JP4400611B2 - 撮像装置、ブレ補正方法、およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、電子カメラ等の電子カメラにおける手ブレ補正技術を搭載した撮像装置、ブレ補正方法およびプログラムに関する。

従来、電子カメラにおける手ブレ補正技術としては、撮像光学系の中に手ブレ補正のための補正専用レンズを設けてアクチュエータにより手ブレを打ち消すように移動させる補正レンズシフト方式（特許文献１）や、高屈折液体を充填させた頂角可変プリズムの頂点をアクチュエータで駆動して光路を変えて手ブレを打ち消す頂角可変プリズム方式などの光学式補正技術が知られている。

また、イメージセンサシフト方式では、イメージセンサをアクチュエータによって手ブレを打ち消すように移動させるメカニカル補正技術が知られている。さらに、画像切り出し方式では、所定レートで画像を読み出し、各画像間のブレに対応させて、各画像から同一の画像領域を切り出して使用することで動画における手ブレを抑制する電子式補正技術が知られている。

また、ブレ軌跡復元方式では、撮像した画像に対してブレの軌跡情報を使用して復元演算処理を行い、ブレの影響を取り除いた画像を作り出す画像処理補正技術が知られている。

従来、これらのうち１つの補正技術を選択して電子カメラに搭載していた。特に、補正レンズシフト方式とイメージセンサシフト方式とが産業上広く利用されている。
特開２００６−３３４６２号公報

しかしながら、補正レンズシフト方式（特許文献１）では、光学系を動かしているため、レンズ収差の影響を受けて画質が劣化する問題があり、特に高倍率時には画質劣化が顕著になることがあった。

また、イメージセンサシフト方式は、補正レンズシフト方式に比べ、動かす受光素子が比較的大きく、同じ補正をするために、より多くの電力を使用しなければならないといった問題があった。

さらに、上記２方式に共通して、撮影スタンバイ時にも手ブレ補正をＯＮにしていた場合には、シャッターのストローク量が落ちるため、シャッターを押した瞬間にのみ手ブレ補正をＯＮにする場合に比べ、補正量が落ちてしまい、ブレの影響をもう一段取り除くことができなかった。

本発明は、上記問題に鑑みて、消費される電力を抑制しつつ、最適なブレ補正を行うことができる撮像装置、ブレ補正方法およびプログラムを提供することにある。

（１）本発明は、レンズにより結像された被写体像を撮像して画像信号を出力する撮像素子と、前記撮像素子により撮像された画像をモニタ表示する表示手段と、ズーム倍率を設定するズーム倍率設定手段と、前記撮像素子から出力される所定の画像信号を取得指示する取得指示手段と、当該装置に生じるブレ量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量に応じて、前記レンズを所定の方向に移動させて、前記撮像素子に結像される被写体像のブレを補正する第１のブレ補正手段と、前記ブレ検出手段により検出されたブレ量に応じて、前記撮像素子を所定の方向に移動させて、前記撮像素子に結像される被写体像のブレを補正する第２のブレ補正手段と、前記第１のブレ補正手段を用いた被写体像のブレ補正と前記第２のブレ補正手段を用いた被写体像のブレ補正とを前記ズーム倍率設定手段により設定されたズーム倍率に応じて選択制御する選択制御手段とを備え、前記選択制御手段は、前記取得指示手段から画像信号の取得指示があった場合には、前記ズーム倍率設定手段により設定されたズーム倍率にかかわらず、前記第１のブレ補正手段と前記第２のブレ補正手段とにより被写体像のブレ補正を実行させることを特徴とする。

（２）本発明は、レンズにより結像された被写体像を撮像して画像信号を出力する撮像素子と当該撮像素子により撮像された画像をモニタ表示する表示部とを備えた撮像装置のブレ補正方法であって、ズーム倍率を設定するズーム倍率設定ステップと、前記撮像素子から出力される所定の画像信号を取得指示する取得指示ステップと、当該装置に生じるブレを検出するブレ検出ステップと、前記ブレ検出ステップで検出されたブレ量に応じて、前記レンズを所定の方向に移動させて、前記撮像素子に結像される被写体像のブレを補正する第１のブレ補正ステップと、前記ブレ検出ステップで検出されたブレ量に応じて、前記撮像素子を所定の方向に移動させて、前記撮像素子に結像される被写体像のブレを補正する第２のブレ補正ステップと、前記第１のブレ補正ステップでの被写体像のブレ補正と前記第２のブレ補正ステップでの被写体像のブレ補正とを前記ズーム倍率設定ステップにより設定されたズーム倍率に応じて選択制御し、前記取得指示ステップから画像信号の取得指示があった場合には、前記ズーム倍率設定ステップにより設定されたズーム倍率にかかわらず、前記第１のブレ補正ステップと前記第２のブレ補正ステップとにより被写体像のブレ補正を実行させる選択制御ステップと、を有したことを特徴とする。

（３）本発明は、レンズにより結像された被写体像を撮像して画像信号を出力する撮像素子と当該撮像素子により撮像された画像をモニタ表示する表示部とを備えた撮像装置に内蔵されたコンピュータに、ズーム倍率を設定するズーム倍率設定手段と、前記撮像素子から出力される所定の画像信号を取得指示する取得指示手段と、当該装置に生じるブレ量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量に応じて、前記レンズを所定の方向に移動させて、前記撮像素子に結像される被写体像のブレを補正する第１のブレ補正手段と、前記ブレ検出手段により検出されたブレ量に応じて、前記撮像素子を所定の方向に移動させて、前記撮像素子に結像される被写体像のブレを補正する第２のブレ補正手段と、前記第１のブレ補正手段を用いた被写体像のブレ補正と前記第２のブレ補正手段を用いた被写体像のブレ補正とを前記ズーム倍率設定手段により設定されたズーム倍率に応じて選択制御し、前記取得指示手段から画像信号の取得指示があった場合には、前記ズーム倍率設定手段により設定されたズーム倍率にかかわらず、前記第１のブレ補正手段と前記第２のブレ補正手段とにより被写体像のブレ補正を実行させる選択制御手段と、として実行させることを特徴とする。

本発明によれば、消費される電力を抑制しつつ、最適なブレ補正を行うことができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

＜第１の実施形態＞ 図１は、本発明に係る撮像装置の第１の実施形態である電子カメラの外観を示す正面図（図１（Ａ））及び背面図（図１（Ｂ））である。

電子カメラは、図１（Ａ）に示すように、正面側にストロボ発光部１および撮影レンズ（レンズ群）２を有している。また、電子カメラの背面には図１（Ｂ）に示すように、モードダイアル（モードダイアル）３、液晶モニタ画面４、カーソルキー５、ＳＥＴキー６、ズームキー７（Ｗボタン７−１、Ｔボタン７−２）、手ブレ補正機能キー１０等が設けられている。また、上面にはシャッターキー８、電源ボタン９が設けられ、図示されていないが側部にはパーソナルコンピュータ（以下、パソコン）やモデム等の外部装置とＵＳＢケーブルに接続する場合に用いるＵＳＢ端子接続部が設けられている。

図２は、本発明の第１の実施形態の電子カメラの構成を説明するためのブロック図である。

撮影レンズ２は、ズームレンズ２ａ、フォーカスレンズ２ｂおよび振れ補正光学系２１を有する。ズームレンズ２ａは、ズーム制御機構（図示しない）によって光軸方向に進退駆動される。ズームレンズ１ａ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２ｂは、フォーカス制御機構によって光軸方向に進退駆動される。フォーカスレンズ２ｂが進退駆動されることで撮影レンズ２のピント調節が行われる。補正光学系２１は、補正光学系駆動部２６に設けられたアクチュエータによって光軸と直交する方向に手ブレを打ち消すように駆動（移動）される。補正光学系２１が駆動されることで、撮像素子２２の撮像面上に結像される被写体像がシフトする。

撮像素子２２はＣＣＤなどによって構成される。撮像素子２２は、その撮像面上に結像される被写体像を撮像して撮像信号を出力する。信号処理部３０は、アナログ撮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、シェーディング補正処理など）を施す。タイミング発生部２９は、撮像素子２２から読み出す撮像信号の読み出しタイミング信号を発生する。

角速度センサ２４は、電子カメラの動きを物理的、直接的に検出し、角速度を示す動き検出信号をカメラ制御部３６に出力する。

光学振れ補正処理部２５は、カメラ制御部３６に設けられており、角速度センサ２４からの検出信号の大きさに応じた補正量を出力する変換テーブルを有しており、カメラ制御部３６から補正開始指令を受け付けて起動し、角速度センサ２４で検出される検出信号に応じて第１の補正量を算出し、補正光学系駆動部２６に補正光学系２１を駆動させる。

補正光学系駆動部２６は、カメラ制御部３６からの補正量に応じて補正光学系２１を撮影レンズ２の光軸と直交する方向に駆動する。なお、補正光学系２１の駆動量は光学振れ補正処理部２５によって決定される。

基台振れ補正処理部２７は、カメラ制御部３６に設けられており、角速度センサ２４からの検出信号の大きさに応じた補正量を出力する変換テーブルを有しており、カメラ制御部３６から補正開始指令を受け付けて起動し、角速度センサ２４で検出される検出信号に応じて補正量を算出し、基台駆動部２８に基台２３を駆動させる。

基台２３は、基台駆動部２８に設けられたアクチュエータによって光軸と直交する方向に手ブレを打ち消すように機械的な位置を移動（駆動）される。基台２３が駆動されることで、撮像素子２２の撮像面がシフトする。

画像処理部３１は、信号処理部３０から入力される画像データを所定のデータ形式にフォーマット変換したり、画像データを表示処理部３２に与えたりする。表示処理部３２は画像データを用いて映像信号を生成して表示モニタ３３へ送出する。

表示モニタ３３は、液晶表示パネルなどによって構成され、表示処理部３２から入力される映像信号による画像などを表示する。表示画像は、静止画撮影指示前に撮像素子２２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２２で撮像される静止画、動画撮影時の動画、記録部３４に記録されている画像データによる再生画などがある。これら画像は、操作部３５の操作によって表示モニタ３３上で、電気的に表示画角を変更して（電子ズーム）表示することができる。

記録部３４は、着脱可能な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、記録部３４は画像処理部３１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、記録部３４に記録されている画像データが読み出されて画像処理部３１へ送られる。画像処理部３１は、再生画像を表示するための映像信号を生成する。なお、電子カメラ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おり、動画撮影時には後述する音声データも記録してもよい。

操作部３５は、電源スイッチ（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（半押しスイッチ、全押しスイッチ）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カメラ制御部３６へ送出する。

カメラ制御部３６は、ＣＰＵ、およびＣＰＵが実行する制御プログラムが格納されるＲＯＭ、ワークＲＡＭ（図示しない）を含んで構成され、操作部３５から入力される操作信号に応じて各ブロックへ指令を出力し、カメラ動作を制御する。なお、ＲＯＭには、ズーム位置（ズーム段数）情報に対応するズーム倍率が記憶されているズームテーブルが含まれる。カメラ制御部３６は、操作に応じて設定されたズーム倍率が予め設定されている基準値よりも小さい場合に、光学振れ補正処理部２５に補正開始指令を出力する一方、操作に応じて設定されているズーム倍率が基準値よりも大きい場合に、基台振れ補正処理部２７に補正開始指令を出力することで、補正光学系駆動部２６と基台駆動部２８とを選択制御する。

図３は本発明の電子カメラの概略動作を示すフローチャートであり、このフローチャートは電子カメラのメインプログラムを説明するためのものである。以下に示す処理は基本的にカメラ制御部３６が予めフラッシュメモリ等のプログラムメモリに記憶されたプログラムに従って実行する例で説明する。以下、図３に示すフローチャートに基づいて説明する。また、電子カメラはズーム機能およびオートフオーカス機能を備えているものとして以下に説明する。

図３で、ユーザが電源ボタンを操作して電子カメラの主電源をオンし、そして、ユーザが図１に示すモードダイアル３を操作してモードＭ１〜Ｍ３の中からいずれか１つを選択したこととする。このとき、ステップＳ１０では、カメラ制御部３６は、選択されたモードに応じた初期値や初期撮影条件をＲＯＭから読み出し、ワークＲＡＭに設定する。

次いで、ステップＳ２０では、カメラ制御部３６は、スルー画像表示を開始する。すなわち、カメラ制御部３６は、タイミング発生部２９にスルー画像表示処理に関する開始信号を出力する。これに応じてタイミング発生部２９は、タイミング信号を撮像素子２２と信号処理部３０へ出力する。そして、撮像素子２２は撮像した画像信号を信号処理部３０に出力し、信号処理部３０は画像信号から画像データを生成して画像処理部３１に出力し、画像処理部３１は画像データをフォーマット変換して表示処理部３２に出力し、表示処理部３２は表示データを表示モニタ３３にスルー表示する。

次いで、ステップＳ３０では、カメラ制御部３６は、図２に示す操作部３５からの信号を基にズーム指示があったか否か（ズームボタン７−１または７−２の操作の有無）を調べ、ズーム指示があった場合はステップＳ４０に進み、ズーム指示がなかった場合はステップＳ５０に進む。

次いで、ステップＳ４０では、ズーム指示があった場合は、カメラ制御部３６は撮像レンズ２を制御してズーム処理を行わせる。つまり、ズーム用（ＺＯＯＭ）ドライバ（図示しない）に制御信号を送り、ズームモータを駆動して指定されたズーム段に対応するズーム位置にレンズを移動させ、ステップＳ５０に進む。なお、カメラ制御部３６は現在のズーム位置（ズーム段数）をワークＲＡＭ（図示しない）に記憶するようにしている。

次いで、ステップＳ５０では、カメラ制御部３６は、操作部３５からの信号に基づいてシャッターキー８の半押し操作が開始されたか否かを調べる。シャッターキー８の半押し操作が開始された場合はステップＳ６０に進み、シャッターキー８の半押し操作が開始されてない場合はステップＳ２０に戻る。

次いで、シャッターキー８が半押し操作が開始されると、ステップＳ６０では、カメラ制御部３６は、その時点で選択されているズーム位置（ズーム段数）に対応した焦点距離でオートフオーカス（ＡＦ）処理、オートアイリス（ＡＥ）処理、およびホワイトバランス処理（ＡＷＢ）を実行する。そして、カメラ制御部３６は、ステップＳ６０での各種処理による結果を各部に反映させ、再度、撮像素子２２、信号処理部３０を経て取得した画像データを画像処理部３１から表示処理部３２に接続された表示モニタ３３にスルー表示する。

次いで、ステップＳ７０では、カメラ制御部３６は、シャッターキー８が全押しされたか否かを調べる。シャッターキー８が全押しされた場合はステップＳ８０に進み、シャッターキー８が全押しされてない場合はステップＳ７５に進む。

次いで、ステップＳ７５では、カメラ制御部３６は、操作部３５からの信号に基づいてシャッターキー８の半押し操作が解除されたか否かを調べる。シャッターキー８の半押し操作が解除された場合はステップＳ３０に戻り、シャッターキー８の半押し操作が解除されてない場合はステップＳ７０に戻る。

次いで、シャッターキー８が全押しされた場合には、ステップＳ８０では、カメラ制御部３６は、新たに静止画に用いる画像信号を撮像素子２２から取得してくる。すなわち、カメラ制御部３６は、タイミング発生部２９に静止画画像取得処理に関する開始信号を出力する。これに応じてタイミング発生部２９は、タイミング信号を撮像素子２２と信号処理部３０へ出力する。そして、撮像素子２２は撮像した高精細の画像信号を信号処理部３０に出力し、信号処理部３０は画像信号から画像データを生成して画像処理部３１に出力し、画像処理部３１は１フレーム分の画像データ（静止画像データ）をＪＰＥＧ圧縮処理し、圧縮された静止画像データを記録部３４のＳＤカードに記録して１フレーム分の静止画像の撮影処理し、ステップＳ２０に戻る。

図４は、本発明に係る撮像装置の第１の実施形態である電子カメラの手ブレ制御処理について説明するためのフローチャートである。なお、図４に示す手ブレ制御処理は、図３に示す電子カメラの概略動作の処理と並列して実行されていることとする。

ところで、ユーザが手ブレ補正機能キー１０を操作した場合、ユーザ操作に応じたＯＮ／ＯＦＦ操作信号が操作部３５に入力される。このとき、操作部３５は割り込み信号を発生してカメラ制御部３６に出力するので、カメラ制御部３６は操作内容を示すフラグをメモリ（図示しない）のＯＮ／ＯＦＦ設定フラグ領域に設定する。

図４において、ステップＳ１１０では、カメラ制御部３６は、操作部３５により設定されたＯＮ／ＯＦＦ設定フラグ領域を調べ、手ブレ補正機能がオンに設定されているか否かを判断する。

そして、ステップＳ１１０で、手ブレ補正機能がＯＮ設定されていると判断できると、カメラ制御部３６は、角速度センサ２４へスタート信号を与えて、当該電子カメラに生じるブレ量の検出を開始させる（ステップＳ１１３）。

この角速度センサ２４によって検出される当該電子カメラに生じるブレ量情報（検出信号）は、カメラ制御部３６、または、カメラ制御部３６に設けられた光学振れ補正処理部２５及び基台振れ補正処理部２７に入力される。

次いで、ステップＳ１１５では、カメラ制御部３６は、操作部３５により設定されたＯＮ／ＯＦＦ設定フラグ領域を調べ、手ブレ補正機能がオフに設定されたか否かを判断する。

手ブレ補正機能がオフに設定された場合は、ステップＳ１１７に進み、カメラ制御部３６は、停止信号を角速度センサ２４に与えて、当該電子カメラに生じるブレ量の検出を停止させ、ステップＳ１１０に戻る。なお、手ブレ補正機能がオフに設定された場合に、補正光学系２１または基台２３が駆動されているときには、これらの駆動を停止する。

一方、ステップＳ１１５において、手ブレ補正機能がオフに設定されていなかった場合、すなわち、手ブレ補正機能が継続してオンに設定されている場合には、ステップＳ１２０に進む。

次いで、ステップＳ１２０では、カメラ制御部３６は、モードダイアル３の設定内容を読み込み、モードＭ１が設定されているか否かを判断する。モードＭ１が設定されている場合には、ステップＳ１５０では、カメラ制御部３６は、その時点のズーム位置（ズーム段数）情報を取得し、取得したズーム位置（ズーム段数）情報に対応するズーム倍率をＲＯＭ（図示しない）に記憶されているズームテーブルから得て、このズーム倍率に基づいて最適な手ブレ補正の方式を判断する。ズーム倍率がこの判断のための予め設定されている基準倍率より低い場合は、ステップＳ１６０に進み、ズーム倍率がこの判断のための基準倍率より高い場合は、ステップＳ１７０に進む。

ステップＳ１６０では、カメラ制御部３６は、光学振れ補正処理部２５に補正指令を送る。光学振れ補正処理部２５は、カメラ制御部３６から補正指令を受け付けて起動し、角速度センサ２４で検出される検出信号に応じて第１の補正量を算出して補正光学系駆動部２６に送る。補正光学系駆動部２６は、光学振れ補正処理部２５からの第１の補正量に応じて補正光学系２１を駆動させる。次いで、ステップＳ１１５に戻る。

この結果、補正光学系２１は、補正光学系駆動部２６によって光軸と直交する方向に駆動される。補正光学系２１が駆動されることで、撮像素子２２の撮像面に投影されている被写体像がシフトする。

一方、ステップＳ１７０では、カメラ制御部３６は、基台振れ補正処理部２７に補正指令を送る。基台振れ補正処理部２７は、カメラ制御部３６から補正指令を受け付けて起動し、角速度センサ２４で検出される検出信号に応じて第１の補正量を算出して基台駆動部２８に送る。基台駆動部２８は、基台振れ補正処理部２７からの第１の補正量に応じて基台２３を駆動させる。次いで、ステップＳ１１５に戻る。

この結果、基台２３は、基台駆動部２８によって光軸と直交する方向に駆動される。基台２３が駆動されることで、撮像素子２２の撮像面がシフトする。

つまり、モードＭ１が設定されている場合には、このときに設定されているズーム倍率に応じて、補正光学系２１を移動させることによる被写体像のブレ補正と撮像素子２２を移動させることによる被写体像のブレ補正とを個別に実行している。

具体的には、ズーム倍率が低倍率時に、撮像素子２２を固定して補正光学系２１を移動させることによる被写体像のブレ補正を行うことで、消費される電力を抑えた被写体像のブレ補正を行うとともに、ズーム倍率が高倍率時に、補正光学系２１を固定して撮像素子２２を移動させることによる被写体像のブレ補正を行うことで、光学収差の発生量を抑えた被写体像のブレ補正を行う。

上述したステップＳ１２０において、図１に示すモードダイアル３の設定内容にモードＭ１が設定されていないと判断された場合には、ステップＳ１３０に進み、モードＭ２が設定されているか否かを判断する。モードＭ２が設定されている場合には、ステップＳ１８０及びステップＳ１９０に進み、モードＭ２が設定されていない場合には、ステップＳ１４０に進む。

ステップＳ１３０において、モードＭ２が設定されている場合には、カメラ制御部３６は、光学振れ補正処理部２５に補正指令を送るとともに、基台振れ補正処理部２７に対しても補正指令を送る。このとき、光学振れ補正処理部２５は、カメラ制御部３６から補正指令を受け付けて起動し、角速度センサ２４で検出される検出信号に応じて第２の補正量を算出して補正光学系駆動部２６に送る。同様に、基台振れ補正処理部２７は、カメラ制御部３６から補正指令を受け付けて起動し、角速度センサ２４で検出される検出信号に応じて第２の補正量を算出して基台駆動部２８に送る。これにより、補正光学系駆動部２６は、光学振れ補正処理部２５からの第２の補正量に応じて補正光学系２１を駆動させるとともに、基台駆動部２８は、基台振れ補正処理部２７からの第２の補正量に応じて基台２３（及び撮像素子２２）を駆動させる（ステップＳ１８０、ステップＳ１９０）。

つまり、モードＭ２が設定されている場合には、補正光学系２１を移動させることによる被写体像のブレ補正と撮像素子２２を移動させることによる被写体像のブレ補正とを同時に実行している。

これにより、より大きなブレに対しても、最適なブレ補正を行うことができる。

尚、モードＭ２では、補正光学系２１を移動させることによる被写体像のブレ補正と撮像素子２２を移動させることによる被写体像のブレ補正とを同時に実行しているため、上述した第２の補正量は、モードＭ１における第１の補正量の、例えば、半値となるように補正量算出テーブルが予め設定されている。つまり、前記第１の補正量は、例えば、図７（ａ）に示す第１の補正量算出テーブルに基づいて算出され、また、前記第２の補正量は、例えば、図７（ｂ）に示す第２の補正量算出テーブルに基づいて算出される。そして、前記カメラ制御部３６は、設定されたモードに応じて、つまり、モードＭ１とモードＭ２の違いによって、上述した補正量算出のための補正量算出テーブルを切り替え設定している。

なお、第２の補正量は、第１の補正量の半値に限定するものではなく、補正光学系２１を移動させることによる被写体像のブレ補正と撮像素子２２を移動させることによる被写体像のブレ補正とを同時に実行したときに、過剰なブレ補正とならないように、補正光学系２１によるブレ補正量と撮像素子２２によるブレ補正量とがそれぞれ設定されていればよい。

また、補正光学系２１を移動させることによるブレ補正を優先的に実行し、この補正光学系２１を移動させることによるブレ補正に対して、発生するブレがその補正限界以上に達したときにのみ、撮像素子２２を移動させることによるブレ補正を補助的に同時実行するような構成とすれば、消費される電力を抑制しつつ、最適なブレ補正を行うことができる。

また、モードＭ２において、例えば、シャッターキー８の操作、つまり、画像信号の取得指示があるまでは、補正光学系２１を移動させることによる被写体像のブレ補正と撮像素子２２を移動させることによる被写体像のブレ補正とを留保しておき、シャッターキー８の操作、つまり、画像信号の取得指示があったときに、補正光学系２１を移動させることによる被写体像のブレ補正と撮像素子２２を移動させることによる被写体像のブレ補正とを同時実行する構成としてもよい。必要以上に電力が費やされることを回避できるとともに、真にブレ補正が必要なときに、最大限のブレ補正を行うことが可能となる。

上述したステップＳ１３０において、図１に示すモードダイアル３の設定内容にモードＭ２が設定されていないと判断された場合には、ステップＳ１４０に進み、モードＭ３が設定されているか否かを判断する。モードＭ３が設定されている場合には、ステップＳ２００に進み、モードＭ３が設定されていない場合には、ステップＳ１１５に戻る。

ステップＳ１４０において、モードＭ２が設定されている場合には、ステップＳ２００では、カメラ制御部３６は、操作部３５からの信号に基づいて図１に示すシャッターキー８の半押しの操作があったか否かを調べ（ステップＳ２００）、シャッターキー８の半押し操作があった場合はステップＳ２１０に進み、シャッターキー８の半押し操作がない場合はステップＳ１１５に戻る。

ステップＳ２００において、シャッターキー８の半押し操作があった場合には、カメラ制御部３６は、光学振れ補正処理部２５に補正指令を送る。光学振れ補正処理部２５は、カメラ制御部３６から補正指令を受け付けて起動し、角速度センサ２４で検出される検出信号に応じて第１の補正量を算出して補正光学系駆動部２６に送り（ステップＳ２１０）、ステップＳ２２０に進む。尚、このとき、補正光学系駆動部２６は、光学振れ補正処理部２５からの第１の補正量に応じて補正光学系２１を駆動させる。つまり、カメラ制御部３６は第１の補正量算出テーブルを設定する。

ステップＳ２２０では、カメラ制御部３６は、操作部３５からの信号に基づいて図１に示すシャッターキー８の全押し操作があったか否かを調べ、シャッターキー８の全押し操作があった場合はステップＳ２３０に進み、シャッターキー８の全押し操作がない場合はステップＳ２４０に進む。

ステップＳ２２０で、シャッターキーの全押し操作があった場合は、カメラ制御部３６は、設定されている補正量算出テーブルを第１の補正量算出テーブルから第２の補正量算出テーブルに切り替えることで、光学振れ補正処理部２５が角速度センサ２４で検出される検出信号に応じて第２の補正量を算出して補正光学系駆動部２６に送るように制御するとともに、基台振れ補正処理部２７に補正指令を送る。基台振れ補正処理部２７は、カメラ制御部３６から補正指令を受け付けて起動し、角速度センサ２４で検出される検出信号に応じて第２の補正量を算出して基台駆動部２８に送り（ステップＳ２３０）、ステップＳ１１５に戻る。尚、このとき、基台駆動部２８は、基台振れ補正処理部２７からの第２の補正量に応じて基台２３（及び撮像素子２２）を駆動させる一方、これと同時に、補正光学系駆動部２６は、光学振れ補正処理部２５からの第２の補正量に応じて補正光学系２１を駆動させる。

一方、ステップＳ２２０において、シャッターキー８の全押し操作がない場合は、ステップＳ２４０に進み、カメラ制御部３６は、操作部３５からの信号に基づいてシャッターキー８の半押し操作が解除されたか否かを調べる。シャッターキー８の半押し操作が解除された場合はステップＳ２５０に進み、一方、シャッターキー８の半押し操作が解除されてない場合はステップＳ２２０に戻る。

ステップＳ２４０において、シャッターキー８の半押し操作が解除された場合は、ステップＳ２５０に進み、カメラ制御部３６は、光学振れ補正処理部２５を介した補正光学系駆動部２６の駆動を停止させ、ステップＳ１１５に戻る。

つまり、モードＭ３が設定されている場合には、図１に示すシャッターキー８の半押し状態、所謂撮影スタンバイ状態になっているときに、補正光学系２１を移動させることによるブレ補正を実行し、図１に示すシャッターキー８が全押しされた所謂本撮影時に、補正光学系２１を移動させることによるブレ補正と撮像素子２２を移動させることによるブレ補正とを同時実行している。これにより、比較的ブレ補正の実行が不必要なときにブレ補正が実行されることで必要以上に電力が費やされることを回避できるとともに、真にブレ補正が必要なときには最大限のブレ補正を行うことが可能となる。

ここで、図５に示す表を参照して、各モードにおける制御内容をまとめて説明する。モードＭ１においては、ズーム倍率が予め設定されている基準値よりも小さい場合に、補正光学系を駆動する一方、ズーム倍率がこの基準値よりも大きい場合に、撮像素子が搭載された基台を駆動する。つまり、高倍率時には補正光学系を固定し、撮像素子をブレ補正して動かしているため、消費される電力を極力抑制しつつ、画質の劣化を極力抑制して最適なブレ補正を行うことができ、周辺画質の劣化を防ぐことができる。また、低倍率時に撮像素子を固定し、補正光学系をブレ補正して動かすことで、消費電力を削減することができる。

モードＭ２においては、ズーム倍率の如何に関わらず、補正光学系の駆動と撮像素子が搭載された基台駆動とを同時に行うので、補正光学系と撮像素子とを両方ともブレ補正して動かすことで、より大きなブレに対しても最適なブレ補正を行うことができる。

モードＭ３においては、シャッターキーの半押し操作があった場合には、撮像素子を固定し、補正光学系のみをブレ補正して動かすことで、消費電力を削減することができる。消費される電力を極力抑制しつつ、画質の劣化を極力抑制して最適なブレ補正を行うことができる。

また、モードＭ３において、シャッターキーの全押し操作があった場合には、ズーム倍率の如何に関わらず、補正光学系と撮像素子が搭載された基台駆動とを同時に行うので、補正光学系と撮像素子とを両方ともブレ補正して動かすことで、より大きなブレに対しても最適なブレ補正を行うことができる。

なお、上述したモードＭ２やモードＭ３において、補正光学系２１を移動させることによる被写体像のブレ補正と撮像素子２２を移動させることによる被写体像のブレ補正とを同時に実行するような場合に、このときに設定されているズーム倍率を検出し、該検出したズーム倍率が所定の第２基準倍率よりも小さいときには補正光学系２１を移動させることによる被写体像のブレ補正を優先させて実行させるとともに、第２基準倍率よりも大きいときには撮像素子２２を移動させることによる被写体像のブレ補正を優先させて実行させる構成としてもよい。具体的には、検出したズーム倍率が所定の第２基準倍率よりも小さいときには、補正光学系２１を移動させることによるブレ補正を優先的に実行し、この補正光学系２１を移動させることによるブレ補正に対して、発生するブレがその補正限界以上に達したときにのみ、撮像素子２２を移動させることによるブレ補正を補助的に同時実行させる。また、検出したズーム倍率が所定の第２基準倍率よりも大きいときには、撮像素子２２を移動させることによるブレ補正を優先的に実行し、この撮像素子２２を移動させることによるブレ補正に対して、発生するブレがその補正限界以上に達した時にのみ、補正光学系２１を移動させることによるブレ補正を補助的に同時実行させる。このように構成すれば、ズーム倍率が低倍率時には、消費される電力を極力抑えた被写体像のブレ補正を行うことができるとともに、ズーム倍率が高倍率時には、光学収差の発生量を極力抑えた被写体像のブレ補正を行うことができる。

＜第２の実施形態＞ 本発明の第２の実施形態の電子カメラの構成を説明する。

本発明は、図２に示す本発明の第１の実施形態の電子カメラの構成を変形したものであり、その差異は、電子振れ補正処理部（図示しない）と電子手ブレ補正処理部（図示しない）とを有しすることにある。

電子振れ補正処理部は、内部に設けられた動きベクトル算出部で検出される動きベクトルの大きさ、向きに応じて補正量を算出して制御する。電子手ブレ補正処理部は、信号処理部と画像処理部との間に設けられ、補正量に応じて光軸と直交する方向に手ブレを打ち消すように画像の読み出し位置を移動させることで、撮像された画像データがシフトする。なお、本発明の第２の実施形態の電子カメラにあっては、図２に示す角速度センサ２４が不要になる。

電子手ブレ補正処理部の詳細について説明する。電子手ブレ補正処理部は、領域分割部、動きベクトル算出部、振れ補正判断部、データ処理部等の各部を含む。

信号処理部で信号処理された１フレームごとの画像データは、電子手ブレ補正処理部へ逐次入力される。入力された画像は、領域分割部、データ処理部および抽出処理部へそれぞれ入力される。

領域分割部は、入力された１フレームの画像のうち当該画像の周囲の振れ補正領域を除く中央部の領域を例えば９つの領域に領域分割する。領域分割された画像に対応する画像データは動きベクトル算出部に入力される。動きベクトル算出部は、入力された９分割画像のそれぞれについて、前フレーム画像から得られている９分割画像の対応する分割画像と比較し、周知の動きベクトル算出処理によって９つの動きベクトルを算出する。動きベクトル算出部はさらに、９つの動きベクトルを用いて、例えば各々の動きベクトルの大きさ、向きについて平均化処理を施して９分割画像の全体を代表する代表ベクトルを算出する。振れ補正判断部は、動きベクトル算出部で算出された９つの動きベクトルの大きさおよび方向をそれぞれ比較し、各ベクトルの大きさおよび方向が合致しているか否かを判定する。振れ補正判断部は、各ベクトル間の大きさの差および各ベクトル間の方向差があらかじめ定められる所定範囲内である場合、フレーム間の画像の動きが「手ぶれ」によって生じたとみなし、各ベクトル間の大きさの差および各ベクトル間の方向差の少なくとも一方が所定範囲を超えている場合には、フレーム間の画像の動きが「被写体の動き」によるものとみなす。振れ補正判断部は、上記判定結果に応じて後述する切り換え部に対して切り換え信号を出力する。

データ処理部は、入力された画像データを記憶するメモリ部を含み、動きベクトル算出部で算出された代表ベクトルの大きさおよび方向に基づいて、信号処理部から入力される１フレーム画像に対する切り出し領域を決定する。データ処理部は、上記領域に対応する領域の位置を、代表ベクトルの方向および大きさに応じた距離だけシフトした領域（切り出し領域）を決定する。データ処理部はさらに、信号処理部から入力されてデータ処理部内のメモリに格納されている１フレーム画像から切り出し領域に対応する画像を切り出し、切り出し画像のサイズを１フレーム画像に対応する画像サイズに引き伸ばすように電子ズーム処理を行う。電子ズーム処理は、切り出し画像の画素データに対して周知の補間処理を施すことによって行う。

従って、撮影スタンバイ時に手ブレ補正をＯＮにしていた場合には、補正光学系をリアルタイムにブレ補正して動かし、さらに、シャッターを押した瞬間には電子手ブレ補正処理部５３をブレ補正して動かすことで十分なブレ補正量を確保することができる。この結果、最適なブレ補正を行うことができる。

＜変形例１＞ 本発明に係る電子カメラの第１の実施形態の変形例１について、図２に示す電子カメラのブロック図を参照して説明する。

図２に示す電子カメラの構成において、角速度センサ２４としてジャイロセンサを用いることとする。ジャイロセンサには、音片型振動ジャイロ、振動ジャイロ、圧電振動ジャイロが好ましく、図６（ａ）に示すように、Ｙ軸周りの横方向の回転（ヨー回転）、Ｘ軸周りの縦方向の回転（ピッチ回転）、Ｚ軸周りの高さ方向の回転（ロール）を検出する。

図６（ｂ）は、補正光学系２１と撮像素子２２とに対して、ジャイロセンサにより検出された角速度に応じてブレ補正する方向、すなわち、Ｙ軸周りの横方向の回転（ヨー回転）、Ｘ軸周りの縦方向の回転（ピッチ回転）を示す図である。

図６（ｃ）は、電子カメラにジャイロセンサからなる角速度センサ２４を搭載した場合に、シャッターキー８が押されたときにカメラにＹ軸方向の回転が加わったことを示しており、角速度センサ２４によりＺ軸周りの高さ方向の回転（ロール）を検出させ、検出された角速度に応じてＺ軸方向のブレ補正を行うことができる。

本発明に係る電子カメラの第１の実施形態である電子カメラの外観を示す正面図（Ａ）及び背面図（Ｂ）である。 本発明の第１の実施形態の電子カメラの構成を説明するためのブロック図である。 本発明の手ブレ補正機能を備えた電子カメラの概略動作を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態の電子カメラの動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の第１の実施形態の電子カメラの各モードでの制御内容まとめた表である。 （ａ）は電子カメラにジャイロセンサを用いた場合の３軸の回転方向を示す図であり、（ｂ）補正光学系２１と撮像素子２２とに対してブレ補正する方向を示す図であり、（ｃ）はシャッターキーが押されたときのカメラのＹ軸方向の回転を示す図である。 本発明の第１の実施形態の電子カメラに設けられた光学振れ補正処理部２５と基台振れ補正処理部２７とにおける検出量と補正量との関係を示すグラフである。

符号の説明

２１…補正光学系、２２…撮像素子、２３…基台、２４…角速度センサ、２５…光学振れ補正処理部、２６…補正光学系駆動部、２７…基台振れ補正処理部、２８…基台駆動部、２９…タイミング発生部、３０…信号処理部、３１…画像処理部、３２…表示処理部、３３…表示モニタ、３４…記録部、３５…操作部、３６…カメラ制御部

Claims (5)

1. レンズにより結像された被写体像を撮像して画像信号を出力する撮像素子と、
   前記撮像素子により撮像された画像をモニタ表示する表示手段と、
   ズーム倍率を設定するズーム倍率設定手段と、
   前記撮像素子から出力される所定の画像信号を取得指示する取得指示手段と、
   当該装置に生じるブレ量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量に応じて、前記レンズを所定の方向に移動させて、前記撮像素子に結像される被写体像のブレを補正する第１のブレ補正手段と、
   前記ブレ検出手段により検出されたブレ量に応じて、前記撮像素子を所定の方向に移動させて、前記撮像素子に結像される被写体像のブレを補正する第２のブレ補正手段と、
   前記第１のブレ補正手段を用いた被写体像のブレ補正と前記第２のブレ補正手段を用いた被写体像のブレ補正とを前記ズーム倍率設定手段により設定されたズーム倍率に応じて選択制御する選択制御手段とを備え、
   前記選択制御手段は、
   前記取得指示手段から画像信号の取得指示があった場合には、前記ズーム倍率設定手段により設定されたズーム倍率にかかわらず、前記第１のブレ補正手段と前記第２のブレ補正手段とにより被写体像のブレ補正を実行させることを特徴とする撮像装置。
2. 前記選択制御手段は、
   前記ズーム倍率設定手段により設定されたズーム倍率が、所定の倍率よりも小さいときに前記第１のブレ補正手段に被写体像のブレ補正を実行させ、前記所定の倍率よりも大きいときに前記第２のブレ補正手段に被写体像のブレ補正を実行させることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
3. 前記選択制御手段は、
   前記撮像素子に結像される被写体像のブレが、当該選択制御手段が選択した前記第１のブレ補正手段または前記第２のブレ補正手段の補正可能なブレの範囲を超える場合には、前記第１のブレ補正手段と前記第２のブレ補正手段とにより被写体像のブレ補正を実行させることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
4. レンズにより結像された被写体像を撮像して画像信号を出力する撮像素子と当該撮像素子により撮像された画像をモニタ表示する表示部とを備えた撮像装置のブレ補正方法であって、
   ズーム倍率を設定するズーム倍率設定ステップと、
   前記撮像素子から出力される所定の画像信号を取得指示する取得指示ステップと、
   当該装置に生じるブレを検出するブレ検出ステップと、
   前記ブレ検出ステップで検出されたブレ量に応じて、前記レンズを所定の方向に移動させて、前記撮像素子に結像される被写体像のブレを補正する第１のブレ補正ステップと、
   前記ブレ検出ステップで検出されたブレ量に応じて、前記撮像素子を所定の方向に移動させて、前記撮像素子に結像される被写体像のブレを補正する第２のブレ補正ステップと、
   前記第１のブレ補正ステップでの被写体像のブレ補正と前記第２のブレ補正ステップでの被写体像のブレ補正とを前記ズーム倍率設定ステップにより設定されたズーム倍率に応じて選択制御し、前記取得指示ステップから画像信号の取得指示があった場合には、前記ズーム倍率設定ステップにより設定されたズーム倍率にかかわらず、前記第１のブレ補正ステップと前記第２のブレ補正ステップとにより被写体像のブレ補正を実行させる選択制御ステップと、
   を有したことを特徴とするブレ補正方法。
5. レンズにより結像された被写体像を撮像して画像信号を出力する撮像素子と当該撮像素子により撮像された画像をモニタ表示する表示部とを備えた撮像装置に内蔵されたコンピュータに、
   ズーム倍率を設定するズーム倍率設定手段と、
   前記撮像素子から出力される所定の画像信号を取得指示する取得指示手段と、
   当該装置に生じるブレ量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量に応じて、前記レンズを所定の方向に移動させて、前記撮像素子に結像される被写体像のブレを補正する第１のブレ補正手段と、
   前記ブレ検出手段により検出されたブレ量に応じて、前記撮像素子を所定の方向に移動させて、前記撮像素子に結像される被写体像のブレを補正する第２のブレ補正手段と、
   前記第１のブレ補正手段を用いた被写体像のブレ補正と前記第２のブレ補正手段を用いた被写体像のブレ補正とを前記ズーム倍率設定手段により設定されたズーム倍率に応じて選択制御し、前記取得指示手段から画像信号の取得指示があった場合には、前記ズーム倍率設定手段により設定されたズーム倍率にかかわらず、前記第１のブレ補正手段と前記第２のブレ補正手段とにより被写体像のブレ補正を実行させる選択制御手段と、
   として実行させることを特徴とするプログラム。

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