JP2014216863A - 撮像装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】像振れ補正機構と電子切り出しを併用してフレーミングの調整を行う撮像装置において、連続的で自然な記録画像の移動を実現する。【解決手段】光学系によって結像された被写体像を撮像する撮像素子を有する撮像部と、撮影レンズの一部を構成する補正光学系または撮像素子を移動することによって撮像範囲を変更する機械的フレーミング変更部と、画像の切り出し範囲を変更する電子的フレーミング変更部と、撮影領域の移動を指示する操作部と、操作部の操作に基づいて、機械的フレーミング変更部と電子的フレーミング変更部とを制御する制御部とを備え、制御部は、機械的および電子的フレーミング変更部の移動を、機械的および電子的フレーミング変更部の可動量または可動範囲に基づいて制御する。【選択図】 図２

Description

本発明は、複数の画角変更手段を備えた撮像装置とその制御方法に関するものである。

近年、撮像装置の手振れ等が撮影画像の品位を低下させる原因となっていることに着目し、手振れ等による撮影画像の振れを補正する像振れ補正機能を搭載した撮像装置が広く普及している。この像振れ補正機能を撮影画像の振れ補正だけでなく、他の用途に利用する各種提案がなされている。

特許文献１では、撮影画像の振れを光学的に補正する像振れ補正機構を利用して、三脚を用いた撮影時のフレーミングの調整を行う機能を有する撮像装置が提案されている。

特許第４３９９６６８号公報

特許文献１に開示された発明は、十字キーの操作に応じて上下左右に像振れ補正機構を制御し、撮影画像を移動させることによって、フレーミングの調整を行うものである。像振れ補正機構による撮影領域の移動量は、通常、小型化のため、像振れ補正を行うのに最低限必要な微小量となっており、フレーミングの調整に使用するのに十分な量であるとは言い難い。そこで、撮像素子により得られた撮像画像の中で、撮像装置の記録媒体及び表示デバイスに記録・表示される画像範囲を変更する電子切り出しを併用することにより、記録・表示される画像の移動量の拡大を実現することができる。以下の説明では、撮像素子にて撮像された全画像のことを「撮像画像」とし、撮像画像の範囲の中から記録媒体及び表示デバイスに記録・表示される画像範囲のことを「記録画像」として区別する。

しかしながら、上記の像振れ補正機構と電子切り出しによる記録画像の移動を併用してフレーミングの調整を行うとき、それぞれの制御を独立に行うと、以下のような問題点が生じる。例えば、上記の像振れ補正機構と電子切り出しによる記録画像の移動を同時に開始し、いずれか一方の動作が先に終了したときは、フレーミング調整の速度が不連続になり、不自然なフレーミング調整駆動となってしまう。

本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、像振れ補正機構と電子切り出しを併用してフレーミングの調整を行う撮像装置において、連続的で自然な記録画像の移動を実現することである。

本発明に係わる撮像装置は、光学系によって結像された被写体像を撮像する撮像素子を有する撮像手段と、撮影レンズの一部を構成する補正光学系または前記撮像素子を移動することによって撮像範囲を変更する機械的フレーミング変更手段と、画像の切り出し範囲を変更する電子的フレーミング変更手段と、撮影領域の移動を指示する操作手段と、前記操作部の操作に基づいて、前記機械的フレーミング変更手段と前記電子的フレーミング変更手段とを制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記機械的および電子的フレーミング変更手段の移動を、前記機械的および電子的フレーミング変更手段の可動量または可動範囲に基づいて制御することを特徴とする。

本発明によれば、像振れ補正機構と電子切り出しを併用してフレーミングの調整を行う撮像装置において、連続的で自然な記録画像の移動を実現することが可能となる。

本発明の実施形態の撮像装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態における、駆動量算出部１０５が行う処理を説明するためのフローチャートである。 本発明の第１の実施形態における、補正光学系１１３とメモリ読み出し制御部１２０の動作を説明するためのグラフである。 撮像装置１００に外乱が生じた場合の記録画像の動きを説明するためのグラフである。 本発明の第２の実施形態における、メモリ読み出し位置演算部１１９が行う処理を説明するためのフローチャートである。 本発明の第２の実施形態における、撮像装置１００に外乱が生じた場合のメモリ読み出し制御部１２０の動作を説明するためのグラフである。 本発明の第２の実施形態における、補正光学系１１３に駆動の乱れが生じた場合のメモリ読み出し制御部１２０の動作を説明するためのグラフである。

以下に、本発明の各実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明においては、記録画像の横方向の移動についてのみ記載する。記録画像の縦方向の移動に関しては、横方向の移動と同様であるため説明は省略する。

図１は、本発明の実施形態に共通する撮像装置の構成例を示すブロック図である。被写体からの入射光は撮像光学系１１４（撮影レンズ）を通り、撮像装置１００の撮像面に被写体像として結像する。補正光学系１１３は、撮像光学系１１４の一部をなす像振れ補正部材としての補正レンズで、光軸と垂直な方向に移動して撮像面への光軸の角度を変更する。補正光学系１１３の移動によって、手振れによって撮像装置１００の撮像画像に生じる像振れを光学的に補正するとともに、撮像装置１００の撮像方向（撮像範囲）を変更することができる。すなわち、像振れ補正機構を利用したフレーミング調整（機械的フレーミング変更）が可能である。

撮像素子１１５は、撮像光学系１１４および補正光学系１１３を通って撮像面上に結像した光学像を光電変換し、撮像信号を出力する。信号処理部１１６は、撮像素子１１５により得られた撮像画像情報から映像信号を生成し、動きベクトル検出部１１８と画像メモリ１１７に供給する。動きベクトル検出部１１８は、信号処理部１１６で生成された映像信号に含まれる輝度信号と、画像メモリ１１７に格納された１フィールド前の映像信号に含まれる輝度信号とに基づいて画像の動きベクトルを検出する。

メモリ読み出し制御部１２０は、メモリ読み出し位置演算部１１９が算出した制御量に応じて、画像メモリ１１７の撮像画像の読み出し位置を決定する。これによって電子的に画像の記録・表示範囲（撮影領域）が変更された映像信号を画像メモリ１２３から出力することができる。すなわち、電子切り出しを利用したフレーミング調整（電子的フレーミング変更）が可能である。メモリ読み出し制御部１２０は表示制御部１２１に読み出し範囲からの映像信号を出力して表示デバイス１２２に画像を表示させる。メモリ読み出し制御部１２０は更に、記録開始や終了の指示に用いる操作部（不図示）によって映像信号の記録が指示された場合、記録制御部１２３に映像信号を出力して記録媒体１２４に記録させる。記録媒体１２４は、ハードディスク等の磁気記録媒体や半導体メモリ等の情報記録媒体である。表示制御部１２１は表示デバイス１２２を駆動し、表示デバイス１２２は液晶表示素子（ＬＣＤ）等により、文字や画像を表示する。表示制御部１２１は、記録対象とする画像以外にも、各種設定のためのメニュー情報等を表示デバイス１２２に表示させる。

モード切替操作部１０２は、補正光学系１１３の駆動によって像振れ補正制御を行うか、またはユーザの操作指示に従ってフレーミング調整を行うかを選択するための操作部材を備える。以下、補正光学系１１３により像振れ補正制御を行う状態を「像振れ補正モード」といい、フレーミング調整を行う状態を「フレーミング調整モード」という。

記録画像の移動を指示する移動指示操作部１０３は、ユーザによるモード切替操作部１０２の操作によって、フレーミング調整モードが設定されている場合にユーザがフレーミング調整を指示するための操作部材を備える。操作部材としては、十字キー等の操作部材や、タッチパネル上で記録画像の移動を指定する移動指示操作手段、あるいはリモートコントローラ等の遠隔操作で記録画像の移動を指示する移動指示手段等がある。ユーザが記録画像の移動を指示できれば、操作方式の如何は問わない。

モード切替操作部１０２、移動指示操作部１０３による操作情報は、制御部１０１（図１のμＣＯＭ参照）内に示すシステム制御部１０４に送信される。なお、図１には制御部１０１内でＣＰＵ（中央演算処理装置）が制御プログラムを解釈して実行することで実現される処理を機能ブロックとして示す。システム制御部１０４は、各操作部からの操作情報に応じて駆動量算出部１０５を制御する。駆動量算出部１０５は、システム制御部１０４からの情報に応じて補正光学系１１３の位置を決定し、減算器１０６に出力する。補正光学系１１３はモータ１１０によって駆動される。モータ１１０は、撮像光学系１１４の光軸と垂直な平面内において、補正光学系１１３を移動させる。

減算器１０６から、制御フィルタ１０７、パルス幅変調部１０８を経て、モータ駆動部１０９に至る回路はモータ１１０を制御する。位置検出部１１１は補正光学系１１３の位置検出を行う。位置検出部１１１からＡ／Ｄ変換器１１２を経て減算器１０６に戻る回路はモータ１１０の駆動を制御するフィードバックループを形成している。Ａ／Ｄ変換器１１２は、位置検出部１１１からの位置検出信号をデジタル信号に変換して、減算器１０６に送る。減算器１０６は、駆動量算出部１０５の出力信号（補正光学系１１３の補正目標位置）から位置検出信号（補正光学系１１３の現在位置）を減算して制御フィルタ１０７に補正光学系１１３の移動量に相当する信号を出力する。制御フィルタ１０７を通った信号はパルス幅変調部１０８に送られ、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号に変換される。モータ駆動部１０９は、パルス幅変調部１０８からのＰＷＭ信号に基づいてモータ１１０を駆動し、補正光学系１１３を移動させる。

駆動量算出部１０５の動作は、モード切替操作部１０２の操作によって決定され、撮像装置１００の動作モードに応じて、以下のように動作が変更される。

まず、撮像装置１００が像振れ補正モードに設定されている場合、駆動量算出部１０５は、図示しない角速度センサ等、撮像装置１００の手振れや揺れを検出するセンサの出力を取得する。駆動量算出部１０５は手振れや揺れに起因する像振れを補正するための補正光学系１１３の移動量（位置制御量）を算出して、その結果を減算器１０６に出力する。これにより、像振れ補正制御が行われる。

また、撮像装置１００がフレーミング調整モードに設定されている場合、駆動量算出部１０５は、方向指示操作部１０３の操作情報に基づいて、補正光学系１１３及び画像メモリ１１７の読み出し位置の移動量を算出する。そして、その結果を減算器１０６及びメモリ読み出し位置演算部１１９にそれぞれ出力する。メモリ読み出し位置演算部１１９は、駆動量算出部１０５の出力及び動きベクトル検出部１１８の動きベクトル検出結果に基づいて、メモリ読み出し制御部１２０の制御量（画像メモリ１１７の読み出し位置の移動量）を出力する。なお、フレーミング調整モードにおける駆動量算出部１０５の動作の詳細については後述する。

（第１の実施形態）
以下、本発明の第１実施形態に係る駆動量算出部１０５が実行する処理を詳細に説明する。図２のフローチャートは、フレーミング調整モードの設定時に駆動量算出部１０５が行う処理の流れを示している。図２に示す処理は、所定の時間間隔で繰り返し実行される。

Ｓ１００においては、駆動量算出部１０５はフレーミング調整駆動中であることを示すフラグ（MOVE_FLAGと記す）がセットされているか否かを判定する。MOVE_FLAGがセットされていないと判定された場合、駆動量算出部１０５はＳ１０１へ処理を進める。Ｓ１０１では、システム制御部１０４は、移動指示操作部１０３に対するユーザ操作が開始されたかどうかを判定する。移動指示操作部１０３に対するユーザ操作の開始とは、例えば十字キーやタッチパネルをユーザが操作することによって、記録画像の移動の開始を指示する操作のことである。Ｓ１０１でシステム制御部１０４が方向指示操作部１０３に対するユーザ操作が行われていないと判定した場合、駆動量算出部１０５は処理を終了する。またＳ１０１でシステム制御部１０４が移動指示操作部１０３に対するユーザ操作が行ったと判定した場合、駆動量算出部１０５はＳ１０２へ処理を進める。

Ｓ１０２では、駆動量算出部１０５は補正光学系１１３の現在位置と画像メモリ１１７の現在の読み出し位置を記憶する。具体的には、Ｓ１０２において、駆動量算出部１０５は補正光学系１１３の現在位置Ａ0を補正光学系１１３の位置を制御するための変数Ａに格納する。また、Ｓ１０２において、駆動量算出部１０５は現在の画像メモリ１１７の読み出し位置Ｂ0を読み出し位置を制御するための変数Ｂに格納する。補正光学系１１３の位置は、補正光学系１１３の可動範囲の中心位置を基準（＝０）とし、補正光学系１１３の位置が基準からどれくらい離れたかを数値で表現する。移動方向は、例えば記録画像（読み出し位置から読み出した画像）が左に移動する場合をプラス、記録画像が右に移動する場合をマイナスとして符号を用いて表現する。読み出し位置は、撮像素子１１５が撮像した撮像画像の中心を示す位置を基準（＝０）とし、記録画像の中心位置が基準からどれくらい離れたかを数値で表現する。記録画像の移動方向は、補正光学系１１３と同様、記録画像が左に移動する場合をプラス、記録画像が右に移動する場合をマイナスとして符号を用いて表現する。なお説明を分かりやすくするため、補正光学系１１３の位置を１移動したときの記録画像の移動量と、画像メモリ１１７の読み出し位置を１移動したときの記録画像の移動量は同じであるものとする。

図３（ａ）は、補正光学系１１３の位置の時間による変化の一例を示した図である。図３（ｂ）は、画像メモリ１１７の読み出し位置の時間による変化を示した図である。時間は、ステップＳ１０２乃至Ｓ１０５の処理が行われた時を０とする。また時間の単位は、図２のフローチャートの処理が繰り返し行われる周期を１と定義する。Ｓ１０２における補正光学系１１３の位置Ａ0及び撮像画像の読み出し位置Ｂ0の例を、図３（ａ）、図３（ｂ）に示す。

図２の説明に戻り、Ｓ１０２の後は駆動量算出部１０５はＳ１０３へ処理を進める。Ｓ１０３においては、駆動量算出部１０５はＳ１０１で指示された記録画像の移動の方向に対する、補正光学系１１３及び画像メモリ１１７の読み出し位置（読み出し範囲）の可動量を算出する。補正光学系１１３及び画像メモリ１１７の読み出し位置（読み出し範囲）の移動方向が、図３（ａ）、図３（ｂ）のグラフにおいて上（プラス）方向であるとする。このとき、補正光学系１１３の移動方向のリミットをＡ_limit（可動限界）とし、画像メモリ１１７の読み出し位置（読み出し範囲）の移動方向のリミットをＢ_limit（可動限界）とすると、補正光学系１１３の可動量Ａ_max及び画像メモリ１１７の読み出し位置（読み出し範囲）の可動量Ｂ_maxは、以下の式で算出する。

Ａ_max＝Ａ_limit−Ａ0 …（式１）
Ｂ_max＝Ｂ_limit−Ｂ0 …（式２）
駆動量算出部１０５はＳ１０３の処理を終えた後、Ｓ１０４へ処理を進める。Ｓ１０４では、駆動量算出部１０５は、後述するＳ１０７乃至Ｓ１０９の処理１回当たりの補正光学系１１３の移動量Ａ_step及び、画像メモリ１１７の読み出し位置（読み出し範囲）の移動量Ｂ_stepを算出する。ここで、駆動量算出部１０５は、Ｓ１０７乃至Ｓ１０９の処理１回当たりの補正光学系１１３及び画像メモリ１１７の読み出し位置の移動を、補正光学系１１３およびメモリの読み出し位置の可動量または可動範囲に基づいて制御する。具体的には、Ｓ１０７乃至Ｓ１０９の処理１回当たりの記録画像の移動量（記録画像の移動速度）をＶとすると、Ａ_step、Ｂ_stepは以下の式で算出する。

Ａ_step＝Ｖ×Ａ_max／（Ａ_max＋Ｂ_max） …（式３）
Ｂ_step＝Ｖ×Ｂ_max／（Ａ_max＋Ｂ_max） …（式４）
（式３）と（式４）からＡ_step＋Ｂ_step＝Ｖとなる。
すなわち、Ｓ１０７乃至Ｓ１０９の処理において、補正光学系１１３の位置をＡ_step移動し、画像メモリ１１７の読み出し位置（読み出し範囲）の位置をＢ_step移動すると、トータルの記録画像の移動量はＶとなる。すなわち、補正光学系１１３の移動による撮影領域の移動速度と、メモリの読み出し位置の移動による撮影領域の移動速度との比を、補正光学系１１３を可動限界まで移動させることにより生じる撮影領域の移動量と、メモリの読み出し位置を可動限界まで移動させることにより生じる撮影領域の移動量との比に一致させる。

すなわち、
（補正光学系１１３の移動による撮影領域の移動速度）：（メモリの読み出し位置の移動による撮影領域の移動速度との比）
＝ （補正光学系１１３を可動限界まで移動させることにより生じる撮影領域の移動量）：（メモリの読み出し位置を可動限界まで移動させることにより生じる撮影領域の移動量）
なお、記録画像の移動速度は、ユーザが図示しない操作部材を用いて、任意に設定することができるようにしてもよいし、あらかじめ撮像装置１００内のメモリに格納された値を用いてもよい。

駆動量算出部１０５は、Ｓ１０４の後に、Ｓ１０５へ処理を進める。Ｓ１０５においては、駆動量算出部１０５はフレーミング調整の駆動中であることを示すフラグMOVE_FLAGをセットする。そして駆動量算出部１０５は処理を終了する。駆動量算出部１０５は、Ｓ１０４でMOVE_FLAGをセットした後、次回に図２のフローチャートの処理が実行されたときには、Ｓ１００にてMOVE_FLAGがセットしていると判定し、Ｓ１０６の処理に進む。

Ｓ１０６では、システム制御部１０４は、移動指示操作部１０３に対するユーザ操作が終了したかどうかを判定する。移動指示操作部１０３に対するユーザ操作の終了とは、例えばユーザが十字キーやタッチパネルの操作を止めることである。また、記録画像の移動開始指示と移動終了指示を各々別の操作部材で行ってもよい。例えば、Ｓ１０１で記録画像の移動の開始を指示する操作部材が操作された後、Ｓ１０６で記録画像の移動の終了を指示する操作部材が操作されるまで、記録画像の移動を継続するようにしてもよい。

駆動量算出部１０５は、Ｓ１０６で移動指示操作部１０３に対するユーザ操作が終了したと判定したとき、Ｓ１１０へ処理を進める。Ｓ１１０では、駆動量算出部１０５はフレーミング調整の駆動中であることを示すフラグMOVE_FLAGをリセットした後、処理は終了となる。駆動量算出部１０５は、Ｓ１０６で記録画像の移動指示が継続していると判定した場合は、Ｓ１０７へ処理を進める。

Ｓ１０７では、駆動量算出部１０５は、所望の記録画像の移動を実現するための、補正光学系１１３及び画像メモリ１１７の読み出し位置の移動位置を算出する。具体的には、駆動量算出部１０５は、補正光学系１１３の位置を制御するための変数Ａに、Ｓ１０４で算出したＡ_stepを加算する。また駆動量算出部１０５は、メモリの読み出し位置を制御するための変数ＢにＳ１０４で算出したＢ_stepを加算する。Ｓ１０７の後はＳ１０８の処理に進む。

Ｓ１０８では、駆動量算出部１０５は変数Ａの大きさがＡ_limitの絶対値より大きいか、または変数Ｂの大きさがＢ_limitの絶対値よりも大きいかの判定を行う。ここで、変数ＡはＳ１０７で算出した補正光学系１１３の移動位置である。また、変数ＢはＳ１０７で算出した画像メモリ１１７の読み出し位置の移動位置である。つまりＳ１０８においては、駆動量算出部１０５は、Ｓ１０７で算出した補正光学系１１３の移動位置と画像メモリ１１７の読み出し位置の移動位置が、リミットを越えていないかどうかの判定を行う。Ｓ１０８で、駆動量算出部１０５が補正光学系１１３の移動位置又は画像メモリ１１７の読み出し位置の移動位置がリミットを越えると判定し場合は、Ｓ１１０の後に処理を終了する。Ｓ１０８で、駆動量算出部１０５が補正光学系１１３の移動位置又は画像メモリ１１７の読み出し位置の移動位置がリミットを越えないと判定した場合は、Ｓ１０９へ処理を進める。

Ｓ１０９では、駆動量算出部１０５はＳ１０７で算出した変数Ａを減算器１０６に設定し、補正光学系１１３の位置を変更する。また、駆動量算出部１０５はＳ１０７で算出した変数Ｂをメモリ読み出し位置演算部１１９を介してメモリ読み出し制御部１２０に設定し、画像の表示・記録位置を変更する。Ｓ１０９の後、図２の処理は終了となる。なお本発明においては、メモリ読み出し制御部１１９を介さずに、駆動量算出部１０５から直接メモリ読み出し制御部１２０を制御してもよい。また、動きベクトル検出部１１８がない構成であってもよい。

Ｓ１０７乃至Ｓ１０９の処理における、補正光学系１１３の時間による変化の一例を図３（ａ）に示す。補正光学系１１３は、初期位置Ａ0から図２の処理１回につきＡ_stepずつ移動し、Ａ_limitに達すると移動が終了する。またＳ１０７乃至Ｓ１０９の処理における、画像メモリ１１７の読み出し位置の時間による変化の一例を図３（ｂ）に示す。画像メモリ１１７の読み出し位置は、初期位置Ｂ0から図２の処理１回につきＢ_stepずつ位置が移動し、Ｂ_limitに達すると移動が終了する。このとき、補正光学系１１３の位置の移動と画像メモリ１１７の読み出し位置の移動を合わせた記録画像の移動速度は、図３（ｃ）に示すように、Ａ_step＋Ｂ_step＝Ｖとなる。

以上第１の実施形態によれば、以下の効果が得られる。すなわち、フレーミング調整駆動を行う前に、補正光学系１１３の可動範囲と画像メモリ１１７の読み出し位置の可動範囲の比を用いて、各々の移動速度を決定している。そのため、フレーミング調整駆動中に、補正光学系１１３と画像メモリ１１７の読み出し位置のどちらか一方の移動が先に終了することはない。よって、記録画像の移動中に移動速度が変わるなどの不連続な移動になることがなく、自然な記録画像の移動を実現することができる。また、補正光学系１１３の可動範囲と画像メモリ１１７の読み出し位置の可動範囲を最大限用いて、フレーミング調整における記録画像の移動範囲を拡大することができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態では、フレーミング調整駆動中に、撮像装置１００あるいは補正光学系１１３に外乱が加わった場合にも滑らかな記録画像の移動を実現するための動作について説明する。

図４（ａ）〜４（ｄ）に示したグラフを用いて、撮像装置１００に外乱が加わった場合の現象について説明する。図４（ａ）と図４（ｂ）は、図３（ａ）、図３（ｂ）と同様に補正光学系１１３の位置の時間による変化の一例と画像メモリ１１７の読み出し位置の時間による変化の一例を示したグラフである。図４（ａ）と図４（ｂ）の説明においては、補正光学系１１３と画像メモリ１１７の読み出し位置が図３（ａ）〜（ｃ）を用いて説明した動作と同様の動作を行うものとする。このとき、図４（ｃ）に示すように、撮像装置１００に対して、時間Ｔ２からＴ３にかけて外部から振動などの外乱が加わったとする。すると図４（ｄ）に示すように、撮像装置１００に加わった外乱によって、時間Ｔ２からＴ３にかけて撮像画像にも揺れが生じ、記録画像の移動速度がフレーミング調整動作中に変動してしまうことになる。

図５のフローチャートは、上述した外乱による撮像画像の移動速度変動をキャンセルするための処理の流れを示したものである。図５のフローチャートは、駆動量算出部１０５によって図２の処理が行われた後に引き続いて、メモリ読み出し位置演算部１１９によって行われる。図５のフローチャートに示す処理は、所定の時間間隔で繰り返し実行される。

Ｓ２００においては、メモリ読み出し位置演算部１１９はフレーミング調整駆動中であることを示すフラグMOVE_FLAGがセットされているか否かを判定する。MOVE_FLAGは、図２の処理で用いたものと共通で使用されるフラグである。メモリ読み出し位置演算部１１９は、MOVE_FLAGがセットされていないと判定した場合、Ｓ２０１へ処理を進める。Ｓ２０１において、メモリ読み出し位置演算部１１９は後述するメモリ読み出し制御部１２０を制御するための変数Vector_intを０に初期化しする。そしてメモリ読み出し位置演算部１１９は処理を終了となる。Ｓ２００でMOVE_FLAGがセットされていると判定された場合、メモリ読み出し位置演算部１１９はＳ２０２へ処理を進める。

Ｓ２０２においては、メモリ読み出し位置演算部１１９は動きベクトル検出部１１８で検出した動きベクトル検出結果を受信する。そしてメモリ読み出し位置演算部１１９は動きベクトル検出結果を変数Vectorに格納した後、Ｓ２０３へ処理を進める。Ｓ２０３においては、メモリ読み出し位置演算部１１９はＳ２０２で得られた動きベクトル出力（Vector）から、補正光学系１１３の移動によって発生する動きベクトル出力（Vector_Ａ）を減算した結果を、変数Vector_intに加算していく。Vector_Ａは、駆動量算出部１０５による補正光学系１１３の制御情報から得ることができる既知の値である。また、動きベクトル出力は、動画像において現在の撮像画像と前の撮像画像との間の、撮像画像の移動量を算出したものである。動きベクトル出力を積算した値は、積算を開始した時点からの撮像画像の移動量となる。（Vector −Vector_Ａ）は、撮像画像の移動量を示す動きベクトル出力から、補正光学系１１３の移動によって発生する撮像画像の移動成分を減算した値である。よって、その積算値であるVector_intは、補正光学系１１３の移動によって発生するもの以外の撮像画像の移動量を示し、これはすなわち外乱によって発生する撮像画像の変動量である。

メモリ読み出し位置演算部１１９は、Ｓ２０３の後にＳ２０４へ処理を進める。Ｓ２０４においては、メモリ読み出し位置演算部１１９は、図２のＳ１０９で駆動量算出部１０５から供給された、画像メモリ１１７の読み出し位置の制御量Ｂから、Ｓ２０３で算出したVector_intを減算した結果を、メモリ読み出し制御部１２０に設定する。メモリ読み出し制御部では、Ｓ２０４の設定に従って、撮像画像の中で記録画像として出力される範囲が決定される。Ｓ２０４の後、図５の処理は終了となる。

図６（ａ）〜６（ｅ）に示したグラフを用いて、図５のフローチャートの処理について更に具体的に説明する。図６（ａ）〜６（ｅ）では、図３（ａ）〜３（ｃ）と同様に、補正光学系１１３画像メモリ１１７の読み出し位置を同時に移動することにより、記録画像を移動速度Ｖで移動させるための動作を示したものである。

図６（ａ）は、図３（ａ）と同様に補正光学系１１３の位置の時間による変化の一例を示すグラフであり、補正光学系１１３は図３（ａ）を用いて説明した動作と同様の動作を行うものとする。図６（ｃ）は、図４（ｃ）と同様のグラフであり、撮像装置１００に対して、時間Ｔ２からＴ３にかけて外部から振動などの外乱が加わったとする。図６（ｄ）は、撮像装置１００に対して図６（ｃ）に示す外乱が加わったときの、動きベクトル検出部１１８の出力を示したグラフである。動きベクトル検出部１１８の出力は、補正光学系１１３の移動によって発生する動きベクトル出力Vector_Ａに、外乱による撮像画像の揺れによって発生する動きベクトル出力が重畳された波形となる。図６（ｂ）は、画像メモリ１１７の読み出し位置の動作を示したグラフであり、図３（ｂ）の動作に対し、図５のＳ２０３及びＳ２０４で説明した動きベクトルの外乱成分を積算した結果を減算したものである。この画像メモリ１１７の読み出し位置の制御によって、撮像装置１００に対して外乱が加わった結果生じた撮像画像の揺れを、キャンセルすることができる。その結果、図４（ｄ）で生じていた外乱による記録画像の揺れはなくなり、図６（ｅ）に示すように一定速度で滑らかな記録画像の移動を実現することができる。

図７（ａ）〜（ｄ）は、撮像装置１００に対して外乱が加わるのではなく、補正光学系１１３自体が機構的な要因等で駆動が乱れたときの動作例を示している。機構的な要因等とは、例えば補正光学系の１１３の移動機構のガタや引っかかり等である。図７（ａ）〜（ｄ）では、図３（ａ）〜（ｃ）と同様に、補正光学系１１３とメ画像メモリ１１７の読み出し位置を同時に移動することにより、記録画像を移動速度Ｖで移動させるための動作を示したものである。

図７（ａ）は、補正光学系１１３に対して図３（ａ）と同様の駆動を行ったとき、時間Ｔ４からＴ５において、補正光学系１１３の駆動に乱れが生じたときのグラフである。図７（ｃ）は、補正光学系１１３の駆動に図７（ａ）に示す乱れが生じたときの、動きベクトル検出部１１８の出力を示したグラフである。動きベクトル検出部１１８の出力は、補正光学系１１３の移動によって発生する動きベクトル出力Vector_Ａに、上記補正光学系１１３の駆動の乱れによって発生する動きベクトル出力が重畳された波形となる。図７（ｂ）は、画像メモリ１１７の読み出し位置の動作を示したグラフであり、図３（ｂ）の動作に対し、図５のＳ２０３及びＳ２０４で説明した動きベクトルの外乱成分を積算した結果を減算したものである。この画像メモリ１１７の読み出し位置の制御によって、補正光学系１１３に駆動の乱れが発生した結果生じた撮像画像の揺れを、キャンセルすることができる。その結果、図７（ｄ）に示すように一定速度で滑らかな記録画像の移動を実現することができる。

以上のように第２の実施形態によれば、動きベクトル検出部１１８の出力を用いて、所望の記録画像の移動成分以外の揺れを検出し、画像メモリ１１７の読み出し位置の移動でそれをキャンセルすることができる。よって、記録画像の移動中に移動速度が乱れるなどの不連続な移動になることがなく、自然な記録画像の移動を実現することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。例えば、補正光学系１１３として補正レンズを光軸と直交する方向に移動させる実施形態に限らず、撮像素子１１５を撮像光学系の光軸と直交する方向に移動させる実施形態にも適用可能である。また、画像メモリ１１７の読み出し位置の移動は、フレーミング調整のみではなく、補正光学系１１３と同様に像振れ補正（電子的像振れ補正）にも適用可能である。

Claims (6)

1. 光学系によって結像された被写体像を撮像する撮像素子を有する撮像手段と、
   撮影レンズの一部を構成する補正光学系または前記撮像素子を移動することによって撮像範囲を変更する機械的フレーミング変更手段と、
   画像の切り出し範囲を変更する電子的フレーミング変更手段と、
   撮影領域の移動を指示する操作手段と、
   前記操作部の操作に基づいて、前記機械的フレーミング変更手段と前記電子的フレーミング変更手段とを制御する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、前記機械的および電子的フレーミング変更手段の移動を、前記機械的および電子的フレーミング変更手段の可動量または可動範囲に基づいて制御することを特徴とする撮像装置。
2. 前記制御手段は、前記機械的フレーミング変更手段の移動による前記撮影領域の移動速度と、前記電子的フレーミング変更手段の移動による前記撮影領域の移動速度との比を、前記機械的フレーミング変更手段を可動限界まで移動させることにより生じる前記撮影領域の移動量と、前記電子的フレーミング変更手段を可動限界まで移動させることにより生じる前記撮影領域の移動量との比に一致させることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記撮像手段によって撮像された画像から動きベクトルを検出する動きベクトル検出手段を更に備え、
   前記制御手段は、前記動きベクトル検出手段の出力に基づいて、前記電子的フレーミング変更手段の移動を補正することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記制御手段は、前記動きベクトル検出手段の出力から、前記機械的フレーミング変更手段の移動によって生じる動きベクトル検出手段の出力を差し引いた結果の積算値に基づいて、前記電子的フレーミング変更手段の移動を補正することを特徴とする請求項２又は３に記載の撮像装置。
5. 前記制御手段は、前記操作部の操作によって前記機械的フレーミング変更手段と前記電子的フレーミング変更手段を駆動するモードと、前記機械的フレーミング変更手段と前記電子的フレーミング変更手段を駆動することによって撮像画像の振れを補正するモードとを切り替えることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の撮像装置。
6. 光学系によって結像された被写体像を撮像する撮像素子を有する撮像手段と、撮影レンズの一部を構成する補正光学系または前記撮像素子を移動することによって撮像範囲を変更する機械的フレーミング変更手段と、画像の切り出し範囲を変更する電子的フレーミング変更手段と、撮影領域の移動を指示する操作部と、前記操作部の操作に基づいて、前記機械的フレーミング変更手段と前記電子的フレーミング変更手段を制御する制御手段とを備える撮像装置を制御する方法であって、
   前記制御手段が、前記機械的および電子的フレーミング変更手段の移動を、前記機械的および電子的フレーミング変更手段の可動量または可動範囲に基づいて制御する
   工程を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。

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