JP7214424B2 - 撮像装置およびその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、撮像装置およびその制御方法に関する。

撮影者が、移動している被写体の動きに合わせて撮像装置を追従させながら撮影する流し撮りという方法が知られている。流し撮りの際には、被写体の躍動感を出すために、シャッタ速度が長秒側に設定される。流し撮りは、被写体の動きに追従するようにカメラを動かしながら撮影することと、被写体の躍動感を出すためのシャッタ速度の設定が容易ではない。シャッタ速度を遅くすることで、より背景の流れ度合が増し、躍動感は増すが、手振れの影響で被写体に係る像ブレ（被写体ブレ）が生じてしまう。

特許文献１は、被写体の速度とカメラの移動速度との差分に相当するズレ量を、手ブレ補正機能によって補正する撮像装置を開示している。また、撮像面上の被写体像の移動量の算出方法として、撮像画像から検出される動きベクトルを用いる方法が知られている。また、特許文献２は、流し撮りを支援する機能（流し撮りアシストモード）において、被写体の大きさが小さい場合は、動きベクトルの検出対象となる領域（ベクトル検出領域）を小さくする撮像装置を開示している。

特開２００６－３１７８４８号公報 特開２０１７－１６１５８６号公報

撮影者が、流し撮りの際にカメラをパンニングした場合に、被写体がベクトル検出領域からフレームアウトすると、検出される被写体の動きベクトル（被写体ベクトル）の信頼度が低下してしまう。信頼度の低い被写体ベクトルに基づいて像ブレ補正を行うと、流し撮りアシスト機能の精度が低下する。本発明は、移動する被写体を撮像する際の、撮像画像から得られる動きベクトルの信頼度の低下を抑えることが可能な撮像装置の提供を目的とする。

本発明の一実施形態の撮像装置は、焦点検出領域を設定する設定手段と、撮像画像に基づいて、前記設定された焦点検出領域を含むベクトル検出領域について、動きベクトルを検出する検出手段と、撮像装置の移動方向および前記設定された焦点検出領域の情報に基づいて、前記ベクトル検出領域の範囲を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記ベクトル検出領域の範囲を、前記設定された焦点検出領域の位置を基準にして、前記撮像装置の移動方向よりも前記撮像装置の移動方向とは逆方向に大きくする。

本発明の撮像装置によれば、移動する被写体を撮像する際の、撮像画像から得られる動きベクトルの信頼度の低下を抑えることが可能となる。

撮像装置の構成例を示す図である。 像ブレ補正装置の構成例を示す図である。 流し撮り時の撮像画像と、動きベクトルの一例を示す図である。 流し撮り時の撮像画像と、動きベクトルの一例を示す図である。 テンプレート枠の拡大処理を説明する図である。 テンプレート枠の拡大例を説明する図である。 パンニング操作時のテンプレート枠の拡大処理を説明する図である。 撮像装置の動作処理の例を説明する図である。 被写体角速度算出処理の例を説明する図である。 被写体角速度算出処理の例を説明する図である。 シャッタ速度の算出処理の例を説明する図である。

図１は、本実施形態の撮像装置の構成例を示す図である。
本発明は、像ブレ補正装置が搭載されたコンパクトデジタルカメラ、ビデオカメラ、監視カメラ等の撮像装置に適用可能である。以下の説明では、撮影者（ユーザ）の流し撮りを支援する動作モードを流し撮りアシストモードと記述する。流し撮りアシストモード時には、撮像装置は、可動光学部材の駆動により被写体の移動速度とパンニング速度との差を抑制することで、被写体に係る像ブレ（被写体ブレ）を補正する。なお、本発明は、被写体ブレを補正する任意の動作モードに適用可能である。また、本実施形態では、レンズ装置（交換レンズ１００) を、カメラ本体部１３１に装着可能な撮像装置を例にとって説明するが、本発明は、レンズ部とカメラ本体部とが一体化された撮像装置にも適用可能である。

交換レンズ１００は、撮像レンズユニット１０１乃至マウント接点部１１３を備える。撮像レンズユニット１０１は、撮像光学系１０２、ズームレンズ群（以下、ズームレンズと記述）１０３、シフトレンズ群（以下、シフトレンズと記述）１０４を備える。撮像光学系１０２は、被写体光を撮像素子１１５に結像させる。ズームレンズ１０３は、焦点距離を変更する光学部材である。シフトレンズ１０４は、撮像装置の振れによって生じる光軸に対する画像のブレ（像ブレ）を補正する可動光学部材である。シフトレンズ１０４は、撮像レンズユニット１０１の光軸と垂直な方向に移動することによって、光学的に像ブレを補正する。

ズームエンコーダ１０６は、ズームレンズ１０３の位置を検出する。位置検出部１０５は、シフトレンズ１０４の位置を検出する。角速度センサ１０９は、交換レンズ１００に加わる振れを検出して、角速度を示す振れ検出信号を出力する。レンズ制御部１１０が、角速度センサ１０９が出力した振れ検出信号を取得して信号処理する。レンズ制御部１１０は、レンズシステム制御用マイクロコンピュータを備え、交換レンズ１００内の各部を制御する。

振れ補正系駆動部１０７は、レンズ制御部１１０の制御によって、シフトレンズ１０４を駆動する。アンプ回路（ＡＭＰ）１０８は、位置検出部１０５の出力を増幅して、位置検出信号をレンズ制御部１１０に出力する。マウント接点部１１３は、レンズ制御部１１０とカメラ本体部１３１とのシリアル通信を中継する。

レンズ制御部１１０は、像ブレ補正制御を実行する。このために、レンズ制御部１１０は、手振れ補正制御を行う手振れ補正制御部１１１と、流し撮りアシストモード用の制御を行う流し撮り制御部１１２とを備える。レンズ制御部１１０は、その他にもフォーカスレンズの駆動による焦点調節の制御や、絞り制御等も行うが、図示の簡略化のために省略する。また、実際の手振れ補正では、例えばカメラ姿勢に関する縦方向と横方向といった、直交する２軸に関して振れ検出および像ブレ補正が行われる。これらの２軸の振れ検出および像ブレ補正に関しては、検出方向の差異を除いて同じ構成であるため、以下では１軸分についてのみ説明する。本実施形態の撮像装置は、光学式像ブレ補正を採用し、可動光学部材を光軸方向とは異なる方向に駆動することで像ブレ補正を行う像ブレ補正装置を備えている。

カメラ本体部１３１は、シャッタ１１４乃至操作部１３０を備える。シャッタ１１４は、露光時間を調整する。シャッタ駆動用モータ１１９は、シャッタ１１４を駆動する。ドライバ１２１は、カメラ制御部１２２の制御により、シャッタ駆動用モータ１１９を駆動する。撮像素子１１５は、被写体光を光電変換して撮像画像に係る信号（画像信号）を出力する。撮像素子１１５は、例えば、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサ等である。アナログ信号処理回路（ＡＦＥ）１１６は、撮像素子１１５の出力を処理して、カメラ信号処理回路１１７に出力する。カメラ信号処理回路１１７は、撮像画像に基づいて、動きベクトルを検出する動きベクトル検出部１１８を備える。動きベクトル検出部１１８は、撮像素子１１５の出力する、異なる撮影時刻の画像信号を取得し、画角内の被写体や背景の動きを検出する。なお、撮像素子１１５を可動光学部材として光軸方向とは異なる方向に駆動することで像ブレ補正を行う構成であってもよい。

タイミングジェネレータ（ＴＧ）１２０は、撮像素子１１５とアナログ信号処理回路１１６の動作タイミングを設定する。操作部１３０は、撮影者の操作に応じた信号を入力する。操作部１３０は、電源スイッチ、レリーズスイッチ等を備える。角速度センサ１２４は、カメラ本体部１３１に加わる振れを検出して、角速度を示す振れ検出信号をカメラ制御部１２２に出力する。マウント接点部１２３は、レンズ制御部１１０とカメラ本体部１３１とのシリアル通信を中継する。レンズ制御部１１０とカメラ制御部１２２は、マウント接点部１１３、１２３を介して所定のタイミングでシリアル通信を行う。

カメラ制御部１２２は、撮像装置全体を制御するマイクロコンピュータを備え、所定のプログラムをメモリから読み出して実行することで各種の制御を行う。カメラ制御部１２２は、シャッタ制御部１２５、被写体角速度算出部１２６、流し撮りシャッタ速度算出部１２７を備える。シャッタ制御部１２５は、ドライバ１２１を介してシャッタ１１４を制御する。被写体角速度算出部１２６は、動きベクトル検出部１１８による動きベクトルの検出結果に基づいて、主被写体（以下、被写体と記述）の角速度を算出する。流し撮りシャッタ速度算出部１２７は、流し撮りアシストモード時のシャッタ速度を算出する。メモリカード１２８は、撮像後の映像データを記録する記録媒体である。表示部１２９は、例えば液晶パネル（ＬＣＤ）を備え、撮像時の画像をモニタし、撮像された画像を画面に表示する。また、カメラ制御部１２２は、カメラ信号処理回路１１７を制御して、動きベクトルの検出対象となる領域（ベクトル検出領域）を制御する。

図１に示す撮像装置の動作を説明する。撮影者が、交換レンズ１００をカメラ本体部１３１に装着し、操作部１３０により撮像装置の電源ＯＮ操作を行うと、電源ＯＮとなったことをカメラ制御部１２２が検出する。カメラ制御部１２２が、カメラ本体部１３１の各回路への電源供給および初期設定を行う。また、交換レンズ１００への電源供給が行われ、レンズ制御部１１０が、交換レンズ１００の初期設定を行う。そして、レンズ制御部１１０とカメラ制御部１２２との間で所定のタイミングで通信が開始される。例えば、通信によって、カメラ制御部１２２からレンズ制御部１１０へ撮像装置の状態、撮像設定等の情報が送信される。また、レンズ制御部１１０からカメラ制御部１２２へ交換レンズ１００の焦点距離情報、角速度情報等が送信される。

操作部１３０を用いた撮影者の操作によって流し撮りアシストモードが選択されていない場合には、手振れ補正制御が行われる。つまり、交換レンズ１００が備える角速度センサ１０９が、手振れ等によって撮像装置に加わる振れに係る振れ検出信号を出力する。そして、手振れ補正制御部１１１が、角速度センサ１０９が出力した振れ検出信号に基づいて、シフトレンズ１０４を制御して、手振れ補正制御を実行する。

図２は、撮像装置が備える像ブレ補正装置の構成例を示す図である。
図１と共通する構成要素については、同一の符号を付すことでそれらの説明を省略する。手振れ補正制御部１１１は、オフセット除去部２０１乃至パルス幅変調部２０８を備える。オフセット除去部２０１は、例えばハイパスフィルタ等を有するフィルタ演算部であり、入力信号の特性を任意の周波数帯域で変更し得る機能を有する。具体的には、オフセット除去部２０１は、角速度センサ１０９の出力に含まれている直流成分を除去する。利得位相算出部２０２は、オフセット除去部２０１により直流成分が除去された角速度データを所定のゲインで増幅する増幅器、および位相補償フィルタを有する。積分器２０３は、任意の周波数帯域でその特性を変更し得る機能を有する。積分器２０３は、利得位相算出部２０２の出力を積分し、シフトレンズ１０４の駆動量を算出する。

防振制御判定部２０４は、カメラ情報取得部２２５の出力に応じて、シフトレンズ１０４を駆動させるための制御信号を切り替える。流し撮りアシストモードが設定されている場合、防振制御判定部２０４は、流し撮り制御部１１２で算出された積分器２２４の出力を採用する。また、流し撮りアシストモード以外の動作モードが設定されている場合、防振制御判定部２０４は、手振れ補正制御部１１１で算出された積分器２０３の出力を採用する。

シフトレンズ１０４の位置を検出する振れ補正系検出部１０５の出力はアンプ回路１０８で増幅されてから、Ａ／Ｄ変換器２０６によりデジタルデータに変換される。このデジタルデータは、減算部２０５に負入力として送られる。減算部２０５は、防振制御判定部２０４の出力を正入力として取得し、当該出力から、Ａ／Ｄ変換器２０６からのデジタルデータを減算し、減算結果（偏差データ）を制御部２０７へ出力する。制御部２０７は、入力データを所定のゲインで増幅する増幅器と、位相補償フィルタを備える。制御部２０７は、減算部２０５の出力である偏差データに対して、増幅器および位相補償フィルタによる信号処理を施した後で、パルス幅変調（ＰＷＭ）部２０８に出力する。パルス幅変調部２０８は、制御部２０７の出力データに基づき、パルス波のデューティー比を変化させるＰＷＭ波形への変調を行い、振れ補正系駆動部１０７に供給する。振れ補正系駆動部１０７は、シフトレンズ１０４を駆動するボイスコイル型モータであり、パルス幅変調部２０８の出力に基づいて、シフトレンズ１０４を光軸と垂直な方向に移動させる。

次に、流し撮り制御部１１２について説明する。流し撮り制御部１１２は、通信制御部２１０乃至カメラ情報取得部２２５を備える。通信制御部２１０は、レンズ制御部１１０（図１）との通信を行う。撮影者が、操作部１３０により、流し撮りアシストモードを設定する操作を行った場合、カメラ制御部１２２（図１）は、流し撮りアシストの制御に切り替える。流し撮りアシストモードの設定情報は、カメラ制御部１２２からレンズ制御部１１０へと送信され、レンズ制御部１１０が、流し撮りアシストモードの制御に移行する。

カメラ情報取得部２２５は、流し撮りアシストモードの設定情報、レリーズ情報等を取得する。角速度出力部２１１は、オフセット除去部２０１の出力を取得し、カメラ制御部１２２に対して、交換レンズ１００内の角速度センサ１０９が出力する振れ検出信号（角速度データ）を出力する。被写体角速度取得部２２２は、カメラ本体部１３１内の被写体角速度算出部１２６によって算出される被写体の角速度を取得する。減算部２２３は、オフセット除去部２０１の出力を正入力とし、被写体角速度取得部２２２の出力を負入力として減算を行う。つまり、減算部２２３は、交換レンズ１００内で検出された角速度データと、カメラ本体部１３１内で検出された被写体の角速度データとの差分を算出し、差分（偏差データ）を積分器２２４に出力する。積分器２２４は、偏差データを積分し、積分データを防振制御判定部２０４に出力する。

（動きベクトル検出処理）
撮影者が流し撮りを行う場合、動きベクトル検出部１１８から出力される動きベクトルとして、撮影者が撮影しようとしている被写体のベクトルと、流れている背景のベクトルの２種類が得られる。この場合、流し撮りが目的であるので、カメラ制御部１２２は、検出された２種類の動きベクトルのうち、被写体のベクトルを採用する。具体的には、カメラ制御部１２２内の被写体角速度算出部１２６が、レンズ制御部１１０から送信される角速度センサ１０９の出力である角速度データを、像面移動量に換算する。被写体角速度算出部１２６が、角速度センサ１２４が出力する角速度データを像面移動量に換算してもよい。被写体角速度算出部１２６は、像面移動量の動き量を基準として、一定の範囲内に存在するベクトル群を背景ベクトルとし、一定の範囲外に存在するベクトル群を被写体ベクトルとする。

図３および図４は、流し撮り時の撮像画像と、動きベクトルの一例を示す図である。本実施形態では、操作部１３０を用いた撮影者の操作にしたがって、カメラ制御部１２２が、焦点検出領域を示すＡＦ測距枠３０３を予め設定（選択）する。ベクトル検出枠３０２は、動きベクトル量を検出するための参照枠である。テンプレート枠３０４は、ベクトル検出枠３０２の塊である。すなわち、ベクトル検出枠３０２は、動きベクトルの検出対象とする領域（ベクトル検出領域）を示す。

画面（撮像領域）３００中の少なくともＡＦ測距枠３０３を包含するテンプレート枠３０４内に、１２×６個のベクトル検出枠３０２が配置されている。テンプレート枠３０４がＡＦ測距枠３０３を包含するように配置しているのは、撮影者は、撮影したい被写体にＡＦ測距枠を合わせているからである。各ベクトル検出枠３０２では、１フレーム前の撮像画像と現在のフレームの撮像画像との間の動き量が検知され、被写体３０１のベクトルと背景のベクトルが検出される。検出された被写体３０１のベクトルの値が、被写体の像面上の移動量として決定される。

図３（Ａ）は、撮影者がパンニング操作によって被写体を捉えている撮影シーンに対応する撮像画像を示す。図４（Ａ）は、撮影者がパンニング操作によって被写体を捉えきれていない撮影シーンに対応する撮像画像を示す。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）の撮影シーンにおいて、動きベクトル検出部１１８によって検出された動きベクトルの頻度分布（ヒストグラム）を示す。図４（Ｂ）は、図４（Ａ）の撮影シーンにおいて、動きベクトル検出部１１８によって検出された動きベクトルの頻度分布を示す。図３（Ｂ）、図４（Ｂ）において、横軸は、動き量（単位：ピクセル）を示す。縦軸は、動きベクトルの個数（頻度）を示す。なお、図の簡略化のため背景の動きベクトル量は省略し、被写体の動きベクトル量のみを図示している。

図３（Ａ）の撮影シーンのように、被写体３０１に割り当たっているベクトル検出枠３０２が多い場合は、図３（Ｂ）に示すように、取得できる被写体の動きベクトルの個数が多い。したがって、この場合は、被写体の動きベクトル量の信頼度が高くなる。一方、図４（Ａ）の撮影シーンのように、撮影者がパンニング操作によって上手く被写体を捉えきれず、被写体３０１に割当たっているベクトル検出枠が少ない場合は、図４（Ｂ）に示すように、取得できる被写体の動きベクトルの個数が少なくなる。この場合は、被写体のベクトル量の信頼度が低くなる。以下に説明するように、撮像装置は、ＡＦ測距枠の情報（例えば、位置）または撮像装置の移動方向（例えば、パンニング方向）に基づいて、ベクトル検出領域であるテンプレート枠３０４の範囲を制御（例えば、拡大）する。これにより、得られる被写体のベクトル量の信頼度の低下を抑制できる。

（ＡＦ測距枠の位置に基づくテンプレート枠の制御処理）
撮影者によってＡＦ測距枠が撮像領域の端側に設定されている場合、被写体は、撮像領域の中心を基準として、ＡＦ測距枠が設定されている撮像領域の端側に向かって移動していることが多い。撮影者がこの被写体に対してパンニング操作して撮影をした場合、設定されている端側とは逆方向にフレームアウトしやすい。また、ＡＦ測距枠が被写体を捉えていても、移動している被写体の移動方向先端寄りにＡＦ測距枠が設定されていると、ＡＦ測距枠よりも端側とは逆方向に被写体が存在している確率が高い。したがって、ＡＦ測距枠が撮像領域の端側に設定されている場合、カメラ制御部１２２が、動きベクトル検出部１１８を制御して、端側とは逆方向に対してテンプレート枠を拡大する。本実施形態では、ＡＦ測距枠が撮像領域の端側に設定されているとは、設定されたＡＦ測距枠が、撮像領域の端の近傍の位置にあることをいう。例えば、設定されたＡＦ測距枠が、撮像領域の端の近傍の位置にあるＡＦ測距点３０６（図５）を含む場合に、ＡＦ測距枠は撮像領域の端側に設定されている。また、端側とは逆方向とは、撮像領域の中心から撮像領域の端に向かう方向とは逆方向を意味する。

図５は、ＡＦ測距枠の位置に基づくテンプレート枠の拡大処理を説明する図である。
ＡＦ測距枠３０３の設定対象となる焦点検出領域は、焦点検出点であるＡＦ測距点３０５を複数含む。カメラ制御部１２２は、撮影者の操作にしたがって、ＡＦ測距点３０５を所定の個数（図５の例では、６個）包含するようにＡＦ測距枠３０３を設定する。ＡＦ測距枠３０３に包含されているＡＦ測距点３０５のうち、ハッチングが施された撮像領域３００の端側の４個のＡＦ測距点３０６は、上端側と左端側のＡＦ測距点である。上端側は、撮像領域３００の上端の近傍である。左端側は、撮像領域３００の左端の近傍である。ＡＦ測距点３０６が上端側に設定されている場合、カメラ制御部１２２は、テンプレート枠を以下のように拡大する。カメラ制御部１２２は、テンプレート枠を、上端側とは逆方向の位置（例えば、現在のテンプレート枠より所定の行数分下側の位置）のＡＦ測距点３０５を新たに含むように拡大する。

また、ＡＦ測距点３０６が左端側に設定されている場合、カメラ制御部１２２は、テンプレート枠を以下のように拡大する。カメラ制御部１２２は、テンプレート枠を、左端側とは逆方向の位置（例えば、現在のテンプレート枠より所定の列数分右側の位置）のＡＦ測距点３０５を新たに含むように拡大する。なお、ＡＦ測距点３０６が下端側に設定されている場合を想定する。下端側は、撮像領域３００の下端の近傍である。ＡＦ測距点３０６が下端側に設定されている場合、カメラ制御部１２２は、テンプレート枠を以下のように拡大する。カメラ制御部１２２は、テンプレート枠を、下端側とは逆方向の位置（例えば、現在のテンプレート枠より所定の行数分上側の位置）のＡＦ測距点３０５を新たに包むように拡大する。また、ＡＦ測距点３０６が右端側に設定されている場合を想定する。右端側は、撮像領域３００の右端の近傍である。ＡＦ測距点３０６が右端側に設定されている場合、カメラ制御部１２２は、テンプレート枠を以下のように拡大する。カメラ制御部１２２は、テンプレート枠を、右端側とは逆方向の位置（例えば、現在のテンプレート枠より所定の行数分左側の位置）のＡＦ測距点３０５を新たに包むように拡大する。

図６は、図５に示すＡＦ測距枠の設定に応じたテンプレート枠の拡大例を説明する図である。
図５の例では、ＡＦ測距点３０３が、上端側と左端側のＡＦ測距点を包含するように設定されている。カメラ制御部１２２は、テンプレート枠３０４を、拡大前のテンプレート枠３０４の一行下のＡＦ測距点３０５と、テンプレート枠の一列右のＡＦ測距点３０５とを包含するように拡大する。図６（Ａ）のハッチングを施した部分は、拡大によってテンプレート枠３０４に含まれるようになった領域を示す。この領域に対応するベクトル検出枠が、ベクトル検出枠３０７である。

図６（Ｂ）は、図６（Ａ）に示すテンプレートの拡大後に検出される動きベクトル（被写体ベクトル）のヒストグラムを示す。パンニングによって被写体がフレームアウトしやすい方向に対して予めテンプレート枠を拡大しておくことにより、多くの被写体ベクトルを取得することができる。

カメラ制御部１２２は、ＡＦ測距枠３０３が撮像領域の端側に設定されている場合に、端側とは逆方向に対してテンプレート枠を拡大する制御を行えばよく、テンプレート枠を拡大する制御は、図６に示す例に限定されない。カメラ制御部１２２は、単にベクトル検出枠３０７を所定の個数のＡＦ測距点３０５に対応する領域だけ拡大するようにしてもよい。なお、カメラ制御部１２２は、ＡＦ測距枠３０３が設定された端側とは逆方向に対してテンプレート枠３０４を移動させるようにしてもよい。

（撮像装置の移動方向に基づくテンプレート領域の拡大処理）
図７は、撮影者が右から左方向に向かってパンニング操作を行った場合の、テンプレート枠の拡大処理を説明する図である。

撮影者が撮像装置の移動操作（例えば、パンニング操作）を行っている場合、被写体がフレームアウトして被写体ベクトルの信頼度が低下することが考えられる。したがって、撮像装置は、撮像装置の移動方向とは逆方向に対してテンプレート枠を拡大する制御を行う。撮像装置の移動操作は、パンニング操作ではなく、チルティング操作であってもよい。以下では、パンニング操作に応じたテンプレート枠の拡大を例にとって説明する。

カメラ制御部１２２は、交換レンズ１００内の角速度センサ１０９から送信されたパンニング操作時の角速度データに基づいて、パンニング方向を検出する。そして、カメラ制御部１２２は、動きベクトル検出部１１８を制御して、図７に示すように、パンニング方向とは逆方向に対してテンプレート枠３０４を拡大する。なお、カメラ制御部１２２が、角速度センサ１２４が出力する角速度データに基づいて、パンニング方向を検出してもよい。

図７に示す例では、撮影者によって右から左方向に向かって撮像装置がパンニングされておる。したがって、カメラ制御部１２２は、テンプレート枠３０４を右方向に対して拡大する。図７では、ハッチングを施した部分に示すように、カメラ制御部１２２は、テンプレート枠３０４を、変更前のテンプレート枠の一列右側のＡＦ測距点を含むように拡大する。拡大によってテンプレート枠３０４に新たに含まれるようになった領域に対応するベクトル検出枠が、ベクトル検出枠３０８である。

カメラ制御部１２２は、テンプレート枠３０４を、撮像装置の移動方向とは逆方向に移動させるようにしてもよい。また、カメラ制御部１２２は、撮像装置の移動量に応じて、テンプレート枠３０４を制御するようにしてもよい。例えば、カメラ制御部１２２は、移動量（例えばパンニング量）が大きいほどテンプレート枠３０４の移動量または拡大率を大きくする。本実施形態によれば、被写体がテンプレート枠からフレームアウトすることを抑制できる。したがって、被写体の動きベクトル量の信頼度の低下が抑制され、精度良く流し撮りアシストを行うことができる。

カメラ制御部１２２が、ＡＦ測距枠の位置に基づくテンプレート枠の制御処理と、撮像装置の移動方向に基づくテンプレート領域の制御処理のうちのいずれかのみを実行してもよいし、双方を実行するようにしてもよい。なお、ＡＦ測距枠が、撮像領域の端側に設定されている場合であっても、撮像装置の移動方向が、端側とは逆方向であるときは、カメラ制御部１２２は、ベクトル検出領域の範囲を変更しないようにしてもよい。

（流し撮りアシストモード時の処理）
図８は、流し撮りアシストモードが設定されている場合の撮像装置の動作処理の例を説明するフローチャートである。
図８において、Ｓは、フローチャートにおける各ステップの番号を示す。以下に説明する処理は、カメラ制御部１２２とレンズ制御部１１０を実現する制御部（ＣＰＵ）が、メモリからプログラムを読み出して実行することにより実現される。図８に示す例では、予め撮影者によってＡＦ測距枠が設定されているものとする。

Ｓ８０１において、カメラ制御部１２２が、流し撮りアシストモードが設定（選択）されたかを判断する。流し撮りアシストモードが設定されていない場合は、流し撮りアシストモード時の制御を行わずに、処理を終了する。流し撮りアシストモードが設定された場合は、処理がＳ８０２に進む。

Ｓ８０２において、カメラ制御部１２２が、レンズ制御部１１０からカメラ制御部１２２へ送信される信号に基づいて、カメラ本体部１３１に装着された交換レンズ１００が流し撮りアシストモードに対応した交換レンズであるかを判断する。交換レンズ１００が、流し撮りアシストモードに対応した交換レンズでない場合は、処理がＳ８０４に進む。交換レンズ１００が、流し撮りアシストモードに対応した交換レンズである場合は、処理がＳ８０３に進む。

次に、Ｓ８０３において、カメラ制御部１２２内の被写体角速度算出部１２６が、被写体角速度の算出処理を実行する。続いて、Ｓ８０４において、カメラ制御部１２２内の流し撮りシャッタ速度算出部１２７が、流し撮りアシスト用のシャッタ速度の算出処理を実行する。

次に、Ｓ８０５において、カメラ制御部１２２が、Ｓ８０３での被写体角速度の算出処理の結果と、Ｓ８０４でのシャッタ速度の算出処理の結果とに基づいて、撮像素子１１５の露光期間中におけるシフトレンズ１０４の駆動量を決定する。そして、レンズ制御部１１０が、カメラ制御部１２２によって決定された駆動量に基づいて、シフトレンズ１０４の駆動制御を行う。これにより、被写体に係る像ブレが補正され、流し撮りのアシストが実現される。

（被写体角速度算出処理）
図９および図１０は、図８のＳ８０３における被写体角速度算出処理の例を説明するフローチャートである。
図９および図１０において、Ｓは、フローチャートにおける各ステップの番号を示す。図９のＳ９０１において、カメラ制御部１２２が、撮影者が操作部１３０を用いて設定したＡＦ測距枠３０３の位置情報を取得する。Ｓ９０２において、カメラ制御部１２２が、動きベクトル検出部１１８を制御して、テンプレート設定１を実行する。すなわち、カメラ制御部１２２は、Ｓ９０１で取得したＡＦ測距枠３０３の中心位置を基準として、少なくともＡＦ測距枠３０３を包むテンプレート枠３０４を設定する。

次に、Ｓ９０３において、カメラ制御部１２２が、動きベクトル検出部１１８を制御して、テンプレート枠設定２を実行する。すなわち、カメラ制御部１２２は、Ｓ９０２で設定したテンプレート枠３０４を、Ｓ９０１で取得したＡＦ測距枠３０３の位置情報に基づいて拡大する。続いて、Ｓ９０４において、カメラ制御部１２２が、パンニング情報を取得する。すなわち、カメラ制御部１２２は、交換レンズ１００内の角速度センサ１０９から取得したパンニング操作時の角速度データに基づいて、パンニング方向を算出する。

次に、Ｓ９０５において、カメラ制御部１２２が、動きベクトル検出部１１８を制御して、テンプレート枠設定３を実行する。すなわち、カメラ制御部１２２は、Ｓ９０４で算出したパンニング方向に基づいて、Ｓ９０３で設定したテンプレート枠３０４を拡大する。続いて、Ｓ９０６において、動きベクトル検出部１１８が、撮像画像に基づいて、Ｓ９０５で設定したテンプレート枠３０４内の領域における画像の動き量を動きベクトルとして検出し、検出結果をカメラ制御部１２２へ出力する。

次に、Ｓ９０７において、カメラ制御部１２２内の被写体角速度算出部１２６が、Ｓ９０６で検出された動きベクトルのヒストグラムを生成する。続いて、図１０のＳ９０８において、被写体角速度算出部１２６が、Ｓ９０７で生成したヒストグラムから被写体ベクトルが検出可能かを判断する。例えば、ヒストグラムにおける被写体ベクトルの度数が所定の閾値（例えば５）以上である場合、被写体角速度算出部１２６は、被写体ベクトルが検出可能と判断する。被写体ベクトルの度数が所定の閾値未満である場合、被写体角速度算出部１２６は、被写体ベクトルが検出可能でないと判断する。被写体ベクトルが検出可能であると判断された場合は、処理がＳ９０９に進む。被写体ベクトルが検出可能でないと判断された場合は、処理がＳ９１２に進む。

Ｓ９０９において、被写体角速度算出部１２６が、被写体ベクトルが検出可能と判断されたベクトル検出枠３０２を対象として動きベクトルの積算を行って、被写体ベクトルを算出する。Ｓ９１０において、被写体角速度算出部１２６は、Ｓ９０９で算出された被写体ベクトルに基づいて、被写体角速度を算出する。そして、Ｓ９１１において、流し撮り制御部１１２が、カメラ制御部１２２から送信される被写体角速度データと、交換レンズ１００内の角速度センサ１０９が出力する角速度データ（図２のオフセット除去部２０１の出力）との差分を算出する。角速度センサ１０９が出力する角速度データは、流し撮り速度に対応している。したがって、算出された差分は、撮像装置に対する被写体の移動を示す角速度データとなる。算出された差分は、積分器２２４によって積分される。これにより、被写体に係る像ブレを補正するための目標制御値（被写体ブレ補正量）が算出される。そして、被写体角速度の算出処理が終了する。

また、Ｓ９１２において、レンズ制御部１１０が、シフトレンズ１０４の制御を手振れ補正制御へ切り替える。そして、レンズ制御部１１０は、交換レンズ１００内の角速度センサ１０９が出力する角速度データを取得する。続いて、手振れ補正制御部１１１内のオフセット除去部２０１が、角速度データに含まれる低周波数成分を遮断してから高周波数帯域の信号を出力とすることで、角速度データに重畳している直流成分を除去する。

次に、Ｓ９１４において、手振れ補正制御部１１１内の利得位相算出部２０２が、Ｓ５１９でオフセットが除去された角速度データを、増幅器によって所定のゲインで増幅するとともに、位相補償フィルタによって信号処理する。Ｓ９１５において、信号処理された角速度データが積分器２０３によって積分され、手振れ補正制御の目標制御値（手振れ補正量）が算出される。そして、被写体角速度の算出処理が終了する。

（シャッタ速度算出処理）
図１１は、図８のＳ８０４における、流し撮りアシスト用のシャッタ速度の算出処理の例を説明するフローチャートである。
図１０において、Ｓは、フローチャートにおける各ステップの番号を示す。Ｓ１００１において、カメラ制御部１２２内のシャッタ速度算出部１２７が、撮影者が操作部１３０を用いて設定した背景流し量を取得する。続いて、Ｓ１００２において、カメラ制御部１２２が、交換レンズ１００内のレンズ制御部１１０からマウント接点部１１３、１２３を介して焦点距離データを取得する。

次に、Ｓ１００３において、カメラ制御部１２２が、カメラ本体部１３１内に角速度センサ１２４が搭載されているかを判断する。カメラ本体部１３１内に角速度センサ１２４が搭載されている場合は、処理がＳ１００４に進む。カメラ本体部１３１内に角速度センサ１２４が搭載されていない場合は、処理がＳ１００５に進む。

Ｓ１００４において、カメラ制御部１２２が、カメラ本体部１３１内の角速度センサ１２４から角速度データを取得する。そして、処理がＳ１００７に進む。Ｓ１００５において、カメラ制御部１２２が、レンズ制御部１１０から取得した情報に基づいて、交換レンズ１００にシフトレンズ１０４が搭載されているかを判断する。交換レンズ１００にシフトレンズ１０４が搭載されていない場合は、シャッタ速度の算出処理が終了する。本実施形態において、交換レンズ１００にシフトレンズ１０４が搭載されていることは、交換レンズ１００内に角速度センサ１０９が搭載されていることを意味する。したがって、交換レンズ１００にシフトレンズ１０４が搭載されている場合は、処理がＳ１００６に進む。

Ｓ１００６において、カメラ制御部１２２が、角速度センサ１０９から角速度データを取得する。そして、処理がＳ１００７に進む。Ｓ１００７において、シャッタ速度算出部１２７が、図１０のＳ９１０で算出された被写体角速度を取得する。なお、図１０のＳ９０８の判断処理で被写体ベクトルが検出可能でないと判断された場合は、取得される被写体角速度は、０ｄｐｓ（ｄｅｇｒｅｅ ｐｅｒ ｓｅｃｏｎｄ）である。

次に、Ｓ１００８において、シャッタ速度算出部１２７が、Ｓ１００１～Ｓ１００７の処理で取得された各データを用いて、下記式に基づいて、流し撮りアシスト用のシャッタ速度を算出する。そして、シャッタ速度の算出処理が終了する。
Ｔｖ＝α／ｆ／（ωｇ－ωｓ）
Ｔｖは、シャッタ速度である。αは、背景の流し効果係数である。ｆは、焦点距離である。ωｇは、カメラ角速度である。ωｓは、被写体角速度である。カメラ角速度ωｇは、Ｓ１００４またはＳ１００６で取得された角速度データに対応する。

本実施形態によれば、流し撮りアシストモード時に、ＡＦ測距枠の位置または撮像装置の移動方向に基づいてテンプレート枠を拡大することで、取得される被写体ベクトルの信頼度の低下を抑制し、流し撮りアシストの精度を向上させることができる。また、本実施形態によれば、被写体がテンプレート枠内からフレームアウトしやすい領域に対してテンプレート枠を拡大できるので、ベクトル検出領域を不必要に拡大しなくて済むので、処理時間の増加も抑制できる。なお、本実施形態では、検出した被写体ベクトルに基づいてシフトレンズ１０４の駆動を制御し流し撮りのアシストを行っているが、本実施形態の方法で検出した被写体ベクトルをその他の処理に用いても構わない。すなわち、本実施形態における被写体ベクトルの検出に関わる処理以外の処理については省略してもよい。以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、説明した実施形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変形および変更が可能である。

（その他の実施形態）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

１１０ レンズ制御部
１２２ カメラ制御部

Claims (7)

1. 焦点検出領域を設定する設定手段と、
   撮像画像に基づいて、前記設定された焦点検出領域を含むベクトル検出領域について、動きベクトルを検出する検出手段と、
   撮像装置の移動方向および前記設定された焦点検出領域の情報に基づいて、前記ベクトル検出領域の範囲を制御する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記ベクトル検出領域の範囲を、前記設定された焦点検出領域の位置を基準にして、前記撮像装置の移動方向よりも前記撮像装置の移動方向とは逆方向に大きくする
   ことを特徴とする撮像装置。
2. 前記制御手段は、前記焦点検出領域が前記撮像装置の撮像領域の端側に設定された場合であっても、前記撮像装置の移動方向が前記端側とは逆方向である場合は、前記ベクトル検出領域の範囲を、前記設定された焦点検出領域の位置を基準にして、前記撮像装置の移動方向よりも前記撮像装置の移動方向とは逆方向に大きくしない
   ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記設定手段による設定対象となる焦点検出領域は、複数の焦点検出点を含み、
   前記制御手段は、前記設定された焦点検出領域が、前記撮像領域の端の近傍の焦点検出点を含む場合に、前記ベクトル検出領域を、前記端側とは逆方向の位置の焦点検出点を含むように制御する
   ことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記制御手段は、流し撮りを支援する動作モードが選択された場合に、前記ベクトル検出領域の範囲を制御する
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
5. 前記制御手段は、前記撮像装置の移動量に応じて、前記ベクトル検出領域の範囲を制御する
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮像装置。
6. 前記検出された動きベクトルに基づいて、被写体の角速度を算出する算出手段を備え、
   前記制御手段は、前記被写体の角速度に基づいて、補正手段を制御して、前記被写体に係る像ブレを補正する
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像装置。
7. 焦点検出領域を設定する工程と、
   撮像画像に基づいて、前記設定された焦点検出領域を含むベクトル検出領域について、動きベクトルを検出する工程と、
   撮像装置の移動方向および前記設定された焦点検出領域の情報に基づいて、前記ベクトル検出領域の範囲を制御する工程と、を有し、
   前記制御する工程は、前記ベクトル検出領域の範囲を、前記設定された焦点検出領域の位置を基準にして、前記撮像装置の移動方向よりも前記撮像装置の移動方向とは逆方向に大きくする
   ことを特徴とする撮像装置の制御方法。

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