JP6401494B2 - ブレ補正装置、ブレ補正方法およびプログラム、並びに撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、撮像装置に適用して好適なブレ補正装置に関し、特に流し撮り撮影で発生する画像のブレを補正するのに好適なブレ補正装置および当該ブレ補正装置を有する撮像装置に関する。

従来より、移動している被写体のスピード感を表現する撮影技術として流し撮りがある。前記撮影技術は、撮影者が被写体の動きに合わせてカメラをパンニングすることにより、移動している被写体を静止させて背景を流した画像を撮影することを目的とする。流し撮り撮影においては、撮影者が被写体の動きに合わせてパンニングをする必要があるが、パンニング速度が速すぎたり遅すぎたりすることで、被写体の移動速度とパンニング速度の間に差が発生してしまうと、被写体までブレた画像になることも多い。

そこで、特許文献１では、「露光前に算出した撮像装置に対する被写体の相対角速度」と「角速度センサーから得た露光中の撮像装置の角速度」に基づいて、露光中のレンズの光学系の一部または撮像部を移動させることで被写体像のブレも補正するものがある。撮像装置に対する被写体の相対角速度は、「時間的に連続した画像から検出した被写体の像面上の移動量」と「角速度センサー」で検出された角速度に基づいて算出している。上述の被写体のブレ補正は、レンズの光学系の一部または撮像部を移動させるため、移動可能な範囲に物理的な制約がある。特許文献１においては、被写体の相対角速度に基づいて、露光前に光学系の一部または撮像部の初期位置を決定し、露光時のブレ補正に利用できる可動範囲を広げることで、補正量を大きくすることを可能としている。

特開平４−１６３５３５号公報

しかしながら、被写体の相対角速度を算出するには時間がかかるため、高速連写などの撮影フレーム間に被写体の相対角速度を算出する時間が不足する場合がある。つまり、露光（各フレーム）毎に被写体の相対角速度を算出できないため、カメラのパンニング速度が変化した場合、光学系の一部または撮像部（即ち、ブレ補正手段）の初期位置が最適にならなくなってしまう。
本発明の目的は、流し撮り撮影のユーザ補助において駒間で被写体の相対角速度を算出できない場合でも、ブレ補正手段の初期位置を好適に設定し、露光時のブレ補正の補正範囲を広げることを可能にしたブレ補正装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明によれば、ブレ補正装置は、角速度情報に基づいて撮像装置の動きを検出する第１の動き検出手段と、被写体の撮像信号に基づいて被写体の動きを検出する第２の動き検出手段と、前記第１の動き検出手段にて検出された前記撮像装置のパンニング速度と前記第２の動き検出手段にて検出された被写体の速度の差分に対応した補正量に従って、撮影光学系を構成するレンズを前記撮影光学系の光軸と異なる方向に駆動することで前記差分を補正する駆動制御手段とを備え、駆動制御手段は、前記レンズを駆動した時に変更された前記レンズの位置を検出する位置センサの情報を記憶し、前記レンズの駆動を開始するときの前記レンズの初期位置を、記憶された情報に基づいて決定し、前記レンズを駆動して前記レンズの位置を決定された初期位置に変更し、前記位置センサの情報は、前記レンズが前記補正量に従って駆動されたときに変更された前記位置センサの座標を含み、前記駆動制御手段は、前記座標が示す前記レンズの位置の変更の範囲に基づいて前記初期位置を決定する。

本発明によれば、例えば流し撮り撮影において各撮影フレーム間で被写体の相対角速度を算出できない場合でも、ブレ補正手段の初期位置を好適に設定し、露光時のブレ補正の補正範囲を広げることを可能にするブレ補正装置を提供することができる。

本発明の第１の実施例に係わるブレ補正装置を適用した撮像装置の全体構成図 図１の撮像装置における流し撮りアシスト撮影動作のフローチャートを示す図 本発明の第１の実施例に係わるブレ補正装置にける初期位置設定動作のフローチャートを示す図 本発明の第１の実施例に係わるブレ補正装置の制御構成を示す図 図１の撮像装置におけるパンニング制御動作のフローチャートを示す図 図１の撮像装置における流し撮りアシストの制御構成を示す図 図１の撮像装置におけるパンニング判定の閾値を説明するための図 本発明の第１の実施例に係わるブレ補正装置における初期位置の決定を説明するための図 本発明の第２の実施例に係わるブレ補正装置における初期位置の決定のための補正係数を説明するための図 本発明の第２の実施例に係わるブレ補正装置における初期位置の決定を説明するための図 本発明の第３の実施例に係わるブレ補正装置における初期位置の決定を説明するための図 本発明の第４の実施例に係わるブレ補正装置を適用した撮像装置の構成図

以下、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の第１の実施例に係わるブレ補正装置を適用した撮像装置の構成図である。本撮像装置は、流し撮りアシストモードを含む連写モードを有する。

同図において、１００は交換レンズ、１２０はカメラ本体である。交換レンズ１００は、主撮像光学系１０２、焦点距離を変更可能なズームレンズ群１０３、およびシフトレンズ１０４を含む撮影レンズユニット１０１を備える。このように、交換レンズは被写体の光学像を撮像面に形成する撮影光学系である。シフトレンズ１０４は、撮像装置のブレによる光軸に対する像のブレを光軸と垂直方向に移動することにより、撮影光学系で形成される被写体の光学像の結像位置を変更して光学的に補正する。また、ズームレンズ群の位置を検出するズームエンコーダ１０５、シフトレンズ群の位置を検出する位置センサ１０６、撮像装置のブレを検出する角速度センサ１１１を備える。さらには、角速度センサ１１１の出力を増幅するアンプ１１２、レンズシステム制御用マイクロコンピューター（以下レンズマイコン）１１３、シフトレンズを駆動するドライバ１１４、シフトレンズの位置センサ１０６の出力を増幅するアンプ１１５を備える。交換レンズ１００は、カメラ本体１２０とのマウント接点部１１６を介してカメラ本体１２０と電気的に接続する。

さらにレンズマイコン１１３は、シフトレンズ１０４の駆動制御をするためのブレ補正制御を行うブレ補正制御部１１７と、流し撮りアシスト用の制御を行う流し撮り制御部１１８を備える。この他、レンズマイコン１１３は、フォーカスレンズ制御、絞り制御等も行うが、図の簡略化のためここでは省略している。また、ブレ補正のためには、例えば横方向と縦方向といった、直交する２軸に関して検出および補正を行うが、各軸についてまったく同じ構成であるため、ここでは１軸分のみ記載している。

一方カメラ本体１２０は、シャッター１２１、ＣＭＯＳセンサ等の撮像素子１２２、アナログ信号処理回路１２３、カメラ信号処理回路１２４、撮像素子１２２やアナログ信号処理回路１２３の動作タイミングを設定するタイミングジェネレータ１２５を備える。また、電源スイッチ、レリーズスイッチ、流し撮りアシストモードにするかどうかの切り替えスイッチ等で構成されるカメラ操作スイッチ１３１を備える。さらには、カメラ全体のシステムを制御するカメラシステム制御用マイクロコンピューター（以下カメラマイコン）１３２、シャッター動作を行わせるためのモーターを駆動するドライバ１３３、シャッター駆動用モーター１３４を備える。また、撮影した画像を記録するメモリカード１７１、カメラで撮影しようとしている画像をモニタし、また撮影した画像を表示する液晶パネル（以下ＬＣＤ）１７２、および交換レンズ１００とのマウント接点部１６１を備える。レンズマイコン１１３とカメラマイコン１３２は、マウント接点部１１６および１６１を介して所定のタイミングでシリアル通信を行なう。さらに、カメラ信号処理回路１２４は、動きベクトル検出部１４１を備え、カメラマイコン１３２は、シャッター制御部１５１、主被写体の角速度を算出する被写体角速度算出部１５２を備える。

図１において、操作スイッチ１３１によりカメラ本体１２０の電源がＯＮされると、その状態変化をカメラマイコン１３２が検出し、カメラマイコン１３２の制御によりカメラ本体１２０の各回路への電源供給および初期設定が行われる。また、交換レンズ１００への電源供給が行われ、レンズマイコン１１３の制御により、交換レンズ１００内の初期設定が行われる。そしてレンズマイコン１１３とカメラマイコン１３２との間で所定のタイミングで通信が開始される。この通信で、カメラからレンズへはカメラの状態、撮影設定等の情報が、またレンズユニット１００からカメラ本体１２０へはレンズの焦点距離情報、角速度情報などの情報がそれぞれ必要なタイミングで送受信される。

流し撮りアシストモード設定が行われていない通常モードでは、交換レンズ１００内の角度速度センサ１１１が手ブレ等によるカメラのブレを角速度情報として検出する。そして、その検出結果である角速度信号（ブレ信号）を用いてブレ補正制御部１１７によりシフトレンズ１０４を駆動することで手ブレ補正動作が行われる。

ここでブレ補正機能に関して説明する。図４はブレ補正動作に係わる構成を示す図であり、図１に示されている構成要素については同じ符号を付して示し、その説明を省略する。図４において、４０１〜４０７はブレ補正制御部１１７を構成する各構成要素である。４０１はＡ／Ｄ変換器であり、角速度センサ１１１で検出されたブレ信号をデジタル信号に変換する。角速度センサ出力のデータサンプリングは１〜１０ｋＨｚぐらいで行われている。４０２はハイパスフィルタ（ＨＰＦ）等で構成されたフィルタ演算部であり、角速度センサの出力に含まれているオフセット成分の除去を行い、またカットオフ周波数を変更することでパンニング対策を行う。４０３は積分器であり、シフトレンズ１０４の駆動目標データを生成するために角速度データを角変位データに変換する。４０６は４０１と同様のＡ／Ｄ変換器であり、位置センサ１０６の出力をデジタルデータに変換する。４０４は加算器であり、シフトレンズ１０４の駆動目標値から現在のシフトレンズの位置を減算してシフトレンズ１０４の実際の駆動データを算出する。４０５はパルス幅変調（ＰＷＭ）出力部であり、算出された駆動量データをシフトレンズ駆動用のドライバ１１４に出力する。４０７はパンニング制御部であり、角速度データに基づいてカメラがパンニングされたかどうかを判定する。また、パンニングと判定された場合は、フィルタ演算部４０２のカットオフ周波数の変更制御および積分器４０３の出力の調整を行う。

図５は、本実施例に係わる撮像装置におけるパンニング制御動作のフローチャートの一例を示す。本フローチャートは、不図示のメモリに記憶されているプログラムに従って、レンズマイコン１１３内のブレ補正制御部１１７によって実行される。以下、パンニング制御動作について、図５を用いて説明する。

図５において、Ｓ５０１では、Ａ／Ｄ変換器４０１で取り込まれた角速度データの平均値（所定のサンプリング回数分の平均値）が所定値αよりも大きいかどうかの判定を行う。所定値α以下の場合は、パンニングが行われていないと判断する。所定値αよりも大きい場合はＳ５０２において、所定値βより大きいかどうかの判定を行う。Ｓ５０２において、所定値β以下の場合は、ゆっくりとしたパンニングが行われていると判断する。また、所定値βよりも大きい場合は速いパンニングが行われていると判断し、Ｓ５０３でフィルタ演算部４０２内にあるＨＰＦのカットオフ周波数を最大値に設定する。次いで、Ｓ５０４でブレ補正制御を強制的にＯＦＦに設定する。このように速いパンニングが行われている場合は、ＨＰＦのカットオフ周波数を高くすることでシフトレンズ１０４が徐々に停止するようにし、ブレ補正制御をＯＦＦしたときの違和感をなくすことが可能である。また、速いパンニング時はブレの大きさに対してパンニングによる移動量が非常に大きくなるため、ブレ補正をＯＦＦにすることでブレが補正されずに残っていても撮影画像に違和感はない。このようなパンニング制御を行わず、パンニングを大きなブレとして補正しようとすると、パンニング開始時には被写体画像が停止するが、その後シフトレンズ１０４が補正端に到達した瞬間に突然被写体像画像が大きく動く。そのため、被写体画像の動きが、非常に不自然な動きとして見えてしまうことになる。

その後、Ｓ５０５において、積分器４０３の出力を現在のデータから徐々に初期位置のデータに変更することで、シフトレンズ１０４を初期位置に動かす。これは、次にブレ補正動作を再開する場合に、シフトレンズ１０４の位置が駆動範囲の初期位置にあることが望ましいためである。

Ｓ５０２で角速度データの平均値が所定値β以下と判定された場合（ゆっくりとしたパンニングが行われていると判断した場合）はＳ５０６へと進む。Ｓ５０６では、角速度データの大きさに応じてＨＰＦのカットオフ周波数を設定する。これは、ゆっくりとしたパンニングが行われている場合はブレの影響を完全に無視することができないためであり、パンニング時の被写体画像の追従性を不自然にならない程度に保ちながら、ブレの補正を行うために必要な処理となる。また、Ｓ５０１で角速度データの平均値が所定値α以下の場合（パンニングが行われていないと判断された場合）は、Ｓ５０７でＨＰＦカットオフ周波数を通常時の設定にし、速いパンニングでない場合は、Ｓ５０８で防振制御の強制ＯＦＦ設定を解除する。

図７はパンニング時の水平方向の角速度データと、所定値α、βとの関係を示した図であり、７０１が角速度データのサンプルである。この例では、右方向にパンニングした場合に＋方向の出力、左方向にパンニングすると−方向の出力となる。図７の例では、右方向の急激なパンニングと、左右方向のゆっくりとしたパンニングが検出されている。図７からわかるように、パンニング中は角速度データが初期値（ここでは０）から大きく外れる。そのため、このデータを積分してシフトレンズの駆動目標値を算出した場合、ＤＣ的なオフセット成分により、積分器出力が非常に大きな値となり、制御不能状態になってしまう。そのため、パンニングが検出された場合はＨＰＦのカットオフ周波数を高く変更することにより、ＤＣ成分をカットすることが必要となる。急激なパンニングの場合は、特に顕著になるために、よりカットオフ周波数を上げることで、積分器出力が増大しないようにしている。特にパンニングが速い場合は、パンニング速度による被写体画像の動きがブレに対して非常に大きくなるため、パンニング方向に関してブレ補正機能をＯＦＦとしても特に違和感は発生しない。

以上のようにパンニング制御が行われることで、パンニング中も違和感のない被写体画像をモニタすることが可能となる。

図１に戻り、操作スイッチ１３１により、流し撮りアシストモードが設定されると、カメラマイコン１３２は、流し撮りアシスト用の制御に切り替わる。またその情報がカメラマイコン１３２からレンズマイコン１１３へと送信され、レンズマイコン１１３は流し撮りアシストモードに移行する。

流し撮りアシストモードの設定中において、カメラ本体１２０は、カメラ信号処理回路１２４内の動きベクトル検出部により撮像した撮像信号から検出された被写体の動きベクトルを出力する。同時に、カメラ本体１２０は、レンズマイコン１１３から、交換レンズ１００内の角速度センサで検出された角速度データを受信する。

撮影者が流し撮りを行なっていると動きベクトル検出部から出力される被写体の動きベクトルは、撮影者が撮影しようとしている主被写体に対応したベクトルと、流れている背景に対応したベクトルの２種類となる。この場合、流し撮りが目的であるため、検出された２種類の動きベクトルのうち、動き量の小さいデータが主被写体の動きベクトルとなり、この動きベクトルの値が主被写体の像面上の移動量となる。

レンズマイコン１１３から受信した角速度データは、カメラの流し撮り速度に対応しているため、受信した角速度データと、主被写体の像面上の移動量およびレンズの現在の焦点距離から算出される角速度との差分は、主被写体の移動角速度データとなる。そしてカメラマイコンは算出した主被写体の角速度データをレンズマイコンに送信する。

図６は、流し撮りアシストモードにおける交換レンズ内のシフトレンズ１０４の駆動制御に係わる構成を示す図であり、図３、図４と同じ構成要素については同じ符号を付して示す。図６において、６０１〜６０７は流し撮り制御部１１８の詳細な構成を示している。６０１はカメラ情報取得部であり、ここでは特に、流し撮りアシストモードの設定情報、レリーズ情報、撮影終了情報を取得している。６０２はカメラマイコンに送信するための角速度データ出力部であり、所定のタイミングで角速度データをサンプリングする。６０３は被写体角速度取得部であり、通信によって得られたカメラ情報から流し撮りアシストに必要な主被写体の角速度情報を取得する。６０４は角速度データと被写体の角速度データとの差分を算出する加算器、６０５は所定期間のみ積分動作を行う第２の積分器である。６０６はカメラ情報取得部６０１が取得したモード情報に応じて、設定を変更する設定変更部である。６０７は、流し撮りアシストモードの設定中においてカメラ情報取得部６０１から取得したレリーズ開始時（露光前）のタイミングでシフトレンズ１０４の初期位置を決定し、パンニング制御部４０７に設定する初期位置設定部である。初期位置設定部６０７は、流し撮りアシストモード設定中のレリーズ開始から終了までのシフトレンズ１０４の位置を所定のタイミングでサンプリングし、そのシフトレンズ１０４の位置の軌跡に応じてシフトレンズ１０４の初期位置を決定する。そして、６１０はカメラマイコンとの双方向通信を行うためのレンズマイコン１１３内の通信制御部である。

カメラ本体１２０のスイッチ操作により流し撮りアシストモードが設定されると、通信制御部６１０からモード情報がカメラ情報取得部６０１で読み込まれ、設定変更部６０６に通知される。設定変更部６０６は通知されたモード情報に従い、パンニング制御部４０７の設定変更を行う。ここで行われる設定変更は、急激なパンニング状態に移行しやすくする変更であり、具体的には、前述のパンニング判定用の所定値βおよびαを変更する。また、位置センサ１０６は、検出されたシフトレンズ１０４の位置情報をカメラ本体１２０に送信するために、情報を通信制御部６１０に送る。そして、カメラ本体１２０からレンズマイコン１１３へと送信される主被写体の移動角速度情報が被写体角速度取得部６０３で読み込まれる。加算器６０４は角速度センサにより検出された角速度データと、主被写体の移動角速度情報の差を計算し、第２の積分器６０５へと送る。第２の積分器６０５は、カメラ情報取得部６０１で取得された露光期間中を示す信号に従って積分動作を開始し、その他の期間はシフトレンズ１０４の位置が中央となる値を出力する。ここで、露光期間以外にシフトレンズを中央位置に配置しようとした場合、露光期間終了時は現在のシフトレンズ１０４の位置から中央位置までシフトレンズ１０４が急峻に移動することになる。しかし、露光期間終了直後はセンサからの読み出しのため、ＬＣＤ上では画像が消失している期間であり、シフトレンズ１０４の急峻な移動による被写体画像の動きは問題とはならない。また、第２の積分器６０５の出力は、加算器４０４で積分器４０３の出力、およびシフトレンズ１０４の位置情報と共に加算され、シフトレンズ１０４の駆動量が算出される。

流し撮りアシストモードの設定中において、実際に撮影者により流し撮り動作が行われると、交換レンズ１００内では、パンニング制御部４０７がすぐに急激なパンニングの状態に対するパンニング制御を行い、ブレ補正動作が禁止される。この場合、シフトレンズ１０４は、カメラのパンニング時の角速度と被写体角速度の差分に対応した量を補正することになる。そのため流し撮り失敗の原因となる露光期間中のカメラのパンニング速度と被写体の速度の差分がシフトレンズ１０４の動作で相殺され、その結果として流し撮りが成功する。

図２は、本実施例に係わる撮像装置における流し撮りアシストモード時の撮影シーケンス部の動作のフローチャートである。本フローチャートに従った動作は、カメラマイコン１３２によって実現される。

図２において、Ｓ２０１では、レリーズスイッチ（Ｓ１）が半押しされたかどうかを検出する。半押しされるとＳ２０２へと進み、時間計測カウンタをインクリメントする。半押しされていない場合はＳ２０３で、レリーズスイッチが半押しされるまで時間計測カウンタをリセットする。Ｓ２０４では、主被写体の移動角速度がすでに算出されているかどうか確認する。算出されている場合はＳ２０５でさらに時間計測カウンタが所定時間Ｔになっているかどうかを確認する。主被写体の移動角速度がまだ算出されていない場合、およびすでに算出されていても一定時間が経っている場合はＳ２０６で主被写体の移動角速度を算出する。ここで、所定時間Ｔの間隔で主被写体の角速度を算出し直すのは、時間と共に主被写体の速度が変化する場合を考慮しての処置である。Ｓ２０６で算出された主被写体の移動角速度はそのたびにレンズマイコン１１３へと送信される。

Ｓ２０７では、レリーズスイッチが全押しされた（Ｓ２がオンされた）かどうかの判定を行う。全押しされていなければ、Ｓ２０１へ戻る。Ｓ２０７でレリーズスイッチが全押しさたと判定されると、Ｓ２０８で、マウント接点部１６１を経由してレンズマイコン１１３へレリーズ開始の通知後、現在のカメラ設定の状態で露光開始が行われる。カメラ設定の露光時間に従った撮影が終了した後、Ｓ２０９において、マウント接点部１６１を経由してレンズマイコン１１３へレリーズ終了を通知する。レリーズ終了通知後、Ｓ２１０でレリーズスイッチが全押しされたかどうかの判定を行う。全押しされていれば、Ｓ２０８へ戻り次の撮影を開始する。全押しされていなければ、Ｓ２１１でマウント接点部１６１を経由してレンズマイコン１１３へ撮影終了を通知して撮影シーケンスを終了する。

図３は、本実施例に係わるブレ補正装置における初期位置設定部６０７の動作のフローチャートである。本フローチャートに従った動作は、レンズマイコン１１３によって実現される。

Ｓ３０１では、カメラ情報取得部６０１から取得した撮影終了状態を判定する。撮影終了状態であれば、Ｓ３０８を処理し、撮影終了状態でなければＳ３０２を処理する。Ｓ３０２は、カメラ情報取得部６０１から取得したカメラのモードが流し撮りアシストモードであるかどうかを判定している。流し撮りアシストモードであれば、Ｓ３０３の処理を実行し、流し撮りアシストモードでなければＳ３０１へ戻る。Ｓ３０３では、カメラ情報取得部６０１から取得したレリーズの開始状態を判定する。レリーズ開始状態であれば、Ｓ３０４の処理を実行し、レリーズ開始状態でなければＳ３０２へ戻る。Ｓ３０４では、シフトレンズ１０４の初期位置を前回のシフトレンズ１０４の駆動情報（後述するようにＳ３０７で取得する結像位置の変更軌跡）に基づき算出する。シフトレンズ１０４の駆動情報はその中心を原点（中心座標）としたＸＹ座標系での座標情報で表わす。シフトレンズ１０４の軌跡はＸの最大値（MaxX）、最小値（MinX）とＹの最大値（MaxY）、最小値（MinY）で表わす。初期位置の座標を(OffsetX_n，OffsetY_n)（添え字のｎは連続撮影の回数）とすると、初期位置の座標は以下の式１で表すことができる。式１は、初期位置は前回のシフトレンズ１０４の開始位置からシフトレンズ１０４の軌跡の中心までの逆ベクトルに設定することを示している。

１回目のシフトレンズ１０４の初期位置は、OffsetX₁=0,OffsetY₁=0となるので、中心からオフセットなしで開始することになる。仮に１回目の流し撮りアシストモードでのシフトレンズ１０４の軌跡がMaxX₁=2，MinX₁=0，MaxY₁=0，MinY₁=-2であるとすると、OffsetX₂=-1，OffsetY₂=1となる。したがって、２回目のシフトレンズ１０４の初期位置は、中心からＸ方向に−1、Ｙ方向に１の位置にオフセットすることになる。

図８（ａ）は、２回目の撮影におけるシフトレンズ１０４の初期位置の算出を説明するための図である。図８（ａ）において、８０１は１回目の撮影におけるシフトレンズ１０４の中心の軌跡である。８０２は、１回目の撮影におけるシフトレンズ１０４の初期位置から軌跡の中心へのベクトルである。８０３は２回目の撮影の初期位置で、ベクトル８０２に対し、起点を原点とした逆(反転)ベクトルとなる（８０１の起点はもともと原点なので変わらない）。

次に、２回目の流し撮りアシストモードでのシフトレンズの軌跡がMaxX₂=1，MinX₂=-1，MaxY₂=1，MinY₂=-1であるとすると、OffsetX₃=-1，OffsetY₃=1となる。したがって、３回目のシフトレンズ１０４の初期位置は、中心からＸ方向に−1、Ｙ方向に１の位置にオフセットすることになる。図８（ｂ）は、３回目のシフトレンズ１０４の初期位置の算出を説明するための図である。図８（ｂ）で８０４は２回目の撮影におけるシフトレンズ１０４の中心の軌跡である。８０５は、２回目の撮影におけるシフトレンズ１０４の初期位置から軌跡の中心へのベクトルである。８０６は３回目の撮影の初期位置で、ベクトル８０５の起点を原点とした逆ベクトルとなる。

Ｓ３０５では、Ｓ３０４で算出したシフトレンズ１０４の初期位置に基づき、パンニング制御部４０７に設定を行う。Ｓ３０６では、レリーズ終了判定を行ない、レリーズが終了していればＳ３０１へ戻る。レリーズが終了していなければ、Ｓ３０７の処理を行い、シフトレンズ１０４の現在位置を取得して軌跡データ（MaxX、MinX、MaxY、MinY）を更新し、Ｓ３０６へ戻る。Ｓ３０８では、シフトレンズ１０４の駆動情報をリセットして情報を消去する。これにより、連続撮影が終わると軌跡情報を消去するため次の連続撮影時には影響を与えないことが可能となる。

本実施例によれば、流し撮りアシストにおける露光中のレンズ補正の動作範囲の中心とレンズの中心位置のずれ量を、次回の露光前に初期位置としてオフセットさせ、流し撮りアシストモードで補正できる量を広げることが可能となる。

次に、本発明の第２の実施例について説明する。本実施例は、第１の実施例とは、シフトレンズ１０４の初期位置の設定構成（Ｓ３０４）が異なるだけである。撮像装置の構成およびその動作のフローチャートは第１の実施例と同様であるので、ここでの説明は省略する。

本実施例では、シフトレンズ１０４の初期位置の座標を(AjustOffsetX_n，AjustOffsetY_n)（添え字のｎは連続撮影の回数）と表わしたとき、初期位置の座標を下記の式２で決定する。ここで、MaxMoveをシフトレンズ１０４の最大可動距離（ここでは５）とする。なお、最大可動距離とは、シフトレンズの端から逆の端に移動できる距離である。また、A_nは、オフセットの補正係数であり、前回の撮影のオフセットと今回の撮影のオフセットを比べて距離が近ければ１に近く（同じであれば１）、遠ければ０に近く（最大可動距離に離れていれば０）設定される。図９は、本実施例に係わる補正係数A_nの概念を説明するための図である。９０１はシフトレンズ１０４の可動範囲であり、９０２は、最大可動距離であり、可動範囲の直径である。９０３は前回のオフセットであり、９０４は今回のオフセットである。９０５は、補正係数であり９０３と９０４の差の絶対値である。

式２により、１回目のシフトレンズ１０４の初期位置は、AjustOffsetX₁=0，AjustOffsetY₁=0であるので、シフトレンズ１０４の駆動は、中心からオフセットなしで開始されることになる。ここで、１回目の流し撮りアシストモードでのシフトレンズ１０４の軌跡をMaxX₁=2√2，MinX₁=0，MaxY₁=0，MinY₁=-2√2とする。すると、OffsetX₂=-√2，OffsetY₂=√2，A₂=3/5となり、補正されたオフセットはAjustOffsetX₂=-(3√2)/5，AjustOffsetY₂=(3√2)/5となる。次いで、２回目の流し撮りアシストモードでのシフトレンズの軌跡がMaxX₂=(7√2)/5，MinX₂=-(3√2)/5，MaxY₂=(3√2)/5，MinY₂=-(7√2)/5であるとする。この場合は、OffsetX₃=-√2，OffsetY₃=√2，A₃=1となり、３回目のシフトレンズの初期位置は、AjustOffsetX₃=-√2，AjustOffsetY₃=√2となる。

この決定を、図１０を参照して説明する。図１０（ａ）は、３回目の撮影におけるシフトレンズ１０４の初期位置の算出を説明するための図である。なお、本実施例では、図Ｓ３０７での軌跡の記憶では、前回の値を更新するのではなく、撮影毎に軌跡データをグループ化して記憶する。
同図において、１０１１は１回目の撮影におけるシフトレンズ１０４の初期位置から軌跡の中心へのベクトル、１０１２は２回目の撮影でのシフトレンズ１０４の中心の軌跡である。１０１３は、２回目の撮影におけるシフトレンズ１０４の初期位置から軌跡の中心へのベクトルである。この例では1回目と２回目の撮影でのシフトレンズの軌跡が同じである。ただし、起点は異なる。１０１４は３回目の撮影での初期位置で、ベクトル１０１３の起点を原点とした逆ベクトルに重み付け１を積算したものとなる。ここで、注目すべきは２回目のオフセット（OffsetX₂=-√2，OffsetY₂=√2）は、１回目のオフセット（初期値）（OffsetX₁=0，OffsetY₁=0）から変化があったため、補正係数A₂=3/5で補正される。これに対し、３回目は、２回目と同じオフセット（OffsetX₂=-√2，OffsetY₂=√2）であるため補正係数がA₃=1となり、２回目の重み付けよりも大きい重みづけとなり、３回目の初期位置は２回目のオフセットにより依存することになる。

他方、別の例として、２回目の流し撮りアシストモードでのシフトレンズ１０４の軌跡がMaxX₂=-(3√2)/5，MinX₂=-(13√2)/5，MaxY₂=(13√2)/5，MinY₂=(3√2)/5である場合を考える。この場合は、OffsetX₃=-√2，OffsetY₃=√2，A₃=0となり、補正された３回目のオフセットはAjustOffsetX₃=0，AjustOffsetY₃=0となる。

この例を、図１０（ｂ）を参照して説明する。図１０（ｂ）は、３回目の撮影におけるシフトレンズ１０４の初期位置の算出を説明するための図である。同図において、１０１１は１回目の撮影におけるシフトレンズ１０４の軌跡の中心までのベクトル、１０１５は２回目の撮影でのシフトレンズ１０４の中心の軌跡である。１０１６は２回目の撮影におけるシフトレンズ１０４の初期位置から軌跡の中心へのベクトルである。この例では、２回目と１回目の起点から軌跡の中心までのベクトルが逆ベクトルであるため、補正係数はA₃=0となり、最小の重み付けとなり、その結果、補正されたオフセットは図１０（ｂ）に示す原点Ｏとなる。

第１の実施例では、流れ撮り撮影モードにおいて補正範囲を広げるために、シフトレンズ１０４の前回動いた軌跡と今回の動きの軌跡とが同等であることを期待して初期位置を設定している。しかし、軌跡が前回と今回で同等の動きをしなかった場合には、逆に補正範囲を狭めてしまう可能性がある。本実施例によれば、直前のパンニング動作で記憶された軌跡情報のグループから算出したオフセットと、さらに前のグループから算出したオフセットの差分が大きければ補正量を少なくする。つまり、前回と今回のオフセットの類似度が低ければ、補正量を少なくする。これにより、補正範囲を狭めてしまう欠点を軽減することが可能となる。なお、式２においては、オフセットのＸ成分とＹ成分について同じ補正係数を用いたが、成分ごとに異なる補正係数を用いる構成にしてもよい。

次に、本発明の第３の実施例について説明する。本実施例は、第２の実施例と同様に、シフトレンズ１０４の初期位置の設定構成の他の例である。従って、第１の実施例とは、シフトレンズ１０４の初期位置の設定構成（Ｓ３０４）が異なるだけであり、撮像装置の構成およびその動作のフローチャートは第１の実施例と同様であるので、ここでの説明は省略する。

ブレ本実施例に係わるシフトレンズ１０４の初期位置の決定は下記の式３に従って行う。同式から分かるように、本実施例では、過去の複数回の撮影のシフトレンズ１０４の駆動情報を重み付けして用いることで初期位置を決定する。式３では、流し撮りアシストモードにおける補正中のシフトレンズ１０４の軌跡の３回分からシフトレンズの初期位置を決定している。本実施例では３回分であるがこれに限定する必要はない。また、本実施例では、軌跡は古いほど重み付けが軽くし、２番目に古い軌跡には２分の１、３番目に古い軌跡には３分の１としている。しかし、これに限定されるものではなく、適宜設定してよい。

式３において、初期位置の座標は(OffsetX_n，OffsetY_n)（添え字のｎは連続撮影の回数）で表わされる。Max(a,b,c)は、ａ，ｂ，ｃのなかで最も大きい値を取ることを意味し、Min(a,b,c)はａ，ｂ，ｃのなかで最も小さい値を取ることを意味する。

図１１は、本実施例に係わるシフトレンズ１０４の初期位置の決定を説明するための図である。同図において、１１２０は１回目の軌跡の起点を原点にオフセットした矩形範囲である（１回目は起点が原点となるので実質オフセットなし）。１１２１は、１回目の軌跡の矩形範囲を重み付けに従い３分の１にしたものである。１１２２は、２回目の軌跡の起点を原点にオフセットした矩形範囲である。１１２３は、２回目の軌跡の矩形範囲を重み付けに従い２分の１にしたものである。１１２４は、３回目の軌跡の起点を原点にオフセットした矩形範囲である。１１２５は、過去３回分の軌跡に重み付けした矩形範囲（１１２１，１１２３，１１２４）の結合を包括する矩形範囲である。１１２６は、原点から１１２５の包括矩形範囲の中心までのベクトルである。４回目の撮影のシフトレンズ１０４の初期位置は、１１２５の逆ベクトルとなる。

第１の実施例では、流れ撮り撮影モードにおいて補正範囲を広げるために、シフトレンズ１０４の前回動いた軌跡と今回の動きの軌跡とが同等であることを期待して初期位置を設定している。しかし、軌跡が前回と今回で同等の動きをしなかった場合には、逆に補正範囲を狭めてしまう可能性がある。本実施例では過去の履歴をより多く加味することで、補正範囲を狭めてしまう欠点を軽減することが可能となる。

次に、本発明の第４の実施例を説明する。本実施例が第１の実施例と異なるのは、ズレ補正手段であるシフトレンズ１０４の代わりに、ブレ補正量に従って撮像素子を移動することで被写体像の結像位置を変更する構成をブレ補正手段として用いることである。このため、本実施例に係わる撮像装置では、ブレ補正装置の構成要素が全てカメラ本体に配置されている。これ以外の構成、特に前述したブレ補正手段の初期位置の決定構成を含むフローチャートに係わる動作構成は第１の実施例と同様であるので、ここでの説明は省略する。なお、本実施例のブレ補正装置においても、第１から第３の実施例と同様に、何れかの初期位置決定構成が用いられる。

図１２は本実施例に係わるブレ補正装置を適用した撮像装置の構成を示す図である。本実施例の撮像装置は、連写モードでの流し撮りアシスト機能を搭載した一眼レフカメラの構成を有している。また、上述したように、ブレ補正装置は交換レンズ内レンズではなく、カメラ本体内に搭載している。同図において、図１と同じ構成要素には同じ符号を付して示し、その説明を省略する。

図１２において、１２００は交換レンズであり、１２２０はカメラ本体である。交換レンズ１２００において、１２０１は撮影レンズユニット、１２１１はレンズマイコンであり、ズームエンコーダ１０５によりズームレンズ１０３の位置を検出し、焦点距離を得る。また、不図示の絞り制御等を行う。

カメラ本体１２２０において、１２７３は光学ファインダー、１２６１はメインミラー、１２６２はペンタプリズム部、１２２２は測光用のセンサ、１２２３は測光センサの出力に対するアナログ信号処理回路である。撮影レンズ１０１により集光された一部の光束はメインミラー１２６１により反射され、ペンタプリズム部１２６２へ導かれ、そこから測光用センサ１２２２、および光学ファインダー１２７３へと結像する。
また、１２３４は光軸と垂直方向に移動可能となるように配置された撮像素子、１２３１はカメラマイコン、１２３２はブレ補正動作を行うために撮像素子１２３４の位置を光軸と垂直方向に駆動するためのドライバである。１２３３は撮像素子の位置を検出する位置センサ、１２４１はカメラのブレを検出する角速度センサである。また、カメラマイコン１２３１において、１２５１はブレ補正制御部、１２５２は流し撮り制御部である。

ブレ補正制御部１２５１は、第１の実施例ではシフトレンズ１０４の位置を取得していたが、本実施例では撮像素子１２３４の位置を取得する。流し撮り制御部１２５２は、第１の実施例ではシフトレンズの位置を変更していたが、本実施例では撮像素子１２３４の位置を変更する。本実施例では、ブレ補正装置の制御構成が全てカメラマイコン１２３１に組み込まれているが、行われる制御構成としては第１の実施例と同様である。

上述したように、本実施例においては、第１の実施例におけるシフトレンズの代わりに撮像素子を光軸と垂直方向に動かすことでブレ補正動作、あるいは流し撮りアシスト動作を行う構成であるが、同様の効果を達成できる。

上述した本発明の実施の形態によれば、流し撮り撮影において各撮影フレーム間で被写体の相対角速度を算出できない場合でも、ブレ補正手段の初期位置を好適に設定し、露光時のブレ補正の補正範囲を広げることを可能にするブレ補正装置を提供することができる。

また、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システム或いは装置に供給することによっても達成される。すなわち、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても本件発明の目的が達成されることは言うまでもない。

この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、プログラムコード自体及びそのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。

プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。

また、コンピュータが読み出したプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（基本システム或いはオペレーティングシステム）などが実際の処理の一部又は全部を行うことによっても前述した実施形態の機能が実現される。この場合も本件発明に含まれることは言うまでもない。

さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づく処理も本件発明に含まれる。すなわち、機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等がプログラムコードの指示に基づき実際の処理の一部又は全部を行って前述した実施形態の機能を実現する場合も本件発明に含まれることは言うまでもない。

上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

Claims (14)

1. 角速度情報に基づいて撮像装置の動きを検出する第１の動き検出手段と、
   被写体の撮像信号に基づいて前記被写体の動きを検出する第２の動き検出手段と、
   前記第１の動き検出手段にて検出された前記撮像装置のパンニング速度と前記第２の動き検出手段にて検出された被写体の速度の差分に対応した補正量に従って、撮影光学系を構成するレンズを前記撮影光学系の光軸と異なる方向に駆動することで前記差分を補正する駆動制御手段と、
   を備え、
   前記駆動制御手段は、前記レンズを駆動した時に変更された前記レンズの位置を検出する位置センサの情報を記憶し、前記レンズの駆動を開始するときの前記レンズの初期位置を、前記記憶された情報に基づいて決定し、前記レンズを駆動して前記レンズの位置を前記決定された初期位置に変更し、
   前記位置センサの情報は、前記レンズが前記補正量に従って駆動されたときに変更された前記位置センサの座標を含み、前記駆動制御手段は、前記座標が示す前記レンズの位置の変更の範囲に基づいて前記初期位置を決定することを特徴とするブレ補正装置。
2. 角速度情報に基づいて撮像装置の動きを検出する第１の動き検出手段と、
   被写体の撮像信号に基づいて前記被写体の動きを検出する第２の動き検出手段と、
   前記第１の動き検出手段にて検出された前記撮像装置のパンニング速度と前記第２の動き検出手段にて検出された被写体の速度の差分に対応した補正量に従って、撮像素子を撮影光学系の光軸と異なる方向に駆動することで前記差分を補正する駆動制御手段と、
   を備え、
   前記駆動制御手段は、前記撮像素子を駆動した時に変更された前記撮像素子の位置を検出する位置センサの情報を記憶し、前記撮像素子の駆動を開始するときの前記撮像素子の初期位置を、前記記憶された情報に基づいて決定し、前記撮像素子を駆動して前記撮像素子の位置を前記決定された初期位置に変更し、
   前記位置センサの情報は、前記撮像素子が前記補正量に従って駆動されたときに変更された前記位置センサの座標を含み、前記駆動制御手段は、前記座標が示す前記撮像素子の位置の変更の範囲に基づいて前記初期位置を決定することを特徴とするブレ補正装置。
3. 前記駆動制御手段は、前記記憶された情報が示す前記結像位置の初期位置から、前記座標が示す前記結像位置の変更の範囲の中心までのベクトルに従ってオフセットされた位置を初期位置と決定することを特徴とする請求項２に記載のブレ補正装置。
4. 前記駆動制御手段は、前記被写体の複数回の撮影について前記情報を記憶し、各回の撮影において記憶された前記情報の間の類似度に従って各グループの情報が示す初期位置に重み付けをし、前記類似度が低いほど前記重み付けを低くすることを特徴とする請求項３に記載のブレ補正装置。
5. 前記駆動制御手段は、前記被写体の複数回の撮影について前記情報を記憶し、座標の原点から、記憶された各回の前記情報が示す前記結像位置の変更の範囲を結合した範囲の中心までのベクトルに従ってオフセットされた位置を前記初期位置と決定することを特徴とする請求項３に記載のブレ補正装置。
6. 前記駆動制御手段は、前記記憶された各回の撮影の情報に重み付けをし、古い回の撮影の情報ほど重み付けを低くすることを特徴とする請求項５に記載のブレ補正装置。
7. 前記駆動制御手段は、前記被写体の撮影が終了したことに応じて、前記記憶した情報を消去することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のブレ補正装置。
8. 角速度情報に基づいて撮像装置の動きを検出する第１の動き検出工程と、
   被写体の撮像信号に基づいて前記被写体の動きを検出する第２の動き検出工程と、
   前記第１の動き検出工程にて検出された前記撮像装置のパンニング速度と前記第２の動き検出工程にて検出された被写体の速度の差分に対応した補正量に従って、撮影光学系を構成するレンズを前記撮影光学系の光軸と異なる方向に駆動することで前記差分を補正する駆動制御工程と、
   を備え、
   前記駆動制御工程は、前記レンズを駆動した時に変更した前記レンズの位置を検出する位置センサの情報を記憶する工程、前記レンズの駆動を開始するときの前記レンズの初期位置を、前記記憶された情報に基づいて決定する工程、前記レンズを駆動して前記レンズの位置を前記決定された初期位置に変更する工程を含み、
   前記位置センサの情報は、前記レンズが前記補正量に従って駆動されたときに変更された前記位置センサの座標を含み、前記駆動制御工程は、前記座標が示す前記レンズの位置の変更の範囲に基づいて前記初期位置を決定する工程を含むことを特徴とするブレ補正方法。
9. 角速度情報に基づいて撮像装置の動きを検出する第１の動き検出手段、被写体の撮像信号に基づいて前記被写体の動きを検出する第２の動き検出手段、を有するブレ補正装置を制御するプログラムであり、
   コンピュータを、
   前記第１の動き検出手段にて検出された前記撮像装置のパンニング速度と前記第２の動き検出手段にて検出された被写体の速度の差分に対応した補正量に従って、撮影光学系を構成するレンズを前記撮影光学系の光軸と異なる方向に駆動することで前記差分を補正する駆動制御手段であり、前記レンズを駆動した時に変更した前記レンズの位置を検出する位置センサの情報を記憶し、前記レンズの駆動を開始するときの前記レンズの初期位置を、前記記憶された情報に基づいて決定し、前記レンズを駆動して前レンズの位置を前記決定された初期位置に変更し、前記位置センサの情報は、前記レンズが前記補正量に従って駆動されたときに変更された前記位置センサの座標を含み、前記座標が示す前記レンズの位置の変更の範囲に基づいて前記初期位置を決定する駆動制御手段
   として機能させることを特徴とするプログラム。
10. 請求項９に記載のプログラムを記憶したコンピュータが読み取り可能な記憶媒体。
11. 被写体の光学像を撮像して撮像信号を生成する撮像手段と、
    角速度情報に基づいて前記撮像手段の動きを検出する第１の動き検出手段と、
    前記撮像信号に基づいて前記被写体の動きを検出する第２の動き検出手段と、
    前記第１の動き検出手段にて検出された前記撮像手段のパンニング速度と前記第２の動き検出手段にて検出された被写体の速度の差分に対応した補正量に従って、撮影光学系を構成するレンズを前記撮影光学系の光軸と異なる方向に駆動することで前記差分を補正する駆動制御手段と、ここで前記駆動制御手段は、前記レンズを駆動した時に変更した前記レンズの位置を検出する位置センサの情報を記憶し、前記レンズの駆動を開始するときの前記レンズの初期位置を、前記記憶された情報に基づいて決定し、前記レンズを駆動して前記レンズを前記決定された初期位置に変更し、
    前記被写体の撮影モードを設定し、前記設定された撮影モードに従って前記駆動制御手段を制御する制御手段と
    を備え、
    前記位置センサの情報は、前記レンズが前記補正量に従って駆動されたときに変更された前記位置センサの座標を含み、前記駆動制御手段は、前記座標が示す前記レンズの位置の変更の範囲に基づいて前記初期位置を決定することを特徴とする撮像装置。
12. 前記撮影モードは連写モードを含み、前記制御手段は、前記連写モードが設定された場合は、前記第１の動き検出手段の出力に基づいて前記撮像装置の動きを判定し、前記撮像装置の動きの判定の結果に従って前記駆動制御手段により前記ブレ補正手段を駆動するかどうかを決定することを特徴とする請求項１１に記載の撮像装置。
13. 前記第１の動き検出手段の出力にフィルタ演算を行うフィルタ手段をさらに備え、前記制御手段は、前記判定の結果に従って前記フィルタ手段のカットオフ周波数を制御することを特徴とする請求項１２に記載の撮像装置。
14. 前記駆動制御手段は、前記連写モードが設定された場合は、前記第１の動き検出手段および前記第２の動き検出手段を制御して、所定時間の間隔で動き検出を行うことを特徴とする請求項１２または１３に記載の撮像装置。

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