JP6486656B2 - 撮像装置 - Google Patents

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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。
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