JP6351321B2 - 光学機器、その制御方法、および制御プログラム - Google Patents

光学機器、その制御方法、および制御プログラム Download PDF

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Description

本発明は、光学機器、その制御方法、および制御プログラムに関し、特に、複数の振れ補正レンズを用いて手振れなどに起因する像振れを防止する防振処理技術に関する。

一般に、光学機器の一つであるデジタルビデオカメラ又はデジタルカメラなどの撮像装置においては、不可避的にユーザの手振れなどに起因して像振れが発生することがある。このような像振れを防止するため、被写体の結像に用いられる撮影レンズユニットに含まれる複数のレンズを、手振れに起因する撮像装置の振れ量に応じて駆動して像振れを低減させるようにした撮像装置が知られている(特許文献1参照)。特許文献1において、例えば、複数のレンズを光軸方向と異なる方向に駆動して像振れを低減している。

特開2001−249276号公報

ところで、特許文献1に記載のように、複数のレンズを光軸方向と異なる方向に駆動させると、その駆動量に応じてレンズが光軸中心から外れることに起因する偏心収差によって所謂画像歪みおよび解像度劣化が生じる。

特に、偏心収差はその光学的性質が複雑であり、複数のレンズを同時に駆動させた場合にはより一層複雑になって、その補正が困難となってしまう。このため、複数のレンズを駆動させて像振れを低減する際においては、偏心収差の発生を防止する観点から複数のレンズを同時に駆動しないよう制御することが望ましい。

しかしながら、偏心収差を低減するため、複数のレンズを同時に駆動しないようにしようとしても、複数のレンズが有する像振れ補正の効果および画質劣化の影響は互いに異なるため、個々のレンズをどのように制御するかを決定することは困難である。

よって、従来の撮像装置では偏心収差を低減して、しかも像振れを低減することは困難である。

本発明の目的は、偏心収差を低減して、しかも像振れを低減することのできる光学機器、その制御方法、および制御プログラムを提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明による光学機器は、振れ量を検出する振れ検出手段と、前記振れ検出手段で検出された振れ量に基づいて光学的に像振れを補正する第1の像振れ補正手段と、像振れ補正性能が前記第1の像振れ補正手段と異なり、前記振れ検出手段で検出された振れ量に基づいて光学的に像振れを補正する第2の像振れ補正手段と、前記第1の像振れ補正手段を用いて像振れ補正を行い、前記第2の像振れ補正手段を用いて像振れ補正を行わないモードを実行する制御手段と、を有し、前記第1の像振れ補正手段による像振れ補正は、前記第2の像振れ補正手段による像振れ補正よりも補正角に対する画像歪み量が小さく、前記光学機器が三脚に取り付けられたとき、前記制御手段は、前記第1の像振れ補正手段を用いて光学的に像振れを補正することを特徴とする。

本発明による制御方法は、振れ検出手段で検出された振れ量に基づいて光学的に像振れを補正する第1の像振れ補正手段と、像振れ補正性能が前記第1の像振れ補正手段と異なり、前記振れ検出手段で検出された振れ量に基づいて光学的に像振れを補正する第2の像振れ補正手段と、を有し、前記第1の像振れ補正手段による像振れ補正は、前記第2の像振れ補正手段による像振れ補正よりも補正角に対する画像歪み量が小さい光学機器の制御方法であって、前記第1の像振れ補正手段を用いて像振れ補正を行い、前記第2の像振れ補正手段を用いて像振れ補正を行わないモードを実行する制御ステップをし、前記光学機器が三脚に取り付けられたとき、前記制御ステップでは前記第1の像振れ補正手段を用いて光学的に像振れを補正することを特徴とする。

本発明による制御プログラムは、振れ検出手段で検出された振れ量に基づいて光学的に像振れを補正する第1の像振れ補正手段と、像振れ補正性能が前記第1の像振れ補正手段と異なり、前記振れ検出手段で検出された振れ量に基づいて光学的に像振れを補正する第2の像振れ補正手段と、を有し、前記第1の像振れ補正手段による像振れ補正は、前記第2の像振れ補正手段による像振れ補正よりも補正角に対する画像歪み量が小さい光学機器で用いられる制御プログラムであって、前記光学機器が備えるコンピュータに、前記第1の像振れ補正手段を用いて像振れ補正を行い、前記第2の像振れ補正手段を用いて像振れ補正を行わないモードを実行する制御ステップを実行させ、前記光学機器が三脚に取り付けられたとき、前記制御ステップでは前記第1の像振れ補正手段を用いて光学的に像振れを補正することを特徴とする。

本発明によれば、撮影状況に応じて偏心収差を低減して、しかも像振れを低減することができる。

本発明の実施の形態による光学機器の一つである撮像装置の一例についてその構成を示すブロック図である。 図1に示す光学系データベースに格納された第1の振れ補正レンズおよび第2の振れ補正レンズの補正角と画像の画質との関係を示す特性情報を説明するための図であり、(a)は焦点距離と最大補正角との関係を示す図、(b)は補正角と偏心収差による画像歪みとの関係を示す図である。 図1に示すカメラで行われる振れ補正モードによる制御を説明するための図であり、(a)は防振性能優先モードによる制御を示す図、(b)は画質優先モードによる制御を示す図、(c)は中間モードによる制御を示す図である。 図1に示すカメラで行われる振れ補正処理を説明するためのフローチャートである。 図1に示すカメラにおいて撮影方法に応じた振れ量と振れの周波数との関係を示す図である。 図1に示すカメラにおける振れ補正モードとカメラ情報との関係の一例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態による光学機器の一例について図面を参照して説明する。

図1は、本発明の実施の形態による光学機器の一つである撮像装置の一例についてその構成を示すブロック図である。

図示の撮像装置は、例えば、デジタルカメラ(以下単にカメラと呼ぶ)であり、撮影レンズユニットなどの光学系101を有している。そして、光学系101は第1の振れ補正レンズ102および第2の振れ補正レンズ103を備えている。光学系101を介して光学像が撮像素子104に結像され、撮像素子104は光学像に応じたアナログ信号(画像信号)を出力する。

画像信号は画像信号処理部105に入力され、画像信号処理部105は画像信号をA/D変換してデジタル信号(画像データ)を生成し、当該画像データに対してホワイトバランス調整、色(輝度・色差信号)変換、およびγ補正などの画像処理を施す。システム制御部106は、カメラ全体の動作を制御する。

例えば、システム制御部106は光学系101の焦点距離および絞り値の制御を行うとともに、撮像素子104を駆動制御する(なお、図1においては制御線は省略されている)。

振れ検出部107はカメラの動き(振れ)を検出して、振れ情報(振れ検出結果)をシステム制御部106に送る。振れ検出部107は、例えば、角速度センサであり、カメラの動きに応じて生じる3軸(ヨー、ロール、およびピッチ)周りの角速度を検出して、当該角速度を振れ情報としてシステム制御部106に出力する。

カメラ情報取得部108は、システム制御部106から、上述の振れ検出結果を含むカメラの撮影状況を推定するために必要なカメラ情報を取得する。ここで、カメラ情報とは、例えば、焦点距離、振れ情報、主被写体に関する主被写体情報、シャッタスピード、および撮影モードなどの情報である(ここでは、振れ情報以外の情報を撮影情報と呼ぶ)。この撮影情報は、撮影の結果得られた画像の解析および画像に付加された付加情報に応じてシステム制御部106が生成する。

光学系データベース109には、第1の振れ補正レンズ102および第2の振れ補正レンズ103の補正角と撮影の結果得られる画像の画質との関係を示す特性が特性情報として格納されている。なお、この特性情報については後述する。

振れ補正レンズ決定部110は、カメラ情報取得部108から送られるカメラ情報(特に振れ情報)と光学系データベース109から得られる特性情報とに基づいて、第1の振れ補正レンズ102および第2の振れ補正レンズ103のいずれを用いて振れ補正を行うかを決定する。

光学系制御部111は、カメラ情報取得部108から得られる振れ情報と第1の振れ補正レンズ102および第2の振れ補正レンズ103から得られる振れ補正レンズの位置情報とに基づいて、振れ補正レンズ決定部110で決定された振れ補正レンズを駆動制御する。

この際、光学系制御部111は振れ補正レンズ決定部110で決定された振れ補正レンズを、振れによって生じる被写体からの光束と光学系の光軸とのずれを打ち消すように駆動制御する。一方、振れ補正に用いない振れ補正レンズについては、駆動量ゼロとして初期状態に位置づけられる。

図2は、図1に示す光学系データベース109に格納された第1の振れ補正レンズおよび第2の振れ補正レンズの補正角と画像の画質との関係を規定する特性情報を説明するための図である。そして、図2(a)は焦点距離と最大補正角との関係を示す図であり、図2(b)は補正角と偏心収差による画像歪みとの関係を示す図である。

図2に示すように、第1の振れ補正レンズ102と第2の振れ補正レンズ103とはその光学的特性が異なっている。カメラの振れを補正する際には、一般に、振れ補正レンズは光学系101の光軸から外れるので、不可避的に解像度劣化および偏心収差に起因する画像歪みが生じる。

図2(a)には、焦点距離と最大補正角との関係(第1の特性)が規定されており、最大補正角は所定の解像度を保ちつつ補正可能な最大の振れ角を表している。つまり、最大補正角が大きい程、防振性能が高いといえる。

いま、第1の振れ補正レンズ102および第2の振れ補正レンズ103の最大補正角が一致する焦点距離(以下一致焦点距離という)をfaとすると、図2(a)に示す例では、焦点距離が一致焦点距離faよりも短い場合には、第1の振れ補正レンズ102の方が第2の振れ補正レンズ103よりも最大補正角が大きいので防振性能が高い。

一方、焦点距離が一致焦点距離faよりも長い場合には、第2の振れ補正レンズ103の方が第1の振れ補正レンズ102よりも最大補正角が大きいので防振性能が高い。

図2(b)には、第1の振れ補正レンズ102および第2の振れ補正レンズ103についてその補正角と偏心収差による画像歪みとの関係(第2の特性)が規定されている。なお、偏心収差による画像歪みが小さい程、画像の画質が高いといえる。

図2(b)に示す例では、補正角の増加に対して第1の振れ補正レンズ103の方が第2の振れ補正レンズ102よりも偏心収差に起因する画像歪み量が小さい。つまり、ここでは、常に第1の振れ補正レンズ102の方が第2の振れ補正レンズよりも高い画質の画像が得られることになる。

光学系データベース109には、図2(a)および図2(b)に示す振れ補正レンズ毎の特性が特性情報として格納されている。つまり、光学系データベース109には予め第1の振れ補正レンズ102および第2の振れ補正レンズ103について焦点距離と最大補正角とが対応づけたデータ(図2(a))と補正角と偏心収差による画像歪み量とを対応づけたデータ(図2(b))が格納される。なお、最大補正角は、焦点距離の変化に応じて変化する。

前述の図2(a)および図2(b)に示すレンズ特性(つまり、特性情報)を考慮すると、焦点距離が一致焦点距離faよりも短い場合には、第1の振れ補正レンズ102の方が第2の振れ補正レンズ103よりも防振性能が高く、しかも画質の高い画像が得られるので、第1の振れ補正レンズ102を用いて振れ補正を行うことが望ましい。

一方、焦点距離が一致焦点距離faよりも長い場合には、第2の振れ補正レンズ103の方が防振性能は高いものの、撮影の結果得られる画像の画質は低い。

このため、ここでは、焦点距離が一致焦点距離faよりも長い場合で、かつ防振性能を優先したい場合には、第2の振れ補正レンズ103を用いて振れ補正を行う。

一方、画質を優先したい場合には、第1の振れ補正レンズ102を用いて振れ補正を行う。以下の説明では、振れ補正モードとして防振性能を優先する防振性能優先モード(防振優先モード)、画質を優先する画質優先モード、および後述の中間モードがあるものとする。

図3は、図1に示すカメラで行われる振れ補正モードによる制御を説明するための図である。そして、図3(a)は防振性能優先モードによる制御を示す図であり、図3(b)は画質優先モードによる制御を示す図である。また、図3(c)は中間モードによる制御を示す図である。

図3において、焦点距離ftは、第1の振れ補正レンズ102と第2の振れ補正レンズ103との切り替えが行われる焦点距離である(以下この焦点距離を切り替え焦点距離と呼ぶ)。ここでは、カメラ、つまり、光学系101の焦点距離が切り替え焦点距離ft以下(切り替え焦点距離以下)の場合には、第1の振れ補正レンズ102を用いて振れ補正が行われる。

一方、カメラの焦点距離が切り替え焦点距離ftを超える場合には、第2の振れ補正レンズ103を用いて振れ補正が行われる。

なお、図3(a)〜図3(c)において、斜線で示す領域301は第1の振れ補正レンズ102の可動範囲を示し、横線で示す領域302は第2の振れ補正レンズ103の可動範囲を示す。

図3(a)に示す防振性能優先モードにおいては、切り替え焦点距離ftは一致焦点距離faとされる。これによって、カメラの全ての焦点距離において最大補正角までの振れ補正を行うことができる。

但し、前述のように、カメラの焦点距離が一致焦点距離faより長い場合には、第2の振れ補正レンズ103を用いて振れ補正が行われるので、偏心収差による画像歪み量が大きくなって画質が多少損なわれることになる。

なお、防振性能優先モードにおいて、1つの振れ補正レンズで対応可能な最大補正角を超える振れが生じる場合には、第1の振れ補正レンズおよび第2の振れ補正レンズの双方を駆動して、最大補正角を拡張するようにしてもよい。但し、この場合には、偏心収差による画像歪みが複雑化して、画質が損なわれることになる。

図3(b)に示す画質優先モードにおいては、切り替え焦点距離ftはテレ端(つまり、望遠側端)の焦点距離fbとされる。これによって、カメラの全ての焦点距離において第1の振れ補正レンズ102を用いて振れ補正が行われるので、偏心収差による画像歪み量を小さく抑えることができる。

但し、前述のように、カメラの焦点距離が一致焦点距離faより長い場合においても、第1の振れ補正レンズ102を用いて振れ補正が行われるので、最大補正角が小さくなって、防振性能が多少損なわれることになる。

なお、図3(c)に示すように、切り替え焦点距離ftを一致焦点距離faとテレ端焦点距離fbとの間に設定するような中間モードを設けるようにしてもよい。

図4は、図1に示すカメラで行われる振れ補正処理を説明するためのフローチャートである。なお、図4に示すフローチャートにおける処理はシステム制御部106の制御下で行われる。

振れ補正処理が開始されると、システム制御部106はカメラ情報取得部108にカメラ情報(ここでは、振れ情報)を送り、カメラ情報取得部108はカメラ情報を取得する(ステップS401)。

続いて、振れ補正レンズ決定部110は、カメラ情報取得部108が取得したカメラ情報に基づいてカメラにおける撮影状況を推定する。そして、振れ補正レンズ決定部110は撮影状況に応じて防振性能優先モードおよび画質優先モードのいずれのモードが適しているかについて判定して、振れ補正モードを決定する(ステップS402)。以下、ステップS402で決定された振れ補正モードを決定振れ補正モードと呼ぶ。

次に、振れ補正レンズ決定部110は、決定振れ補正モードが防振性能優先度モードであるか又は画質優先モードであるかを判定する(ステップS403)。決定振れ補正モードが画質優先モードの場合(ステップS403において、NO)、振れ補正レンズ決定部110は現在の焦点距離fと決定振れ補正モードによる切り替え焦点距離ftとを比較して、f≦ftであるか否かを判定する(ステップS404)。f≦ftであると(ステップS404において、YES)、振れ補正レンズ決定部110は第1の振れ補正レンズ102を用いると決定する。そして、振れ補正レンズ決定部110はその旨を光学系制御部111に通知する。

光学系制御部111は、カメラ情報取得部108で取得した振れ情報、つまり、振れ検出部107で検出された振れ情報に基づいて第1の振れ補正レンズ102を駆動制御して振れ補正を行う(ステップS405)。そして、光学制御部111は振れ補正処理を終了する。

一方、f>ftであると(ステップS404において、NO)、振れ補正レンズ決定部110は第2の振れ補正レンズ103を用いると決定する。そして、振れ補正レンズ決定部110はその旨を光学系制御部111に通知する。光学系制御部111は、カメラ情報取得部108で取得した振れ情報に基づいて第2の振れ補正レンズ103を駆動制御して振れ補正を行う(ステップS406)。その後、光学制御部111は振れ補正処理を終了する。

決定振れ補正モードが防振性能優先モードの場合(ステップS403において、YES), 振れ補正レンズ決定部110は現在の焦点距離fと決定振れ補正モードによる切り替え焦点距離ftとを比較して、f≦ftであるか否かを判定する(ステップS407)。

f≦ftであると(ステップS407において、YES)、振れ補正レンズ決定部110は、カメラ情報取得部108で取得した振れ情報から、現在の振れ量Tと第1の振れ補正レンズの最大補正角T1とを比較して、T≦T1であるか否かを判定する(ステップS408)。

T≦T1であると(ステップS408において、YES)、振れ補正レンズ決定部110は第1の振れ補正レンズ102を用いると決定する。そして、振れ補正レンズ決定部110はその旨を光学系制御部111に通知する。

光学系制御部111は、カメラ情報取得部108で取得した振れ情報、つまり、振れ検出部107で検出された振れ情報に基づいて第1の振れ補正レンズ102を駆動制御して振れ補正を行う(ステップS409)。そして、光学制御部111は振れ補正処理を終了する。

一方、T>T1であると(ステップS408において、NO)、振れ補正レンズ決定部110は第1の振れ補正レンズ102および第2の振れ補正レンズ103を用いると決定する。そして、振れ補正レンズ決定部110はその旨を光学系制御部111に通知する。

光学系制御部111は、カメラ情報取得部108で取得した振れ情報に基づいて、第1の振れ補正レンズ102による補正角をT1、第2の振れ補正レンズ103による補正角を(T−T1)とするように駆動制御して振れ補正を行う(ステップS410)。なお、ここでは、(T−T1)≦第2の振れ補正レンズの最大補正角T2となるように制御が行われる。その後、光学制御部111は振れ補正処理を終了する。

f>ftであると(ステップS407において、NO)、振れ補正レンズ決定部110は、カメラ情報取得部108で取得した振れ情報から、現在の振れ量Tと第2の振れ補正レンズの最大補正角T2とを比較して、T≦T2であるか否かを判定する(ステップS411)。

T≦T2であると(ステップS411において、YES)、振れ補正レンズ決定部110は第2の振れ補正レンズ103を用いると決定する。そして、振れ補正レンズ決定部110はその旨を光学系制御部111に通知する。

光学系制御部111は、カメラ情報取得部108で取得した振れ情報、つまり、振れ検出部107で検出された振れ情報に基づいて第2の振れ補正レンズ103を駆動制御して振れ補正を行う(ステップS412)。そして、光学制御部111は振れ補正処理を終了する。

一方、T>T2であると(ステップS411において、NO)、振れ補正レンズ決定部110は第1の振れ補正レンズ102および第2の振れ補正レンズ103を用いると決定する。そして、振れ補正レンズ決定部110はその旨を光学系制御部111に通知する。

光学系制御部111は、カメラ情報取得部108で取得した振れ情報に基づいて、第1の振れ補正レンズ102による補正角を(T−T2)、第2の振れ補正レンズ103による補正角をT2とするように駆動制御して振れ補正を行う(ステップS413)。なお、ここでは、(T−T2)≦第1の振れ補正レンズの最大補正角T1となるように制御が行われる。その後、光学制御部111は振れ補正処理を終了する。

ここで、図4に示す振れ補正モード決定処理についてさらに説明する。

振れ補正レンズ決定部110はカメラ情報のうちの振れ情報に基づいてカメラにおける撮影方法を推定して、この推定結果に応じて防振性能と画質との優先度合いを決定する。なお、ここでは、カメラにおける撮影方法として、例えば、歩き撮り(歩行撮影)、片手持ち撮影、および両手持ち撮影があるものとする。

図5は、図1に示すカメラにおいて撮影方法に応じた振れ量と振れの周波数との関係を示す図である。

図5に示すように、カメラの撮影方法には、例えば、歩き撮り、片手持ち撮影、および両手持ち撮影がある。そして、歩き撮り、片手持ち撮影、および両手持ち撮影においては、周波数と振れ量との関係が異なることが分かる。

歩き撮りでは、曲線(ハ)で示すように、低周波数域において振れ量が極めて大きくなり、低周波数域から高周波数域に亘って、片手持ち撮影および両手持ち撮影よりも振れ量が大きい。

一方、両手持ち撮影においては、曲線(イ)で示すように、低周波数域から高周波数域に亘って振れ量が小さいことが分かる。また、片手持ち撮影においては、曲線(ロ)で示すように、振れ量は低周波数域から高周波数域に亘って両手持ち撮影(曲線(イ))と歩き撮り(曲線(ハ))との間に位置となる。

図5から容易に理解できるように、撮影方法が歩き撮り、片手持ち撮影、又は両手持ち撮影のいずれであるかを判定する際には、振れ補正レンズ決定部110は振れ量と周波数の関係を示す曲線において、例えば、2〜3Hz程度の1つの低周波帯を検波して振れ量を得る。そして、振れ補正レンズ決定部110は振れ量の大きさが大きければ撮影方法が歩き撮りであるとする。

また、振れ補正レンズ決定部110は振れ量の大きさが標準であれば撮影方法が片手持ち撮影であるとし、振れ量の大きさが小さければ撮影方法が両手持ち撮影であると推定する。

ここでは、第1の振れ閾値および第2の振れ閾値を振れ補正レンズ決定部110に設定する(第1の振れ閾値>第2の振れ閾値である)。そして、振れ量の大きさが第1の振れ閾値以上であると、振れ補正レンズ決定部110は撮影方法が歩き撮りであるとする。

また、振れ量の大きさが第1の振れ閾値未満でかつ第2の振れ閾値以上であると、振れ補正レンズ決定部110は撮影方法が片手持ち撮影であるとする。さらに、振れ量の大きさが第2の振れ閾値未満であると、振れ補正レンズ決定部110は撮影方法が両手持ち撮影であるとする。

そして、撮影方法が歩き撮りであれば、大きな振れが生じる頻度が高いと予想されるので、振れ補正レンズ決定部110は画質よりも防振性能を優先する。一方、撮影方法が両手持ち撮影であれば、大きな振れが生じる頻度が低いと予想されるので、振れ補正レンズ決定部110は防振性能よりも画質を優先する。

図6は、図1に示すカメラにおける振れ補正モードとカメラ情報との関係の一例を示す図である。

図4に示すステップS401においては、振れ検出部107で検出された振れ情報の他に、主被写体情報、シャッタスピード、および撮影モードの少なくとも1つを用いるようにしてもよい。

主被写体情報は、例えば、主被写体の人物らしさ、カメラから主被写体までの距離(被写体距離)、主被写体の大きさ、および主被写体の動きを示す。主被写体を人物の顔とする場合、システム制御部106は、既知の手法を用いて画像信号処理部105から得られる画像データに応じて主被写体の色および輪郭を示す情報を得る。そして、システム制御部106はこれら主被写体の色および輪郭に係る情報を用いて主被写体の人物らしさおよび大きさを判定する。

また、図1には示されていないが、システム制御部106はカメラから主被写体までの距離を、例えば、自動焦点検出処理で検出されるフォーカスレンズの位置に応じて求める。さらに、システム制御部106は、既知の手法によって画像フレーム間における動きベクトルを検出して当該動きベクトルに応じて主被写体の動きを求める。

前述のように、主被写体情報には、主被写体の人物らしさ、カメラから主被写体までの距離、主被写体の大きさ、および主被写体の動きを示す情報が含まれている。人間は人物の顔に対して非常に高い認識力を有しているので、人物の顔がわずかに歪んだだけでも違和感を覚える。このため、人物らしい被写体ほどユーザにとっては歪みが目立つことになる。

一方、人物以外の被写体、例えば、風景などにおいては歪みよりも振れによる画面全体の動きが目立つ。従って、被写体の人物らしさに関しては、人物らしさが高い程、防振性能よりも画質を優先することが望ましい。

つまり、システム制御部106は画像データにおいて被写体の顔を検出して、その検出結果の信頼性が所定の閾値以上であると、画質優先モードを選択して第1の振れ補正レンズ102を用いて光学的に像振れを補正する。一方、顔検出結果の信頼性が所定の閾値よりも小さいと、システム制御部106は像振れ補正優先モードを選択して、第2の振れ補正レンズ103を用いて光学的に像振れを補正する。

また、主被写体までの距離が近い程、振れによる画面全体の動きよりも主被写体の領域における歪みが目立つことになる。よって、主被写体までの距離に関しては、主被写体が近い程、防振性能よりも画質を優先することが望ましい。

つまり、被写体距離検出によって検出された被写体距離が予め設定された閾値以上であると、システム制御部106は像振れ補正優先モード(防振性能優先モードともいう)を選択して、第2の振れ補正レンズ103を用いて光学的に像振れを補正する。一方、被写体距離が予め設定された閾値よりも小さいと、システム制御部106は、画質優先モードを選択して、第1の振れ補正レンズを用いて光学的に像振れを補正する。

さらに、主被写体が大きい程、振れによる画面全体の動きよりも主被写体の領域における歪みが目立つことになる。よって、主被写体の大きさに関しては、主被写体が大きい程、防振性能よりも画質を優先することが望ましい。

つまり、被写体大きさが予め定められた閾値よりも小さいと、システム制御部106は像振れ補正優先モードを選択して、第2の振れ補正レンズ103を用いて光学的に像振れを補正する。一方、被写体大きさが予め定められた閾値以上であると、システム制御部106は画質優先モードを選択して、第1の振れ補正レンズ102を用いて光学的に像振れを補正する。

加えて、主被写体の動きが小さい程、振れによる画面全体の動きよりも主被写体の領域における歪みが目立つことになる。よって、主被写体の動きに関しては、主被写体の動きが小さい程、防振性能よりも画質を優先することが望ましい。

つまり、被写体動きが所定の閾値以上であると、システム制御部106は、像振れ補正優先モードを選択して第2の振れ補正レンズ103を用いて光学的に像振れを補正する。一方、被写体動きが所定の閾値よりも小さいと、システム制御部106は画質優先モードを選択して、第1の振れ補正レンズを用いて光学的に像振れを補正する。

シャッタスピードに関しては、シャッタスピードが遅い場合には、撮像素子104における蓄積ブレの影響が大きくなる。このため、画像の一部の歪みよりも振れによる画像全体の動きが目立ちやすくなる。

一方、シャッタスピードが速い場合には、撮像素子104における蓄積ブレの影響が小さくなる。このため、画像全体の動きよりも画像の歪みが目立ちやすくなる。よって、シャッタスピードが早い程、防振性能よりも画質を優先することが望ましい。

つまり、シャッタスピードが所定の閾値よりも大きいと、システム制御部106は画質優先モードを選択して、第1の振れ補正レンズ102を用いて光学的に像振れを補正する。一方、シャッタスピードが所定の閾値以下であると、システム制御部106は像振れ補正優先モードを選択して、第2の振れ補正レンズ103を用いて光学的に像振れを補正する。

撮影モードに関しては、例えば、ポートレート(ポートレートモード)の場合には人物を撮影している可能性が高く、風景(風景モード)の場合には風景を撮影している可能性が高い。よって、主被写体の人物らしさについて説明したように、ポートレートの場合には、防振性能よりも画質を優先することが望ましく、風景の場合には画質よりも防振性能を優先することが望ましい。

つまり、ポートレートモードの場合には、システム制御部106は画質優先モードを選択して、第1の振れ補正レンズ102を用いて光学的に像振れを補正する。また、風景モードの場合には、システム制御部106は像振れ補正優先モードを選択して、第2の振れ補正レンズ103を用いて光学的に像振れを補正する。

このように、撮影モードについては、撮影モードに応じて撮影状況を想定して、防振性能および画質のいずれを優先するかを決定することになる。なお、あらゆる撮影状況が想定されるような撮影モードに対しては、判定不能として扱うことになる。

ところで、図6に示すように、カメラ情報に複数の項目(つまり、情報)が場合には、防振性能と画質とのいずれを優先すべきかについての判定結果が、項目毎に異なる場合がある。このような場合には、システム制御部106は、例えば、項目に応じて判定結果に重み付けを行って多数決によって防振性能と画質とのいずれを優先すべきか決定するようにすればよい。

この際、振れ補正モードが撮影中に頻繁に切り替わると、同一の焦点距離で撮影を行っていても、振れ補正レンズの切り替えが行われる結果、画像の連続性が損なわれる可能性がある。

このため、フレーム毎に撮影状況に適した振れ補正モードを決定する際には、例えば、システム制御部106は過去のフレームに関する振れ補正モードを参照して、所定のフレーム数連続して同一の判定結果が得られた場合にのみ、振れ補正モードを切り替えるようにする。

さらに、カメラが三脚に取り付けられた場合には、カメラの振れはほとんどないので、システム制御部106は画質優先モードを選択して、第1の振れ補正レンズ102を用いて光学的に像振れを補正することになる。

このように、本発明の実施の形態では、撮影状況に応じて複数の振れ補正レンズを選択的に制御するようにしたので、防振性能と画質との両立を図ることができる。その結果、偏心収差を低減して、しかも像振れを低減することができる。

上述の説明から明らかなように、図1に示す例においては、システム制御部106および振れ検出部107が振れ検出手段として機能し、システム制御部106が制御手段として機能する。また、第1の振れ補正レンズ102、カメラ情報取得部108、振れ補正レンズ決定部110、光学系データベース109、および光学系制御部111は第1の像振れ補正手段と機能する。さらに、第2の振れ補正レンズ103、カメラ情報取得部108、振れ補正レンズ決定部110、光学系データベース109、および光学系制御部111は第2の像振れ補正手段と機能する。そして、第1の像振れ補正手段と第2の像振れ補整手段とはその補正性能が互いに異なる。

以上、本発明について実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、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。

例えば、上記の実施の形態の機能を制御方法として、この制御方法を撮像装置に実行させるようにすればよい。また、上述の実施の形態の機能を有するプログラムを制御プログラムとして、当該制御プログラムを撮像装置が備えるコンピュータに実行させるようにしてもよい。なお、制御プログラムは、例えば、コンピュータに読み取り可能な記録媒体に記録される。

上記の制御方法および制御プログラムの各々は、少なくとも振れ検出ステップ、第1の像振れ補正ステップ、第2の像振れ補正ステップ、および制御ステップを有している。

また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。つまり、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種の記録媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(またはCPUやMPUなど)がプログラムを読み出して実行する処理である。

101 光学系
102,103 振れ補正レンズ
104 撮像素子
105 画像信号処理部
106 システム制御部
107 振れ検出部
108 カメラ情報取得部
109 光学系データベース
110 振れ補正レンズ決定部
111 光学系制御部

Claims (17)

  1. 振れ量を検出する振れ検出手段と、
    前記振れ検出手段で検出された振れ量に基づいて光学的に像振れを補正する第1の像振れ補正手段と、
    像振れ補正性能が前記第1の像振れ補正手段と異なり、前記振れ検出手段で検出された振れ量に基いて光学的に像振れを補正する第2の像振れ補正手段と、
    前記第1の像振れ補正手段を用いて像振れ補正を行い、前記第2の像振れ補正手段を用いて像振れ補正を行わないモードを実行する制御手段と、を有し、
    前記第1の像振れ補正手段による像振れ補正は、前記第2の像振れ補正手段による像振れ補正よりも補正角に対する画像歪み量が小さく、
    前記光学機器が三脚に取り付けられたとき、前記制御手段は、前記第1の像振れ補正手段を用いて光学的に像振れを補正することを特徴とする光学機器。
  2. 振れ量を検出する振れ検出手段と、
    前記振れ検出手段で検出された振れ量に基づいて光学的に像振れを補正する第1の像振れ補正手段と、
    像振れ補正性能が前記第1の像振れ補正手段よりも高く、前記振れ検出手段で検出された振れ量に基づいて光学的に像振れを補正する第2の像振れ補正手段と、
    前記第1の像振れ補正手段を用いて像振れ補正を行い、前記第2の像振れ補正手段を用いて像振れ補正を行わない第1のモードと、前記第2の像振れ補正手段を用いて像振れ補正を行い、前記第1の像振れ補正手段を用いて像振れ補正を行わない第2のモードと、を実行する制御手段と、
    被写体の顔を検出する顔検出手段と、を有し、
    前記制御手段は、前記顔検出手段による顔検出結果の信頼性が閾値以上の場合、前記第1のモードを実行して像振れを補正し、前記顔検出手段による顔検出結果の信頼性が前記閾値よりも小さい場合、前記第2のモードを実行して像振れを補正することを特徴とする光学機器。
  3. 振れ量を検出する振れ検出手段と、
    前記振れ検出手段で検出された振れ量に基づいて光学的に像振れを補正する第1の像振れ補正手段と、
    像振れ補正性能が前記第1の像振れ補正手段よりも高く、前記振れ検出手段で検出された振れ量に基づいて光学的に像振れを補正する第2の像振れ補正手段と、
    前記第1の像振れ補正手段を用いて像振れ補正を行い、前記第2の像振れ補正手段を用いて像振れ補正を行わない第1のモードと、前記第2の像振れ補正手段を用いて像振れ補正を行い、前記第1の像振れ補正手段を用いて像振れ補正を行わない第2のモードと、を実行する制御手段と、
    被写体の大きさを検出する被写体大きさ検出手段と、を有し、
    前記制御手段は、前記被写体大きさ検出手段によって検出された被写体の大きさが閾値よりも小さい場合、前記第2のモードを実行して像振れを補正し、前記被写体大きさ検出手段によって検出された被写体の大きさが前記閾値以上の場合、前記第1のモードを実行して像振れを補正することを特徴とする光学機器。
  4. 振れ量を検出する振れ検出手段と、
    前記振れ検出手段で検出された振れ量に基づいて光学的に像振れを補正する第1の像振れ補正手段と、
    像振れ補正性能が前記第1の像振れ補正手段よりも高く、前記振れ検出手段で検出された振れ量に基づいて光学的に像振れを補正する第2の像振れ補正手段と、
    前記第1の像振れ補正手段を用いて像振れ補正を行い、前記第2の像振れ補正手段を用いて像振れ補正を行わない第1のモードと、前記第2の像振れ補正手段を用いて像振れ補正を行い、前記第1の像振れ補正手段を用いて像振れ補正を行わない第2のモードと、を実行する制御手段と、
    被写体の動きを検出する被写体動き検出手段と、を有し、
    前記制御手段は、前記被写体動き検出手段によって検出された被写体の動きが閾値以上の場合、前記第2のモードを実行して像振れを補正し、前記被写体動き検出手段によって検出された被写体の動きが前記閾値よりも小さい場合、前記第1のモードを実行して像振れを補正することを特徴とする光学機器。
  5. 振れ量を検出する振れ検出手段と、
    前記振れ検出手段で検出された振れ量に基づいて光学的に像振れを補正する第1の像振れ補正手段と、
    像振れ補正性能が前記第1の像振れ補正手段よりも高く、前記振れ検出手段で検出された振れ量に基づいて光学的に像振れを補正する第2の像振れ補正手段と、
    前記第1の像振れ補正手段を用いて像振れ補正を行い、前記第2の像振れ補正手段を用いて像振れ補正を行わない第1のモードと、前記第2の像振れ補正手段を用いて像振れ補正を行い、前記第1の像振れ補正手段を用いて像振れ補正を行わない第2のモードと、を実行する制御手段と、を有し、
    前記制御手段は、ポートレートモードの場合、前記第1のモードを実行して像振れを補正し、風景モードの場合、前記第2のモードを実行して像振れを補正することを特徴とする光学機器。
  6. 前記第1の像振れ補正手段は、前記第2の像振れ補正手段よりも補正角に対する画像歪み量が小さいことを特徴とする請求項2乃至5のいずれか1項に記載の光学機器。
  7. 前記第1の像振れ補正手段及び前記第2の像振れ補正手段の像振れ補正性能を示す最大補正角は、焦点距離の変化に応じて変化することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の光学機器。
  8. 振れ検出手段で検出された振れ量に基づいて光学的に像振れを補正する第1の像振れ補正手段と、像振れ補正性能が前記第1の像振れ補正手段と異なり、前記振れ検出手段で検出された振れ量に基づいて光学的に像振れを補正する第2の像振れ補正手段と、を有し、前記第1の像振れ補正手段による像振れ補正は、前記第2の像振れ補正手段による像振れ補正よりも補正角に対する画像歪み量が小さい光学機器の制御方法であって、
    前記第1の像振れ補正手段を用いて像振れ補正を行い、前記第2の像振れ補正手段を用いて像振れ補正を行わないモードを実行する制御ステップをし、
    前記光学機器が三脚に取り付けられたとき、前記制御ステップでは前記第1の像振れ補正手段を用いて光学的に像振れを補正することを特徴とする制御方法。
  9. 振れ検出手段で検出された振れ量に基づいて光学的に像振れを補正する第1の像振れ補正手段と、像振れ補正性能が前記第1の像振れ補正手段よりも高く、前記振れ検出手段で検出された振れ量に基づいて光学的に像振れを補正する第2の像振れ補正手段と、を有する光学機器の制御方法であって、
    被写体の顔を検出する顔検出ステップと、
    前記第1の像振れ補正手段を用いて像振れ補正を行い、前記第2の像振れ補正手段を用いて像振れ補正を行わない第1のモードと、前記第2の像振れ補正手段を用いて像振れ補正を行い、前記第1の像振れ補正手段を用いて像振れ補正を行わない第2のモードと、を実行する制御ステップと、を有し、
    前記制御ステップでは、前記顔検出ステップにおける顔検出結果の信頼性が閾値以上の場合、前記第1のモードを実行して像振れを補正し、前記顔検出ステップにおける顔検出結果の信頼性が前記閾値よりも小さい場合、前記第2のモードを実行して像振れを補正することを特徴とする制御方法。
  10. 振れ検出手段で検出された振れ量に基づいて光学的に像振れを補正する第1の像振れ補正手段と、像振れ補正性能が前記第1の像振れ補正手段よりも高く、前記振れ検出手段で検出された振れ量に基づいて光学的に像振れを補正する第2の像振れ補正手段と、を有する光学機器の制御方法であって、
    被写体の大きさを検出する被写体大きさ検出ステップと、
    前記第1の像振れ補正手段を用いて像振れ補正を行い、前記第2の像振れ補正手段を用いて像振れ補正を行わない第1のモードと、前記第2の像振れ補正手段を用いて像振れ補正を行い、前記第1の像振れ補正手段を用いて像振れ補正を行わない第2のモードと、を実行する制御ステップと、を有し、
    前記制御ステップでは、前記被写体大きさ検出ステップで検出された被写体の大きさが閾値よりも小さい場合、前記第2のモードを実行して像振れを補正し、前記被写体大きさ検出ステップで検出された被写体の大きさが前記閾値以上の場合、前記第1のモードを実行して像振れを補正することを特徴とする制御方法。
  11. 振れ検出手段で検出された振れ量に基づいて光学的に像振れを補正する第1の像振れ補正手段と、像振れ補正性能が前記第1の像振れ補正手段よりも高く、前記振れ検出手段で検出された振れ量に基づいて光学的に像振れを補正する第2の像振れ補正手段と、を有する光学機器の制御方法であって、
    被写体の動きを検出する被写体動き検出ステップと、
    前記第1の像振れ補正手段を用いて像振れ補正を行い、前記第2の像振れ補正手段を用いて像振れ補正を行わない第1のモードと、前記第2の像振れ補正手段を用いて像振れ補正を行い、前記第1の像振れ補正手段を用いて像振れ補正を行わない第2のモードと、を実行する制御ステップと、を有し、
    前記制御ステップでは、前記被写体動き検出ステップで検出された被写体の動きが閾値以上の場合、前記第2のモードを実行して像振れを補正し、前記被写体動き検出ステップで検出された被写体の動きが前記閾値よりも小さい場合、前記第1のモードを実行して像振れを補正することを特徴とする制御方法。
  12. 振れ検出手段で検出された振れ量に基づいて光学的に像振れを補正する第1の像振れ補正手段と、像振れ補正性能が前記第1の像振れ補正手段よりも高く、前記振れ検出手段で検出された振れ量に基づいて光学的に像振れを補正する第2の像振れ補正手段と、を有する光学機器の制御方法であって、
    前記第1の像振れ補正手段を用いて像振れ補正を行い、前記第2の像振れ補正手段を用いて像振れ補正を行わない第1のモードと、前記第2の像振れ補正手段を用いて像振れ補正を行い、前記第1の像振れ補正手段を用いて像振れ補正を行わない第2のモードと、を実行する制御ステップを有し、
    前記制御ステップでは、ポートレートモードの場合、前記第1のモードを実行して像振れを補正し、風景モードの場合、前記第2のモードを実行して像振れを補正することを特徴とする制御方法。
  13. 振れ検出手段で検出された振れ量に基づいて光学的に像振れを補正する第1の像振れ補正手段と、像振れ補正性能が前記第1の像振れ補正手段と異なり、前記振れ検出手段で検出された振れ量に基づいて光学的に像振れを補正する第2の像振れ補正手段と、を有し、前記第1の像振れ補正手段による像振れ補正は、前記第2の像振れ補正手段による像振れ補正よりも補正角に対する画像歪み量が小さい光学機器で用いられる制御プログラムであって、
    前記光学機器が備えるコンピュータに、
    前記第1の像振れ補正手段を用いて像振れ補正を行い、前記第2の像振れ補正手段を用いて像振れ補正を行わないモードを実行する制御ステップを実行させ
    前記光学機器が三脚に取り付けられたとき、前記制御ステップでは前記第1の像振れ補正手段を用いて光学的に像振れを補正することを特徴とする制御プログラム。
  14. 振れ検出手段で検出された振れ量に基づいて光学的に像振れを補正する第1の像振れ補正手段と、像振れ補正性能が前記第1の像振れ補正手段よりも高く、前記振れ検出手段で検出された振れ量に基づいて光学的に像振れを補正する第2の像振れ補正手段と、を有する光学機器で用いられる制御プログラムであって、
    前記光学機器が備えるコンピュータに、
    被写体の顔を検出する顔検出ステップと、
    前記第1の像振れ補正手段を用いて像振れ補正を行い、前記第2の像振れ補正手段を用いて像振れ補正を行わない第1のモードと、前記第2の像振れ補正手段を用いて像振れ補正を行い、前記第1の像振れ補正手段を用いて像振れ補正を行わない第2のモードと、を実行する制御ステップと、を実行させ、
    前記制御ステップでは、前記顔検出ステップでの顔検出結果の信頼性が閾値以上の場合、前記第1のモードを実行して像振れを補正し、前記顔検出ステップでの顔検出結果の信頼性が前記閾値よりも小さい場合、前記第2のモードを実行して像振れを補正することを特徴とする制御プログラム。
  15. 振れ検出手段で検出された振れ量に基づいて光学的に像振れを補正する第1の像振れ補正手段と、像振れ補正性能が前記第1の像振れ補正手段よりも高く、前記振れ検出手段で検出された振れ量に基づいて光学的に像振れを補正する第2の像振れ補正手段と、を有する光学機器で用いられる制御プログラムであって、
    前記光学機器が備えるコンピュータに、
    被写体の大きさを検出する被写体大きさ検出ステップと、
    前記第1の像振れ補正手段を用いて像振れ補正を行い、前記第2の像振れ補正手段を用いて像振れ補正を行わない第1のモードと、前記第2の像振れ補正手段を用いて像振れ補正を行い、前記第1の像振れ補正手段を用いて像振れ補正を行わない第2のモードと、を実行する制御ステップと、を実行させ、
    前記制御ステップでは、前記被写体大きさ検出ステップで検出された被写体の大きさが閾値よりも小さい場合、前記第2のモードを実行して像振れを補正し、前記被写体大きさ検出ステップで検出された被写体の大きさが前記閾値以上の場合、前記第1のモードを実行して像振れを補正することを特徴とする制御プログラム。
  16. 振れ検出手段で検出された振れ量に基づいて光学的に像振れを補正する第1の像振れ補正手段と、像振れ補正性能が前記第1の像振れ補正手段よりも高く、前記振れ検出手段で検出された振れ量に基づいて光学的に像振れを補正する第2の像振れ補正手段と、を有する光学機器で用いられる制御プログラムであって、
    前記光学機器が備えるコンピュータに、
    被写体の動きを検出する被写体動き検出ステップと、
    前記第1の像振れ補正手段を用いて像振れ補正を行い、前記第2の像振れ補正手段を用いて像振れ補正を行わない第1のモードと、前記第2の像振れ補正手段を用いて像振れ補正を行い、前記第1の像振れ補正手段を用いて像振れ補正を行わない第2のモードと、を実行する制御ステップと、を実行させ、
    前記制御ステップでは、前記被写体動き検出ステップで検出された被写体の動きが閾値以上の場合、前記第2のモードを実行して像振れを補正し、前記被写体動き検出ステップで検出された被写体の動きが前記閾値よりも小さい場合、前記第1のモードを実行して像振れを補正することを特徴とする制御プログラム。
  17. 振れ検出手段で検出された振れ量に基づいて光学的に像振れを補正する第1の像振れ補正手段と、像振れ補正性能が前記第1の像振れ補正手段よりも高く、前記振れ検出手段で検出された振れ量に基づいて光学的に像振れを補正する第2の像振れ補正手段と、を有する光学機器で用いられる制御プログラムであって、
    前記光学機器が備えるコンピュータに、
    前記第1の像振れ補正手段を用いて像振れ補正を行い、前記第2の像振れ補正手段を用いて像振れ補正を行わない第1のモードと、前記第2の像振れ補正手段を用いて像振れ補正を行い、前記第1の像振れ補正手段を用いて像振れ補正を行わない第2のモードと、を実行する制御ステップを実行させ、
    前記制御ステップでは、ポートレートモードの場合、前記第1のモードを実行して像振れを補正し、風景モードの場合、前記第2のモードを実行して像振れを補正することを特徴とする制御プログラム。
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