JP2015141284A - 振れ補正機能を有する撮像装置、その制御方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザーの所望の画角もしくは露光時間、および振れ補正機構の可動範囲を考慮して移動被写体の撮影を行うことが可能な撮像装置を提供すること。
【解決手段】撮影光学系で形成された被写体像を撮像して画像データを出力する撮像手段を有する撮像装置は、所定の可動範囲を有し、被写体像の振れを光学的に補正する振れ補正手段と、振れ補正手段を駆動する駆動手段と、被写体像の画角を設定する画角設定手段と、画像データから被写体像の移動速度を決定する速度決定手段と、設定された画角、可動範囲および決定された移動速度に基づいて、被写体像を追尾して撮像する場合に可能な露光時間の情報を生成し、生成された可能な露光時間の情報および決定された移動速度に基づいて駆動手段を制御する駆動情報を生成する制御手段とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、振れ補正機能を用いて移動する被写体の撮影を行うことが可能な撮像装置、特に、赤道儀及びＧＰＳ、加速度センサ、方位センサ等のセンサを使用せずに、振れ補正機能により被写体追尾効果を実現することが可能な撮像装置に関する。

地球から観測する天体は、地球が自転しているために、あたかもゆっくり動いているかのように見える。この現象は、日周運動と呼ばれている。

一般的に天体撮影等、暗所での撮影においては、ノイズを低減させる為にＩＳＯ感度を下げて撮影するケースが多く、それに伴いその分長い露光時間が必要とされる。

しかしその一方で、撮像装置を天体に向けて固定し長秒の露光を行うと、天体は線状の輝跡（天体の軌跡）となって写ってしまう。これは上記の日周運動により、露光中にも天体が刻々と移動してしまうことが原因である。この線状の輝跡は、日本においては北極星（厳密には天の北極）を中心とした同心円状のものとなり、毎時およそ１５度の円弧を描く。加えて天体の輝跡は、撮影倍率が大きい程顕著に（画角に対して大きく）現れる。

そこで、天体を点状に撮るためには、通常モータードライブ付きの赤道儀に撮像装置を設置して撮影を行う。モータードライブ付赤道儀とは天体の日周運動の動きに合わせて撮像装置を動かす天体撮影専用の架台であり、この赤道儀を使用することで長秒の露光を行う際にも天体の輝跡を残すことなく点状に撮影することが可能である。

しかし、赤道儀自体が大掛かりな架台である点と、赤道儀を用いて天体追尾撮影を行う前には、天体を観測する場所及び観測方位によって２つの回転軸を合わせこむ必要があるため、手軽に天体を撮影することが出来なかった。

上記の問題に対して、従来、赤道儀を使用せずに天体の軌跡を残すことなく点状に撮影可能な撮像装置が提案されている（特許文献１参照）。

特許文献１に記載の撮像装置は、まず、本撮影前の予備撮影として長時間撮影を行い、この予備撮影時に得られた画像の輝跡を解析し、被写体となっている天体の回転中心及び運動様相を算出する。そして、本撮影の露光時には、この算出された回転中心、及び運動様相の値を用いて、天体の日周運動の動きを打ち消すように手振れ補正機構を駆動させることを提案している。

特開２０１２−８９９６０号公報

しかしながら前記特許文献１において、撮像シフト方式の手振れ補正について述べられており、レンズシフト方式に関しては記述されていない。

また、撮像シフト方式、レンズシフト方式ともに機構的に可動域が限定されるが、その点についても考慮されていない。天体撮影においては前述の通り撮像装置のＩＳＯ感度を低く、また露光時間を長く設定するケースが多い。しかし、仮に露光中に手振れ補正レンズが可動域の限界に達した場合、それ以上天体を追尾することは不可能となり、そのまま露光を続けると線状の輝跡となって写ってしまう。故に、手振れ補正機構の可動域を考慮した駆動制御が必要である。

ユーザビリティの観点からもユーザーが設定した所望の画角で最大どのくらいの時間追尾撮影を行うことができるのか、いわゆる最大露光時間をユーザーが把握することは重要である。一方で、手振れ補正機構を駆動させて天体追尾を行う場合、ユーザーの設定した画角から多少ずれることを犠牲に、最大露光時間を増し高画質化を図れる場合があるため、このことも留意したほうが良い。

本発明は上記の問題に鑑みてみなされたものであり、本発明の目的とするところは、ユーザーの所望の画角もしくは本撮影露光時間、および手振れ補正機構の可動範囲を考慮し、手軽に天体撮影を行うことを可能とする撮像装置を提供することである。

前記の課題を解決するために本発明によれば、撮影光学系で形成された被写体像を撮像して画像データを出力する撮像手段を有する撮像装置は、所定の可動範囲を有し、被写体像の振れを光学的に補正する振れ補正手段と、振れ補正手段を駆動する駆動手段と、被写体像の画角を設定する画角設定手段と、画像データから被写体像の移動速度を決定する速度決定手段と、設定された画角、可動範囲および決定された移動速度に基づいて、被写体像を追尾して撮像する場合に可能な露光時間の情報を生成し、生成された可能な露光時間の情報および決定された移動速度に基づいて駆動手段を制御する駆動情報を生成する制御手段とを備える。

本発明によれば、ユーザーの所望の画角または画質、および手振れ補正機構の可動範囲を考慮した撮影条件に基づいて、手軽に天体撮影を行うことを可能にする撮像装置を提供することが可能となる。

本発明の第１の実施例に係る撮像装置の天体撮影モードでの撮影動作のフローチャートを示す図である。 本発明の第１の実施例に係る撮像装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施例に係わる撮像装置の天体撮影モードにおける予備撮影の画像例を示す図である。 本発明の第１の実施例に係る撮像装置の天体撮影モードにおける予備撮影での動作のフローチャートを示す図である。 本発明の第１の実施例に係る撮像装置における天体撮影モードでの第１の最大露光時間の決定動作を説明するための図である。 本発明の第１の実施例に係る撮像装置における天体撮影モードでの撮影範囲を説明するための図である。

［実施例１］
以下、本発明の実施の形態を、添付の図面を参照して詳細に述べる。
図１には本発明の第１の実施例に係わる撮像装置の天体撮影モードにおける撮影動作のフローチャートを示す。また、図２（ａ）は、本実施例に撮像装置のシステム構成を、図２（ｂ）は、本実施例に係わる撮像装置の振れ補正構成のブロック図を示す。本実施例に係わる撮像装置は、振れ補正レンズを用いた振れ補正機構（光学的な振れ補正手段）を備え、この振れ補正機構を用いて天体追尾撮影を行う天体撮影モードを有する。

まず、図２を参照して、本実施例に係わる撮像装置の構成を説明する。
図２（ａ）において、２１０は被写体像を形成する撮影光学系である光学部であり、倍率レンズ２１１、所定の可動範囲を有する振れ補正レンズ２１２、焦点調整レンズ２１３、絞り２１４、シャッタ２１５、各ユニットの駆動部などによって構成される。

２３０は、光学部２１０における各構成部材を駆動させるための制御部であるレンズ駆動部コントローラである。当該コントローラは、ズーム制御部２３１、振れ補正制御部２３２、フォーカス制御部２３３、絞り制御部２３４、シャッタ制御部２３５などで構成されている。

２２１は被写体の光学像を電気信号に変換（撮像）する撮像素子で、撮像制御部２２２によって駆動タイミング等が制御される。２２３は撮像素子２２１のアナログ信号出力をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器であり、その出力は画像入力部２２４を介して、メモリ制御部２４１及びシステムコントローラ２５０により制御される内部メモリ２４３に格納される。２６０は画像処理部であり、Ａ／Ｄ変換器２２３からのデータ或いはメモリ制御部２４１からのデータに対して所定の画素補間処理や色変換処理、そして本実施例においては輝点抽出部２６１により輝点、すなわち天体輝跡の抽出処理を行う。なお、輝点抽出部２６１は、システムコントローラ２５０に含めるようにしてもよい。

２４１はメモリ制御部であり、Ａ／Ｄ変換器２２３、画像処理部２２５、圧縮伸長部２４２、内蔵メモリ２４３を制御し、記録メディア２４４へのデータの記録も制御する。

２２５は画像表示制御部であり、２０６はＴＦＴ，ＬＣＤ等から成る画像表示装置である。内部メモリ２４３に書き込まれた表示用の画像データは画像表示制御部２２５を介して画像表示装置２０６により表示される。２４３は撮影した静止画像や動画像を格納するための内蔵メモリであり、システムコントローラ２５０の作業領域として使用することも可能である。２４２は画像データを圧縮伸長する圧縮伸長部であり、内部メモリ２４３に格納された画像を読み込んで圧縮処理あるいは伸長処理を行い、処理を終えたデータを再び内部メモリ２４３に書き込む。

２５０はシステムコントローラであり、撮像装置２０１全体を制御する。本発明においては、画角情報取得部２５１、天体移動速度算出部２５２、振れ補正機構駆動量算出部２５３としても機能する。

２０２、２０３、２０４、および２０５は、システムコントローラ２５０の各種の動作指示を入力するための操作手段であり、スイッチやダイアル、タッチパネル等の単数あるいは複数の組み合わせで構成される。２０３はレリーズスイッチであり、静止画を記録するためのシャッタを動作させるトリガ信号や、動画記録をスタートやストップさせるためのトリガ信号として使用される。２０４はズーム操作キーであり、これにより光学レンズ２１０を制御して焦点距離を調節する。２０５は、画像表示部に２０６に表示されるメニュー画面を操作するためのメニュー操作キーである。

２４６は電源制御部であり、電源ボタン２０２の信号をトリガとして電源２４７より撮像装置２０１に電源を供給する。

２７１は振れ検知部であり、振れ信号を取得する。振れ補正制御部２３２はこの振れ信号を取得して、結像位置の不一致を打ち消すように振れ補正レンズ２１２を制御する。

次に、図２（ｂ）を参照して、本実施例に係わる撮像装置の振れ補正の制御構成について説明する。図２（ｂ）は、光学部２１０と振れ補正制御部２３２との間の制御関係を示す図である。

同図において、ジャイロセンサー等の振れ検知部２７１ａ、２７１ｂは、撮像装置２０１に加わる振動を検出する。振れ検知部２７１ａは、撮像装置２０１のピッチ方向の振動を、振れ検知部２７１ｂはヨー方向の振動を検出する。

振れ補正制御部２３２の防振制御部２３２ａ１、２３２ｂ１は、ピッチ方向、ヨー方向のそれぞれの振れ補正レンズ２１２の位置補正制御信号を出力する。ＰＩＤ部２３２ａ２及び２３２ｂ２は、防振制御部２３２ａ１、２３２ｂ１から位置補正信号を、また振れ補正レンズ位置検出部２１２ａ１と２１２ｂ１からピッチ方向、ヨー方向それぞれの方向の振れ補正レンズ２１２の位置情報を受け取る。これらの情報に基づいて、ＰＩＤ部２３２ａ２及び２３２ｂ２はＰＩＤ制御を行い、駆動部２１２ａ２及び２１２ｂ２を駆動する。

次に、図１のフローチャートを用いて、本実施例に係わる撮像装置の天体撮影モードにおける撮影動作を説明する。本動作は、システムコントローラ２５０が、その内部に有するメモリ（不図示）に記憶された制御プログラムを呼び出して実行して当該装置の各部を制御することで達成される。

まず、撮像装置２０１に電源が投入されると、ステップＳ１０１においてシステムコントローラ２５０は、撮像装置２０１の撮影モードが天体撮影モードであるか否かを判定する。天体撮影モードが設定されていれば（ステップＳ１０１、ＹＥＳ）ステップＳ１０２の処理に進む。天体撮影モードが設定されていなければ（ステップＳ１０１、ＮＯ）、ステップＳ１０２以降の天体撮影モードの処理動作は行わない。

ステップＳ１０１で天体撮影モードと判定されると（Ｓ１０１、ＹＥＳ）、ステップＳ１０２において、システムコントローラ２５０による制御の下で、振れ補正制御部２３２が振れ補正レンズ２１２を中央に固定する処理動作を行う。この処理動作は、本実施例の撮像装置２０１が方位センサや加速度センサ、ＧＰＳ等のセンサやこれらの情報入力部を備えていないため、第１の撮影（以後予備撮影と呼ぶ）を行うまでは天体の日周運動の移動方向を特定することが不可能であることに起因する。従って、日周運動によりどの方向に天体が移動しても対応できるように、振れ補正レンズ２１２を中央に位置させる。

次にステップＳ１０３では、システムコントローラ２５０は、天体追尾撮影において、画角を優先するのか、画角ずれを伴っても露光時間の確保を優先するのかのいずれかを選択するためのユーザーの設定入力を待つ。設定の入力は、メニュー操作キー２０５等の操作手段を介して行われる。なお、露光時間の確保を優先したときは、後のステップで所定値よりも長い露光時間を設定した場合、画角を優先したときよりもさらに露光時間を確保できるため、画質が良くなると考えられる。

ステップＳ１０３にてユーザーの選択設定の入力があると、ステップＳ１０４（露光時間設定）で、システムコントローラ２５０は、第２の撮影（以後本撮影と呼ぶ）の露光時間のユーザー設定を操作手段を介して入力し、内部メモリ２４３に記憶する。露光時間が設定されたら、ステップＳ１０５においてシステムコントローラ２５０は、ユーザーに撮像装置２０１を三脚等に固定し任意の画角を設定させるよう指示を出し、そのズーム位置を内部メモリ２４３に記憶する（画角設定、ズーム位置設定）。ステップＳ１０５の記憶処理動作が終了したら、システムコントローラ２５０は、ステップＳ１０６で予備撮影の処理動作を実行する。

ここで、本実施例における予備撮影の目的は、天体を追尾するための天体の移動速度、及び振れ補正機構（振れ補正レンズ２１２）の駆動速度の算出である。この場合、予備撮影の処理に時間がかかる程、日周運動により天体が回転移動量が増えて、画角ずれが顕著に表れる。これを、図３を用いて説明する。

図３の（ａ）及び（ｂ）は、露光時間がそれぞれΔＴ１、ΔＴ２と異なる場合における、同画角での予備撮影の撮影画像を表している（ただしΔＴ１＜ΔＴ２とする）。図３に示すように、予備撮影に時間が多くかかるほど、ステップＳ１０３でユーザーが設定した画角がずれてしまい（図３（ｂ））、後の天体撮影における補正（追尾）可能な範囲が狭くなってしまう。故に、予備撮影はできるだけ短時間で行うことが望ましい。

そこで、本実施例による予備撮影時間の短縮化を考慮した予備撮影の処理動作を図４のフローチャートを用いて説明する。本動作は、システムコントローラ２５０の制御により行われる。

初めにステップＳ４０１にてＩＳＯ感度を一時的に所定の値まで上げる。次に、ステップＳ４０２において、システムコントローラ２５０による制御の下、ズーム制御部２３１がズーム位置をステップＳ１０２にてユーザーが設定したポジションから望遠側の端まで移動させる処理動作を行う。この２つの処理動作により、予備撮影にかかる時間を短くかつ精度良く行うことが可能となる。

次に、ステップＳ４０３にて予備撮影の露光（複数回）を行う。予備撮影の露光は２回行う。１回はさらにＩＳＯ感度を上げて短秒で露光を行い、もう１回は輝跡が写るだけの時間の露光を行う。なお、予備撮影の露光時間は、予めシステムコントローラ２５０に設定されている。輝跡の長さは、撮影方位、撮影仰角によって変わってくる。

ステップＳ４０３にて露光が終了したら、その画像データをステップＳ４０４において内部メモリ２４３に記憶する。

ステップＳ４０４の記憶処理後、ステップＳ１０３にてズーム位置を、ユーザーが設定したズーム位置Ｚｐに戻し、ＩＳＯ感度を適切な値に設定する処理を行う（ステップＳ４０５）。以上で予備撮影のフローを終了する。

ステップＳ１０６の予備撮影が終わると、ステップＳ１０７にて天体移動速度算出部２５２により、２回の予備撮影の画像データから天体及び天体の輝跡の画像データのみを抽出し、画素情報を取得する。天体移動速度算出部２５２は、この２枚の画像データから取得した画素情報をもとに、ステップＳ１０８（速度決定）にて天体の移動方向及び速度を算出する。

まず、天体の移動方向に関しては２枚の画素データを時系列的に比較することで決定することが可能である。

次に速度については、天体輝跡の画素情報をもとに予備撮影の露光時間をΔＴとしてズーム位置が望遠端にある時の画素面上の天体移動速度Ｖを求める。ｘ方向の天体移動速度をＶｘ、ｙ方向の天体移動速度をＶｙとおくと、Ｖｘ及びＶｙはそれぞれ、
Ｖｘ＝（Ｘ１−Ｘ０）／ΔＴ ［ｐｉｘｅｌ／ｓｅｃ］
Ｖｙ＝（Ｙ１−Ｙ０）／ΔＴ ［ｐｉｘｅｌ／ｓｅｃ］
となる。ここで（Ｘ０，Ｙ０）は、露光開始時の天体の画素座標、（Ｘ１，Ｙ１）は露光終了時の天体の画素座標である。

いま、図３（ａ）においてｘ方向の画角をａ度、ｙ方向の画角をｂ度とおくと、天体移動速度Ｖｘｄ、Ｖｙｄ［ｄｅｇ／ｓｅｃ］は、
Ｖｘｄ ＝ （ａ／ｍ）× Ｖｘ［ｄｅｇ／ｓｅｃ］
Ｖｙｄ ＝ （ｂ／ｎ）× Ｖｙ［ｄｅｇ／ｓｅｃ］
ただし、ｍ及びｎはそれぞれｘ方向、ｙ方向の画素数を示しており、本実施例においては
ａ／ｍ ＝ ｂ／ｎ
が成立するとする。また、Ｖｘ、Ｖｙは、画角ａ、ｂにおける天体移動速度［ｐｉｘｅｌ／ｓｅｃ］である。

以上のようにＶｘｄ、Ｖｙｄ［ｄｅｇ／ｓｅｃ］で決定して、ステップＳ１０８の処理動作を終了する。

次に、ステップＳ１０９にてシステムコントローラ２５０は、振れ補正レンズ２１２の可動範囲を取得する。振れ補正レンズ２１２の可動範囲を考慮すると最大露光時間が求めることができ、これをステップＳ１１０で行う。最大露光時間を求める過程を下記に示す。

いま、振れ補正レンズ２１２が光学中心から天体を追尾できる最大時間を第１の最大露光時間Ｔｍａｘ１とする。また、振れ補正レンズ２１２の可動範囲は光学中心を可動域の中心として半径ｃ度の円領域とする。この時、ａ、ｂ、ｃの大きさと天体移動速度Ｖｘｄ、Ｖｙｄによって第１の最大露光時間Ｔｍａｘ１が変わる。これを図５に示す。

図５は、振れ補正レンズ２１２の可動範囲と画角との関係に応じて、第１の最大露光時間Ｔｍａｘ１の算出を場合分けして説明するための図である。

図５(ａ)は、ｃ＜ｂ／２＜ａ／２の関係が成立する場合ときの振れ補正レンズ２１２の可動範囲と画角との関係を示す。この時、第１の最大露光時間Ｔｍａｘ１は、
Ｔｍａｘ１ ＝ ｍｉｎ（ ｃ／Ｖｘｄ ， ｃ／Ｖｙｄ ）
となる。

第２に、図５（ｂ）に示す振れ補正レンズ２１２の可動範囲と画角との関係の場合、即ち ｂ／２＜ｃ＜ａ／２が成立する場合について考える。

まず、撮影範囲と振れ補正レンズ２１２の可動範囲ｃの交点を求めると、点ｐ１から点ｐ４までの座標が求められる。この点ｐ１、ｐ２、ｐ３、ｐ４それぞれから原点Ｏまでを直線で結び、この直線で区切られた領域（α）、（β）で更に場合分けをする。

第１に、図５（ｂ）の領域（α）に関して、

が成立する。この時、第１の最大露光時間Ｔｍａｘ１は、

である。

次に、領域（β）に関して、

が成立する。この時、第１の最大露光時間Ｔｍａｘ１は、

となる。

第３に図５（ｃ）は、ａ／２＜ｃかつｂ／２＜ｃかつ

が成立するときの振れ補正レンズ２１２の可動範囲と画角との関係を示している。

図５（ｃ）において、領域（α）及び（β）を分ける点は、上記図５（ｂ）の点ｐ１から点ｐ４と同様である。よって領域（α）及び（β）での第１の最大露光時間は、上記図５（ｂ）と同様の式として求めることができる。

また、領域（γ）については、（β）と（γ）を分かつ各点ｑ１からｑ４の座標はそれぞれ図５（ｃ）のように表すことができる。また、領域（γ）については、

が成立する。この時の第１の最大露光時間Ｔｍａｘ１は、

となる。

最後に、図５（ｄ）に示す振れ補正レンズ２１２の可動範囲と画角との関係、即ち

が成立する時について考える。この場合の第１の最大露光時間Ｔｍａｘ１は、
Ｔｍａｘ１ ＝ ｍｉｎ（ ａ／２Ｖｘｄ ， ｂ／２Ｖｙｄ ）
である。

上述のように第１の最大露光時間Ｔｍａｘ１が算出できたら、この２倍の値を第２の最大露光時間Ｔｍａｘ２として設定する。以上でステップＳ１１０の処理を終える。

以降の天体撮影動作（駆動情報の生成）は、ステップＳ１１０において算出された第１及び第２の最大露光時間Ｔｍａｘ１、Ｔｍａｘ２と、ステップＳ１０４においてユーザーが設定した露光時間との関係に従って決定される。本実施例においては、簡単のために、撮影画角と振れ補正レンズ２１２の可動範囲が一致しているとしてステップＳ１１０以降の天体撮影動作を説明する。

（ｉ）ΔＴ ＋ Ｔｅ ≦ Ｔｍａｘ１のとき
まず、ステップＳ１１１において、システムコントローラ２５０は、予備撮影の露光時間ΔＴとユーザーが設定した本撮影の露光時間Ｔｅの和が、第１の最大露光時間Ｔｍａｘ１以内であるかどうかを比較判定する。

比較の結果、
ΔＴ ＋ Ｔｅ ≦ Ｔｍａｘ１
が成立する場合は（ステップＳ１１１、Ｙｅｓ）、ステップＳ１１２において振れ補正機構駆動量算出部２５３は、振れ補正レンズの単位時間当たりの駆動量（駆動速度）を算出する。求める振れ補正レンズ駆動量Ｌ１は、ステップＳ１０８にて求めたＶｘｄ及びＶｙｄを打ち消す大きさである。

振れ補正レンズ駆動量Ｌ１を求めた後に、システムコントローラ２５０による制御の下で、振れ補正制御部２３２が、予備撮影の露光時間ΔＴでずれた分の画角を補正する処理動作を行う（ステップＳ１１３）。この処理動作は、予備撮影中に日周運動によって移動してしまった天体を、振れ補正レンズ２１２を本撮影露光前に予め移動させることによって、ステップＳ１０５において設定された画角を実現するためである。この時の初期移動量ΔＬ１は、
ΔＬ１＝Ｌ１×ΔＴ
である。

ここまでの処理が終了したら、システムコントローラ２５０による制御の下で、撮像制御部２２２およびレンズ駆動部コントローラ２３０により、ステップＳ１１４にて本撮影の露光を行う。露光中は、ステップＳ１１２で求めた駆動量Ｌ１を、図２（ｂ）に示す防振制御部２３２ａ１、２３２ｂ１での位置補正制御信号の計算に加えて、振れ補正レンズ２１２を駆動させる。

露光終了後、画像データを記録し（ステップＳ１１５）、撮影を終わる。この時の撮影画角の例を図６（ａ）に示す。図において、画角の中心にある白抜きの星印が、予備撮影の開始時の天体の位置、符号ΔＴを伴う星印は、予備撮影後の天体の位置、符号Ｔｅを伴う黒い星印は、本撮影後の天体の位置をそれぞれ示す。また、砂地の円と太い実線の矢印は、本撮影において天体の移動を打ち消すために駆動される振れ補正レンズよる振れ補正の過程を示す。以下、図６（ｂ）−（ｄ）においても同様である。

（ii）Ｔｍａｘ１＜ΔＴ＋Ｔｅ≦Ｔｍａｘ２のとき
Ｔｍａｘ１＜ΔＴ＋Ｔｅ≦Ｔｍａｘ２が成立する場合（ステップＳ１１１、ＮｏかつステップＳ１１６、Ｙｅｓ）、ステップＳ１１７にて画角優先か、露光時間優先かによって撮影の処理動作を分岐する。なお、この分岐判断は、ステップＳ１０３での選択に従って行う。また、ここでの撮影の処理動作の分岐では、露光時間の変更を伴うのでＩＳＯ感度も変更することが望ましい。

画角優先の場合（ステップＳ１１７、Ｙｅｓ）、ステップＳ１１８にてシステムコントローラ２５０による制御の下で、ズーム制御部２３１により、予備撮影時間ΔＴ＋設定された露光時間Ｔｅの露光可能なズーム位置に移動する（ズームアウト）。次にステップＳ１１９にて、振れ補正機構駆動量算出部２５３は、このズーム位置での振れ補正レンズ駆動量Ｌ２を算出する。ステップＳ１２０では、（ｉ）のステップＳ１１３と同様に、本撮影の露光前に振れ補正レンズ２１２を移動し、画角中心をユーザーの設定位置に戻す処理を行う。この後、本撮影の露光を行う（ステップＳ１２１）。ステップＳ１２２ではステップＳ１１８にてズームアウトした分、トリミングを行い、撮影範囲をズーム位置の変更前後で相違の無いようにする。次いで、必要に応じて圧縮処理を行った後、ステップＳ１１５で画像記録処理を行い、撮影を終える。この時の撮影画角の例を図６（ｂ）に示す。

次に、露光時間優先の場合について説明する（ステップＳ１１７、Ｎｏ）。

まず、ステップＳ１２３において、システムコントローラ２５０は、ユーザーに画角ずれの警告を行う。その後、補正機構駆動量算出部２５３は、振れ補正レンズ駆動量Ｌ３を求める（ステップＳ１２４）。ここでのＬ３の値はＬ１と等しい。ステップＳ１２４の後、時間Ｔｅの露光を可能とする位置に振れ補正レンズ２１２を移動する（ステップＳ１２５）。ここでの初期移動量ΔＬは、
ΔＬ＝Ｌ３×（Ｔｅ−Ｔｍａｘ１）
である。

ステップＳ１２４の処理の後、ステップＳ１２６にて本撮影の露光を行い、ステップＳ１１５の記録処理を行う。この時の撮影画角の例を図６（ｃ）に示す。

（iii）Ｔｍａｘ２＜ΔＴ＋Ｔｅのとき
Ｔｍａｘ２＜ΔＴ＋Ｔｅのとき（ステップＳ１１６、Ｎｏ）の時、ステップＳ１２７にて画角を優先するか、設定された露光時間を優先するかによって撮影の処理動作を分岐する（ステップＳ１２７）。

画角を優先する場合は（ステップＳ１２７、Ｙｅｓ）、ステップＳ１１８〜Ｓ１２２と同様の処理を行う（ステップＳ１２８〜ステップＳ１３２）。ただし、変更するズーム位置は変わる。この時の撮影画角の例は、図６（ｂ）と同様である。

露光時間を優先する場合は（ステップＳ１２７、Ｎｏ）、システムコントローラ２５０は、ステップＳ１３３にて画角ずれを警告する。また、この場合は、ズーム位置の変更が必要となってくるので、本撮影露光時間分を賄えるだけズームアウトする（ステップＳ１３４）。この時のズームアウト量は、ズーム位置変更前の駆動量Ｌ１×本撮影露光時間Ｔｅが振れ補正レンズの可動範囲に収まる量であり、テーブルを参照して求めるのが望ましい。ステップＳ１３４でズーム位置変更後、ステップＳ１３５において、補正機構駆動量算出部２５３は、変更後のズーム位置に応じた振れ補正レンズの単位時間当たりの駆動量Ｌを算出する。ステップＳ１３６において振れ補正レンズ２１２を可動端に移動した後、ステップＳ１３７で本撮影の露光を行う。露光終了後、ステップＳ１３８にて必要に応じて圧縮処理を行い、ステップＳ１１５で画像を記録する。この時の撮影画角の例を図６（ｄ）に示す。この時に得られる画像は、本撮影時間の１／２が経過した時に振れ補正レンズ２１２が中心を通るので、収差が少なくなり画質が向上する。

上述した本発明の実施の形態によれば、ユーザーの所望の画角または画質、および振れ補正機構の可動範囲を考慮した撮影条件に基づいて、手軽に天体撮影を行うことを可能にする撮像装置を提供することが可能となる。

なお、上記実施例においては、天体撮影を例にして本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、他の移動被写体を、画角を設定して追尾、撮影する場合にも適用可能である。なお、上述の実施形態の一部を適宜組み合わせてもよい。また、上述の実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムを、記録媒体から直接、或いは有線／無線通信を用いてプログラムを実行可能なコンピュータを有するシステム又は装置に供給し、そのプログラムを実行する場合も本発明に含む。従って、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、該コンピュータに供給、インストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も本発明に含まれる。その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳに供給するスクリプトデータ等、プログラムの形態を問わない。プログラムを供給するための記録媒体としては、例えば、ハードディスク、磁気テープ等の磁気記録媒体、光／光磁気記憶媒体、不揮発性の半導体メモリでもよい。また、プログラムの供給方法としては、コンピュータネットワーク上のサーバに本発明を形成するコンピュータプログラムを記憶し、接続のあったクライアントコンピュータはがコンピュータプログラムをダウンロードしてプログラムするような方法も考えられる。

以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。

Claims (13)

1. 撮影光学系で形成された被写体像を撮像して画像データを出力する撮像手段を有する撮像装置において、
   所定の可動範囲を有し、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、
   前記振れ補正手段を駆動する駆動手段と、
   前記被写体像の画角を設定する画角設定手段と、
   前記画像データから前記被写体像の移動速度を決定する速度決定手段と、
   前記設定された画角、前記可動範囲および前記決定された移動速度に基づいて、前記被写体像を追尾して撮像する場合に可能な露光時間の情報を生成し、前記生成された可能な露光時間の情報および前記決定された移動速度に基づいて前記駆動手段を制御する駆動情報を生成する制御手段と、を備えることを特徴とする撮像装置。
2. 前記被写体像を追尾して撮像するための露光時間を設定する露光時間設定手段をさらに備え、前記可能な露光時間は、前記設定された画角において前記決定された移動速度を有する被写体像を、前記振れ補正手段を駆動して撮像する場合の最大露光時間であり、前記制御手段は、前記設定された露光時間と前記最大露光時間との比較判定の結果に従って前記振れ補正手段の駆動速度を決定することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記制御手段は、前記比較の結果に従って、前記撮影光学系のズーム位置と前記振れ補正手段の駆動量の少なくとも一つを変更し、前記ズーム位置を変更した場合は、変更されたズーム位置での前記駆動速度を決定することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
4. 警告を表示する警告手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記ズーム位置と前記振れ補正手段の駆動量の少なくとも一つを変更する場合は、前記警告手段を制御して警告の表示を行うことを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
5. 前記制御手段は、前記移動速度を決定するための画像データを取得する第１の撮影と、前記決定された移動速度に基づいて前記振れ補正手段を駆動して前記被写体像を撮影する第２の撮影を行い、前記第１の撮影は、予め設定した異なる露光時間による複数回の撮影を含み、前記速度決定手段は、前記複数回の撮影において前記撮像手段から出力された画像データを用いて決定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の撮像装置。
6. 前記画角設定手段が画角を設定したときのズーム位置を記憶する記憶手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記第１の撮影において前記複数回の撮影を行う場合、ズーム位置を前記記憶手段に記憶されたズーム位置からから望遠側のズーム位置へ移動する制御を行い、前記第１の撮影を行った後にズーム位置を前記望遠側のズーム位置から前記記憶手段に記憶されたズーム位置に戻す制御を行うことを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
7. 前記制御手段は、前記第２の撮影において、前記可能な露光時間の情報の生成および駆動情報の生成を行い、前記決定された駆動速度および前記第１の撮影の露光時間に基づいて、前記振れ補正手段を駆動して第１の撮影における前記被写体像の移動を補正することを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
8. 前記制御手段は、前記第２の撮影において、前記設定された露光時間の１／２が経過した際に振れ補正機構が前記画角の中心を通るように露光開始時の前記振れ補正手段の駆動量を決定することを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
9. 撮影光学系で形成された被写体像を撮像して画像データを出力する撮像手段と、所定の可動範囲を有し、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有する撮像装置の制御方法において、
   前記振れ補正手段を駆動する駆動ステップと、
   前記被写体像の画角を設定する画角設定ステップと、
   前記画像データから前記被写体像の移動速度を決定する速度決定ステップと、
   前記設定された画角、前記可動範囲および前記決定された移動速度に基づいて、前記被写体像を追尾して撮像する場合に可能な露光時間の情報を生成し、前記生成された可能な露光時間の情報および前記決定された移動速度に基づいて前記駆動ステップを制御する駆動情報を生成する制御ステップと、
   を備えることを特徴とする制御方法。
10. 請求項９の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
11. 請求項１０のプログラムを記録したコンピュータが読み取り可能な記憶媒体。
12. コンピュータを、請求項１乃至８のいずれか一項に記載された撮像装置の各手段として機能させるプログラム。
13. コンピュータを、請求項１乃至８のいずれか一項に記載された撮像装置の各手段として機能させるプログラムを格納したコンピュータが読み取り可能な記憶媒体。

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