JP6486656B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、手振れ機構が設けられた撮像装置に関する。

レンズシフト方式やイメージャシフト方式による手振れ補正機構は、最近のデジタカメラには、広く利用されている。そして、レンズシフトやイメージャシフトは、いずれも撮影範囲（撮影方向）を移動させるものであるから、これらの機構を利用してパノラマ撮影を行うカメラの提案もなされている（例えば、特許文献１）。

特開２００１−２２３９４２号公報

レンズシフト方式によるレンズ内防振を備える交換レンズを、イメージャシフト方式によるボディ内防振を備えるカメラボディに取付けることで、２つの防振機構を備えるカメラを構成することができる。２つの独立した防振機構を備えるカメラでは、防振機構を広角撮影機能に使用するか、手振れ補正機能に使用するかを適切に設定する必要がある。

本願発明は、上記課題に鑑み、２つの防振機構を使い分けて手振れを防止した広角撮影を行う撮像装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、撮像装置は、レンズを移動して手振れを補正する第１防振部と、撮像素子を移動して手振れを補正する第２防振部と、少なくとも前記第１防振部または第２防振部のいずれかによって広角撮影用に撮影範囲の移動が行われ、移動された撮影範囲で順次撮影された複数の画像に基づき、広角画像を生成する広角画像生成部と、手振れの補正量を算出する補正量算出部と前記第１防振部及び第２防振部を、前記手振れ補正に使用するかあるいは前記撮影範囲の移動に使用するかの設定を行う設定部とを備え、前記設定部は、前記第１防振部及び第２防振部のうちで、前記算出される手振れの補正量を補正可能な方を、手振れ補正用に設定する。

本発明によれば、２つの防振機構を使い分けて手振れを防止した広角撮影を行う撮像装置を提供することができる。

撮像装置の電気系を主とする全体構成を示す機能ブロック図である。 撮像装置と撮像装置に加わる手振れの方向の関係を示す図である。 撮像素子の撮像面とイメージサークル等の関係を示す模式図である。 撮影範囲の移動による広角撮影処理の手順を示すフローチャートである。 手振れ量に対する具体的な設定例を示す表である。 図５のＮｏ１における第１防振機構と第２防振機構の動作を説明する図である。 手振れ補正用レンズの移動によって変化する撮影範囲の様子を示す図である。 図５のＮｏ２における第１防振機構と第２防振機構の動作を説明する図である。 図５のＮｏ４における第１防振機構と第２防振機構の動作を説明する図である。 撮影範囲の移動位置を対比して示す図である。 交換レンズに広角撮影機能がサポートされていない場合の例である。 広角撮影される実際の画像例を示す図である。 通常撮影のライブビューと広角撮影のライブビューを対比して示す図である。 交換レンズの焦点距離による画角の違いを示す図である。 第２実施形態における、主被写体位置に対応して第１防振機構と第２防振機構に設定される機能を示す表である。 第２実施形態における、図１５のＮｏ１〜Ｎｏ３の具体的な場面例である。 第２実施形態における、顔検出処理の一例を説明する図である。 第２実施形態における、被写体追尾処理の一例を説明するための図である。

以下、図面に従って本発明の実施形態を説明する。一実施形態に係わる撮像装置（デジタルカメラ）１は、レンズ交換式であり、交換レンズ（レンズ鏡枠）内とカメラ本体内には、それぞれ防振機構が配置されている。なお、本発明の撮像装置１は、レンズ交換式に限るものではなく、レンズ一体型でもよい。

図１は、撮像装置１の電気系を主とする全体構成を示す機能ブロック図である。撮像装置１は、交換レンズ５とカメラ本体１０とから構成され、交換レンズ５とカメラ本体１０とは通信接点２６にて電気的に接続されている。

交換レンズ５には、レンズ部１２、絞り１４、絞り駆動機構１６、焦点調整機構１８、ズーム駆動機構２０、第２防振機構２２、第２防振機構ＩＦ２４等が設けられる。レンズ部１２は、不図示の焦点調整用レンズ１２ａ、焦点距離調整用レンズ１２ｂ、及び手振れ補正用レンズ１２ｃを含む、複数のレンズから構成される。

手振れ補正用レンズ１２ｃは、撮影光軸に直交する面内で、左右（Ｘ軸）方向および上下（Ｙ軸）方向に移動自在となるように、第２防振機構２２に含まれる移動機構に支持される。左右（Ｘ軸）方向および上下（Ｙ軸）方向は、図２で示す。絞り１４は、開口量を調整して、光量を制限するためのものである。絞り駆動機構１６は、モータやソレノイドからなり、絞り１４を所定の絞り値になるよう駆動する。

焦点調整機構１８は、モータ等の駆動部と焦点調整用レンズ１２ａを光軸方向に移動させる移動機構を備え、ピント位置を調整する。ズーム駆動機構２０は、モータ等の駆動部と焦点距離調整用レンズ１２ｂを光軸方向に移動させる移動機構を備え、焦点距離を調整し、画角を変化させる。

第２防振機構２２は、手振れ補正用レンズ１２ｃを撮影光軸に直交する面内で移動可能にする移動機構と、手振れ補正用レンズ１２ｃを移動させるボイスコイルモータ（ＶＣＭ）やステッピングモータ等からなるアクチュエータを有する。手振れ補正用レンズ１２ｃは、撮像装置１に手振れ（角度ブレ及びシフトブレ）が発生したときに、手振れを打ち消す向きに移動（シフト）される。第２防振機構ＩＦ２４は、カメラ本体１０からの制御指示を受けて、第２防振機構２２に制御信号を通知するものである。手振れ補正用レンズ１２ｃと第２防振機構２２をあわせて、第２防振部とも呼ぶ。

なお、交換レンズ５内にレンズ制御用のＣＰＵを設けて、レンズ制御用のＣＰＵが、カメラ本体１０と通信して、絞り駆動機構１６、焦点調整機構１８、ズーム駆動機構２０、第２防振機構２２、第２防振機構ＩＦ２４等を、制御するようにしてもよい。

さらに、カメラ本体１０は、シャッタ３０、シャッタ駆動機構３２、撮像素子３４、撮像素子ＩＦ３６、第１防振機構３８、第１防振機構ＩＦ４０を有する。

シャッタ３０は、撮像素子３４の前に設けられ、撮像素子３４への被写体光の露光時間を調整するものである。シャッタ駆動機構３２は、シャッタ３０を駆動させるための駆動機構を有する。

撮像素子３４は、レンズ部１２を介して結像された被写体画像を光電変換して、画像信号を出力する。撮像素子ＩＦ３６は、撮像素子３４を駆動する駆動回路や撮像素子３４から出力された画像信号のゲインを調整するＡＧＣ処理やＡＤ処理手段を有し、デジタルの画像データを出力する。

第１防振機構３８は、撮像素子３４を撮像面に沿って移動（シフト）する駆動機構である。撮像素子３４は可動支持部材（不図示）に支持されて、この可動支持部材は撮像面内の左右（Ｘ軸）方向および上下（Ｙ軸）方向に移動自在となっている。第１防振機構３８は、撮像素子３４を保持する可動支持部材を、手振れ補正信号に従って、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に駆動する。撮像素子３４と第１防振機構３８をあわせて、第１防振部とも呼ぶ。

第１防振機構ＩＦ４０は、検出された手振れ量を補正するように第１防振機構３８へＸ軸またはＹ軸の移動方向や移動量を指示する。

カメラ本体１０は、システムコントローラ５０、内部メモリ６０、記録メディア７０、表示素子８０、表示素子駆動部８２、タッチパネル８４、タッチパネル駆動部８６、カメラ操作スイッチ８８、ジャイロセンサ９０を有する。

システムコントローラ５０は、撮像装置１全体を統括的に制御する制御部である。システムコントローラ５０は、ＣＰＵ１００を有し、内部メモリ６０に格納された制御プログラム６６を読込んだＣＰＵ１００のソフトウェア処理により、各処理を実行する。

内部メモリ６０は、ＤＲＡＭやＲＯＭからなる。ＤＲＡＭは、画像データを一時的に格納するワーキングメモリである画像データバッファ６２や各種の経過情報を記憶するログ情報バッファ６４として利用される。ＲＯＭは、例えばフラッシュＲＯＭで、撮像装置１を制御する制御プログラムや各種テーブルが記憶される。

記録メディア７０は、カメラ本体１０から着脱可能なメモリ、例えばメモリカードで、画像ファイル７２が記録される。表示素子８０は、カメラ本体１０の背面に設けられる背面表示部である。あるいは表示素子８０は、カメラ本体１０の上部に設けられるファインダタイプの表示部でもよい。表示素子８０は、ＬＣＤや有機ＥＬから構成され、ライブビューや撮影画像あるいはメニュー画面等が表示される。表示素子駆動部８２は、表示素子８０を駆動する駆動回路である。

タッチパネル８４は、撮影等各種条件の変更や表示画像の切換え等を入力する入力手段である。タッチパネル８４は、表示素子８０と一体的に構成され、カメラ本体１０の背面に設けられる。タッチパネル駆動部８６は、タッチパネル８４を駆動するドライバー回路である。

カメラ操作スイッチ８８は、カメラ本体１０に設けられる入力ボタンやダイヤルである。カメラ操作スイッチ８８には、電源釦やレリーズ釦が含まれる。ジャイロセンサ９０は、手振れ等によってカメラ本体１０に加わった振動を検出し、手振れ信号を出力する。ジャイロセンサ９０は、例えば、加速度センサや角加速度センサである。

また、システムコントローラ５０は、ＣＰＵ１００により実行される機能部として、ＡＦ制御部１０２、ＡＥ制御部１０４、ズーム駆動制御部１０６、画像処理部１０８、表示処理部１１０、メモリ制御部１１２、防振処理部１５０、広角画像生成部１６０等を有する。

ＡＦ制御部１０２は、例えば撮影画像のコントラストから合焦位置を検出して、検出された合焦位置に焦点調整用レンズ１２ａを移動させるよう焦点調整機構１８を制御する。ＡＥ制御部１０４は、撮影画像から被写体輝度を測定して、設定された撮影モードに応じて、シャッタ速、絞り値やＩＳＯ感度を設定して、絞り駆動機構１６やシャッタ駆動機構３２を制御する。

ズーム駆動制御部１０６は、ズームボタンからの指示に応じて、焦点距離調整用レンズ１２ｂが所定の倍率の位置に移動するよう、ズーム駆動機構２０を制御する。画像処理部１０８は、撮像素子ＩＦ３６から出力された画像データに、ＡＷＢ、補間処理、圧縮処理等の各種処理を施し、また、画像ファイル７２から読み出された圧縮された画像データを伸長する。

表示処理部１１０は、撮影時には画像処理部１０８から出力された画像データを表示素子８０に表示するためのライブビューに変換し、表示素子駆動部８２に出力する。表示処理部１１０は、再生時には記録メディア７０の画像ファイル７２から伸長処理された記録済画像を表示用画像に変換して、表示素子駆動部８２に出力する。

メモリ制御部１１２は、撮影時には画像処理部１０８で圧縮処理された画像データを記録メディア７０に画像ファイル７２として記録し、再生時には画像ファイル７２から指定された画像データを読み出す。

防振処理部１５０は、カメラ本体１０に加えられた手振れの量や方向を検出して、手振れをキャンセルするための手振れ補正量を算出し、第１防振機構３８及びまたは第２防振機構２２を制御する。さらに、防振処理部１５０は、撮影モードが広角撮影モードに設定された場合には、撮影範囲を順次変化させるように第１防振機構３８及びまたは第２防振機構２２を制御する。

そして、防振処理部１５０は、広角撮影モード設定の場合には、手振れ量に応じて、第１防振機構３８と第２防振機構２２を、手振れ補正に使用するか広角撮影に使用するかを設定する。さらに、防振処理部１５０は、画面内での主被写体の位置や移動に応じて、広角画像の範囲を変更する。これについては、第２実施形態で説明する。

具体的には、防振処理部１５０は、第１防振制御部１５２、第２防振制御部１５４、補正量算出部１５６、ブレ補正設定部１５８等を有する。第１防振制御部１５２は、手振れ補正時には手振れ補正量に応じて、また、広角撮影時には設定された範囲（方向）に撮影範囲を移動するよう、それぞれ第１防振機構３８を制御する。

第２防振制御部１５４も、第１防振制御部１５２と同様に、手振れ補正時には手振れ補正量に応じて、また、広角撮影時には設定された範囲（方向）に撮影範囲を移動するよう、それぞれ第２防振機構２２を制御する。

補正量算出部１５６は、ジャイロセンサ９０で検出された手振れを打ち消すように、手振れ補正量を算出する。補正量算出部１５６は、第１防振機構３８または第２防振機構２２が単独で手振れを補正する場合には、それぞれの単独での手振れ補正量を算出し、第１防振機構３８と第２防振機構２２の両方で手振れを補正する場合には、第１防振機構３８と第２防振機構２２に割り振った補正量を算出する。

ブレ補正設定部１５８は、広角撮影モードが設定されていない通常撮影モードでは、２つの補正機構の内、発生した手振れの補正が可能な方を補正機構として設定する。つまり、ブレ補正設定部１５８は、算出された手振れ量よりも最大補正量が大きい第１防振機構３８または第２防振機構２２の方を、補正機構として設定する。

そして、ブレ補正設定部１５８は、手振れが第１防振機構３８または第２防振機構２２のいずれでも補正可能な場合には、デフォルトで定めた方の補正機構を設定する。また、ブレ補正設定部１５８は、手振れ量が第１防振機構３８または第２防振機構２２の単独での最大補正量を上回る場合には、第１防振機構３８及び第２防振機構２２の両方を、手振れ補正に設定する。

ブレ補正設定部１５８は、広角撮影モードの場合には、手振れ量に応じて、第１防振機構３８または第２防振機構２２のいずれかを手振れ補正用に設定し、他方を広角撮影用に設定する。ただし、ブレ補正設定部１５８は、手振れ量が大きい場合には、第１防振機構３８及び第２防振機構２２の両方を手振れ補正用に設定する。また、ブレ補正設定部１５８は、手振れ量が所定以下の場合には、第１防振機構３８及び第２防振機構２２の両方を、広角撮影用に設定する。具体的な設定内容については、図５で説明する。なお、ブレ補正設定部１５８は、設定部とも呼ぶ。

システムコントローラ５０は、防振処理部１５０による撮影範囲の移動と、撮像素子ＩＦ３６による撮影タイミングを同期させ、第１防振機構３８及びまたは第２防振機構２２による撮影範囲の移動と移動後の１フレームの撮影を、順番に繰り返す。

広角画像生成部１６０は、広角撮影モードの場合に、第１防振機構３８及びまたは第２防振機構２２により移動された撮影範囲で順次撮影された複数の画像を合成して広角画像を生成する。

具体的には、広角画像生成部１６０は、円筒面変換部１６２、位置合せ部１６４、画像合成部１６６、顔検出部１６８、被写体追尾部１７０を有する。円筒面変換部１６２は、撮影された各画像を位置合わせして繋ぎ合わせるときに各画像を円筒面に変換するものである。位置合せ部１６４は、円筒面に変換された各画像を貼り合わせるために、各画像の位置を合わせるものである。画像合成部１６６は、位置合わせされた各画像を画像データバッファ６２上で展開し直して１枚の画像データに変換する。

顔検出部１６８は、撮影画像で、顔のパーツを探して、顔を検出するものである。被写体追尾部１７０は、撮影画像中で指定された主被写体の特徴を輝度や色で特定し、各フレームにおける主被写体の画面上での位置を検出することで、主被写体の位置や移動を判断する。

図２は、撮像装置１と撮像装置１に加わる手振れの方向の関係を示す図である。図２は、撮像装置１を被写体側から見た図である。撮像装置１は、交換レンズ５とカメラ本体１０から構成され、交換レンズ５はカメラ本体１０の前面に取付けられる。なお、図示のように、撮像装置１の通常の使用姿勢を基準にして、鉛直方向をＹ軸、撮像装置１の幅方向をＸ軸と規定する。Ｙ軸方向を上下方向、Ｘ軸方向を左右方向とも呼ぶ。また、Ｘ軸に直交する面内での回転はピッチ（Ｐｉｔｃｈ）方向の回転（回転角γ）、Ｙ軸に直交する面内での回転はヨー（Ｙａｗ）方向の回転（回転角φ）と呼ばれる。

カメラ本体１０には、ピッチ方向の回転およびヨー方向の回転をそれぞれ検出するジャイロセンサ９０が設けられる。また、カメラ本体１０の上面の左側には、レリーズ釦８８ａ、電源釦８８ｂが設けられる。

図３は、第１防振機構３８における撮像素子３４の撮像面とイメージサークル等の関係を示す模式図である。撮像素子３４の撮像面は、縦サイズＬｙ、横サイズＬｘの長方形である。レンズ部１２のイメージサークルに内接する長方形形状の許容補正範囲は、撮像素子３４の撮像面が移動可能な最大範囲である。実線で示す撮像素子３４の撮像面は、イメージサークルの中心に一致する位置である。破線で示す撮像素子３４の撮像面は、最も右上まで移動した状態である。撮像素子３４は、撮影範囲の移動に使用される場合には、許容補正範囲の最大位置まで移動される。

〔第１実施形態〕
図４は、撮影範囲の移動による広角撮影処理の手順を示すフローチャートである。表示処理部１１０は、ライブビューを開始する（ステップＳ１０）。システムコントローラ５０は、カメラ操作スイッチ８８への撮影者の指示に応じて、撮影モードを設定する（ステップＳ１２）。ここで、撮影モードが広角撮影モードに設定されたとする。

システムコントローラ５０は、交換レンズ５とレンズ通信を開始する（ステップＳ１４）。
補正量算出部１５６は、ジャイロセンサ９０からの加速度等データに基づき、手振れデータ取得を開始する（ステップＳ１６）。

ブレ補正設定部１５８は、防振機構の機能設定を行う（ステップＳ１８）。ブレ補正設定部１５８は、第１防振機構３８と第２防振機構２２の手振れ補正性能と、検出した現在の手振れ量を比較して、第１防振機構３８と第２防振機構２２を手振れ補正あるいは広角撮影のいずれに使用するかを設定する。ここでの手振れ補正性能とは、手振れ補正の最大量とする。そして、第１防振機構３８と同様に、第２防振機構２２も、手振れの最大補正量が、撮影範囲の移動量に相当する。

ここで、第１防振機構３８と第２防振機構２２により撮影範囲が移動される原理を、図５〜図１０を用いて説明する。まず、具体的な設定例を、図５に示す。なお、本例では、第２防振機構２２の手振れ補正性能（最大補正量）が第１防振機構３８のそれよりも高いとする。つまり、広角撮影時は、第２防振機構２２により拡大される撮影範囲の方が、第１防振機構３８により拡大される撮影範囲より広くなる。

まず、手振れ量＜第１防振機構３８の補正性能の場合（Ｎｏ１）には、第１防振機構３８を手振れ補正用に設定し、第２防振機構２２を広角撮影用に設定する。次に、第１防振機構３８の補正性能＜手振れ量＜第２防振機構２２の補正性能の場合（Ｎｏ２）には、第１防振機構３８を広角撮影用に設定し、第２防振機構２２を手振れ補正用に設定する。

また、手振れ量＞第２防振機構２２の補正性能の場合（Ｎｏ３）には、第１防振機構３８及び第２防振機構２２の両方を手振れ補正用に設定する。さらに、手振れ量が所定以下（手振れ補正が不要と判断される程度に小さい、つまり≒０）の場合（Ｎｏ４）には、第１防振機構３８及び第２防振機構２２の両方を広角撮影用に設定する。なお、図５の設定例は、広角撮影よりも手振れを押さえることを優先している。

図６は、図５のＮｏ１における第１防振機構３８と第２防振機構２２の動作を説明する図である。撮像装置１を上方向から見た図である。図６では、上方向側が撮像装置１の左方向に対応し、下方向が撮像装置１の右方向に対応する。

第１防振機構３８によって撮像素子３４が移動されて、手振れが補正される。撮像素子３４は、手振れを打ち消すようにＱ方向に移動される。ただし、Ｑ方向はＸ方向に限定されるのではなく、Ｘ方向を含み、手振れをキャンセルする方向である。

第２防振機構２２によって手振れ補正用レンズ１２ｃが移動されて、広角撮影用に撮影範囲が移動される。ここでは、撮影範囲を左右方向に移動させる場合を示す。第２防振機構２２によって手振れ補正用レンズ１２ｃが左方向（Ｐ１）に移動されると、撮影範囲が左方向に移動する。Ｍ０は、通常撮影モード時の撮影範囲である。Ｍ１は、手振れ補正用レンズ１２ｃが左方向に最大量移動された場合の撮影範囲である。

同様に、第２防振機構２２によって手振れ補正用レンズ１２ｃがＰ２方向に移動されると、撮影範囲が右方向に移動する。Ｍ２は、手振れ補正用レンズ１２ｃが右方向に最大量移動された場合の撮影範囲である。

図６は、手振れ補正用レンズ１２ｃが左右に移動される例であるが、手振れ補正用レンズ１２ｃが上下に移動される場合も同様である。つまり、手振れ補正用レンズ１２ｃが上方向に移動されると、撮影範囲が上側に移動する。手振れ補正用レンズ１２ｃが下方向に移動されると、撮影範囲が下側に移動する。さらに、手振れ補正用レンズ１２ｃが斜め方向に移動されることで、撮影範囲が斜めに移動する。

以上説明した手振れ補正用レンズ１２ｃの上下左右斜め方向の移動によって、撮影される範囲を図７に示す。図７（Ａ）は、手振れ補正用レンズ１２ｃが上下左右斜め方向で各最大量移動されて得られる計９か所の撮影範囲を、まとめた図である。撮影範囲Ｍ０、Ｍ１とＭ２は、図６で説明した撮影範囲である。

また、図７（Ｂ）は、撮影範囲の移動順番の一例を示す図である。Ａ→Ｂ→Ｃ・・・Ｈ→Ｉの順に撮影範囲を変化させるよう、手振れ補正用レンズ１２ｃが移動され、各移動位置で撮影が行われる。撮影範囲Ａ〜Ｉに対応して撮影された９枚の画像を合成することで、１枚の広角画像を得ることができる。なお、図７で示す縦横３×３は、一例であって、縦横２×２でもよいし、またいわゆるパノラマ画像のように、左右のみに長い画像でもよい。

図８は、図５のＮｏ２における第１防振機構３８と第２防振機構２２の動作を説明する図である。図６と同方向の図である。

第１防振機構３８によって撮像素子３４が移動されて、広角撮影用に撮影範囲が移動（シフト）される。第１防振機構３８によって撮像素子３４が左方向（Ｐ３）に移動されると、撮影範囲が右方向に移動する。Ｍ０は、通常撮影モード時の撮影範囲である。Ｍ３は、撮像素子３４が左方向（Ｐ３）に最大量移動された場合の撮影範囲である。

同様に、第１防振機構３８によって撮像素子３４が右方向（Ｐ４）に移動されると、撮影範囲が左方向に移動する。Ｍ４は、撮像素子３４が右方向（Ｐ４）に最大量移動された場合の撮影範囲である。撮像素子３４が上下あるいは斜めに移動される場合も同様である。撮像素子３４の移動によって変化する撮影範囲の全体は、図７と同様であるので、説明は省略する。また、第２防振機構２２によって手振れ補正用レンズ１２ｃが移動され、手振れを打ち消すように、Ｑ方向に移動される。

図９は、図５のＮｏ４における第１防振機構３８と第２防振機構２２の動作を説明する図である。Ｎｏ４は、手振れが十分に小さい（≒０）ので、第１防振機構３８と第２防振機構２２の両方を、広角撮影用に使用する例である。

第１防振機構３８によって撮像素子３４が左方向（Ｐ５）に最大量移動され、かつ第２防振機構２２によって手振れ補正用レンズ１２ｃが右方向（Ｐ８）に最大量移動される場合の撮影範囲が、Ｍ５である。Ｍ５は、Ｍ２やＭ３よりも、さらに右寄りの位置となる。

同様に、撮像素子３４が第１防振機構３８によって右方向（Ｐ６）に最大量移動され、かつ手振れ補正用レンズ１２ｃが第２防振機構２２によって左方向（Ｐ７）に最大量移動される場合の撮影範囲が、Ｍ６である。Ｍ６は、Ｍ１やＭ４よりも、さらに左寄りの位置となる。

図１０は、撮影範囲の移動位置を対比して示す図である。対比例Ｄ１は、図６で示した手振れ補正用レンズ１２ｃの移動により、撮影範囲がΔＸ１だけ右方向に移動して、Ｍ０からＭ１に変化した状態である。対比例Ｄ２は、図８で示した撮像素子３４の移動により、撮影範囲がΔＸ２だけ右方向に移動して、Ｍ０からＭ４に変化した状態である。対比例Ｄ３は、図９で示した手振れ補正用レンズ１２ｃと撮像素子３４の移動により、撮影範囲が（ΔＸ１＋ΔＸ２）だけ右方向に移動して、Ｍ０からＭ６に変化した状態である。

図４に戻る。第１防振制御部１５２と第２防振制御部１５４は、設定に応じて、手振れ補正用あるいは広角撮影用として、各防振機構を駆動し、撮影を行う（ステップＳ２０）。以下の処理では、図５のＮｏ３以外が設定されて、いずれか広角撮影が行われるとする。

円筒面変換部１６２は、画像処理部１０８から出力された撮影データ（例えば、図７（Ｂ）で示す９枚の画像データ）に円筒面変換処理を行う（ステップＳ２２）。位置合せ部１６４は、円筒面変換処理された画像データに対して位置合わせ処理を行う（ステップＳ２４）。画像合成部１６６は、位置合わせされた画像に画像合成処理を行い（ステップＳ２６）、１枚の画像データを生成する。合成された画像データは、ライブビューとして表示素子８０に表示される。

システムコントローラ５０は、レリーズ釦８８ａが押下されたかを判断する（ステップＳ２８）。システムコントローラ５０は、レリーズ釦８８ａが押下されていないと判断すると（ステップＳ２８ＮＯ）、ステップＳ２０に戻る。

システムコントローラ５０は、レリーズ釦８８ａが押下されたと判断すると（ステップＳ２８ＹＥＳ）、合成された広角撮影の画像データを記録メディア７０に記録する（ステップＳ３０）。補正量算出部１５６は、手振れデータの取得を終了する（ステップＳ３２）。システムコントローラ５０は、処理を終了する。

また、交換レンズとカメラ本体は、同一メーカによるものとは限らず、異なるメーカの組み合わせもある。交換レンズが異なるメーカによる場合には、手振れ補正機能が内蔵されていても、広角撮影機能がサポートされていない場合もある。

システムコントローラ５０は、カメラ本体１０に取付けられた交換レンズ５が、広角撮影機能をサポートされているかを、交換レンズ５から通知される機種番号等から判断する。システムコントローラ５０により、取付けられた交換レンズ５が広角撮影機能がサポートされていないタイプであると判断された場合には、ブレ補正設定部１５８は、図１１に示すような設定を行う。なお、本例でも、図５の例と同様に、第２防振機構２２の補正性能が第１防振機構３８よりも高いとする。

まず、手振れ量＜第２防振機構２２の補正性能の場合（Ｎｏ１）には、第１防振機構３８を広角撮影用に設定し、第２防振機構２２を手振れ補正用に設定する。次に、手振れ量＞第２防振機構２２の補正性能の場合（Ｎｏ２）には、第１防振機構３８及び第２防振機構２２の両方を手振れ補正用に設定する。さらに、手振れ量が所定以下（手振れ補正が不要と判断される程度、≒０）の場合（Ｎｏ３）でも、第２防振機構２２を手振れ補正用に設定し、第１防振機構３８を広角撮影用に設定する。

図１２は、広角撮影される実際の画像例を示す図である。図１２（Ａ）は、撮影される被写体全体を示す図である。図１２（Ｂ）は、図１１（Ａ）の中央部が、通常撮影モードで撮影された画像である。図１２（Ｃ）は、上述した広角撮影による合成画像で、図７（Ｂ）のように９枚が撮影され合成された画像である。

図１３は、通常撮影のライブビューと広角撮影のライブビューを対比して示す図である。撮像装置１ａは、カメラ本体１０の背面に設けられた表示素子８０に図１２（Ｂ）で示した通常撮影モードの画像が表示されたものである。撮像装置１ｂは、カメラ本体１０の背面に設けられた表示素子８０に図１２（Ｃ）で示した広角撮影による合成画像が表示されたものである。

図１４は、交換レンズの焦点距離による画角の違いを示す図である。図１４（Ａ）は、短焦点の交換レンズ５ａにより撮影される画像を示す図である。図１４（Ｂ）は、長焦点の交換レンズ５ｂにより撮影される画像を示す図である。短焦点の交換レンズ５ａでは、長焦点の交換レンズ５ｂに比べて、相対的に広角画像が撮影される。このように、従来は、広角画像を撮影するためには、短焦点のレンズに交換する必要があった。

上述した手振れ補正機構を利用した広角撮影を行えば、長焦点の交換レンズ５ｂを装着したままで、短焦点の交換レンズ５ａに交換することなく、広角画像を撮影することができる。

以上説明した第１実施形態によれば、手振れ量に応じて、広角撮影に使用する防振機構を選択されるので、手振れ補正がされた広角撮影画像を得ることができる。また、手振れが無い場合には、複数の防振機構の両方が広角撮影に使用されるので、より広い広角画像を得ることができる。

〔第２実施形態〕
第２実施形態は、第１実施形態で説明した広角撮影において、特定した主被写体が画面に入るようにその撮影範囲を設定するものである。

図１５は、主被写体位置に対応して第１防振機構３８と第２防振機構２２に設定される機能を示す表である。主被写体とは、例えば、画面中の人物である。図１６は、図１５のＮｏ１〜Ｎｏ３の具体的な場面例である。図１６の撮影範囲ａは、第１防振機構３８による広角撮影範囲である。撮影範囲ｂは、第２防振機構２２による広角撮影範囲である。撮影範囲ｃは、第１防振機構３８と第２防振機構２２の両方による広角撮影範囲である。図からわかるように、広角撮影範囲の広さは、ａ＜ｂ＜ｃである。

主被写体の検出及びその位置の追尾は、顔検出部１６８と被写体追尾部１７０により行われる。図１７は、顔検出処理の一例を説明する図である。顔検出部１６８による顔検出の一例を図１７を参照して簡単に説明する。

顔検出部１６８は、各フレームで得られる画像データと、図１７（Ａ）に示すような顔パーツｋ１、ｋ２、ｋ３との画像相関度を求める。顔パーツｋ１は、人物の鼻部周辺の陰影のパターンに対応した画像データであり、顔パーツｋ２は、人物の目部周辺の陰影のパターンに対応した画像データであり、顔パーツｋ３は、人物の口部周辺の陰影のパターンに対応した画像データである。

顔検出部１６８は、画像データと顔パーツｋ１、ｋ２、ｋ３とを比較して、画像相関度を求める。図１７（Ｂ）に示すような、人物の顔を示す所定の配置となったときに画像相関度は最大となる。顔検出部１６８は、このとき、顔パーツｋ１、ｋ２、ｋ３を含むエリアに顔が存在すると判断する。

図１８は、被写体追尾処理の一例を説明するための図である。被写体追尾部１７０による追尾の一例を図１８を参照して簡単に説明する。

被写体追尾部１７０は、画像データの輝度情報を用いた追尾処理を行う。図１８（Ａ）は（Ｎ−１）フレームで、図１８（Ｂ）はＮフレームである。

輝度情報を用いた追尾処理では、図１８（Ａ）の（Ｎ−１）フレームにおいて追尾対象が設定された場合、被写体追尾部１７０は、この（Ｎ−１）フレームの中の追尾対象を含む所定領域の画像データを、評価画像データｒ１として記憶する。

被写体追尾部１７０は、図１８（Ｂ）のＮフレームで、評価画像データｒ１と対応する部分を探索する。被写体追尾部１７０は、Ｎフレームで、所定の追尾エリアｒ２の画像データと評価画像データｒ１との画像相関度を求めて、評価画像データｒ１と対応する部分を探索する。被写体追尾部１７０は、Ｎフレームで、エリアｒ３が評価画像データｒ１と一致度が高いと判定して、追尾対象がエリアｒ３に移動したと判断する。

図１５に戻る。Ｎｏ１は、主被写体が撮影範囲ａ内に位置した場合である。図１６のＮｏ１に示すように、被写体追尾部１７０によって、所定時間中の主被写体ｋの移動範囲が、撮影範囲ａ内であると判断された場合である。この場合には、ブレ補正設定部１５８は、第１防振機構３８を広角撮影に設定し、第２防振機構２２を手振れ補正に設定する。

Ｎｏ２は、主被写体が撮影範囲ａの外でかつ撮影範囲ｂ内に位置した場合である。図１６のＮｏ２に示すように、被写体追尾部１７０によって、所定時間中の主被写体ｋの移動範囲が、撮影範囲ａ外でかつ撮影範囲ｂ内であると判断された場合である。この場合には、ブレ補正設定部１５８は、第１防振機構３８を手振れ補正に設定し、第２防振機構２２を広角撮影に設定する。

Ｎｏ３は、主被写体が撮影範囲ｂ外に位置した場合である。図１６のＮｏ３に示すように、被写体追尾部１７０によって、所定時間中の主被写体ｋの移動範囲が、撮影範囲ｂ外であると判断された場合である。この場合には、ブレ補正設定部１５８は、第１防振機構３８及び第２防振機構２２の両方を広角撮影に設定する。なお、主被写体の移動範囲を判断する所定時間とは、例えば２秒である。判断時間が短かすぎると、撮影範囲が頻繁に切換ってしまい、煩わしく感じる。また、判断時間が長すぎると、撮影範囲の切換りが遅くなり、主被写体が画面から消失してしまう時間が長くなるからである。

そして、主被写体の位置に応じて撮影範囲が適宜変化する状態で撮影された画像は、ライブビューとして表示素子８０に表示される。

従来、大きく移動するような被写体を撮影する場合に、撮影者は、被写体の移動に合わせて撮像装置１をパンさせたり、あるいはズーム比を変化させる等の操作を行う必要があった。そして、そのような操作は手振れが大きくなる原因ともなっていた。第２実施形態によれば、主被写体の移動を検出して、主被写体の移動範囲に応じて撮影範囲が変化するので、撮影者は被写体を画面内に納めることに気を取られることなく、撮影に専念することができる。

なお、上記実施形態では、システムコントローラ５０は、制御プログラムを読込んだＣＰＵによるソフトウェア処理により実現されると説明したが、一部あるいは全部をハードウェア構成にしてもよい。

なお、本発明は上述した実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階でのその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成することができる。例えば、実施形態に示される全構成要素を適宜組み合わせても良い。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。このような、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用が可能であることはもちろんである。

１ 撮像装置
５ 交換レンズ
１０ カメラ本体
１２ レンズ部
１２ｃ 手振れ補正用レンズ
２２ 第２防振機構
２４ 第２防振機構ＩＦ
３４ 撮像素子
３６ 撮像素子ＩＦ
３８ 第１防振機構
４０ 第１防振機構ＩＦ
５０ システムコントローラ
８０ 表示素子
８８ カメラ操作スイッチ
９０ ジャイロセンサ
１００ ＣＰＵ
１５０ 防振処理部
１５２ 第１防振制御部
１５４ 第２防振制御部
１５６ 補正量算出部
１５８ ブレ補正設定部
１６０ 広角画像生成部
１６２ 円筒面変換部
１６４ 位置合せ部
１６６ 画像合成部
１６８ 顔検出部
１７０ 被写体追尾部

Claims (9)

1. レンズを移動して手振れを補正する第１防振部と、
   撮像素子を移動して手振れを補正する第２防振部と、
   少なくとも前記第１防振部または第２防振部のいずれかによって移動された撮影範囲で順次撮影された複数の画像に基づき、広角画像を生成する広角画像生成部と、
   手振れの補正量を算出する補正量算出部と、
   前記第１防振部及び第２防振部を、前記手振れ補正に使用するかあるいは前記撮影範囲の移動に使用するかの設定を行う設定部とを備え、
   前記設定部は、前記第１防振部及び第２防振部のうちで、前記算出される手振れの補正量を補正可能な方を、手振れ補正用に設定する
   ことを特徴とする撮像装置。
2. レンズを移動して手振れを補正する第１防振部と、
   撮像素子を移動して手振れを補正する第２防振部と、
   少なくとも前記第１防振部または第２防振部のいずれかによって移動された撮影範囲で順次撮影された複数の画像に基づき、広角画像を生成する広角画像生成部と、
   手振れの補正量を算出する補正量算出部を備え、
   前記第１防振部及び第２防振部を、前記手振れ補正に使用するかあるいは前記撮影範囲の移動に使用するかの設定を行う設定部とを備え、
   前記設定部は、前記算出される手振れの補正量が所定以下の場合には、前記第１防振部及び第２防振部の両方を、前記撮影範囲の移動用に設定することを特徴とする撮像装置。
3. 前記設定部は、前記第１防振部及び第２防振部の単独での手振れ補正可能量よりも、前記算出される手振れの補正量が大きい場合には、前記第１防振部及び第２防振部の両方を手振れ補正用に設定することを特徴とする
   請求項１または２に記載の撮像装置。
4. 前記生成された広角画像をライブビュー画像として表示する表示処理部を備える
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の撮像装置。
5. レンズを移動して手振れを補正する第１防振部と、
   撮像素子を移動して手振れを補正する第２防振部と、
   少なくとも前記第１防振部または第２防振部のいずれかによって移動された撮影範囲で順次撮影された複数の画像に基づき、広角画像を生成する広角画像生成部と、
   画像から顔を検出する顔検出部と、
   前記検出された顔の位置に基づき、前記第１防振部及び第２防振部の選択により前記広角撮影の範囲を変更する設定部とを備える
   ことを特徴とする撮像装置。
6. レンズを移動して手振れを補正する第１防振部と撮像素子を移動して手振れを補正する第２防振部がそれぞれ設けられる撮像装置のコンピュータに手振れ補正を実行させるプログラムにおいて、
   少なくとも前記第１防振部または第２防振部のいずれかによって移動された撮影範囲で順次撮影された複数の画像に基づき、広角画像を生成する広角画像生成ステップと、
   手振れの補正量を算出する補正量算出ステップと、
   前記第１防振部及び第２防振部を、前記手振れ補正に使用するかあるいは前記撮影範囲の移動用に使用するかの設定を行う設定ステップとを含み、
   前記設定ステップは、前記算出される手振れの補正量が所定以下の場合には、前記第１防振部及び第２防振部の両方を、前記撮影範囲の移動用に設定する
   ことを特徴とするプログラム。
7. レンズを移動して手振れを補正する第１防振部と、撮像素子を移動して手振れを補正する第２防振部と、手振れの補正量を算出する補正量算出部をそれぞれ備える撮像装置に制御方法において、
   少なくとも前記第１防振部または第２防振部のいずれかによって移動された撮影範囲で順次撮影された複数の画像に基づき、広角画像を生成する広角画像生成ステップと、
   前記第１防振部及び第２防振部を、前記手振れ補正に使用するかあるいは前記撮影範囲の移動に使用するかを設定する設定ステップと、
   前記設定ステップは、前記第１防振部及び第２防振部のうちで、前記算出される手振れの補正量を補正可能な方を、手振れ補正用に設定する
   ことを特徴とする撮像装置の制御方法。
8. レンズを移動して手振れを補正する第１防振部と、撮像素子を移動して手振れを補正する第２防振部と、少なくとも前記第１防振部または第２防振部のいずれかによって移動された撮影範囲で順次撮影された複数の画像に基づき広角画像を生成する広角画像生成部と、手振れの補正量を算出する補正量算出部をそれぞれ備える撮像装置に制御方法において、
   前記第１防振部及び第２防振部を、前記手振れ補正に使用するかあるいは前記撮影範囲の移動に使用するかを設定する設定ステップと、
   前記設定ステップは、前記算出される手振れの補正量が所定以下の場合には、前記第１防振部及び第２防振部の両方を、前記撮影範囲の移動用に設定する
   ことを特徴とする撮像装置の制御方法。
9. レンズを移動して手振れを補正する第１防振部と、撮像素子を移動して手振れを補正する第２防振部と、少なくとも前記第１防振部または第２防振部のいずれかによって移動された撮影範囲で順次撮影された複数の画像に基づき広角画像を生成する広角画像生成部と、をそれぞれ備える撮像装置に制御方法において、
   画像から検出した顔の位置に基づき、前記第１防振部及び第２防振部の選択により前記広角撮影の範囲を変更する、
   ことを特徴とする撮像装置の制御方法。