を、露光開始後に検出されたＺ方向の移動量ｚを用いて補正し、補正後の被写体距離Ｒ_１を算出する。このような変形例に係るブレ補正装置４４は、カメラ１０の平行ブレの補正は行わないものの、被写体距離を正確に算出し、これによって高精度な角度ブレ補正を行うことができるため、演算量が少なく高精度なブレ補正を実現できる。

第２実施形態
図６は、第２実施形態に係るブレ補正装置７９の概略ブロック図である。第２実施形態に係るブレ補正装置７９は、補正値演算部７２とブレ補正演算部７４の間に判断部８０を有する点で第１実施形態に係るブレ補正装置４４と異なるが、その他の点は第１実施形態に係るブレ補正装置４４と同様である。第２実施形態に係るブレ補正装置７９の説明においては、第１実施形態に係るブレ補正装置４４と重複する部分については省略する。

ブレ補正装置７９の判断部８０には、補正値演算部７２によって算出された補正後の被写体距離Ｒ_１及び補正後の撮影倍率β_１と、ＡＦセンサ３２によって取得された基準被写体距離Ｒ_０と、基準撮影倍率演算部７０で算出された基準撮影倍率β_０が入力される。判断部８０は、まず、基準撮影倍率β_０が、予め設定された第１の値以上であるか否かを判断する。判断部８０は、基準撮影倍率β_０が第１の値以上であると判断したとき、平行ブレ補正量演算部７６及び角度ブレ補正量演算部７８に、補正後の被写体距離Ｒ_１及び補正後の撮影倍率β_１を出力する。この場合、平行ブレ補正量演算部７６及び角度ブレ補正量演算部７８は、補正値演算部７２によって算出された補正後の被写体距離Ｒ_１及び補正後の撮影倍率β_１を用いて、像の移動量を演算する。

これに対して、判断部８０は、補正後の撮影倍率β_１が第１の値以上でないと判断したとき、平行ブレ補正量演算部７６及び角度ブレ補正量演算部７８に、ＡＦセンサ３２で取得された基準被写体距離Ｒ_０及び基準撮影倍率演算部７０で算出された基準撮影倍率β_０を出力する。この場合、平行ブレ補正量演算部７６及び角度ブレ補正量演算部７８は、基準被写体距離Ｒ_０及び基準撮影倍率β_０を用いて、像の移動量を演算する。

図７は、接写レンズにおける被写体距離と撮影倍率の関係の一例を表したグラフである。図７から明らかなように、撮影距離が至近側に近づくと、撮影倍率が急激に増加するため、被写体距離の誤差が撮影倍率の精度に与える影響は、撮影倍率が大きい領域において大きく、撮影倍率が小さい領域において小さい。そこで、図６に示すブレ補正装置７９は、撮影倍率βが大きい領域においては、被写体距離の誤差が像の移動量Ｄ_ｉ（数式２）に大きな影響を与えるため、補正後の被写体距離Ｒ_１及び補正後の撮影倍率β_１を用いて、像の移動量Ｄ_ｉを演算する。

その反対に、図６に示すブレ補正装置７９は、撮影倍率βが小さい領域では、被写体距離の誤差が像の移動量に与える影響が小さいため、基準被写体距離Ｒ_０及び基準撮影倍率β_０を用いて像の移動量を演算する。なお、ブレ補正装置７９は、判断部８０によって補正後の撮影倍率β_１が第１の値以上でないと判断されている間は、平行移動検出部６０又は補正値演算部７２における演算を停止しても良く、これによりブレ補正装置７９全体における演算量を抑制できる。判断部８０の基準となる第１の値は、特に限定されないが、例えば０．１〜０．５程度とすることができる。

第３実施形態
図８は、第３実施形態に係るブレ補正装置８１の概略ブロック図である。第３実施形態に係るブレ補正装置８１は、ブレ補正を実行するか否かを判断する判断部８２を有する点で第１実施形態に係るブレ補正装置４４と異なるが、その他の点は第１実施形態に係るブレ補正装置４４と同様である。第３実施形態に係るブレ補正装置８１の説明においては、第１実施形態に係るブレ補正装置４４と重複する部分については省略する。

ブレ補正装置８１の判断部８２には、ＡＦセンサ３２で取得された基準被写体距離Ｒ_０が入力される。判断部８２は、基準被写体距離Ｒ_０が、予め設定された第２の値以上であるか否かを判断する。判断部８２は、基準被写体距離Ｒ_０が第２の値以上であると判断したとき、ブレ補正演算部７４に対して、ブレ補正を実行するように指示する信号を出力する。この場合、ブレ補正演算部７４は、像の移動を打ち消すために必要なブレ補正レンズ群４２の移動量を算出し、ブレ補正群駆動機構５２に出力することによって、ブレ補正を実行する。

これに対して、判断部８２は、基準被写体距離Ｒ_０が第２の値以上でないと判断したとき、ブレ補正演算部７４に対して、ブレ補正を実行しないように指示する信号を出力する。この場合、ブレ補正演算部７４は、演算及びブレ補正群駆動機構５２への出力を停止し、ブレ補正を行わない。第２の値は、特に限定されないが、レンズ鏡筒又はカメラの最至近被写体距離とすることができる。

なお、ブレ補正装置８１の判断部８２は、基準被写体距離Ｒ_０に基づき、ブレ補正を実行するか否かを判断したが、判断部８２の判断基準は、基準被写体距離Ｒ_０に限定されず、例えば、平行移動検出部６０によって算出されたカメラ１０のＺ軸方向の移動量ｚであってもよい。このような変形例に係る判断部８２には、平行移動検出部６０によって算出されたカメラ１０のＺ軸方向の移動量ｚが入力される。

変形例に係る判断部８２は、Ｚ軸方向の移動量ｚが予め定められた第３の値以上であるか否かを判断し、移動量ｚが第３の値以上であると判断した場合は、ブレ補正演算部７４に対して、ブレ補正を実行しないように指示する信号を出力する。この場合、変形例に係るブレ補正演算部７４は、演算及びブレ補正群駆動機構５２への出力を停止し、ブレ補正を行わない。移動量ｚが大きくなると、現実の被写体距離がＡＦセンサ３２によって取得された基準被写体距離Ｒ_０から大きく離れるため、算出される像の移動量の精度に悪影響を与える場合がある。そこで、変形例に係るブレ補正装置８１は、移動量ｚが第３の値以上である場合においてブレ補正を停止し、精度の不十分なブレ補正により撮影画像が乱れることを防止できる。変形例に係る判断部８２の基準となる第３の値は、特に限定されないが、例えば５０ｍｍ〜１００ｍｍ程度とすることができる。

１０… カメラ
１２… カメラボディ
１４… ＣＰＵ
１６… 撮像素子
３２… ＡＦセンサ
３４… レンズ鏡筒
４２… ブレ補正レンズ群
４４，７９，８１… ブレ補正装置
５２… ブレ補正群駆動機構
５４，５４ｘ ，５４ｙ，５４ｚ… 加速度センサ
５６，５６ｘ，５６ｙ，５６ｚ… 角速度センサ
６０… 平行移動検出部
６２… 回転移動検出部
６４… 姿勢演算部
６６… 重力加速度成分演算部
６８ａ〜６８ｈ… 積分部
７０… 基準撮影倍率演算部
７２… 補正値演算部
７４… ブレ補正演算部
７６… 平行ブレ補正量演算部
７８… 角度ブレ補正量演算部
８０，８２… 判断部

Claims (10)

1. 合焦動作のために被写体距離を取得する被写体距離取得部と、
   カメラの光軸方向の移動量を検出する動き検出部と、
   前記移動量を用いて前記被写体距離を補正し、補正被写体距離を算出する被写体距離補正部と、
   前記補正被写体距離を用いて、被写体像のブレを補正するブレ補正部と、
   を備えるブレ補正装置。
2. 請求項１に記載のブレ補正装置であって、
   前記被写体距離取得部は、露光開始前に、前記被写体距離の取得を停止することを特徴とするブレ補正装置。
3. 請求項１または請求項２に記載されたブレ補正装置であって、
   前記被写体距離取得部は、露光開始前に前記被写体距離を取得し、
   前記動き検出部は、露光開始後に前記移動量を検出し、
   前記被写体距離補正部は、露光開始前に取得された前記被写体距離を、露光開始後に検出された前記移動量を用いて補正し、前記補正被写体距離を算出することを特徴とするブレ補正装置。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のブレ補正装置であって、
   前記動き検出部は、加速度センサと、角速度センサとを有することを特徴とするブレ補正装置。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のブレ補正装置であって、
   前記ブレ補正部は、前記補正被写体距離情報から算出された撮影倍率を用いて、前記被写体像のブレを補正することを特徴とするブレ補正装置。
6. 請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のブレ補正装置であって、
   撮影倍率が第１の値以上であるか否かを判断する撮影倍率判断部を備え、
   前記撮影倍率判断部が、前記撮影倍率が前記第１の値以上であると判断したとき、前記ブレ補正部は、前記補正被写体距離を用いて、前記被写体像のブレを補正し、
   前記撮影倍率判断部が、前記撮影倍率が前記第１の値以上でないと判断したとき、前記ブレ補正部は、前記被写体距離を用いて、前記被写体像のブレを補正することを特徴とするブレ補正装置。
7. 請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のブレ補正装置であって、
   前記被写体距離が第２の値以上であるか否かを判断する被写体距離判断部を備え、
   前記被写体距離判断部が、前記被写体距離が前記第２の値以上でないと判断したとき、前記ブレ補正部は、前記被写体像のブレを補正しないことを特徴とするブレ補正装置。
8. 請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載のブレ補正装置であって、
   前記被写体距離が第２の値以上であるか否かを判断する被写体距離判断部を備え、
   前記被写体距離判断部が、前記被写体距離が前記第２の値以上であると判断したとき、前記ブレ補正部は、前記被写体像のブレを補正することを特徴とするブレ補正装置。
9. 請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載のブレ補正装置であって、
   前記移動量が第３の値以上であるか否かを判断する移動量判断部を備え、
   前記移動量判断部が、前記移動量が前記第３の値以上であると判断したとき、前記ブレ補正部は、前記被写体像のブレを補正しないことを特徴とするブレ補正装置。
10. 請求項１から請求項９までのいずれかに記載のブレ補正装置を備える光学機器。

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