(57)【要約】【課題】  流し撮りモードを搭載し、複数の流し量設定が可能な場合に、流し撮りの対象となる被写体の条件によっては流し量設定を変更しても背景の流れ量が変化しないことを防止する。【解決手段】  撮像光学手段、前記撮像光学手段の焦点距離を検出する焦点距離検出手段、機器の振れ状態を取得する取得手段、フレーム間の画像情報から複数の動きベクトルを検出する検出手段、前記取得手段の出力と前記検出手段の出力から被写体の角速度を検出する角速度検出手段、前記角速度検出手段の出力と、前記焦点距離検出手段の出力から所定の背景流し量を得るためのシャッター速度を算出する算出手段、前記算出手段の出力に対して制限を設ける制限手段、前記背景流し量の大きさを選択する選択手段、前記選択手段により選択された背景流し量に応じて前記制限手段の制限量を変更する変更手段を有することを特徴とする構成とした。【選択図】  図２
2018026607.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像光学系（１０１）と、
前記撮像光学系の焦点距離を検出する焦点距離検出手段（１０５）と
機器の振れ状態を取得する取得手段（１１１）と、
前記取得手段の出力と、前記焦点距離検出手段の出力から撮影時に所定の背景流れ量を得るためのシャッター速度を算出する算出手段（１５３）と、
前記算出手段の出力に対して制限を設ける制限手段（１５３）と、
前記背景流れ量の大きさを選択する選択手段（１３１）と、
前記選択手段により選択された背景流れ量に応じて前記制限手段の制限量を変更する変更手段（１５３）と、
を有することを特徴とした撮像装置。
【請求項２】
撮像光学系（１０１）と、
前記撮像光学系の焦点距離を検出する焦点距離検出手段（１０５）と
機器の振れ状態を取得する取得手段（１１１）と、
フレーム間の画像情報から複数の動きベクトルを検出する検出手段（１４１）と、
前記取得手段の出力と前記検出手段の出力から被写体の角速度を検出する角速度検出手段（１５２）と、
前記角速度検出手段の出力と、前記焦点距離検出手段の出力から撮影時に所定の背景流れ量を得るためのシャッター速度を算出する算出手段（１５３）と、
前記算出手段の出力に対して制限を設ける制限手段（１５３）と、
前記背景流れ量の大きさを選択する選択手段（１３１）と、
前記選択手段により選択された背景流れ量に応じて前記制限手段の制限量を変更する変更手段（１５３）と、
を有することを特徴とした撮像装置。
【請求項３】
前記制限手段は、前記算出手段で算出されるシャッター速度が所定値以上長秒にならないように制限をかけ、前記選択手段によって選択された流し量が小さいほどシャッター速度が速くなるように制限量を設定することを特徴とした請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項４】
露出が適正状態であることを判定する露出状態判定手段をさらに有し、
前記露出状態判定手段により、前記算出手段により算出されたシャッター速度で撮影する画像が適正露出でないと判断された場合に、
前記制限手段によって制限する制限量を
前記選択手段で選択可能な背景流れ量に対して再設定することを特徴とした請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記制限量の再設定は、前記選択手段で選択可能な最大の背景流し量を基準として行われ、選択される背景流し量が小さくなるほどシャッター速度が速くなるように制限量が決定されることを特徴とした請求項４に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラ等に搭載される像振れ補正装置およびその制御方法に関し、特に流し撮りを好適に行うための撮影補助技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カメラによる流し撮りは、被写体（動体）を撮影するときに、被写体を追いながら通常よりも遅いシャッター速度で撮影する手法である。この方法によれば、背景が流れ、被写体が静止している画像が得られる。撮影者は、流し撮りにより、スピード感あふれる写真を撮影することができる。しかし、長秒撮影が行われるので、露光期間中に被写体のスピードとカメラを振る速度とを合わせることが難しく、熟練を要する撮影技術のひとつとなっている。
【０００３】
流し撮りを簡単に実現するために、特許文献１には被写体の速度と、カメラを振る速度との差分を検出し、当該差分に相当するズレ量を、手ブレ補正機能を用いて補正する方法が開示されている。撮影直前には、角速度センサにより、被写体を追っているカメラのパンニングに対する角速度が検出される。同時に撮像面上の主被写体像の移動量に相当する動きベクトルが検出される。そして、検出したパンニング角速度と主被写体像の動きベクトルから主被写体の角速度が算出される。そして露光中には、算出した主被写体の角速度と、角速度センサ出力との差分量に従って像振れ補正動作が行われる。
【０００４】
これにより、主被写体とカメラのパンニング速度の差、および手ブレ量が補正されるので、流し撮り対象である主被写体の像振れを抑えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３１７８４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、流し撮り撮影時に設定するシャッター速度（露光時間）であるが、撮影した写真において、画角の何％程度流すかについては、被写体の角速度およびレンズの焦点距離から計算できる。例えば流し量を横方向の画角の３％程度とすると、フルサイズのカメラでは、像面上の流し量δは約１ｍｍのブレ量となる。今、３５ｍｍ換算の焦点距離ｆが３００ｍｍのレンズで撮影し、被写体の角速度ωが２０ｄｅｇ／ｓｅｃとすると、露光時間は以下のように算出される。
【０００７】
露光時間［ｓｅｃ］＝ｔａｎ−１（δ／ｆ）／ω
＝ｔａｎ−１（１／３００）／２０
≒０．０１
すなわちシャッター速度として１／１００を設定すれば所定の流し量のある写真が撮影できる。しかし、非常に遅い被写体をゆっくりとパンニングしながら追いかける場合、シャッター速度を同じように算出すると、算出結果が非常に長くなり、例えば１／４秒、１／２秒といった低速シャッターになる。低速シャッターになると、手ブレ補正の効果が低くなるため、露光期間中の手ブレによる影響で、被写体自体がブレることになる。このブレを防ぐため。通常は露光時間に対して、長秒側のリミッタを設けている。
【０００８】
一方、背景の流し量として設定した画角の３％程度の量は、流し撮りの効果が十分確認できる量であるが、もっと流し量を増やしたいと考える撮影者に対応するため、メニュー等で流し量設定を変更可能としている。撮影者が背景の流し量設定を変更することで、撮影者の意図に合った流し撮り写真が得られるようにしている。
【０００９】
しかしながら、被写体ブレ対策の長秒側リミッタのために、撮影する被写体の状況、特に遅い被写体等では、背景の流し量の設定を変えてもシャッター速度が変化しないといった状況が発生する。そのため、設定を切り替えたのにもかかわらず、背景の流れ量が変化せず、意図した写真が撮影できないという問題が生じる。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、撮影者が背景の流し量設定を変更した場合に、設定変更による差がはっきりとわかるようなシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明は、
撮像光学系（１０１）と、
前記撮像光学系の焦点距離を検出する焦点距離検出手段（１０５）と
機器の振れ状態を取得する取得手段（１１１）と、
フレーム間の画像情報から複数の動きベクトルを検出する検出手段（１４１）と、
前記取得手段の出力と前記検出手段の出力から被写体の角速度を検出する角速度検出手段（１５２）と、
前記角速度検出手段の出力と、前記焦点距離検出手段の出力から所定の流し量を得るためのシャッター速度を算出する算出手段（１５３）と、
前記算出手段の出力に対して制限を設ける制限手段（１５３）と、
前記流し量の大きさを選択する選択手段（１３１）と、
前記選択手段により選択された流し量に応じて前記制限手段の制限量を変更する変更手段（１５３）と、
を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、長秒側のリミッタを、背景の流し量設定に応じて切り替えることで、流し量が標準の設定と長い設定において、背景の流れ量の差が明らかになるため、撮影者の希望に応じた流し撮り効果が得られる写真を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施例１に係る撮像装置の全体構成図
【図２】本発明の実施例１におけるシャッター速度設定方法を説明するフローチャート
【図３】本発明の実施例２におけるシャッター速度設定方法を説明するフローチャート
【図４】流し撮りモード制御の簡易フローチャート
【図５】警告表示の例を示した図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の各実施形態について、添付図面を参照して説明する。各実施形態では、撮影画像の像振れ補正を行う像振れ補正装置を例示する。像振れ補正光学系の可動部材等を駆動制御する像振れ補正装置は、ビデオカメラ、デジタルカメラ及び銀塩スチルカメラといった撮像装置や、デジタル一眼レフ用の交換レンズのような光学機器にも搭載可能である。従って、光学機器や撮像装置も本発明の一側面を構成する。
【００１５】
［実施例１］
図１は本発明の第１実施形態に係る撮像措置の構成例を示す図であり、流し撮りモード機能を搭載したミラーレスカメラ（以下、カメラ）の構成を例示する。像振れ補正機能を有する交換レンズ１００は、カメラ本体部１２０に装着可能な光学機器である。交換レンズ１００は、主撮影光学系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群１０４から成る撮影レンズユニット１０１を備える。
【００１６】
ズームエンコーダ１０５はズームレンズ１０３の位置を検出し、検出信号をレンズシステム制御用マイクロコンピュータ（以下、レンズ制御部という）１１３に出力する。レンズ制御部はズームエンコーダ１０５の検出信号により撮影レンズユニット１０１の焦点距離を得ることができる。また、シフトレンズ群１０４は、撮影レンズユニット１０１の光軸と垂直方向に移動することにより、カメラの像振れを光学的に補正する。
【００１７】
第１検出手段である角速度センサ（以下、ジャイロ）１１１は、カメラ全体の振れを検出し、振れ検出信号をアンプ１１２に出力する。アンプ１１２は、振れ検出信号を増幅してレンズ制御部１１３に出力する。レンズ制御部１１３はＡ／Ｄ等によりアンプ１１２出力をジャイロデータとして取り込む。また、レンズ制御部１１３は、手ブレ補正制御を行う手ブレ補正制御部１１７と、流し撮りモード用の制御を行う流し撮りモード制御部１１８を備える。
【００１８】
レンズ制御部１１３はその他にもフォーカスレンズ制御、絞り制御等も行うが、図示の簡略化のため省略する。第１ドライバ１１４はレンズ制御部１１３からの制御信号にしたがって、カメラの手ブレ等を補正するためにシフトレンズ群１０４を駆動する。ドライバ１１４は、シフトレンズ群１０４（補正部材）の駆動機構部とともに像振れ補正部を構成する。アンプ１１５は、シフトレンズ群１０４の位置センサ１０６の出力を増幅してレンズ制御部１１３に出力する。レンズ制御部１１３は、手ブレ補正制御を行う手ブレ補正制御部１１７と、流し撮りモード用の制御を行う流し撮り制御部１１８を備える。
【００１９】
レンズ制御部１１３はその他にもフォーカスレンズ制御、絞り制御等も行うが、図示の簡略化のため省略する。なお、手ブレ補正については、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が行われるが、同様の構成により行われるので、以下では１軸分のみ説明する。
【００２０】
カメラ本体部１２０は、露出制御に用いるシャッター１２１や、ＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体）センサ等の撮像素子１２２を備える。撮像素子１２２の出力する撮像信号は、アナログ信号処理回路１２３で処理された後、カメラ信号処理回路１２４に送られる。タイミングジェネレータ（ＴＧ）１２５は、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。操作部１３１は、電源スイッチ、レリーズスイッチ、流し撮りモードに設定するかどうかの切り替えスイッチ、さらに流し撮りモード時に背景の流し量を選択するスイッチ等を備える。
【００２１】
カメラシステム制御用マイクロコンピュータ（以下、カメラ制御部という）１３２は、撮像装置全体を制御する。例えば、カメラ制御部１３２はシャッター用の第２ドライバ１３３に制御信号を出力し、シャッター駆動用のモータ１３４を駆動制御する。ただし、ここでは図面の簡略化のため、カメラ制御部内の流し撮りに関する部分だけを表示している。
【００２２】
メモリーカード１７１は撮影された画像のデータを記録する記録媒体である。表示部１７２は、撮影者が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（ＬＣＤ）等の表示デバイスを備える。カメラ本体部１２０は、交換レンズ１００とのマウント接点部１６１を備える。レンズ制御部１０５とカメラ制御部１３２は、マウント接点部１０６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う。
【００２３】
カメラ信号処理回路１２４は、第２検出手段としての動きベクトル検出部１５０を備え、複数のフレームの画像データに基づいて撮影画像の動きを検出する。動きベクトル検出部１５０の検出信号はカメラ制御部１３２に出力される。
【００２４】
カメラ制御部１３２は、主被写体判定部１５１、流し撮り対象である被写体を止めるためのカメラのパンニング角速度（以下、主被写体角速度という）を算出する主被写体角速度算出部１５２を備える。主被写体判定部１５１は、動きベクトル検出部１４１の出力と、レンズ制御部から受信した、ジャイロで検出したカメラのジャイロデータを用いて、流し撮り撮影対象となる主被写体が存在する画面上の領域を選択する。また、主被写体角速度算出部１５２は、主被写体判定部１５１で選択された主被写体に関する動きベクトル情報を、焦点距離、フレームレート、センサの画素ピッチ等を用いて角速度に換算した結果と、ジャイロデータを基に、主被写体角速度を算出する。
【００２５】
図１のカメラにおいて、操作部１３１を用いて撮影者がカメラの電源をＯＮ操作すると、その状態変化をカメラ制御部１３２が検出する。カメラ制御部１３２は、カメラ本体部１２０の各回路への電源供給および初期設定処理を実行する。交換レンズ１００への電源供給が行われ、レンズ制御部１１３は交換レンズ１００内の初期設定処理を実行する。そしてレンズ制御部１１３とカメラ制御部１３２との間で所定のタイミングで通信が始まる。このレンズ−カメラ間通信にて、カメラ本体部１２０から交換レンズ１００へはカメラの状態、撮影設定等が送受信される。
【００２６】
また交換レンズ１００からカメラ本体部１２０へは交換レンズの焦点距離情報、角速度情報等がそれぞれ必要なタイミングで送受信される。さらに、流し撮りモード中には、カメラ本体部１２０から交換レンズ１００に対して、流し撮りモード中という情報と、被写体角速度算出部１５２が算出した主被写体像の角速度データが送信される。レンズ制御部１１３は、流し撮りモード中かとうかの情報により、シフトレンズ駆動制御を、手振れ補正制御部１１７での制御にするか、流し撮り制御部１１８での制御にするかを切り替える。
【００２７】
図４は、流し撮りモード制御に関するレンズ制御部１１３およびカメラ制御部１３２の動作を簡易的に示したフローチャートである。ここでＳ４０１〜Ｓ４０７はレンズ制御部１１３内の動作を示し、Ｓ４１１〜Ｓ４１６はカメラ制御部１３２内の動作を示している。
【００２８】
以下、図４を参照して流し撮りモードにおける動作の流れを説明する。交換レンズ１００内のレンズ制御部１１３は、角速度センサ（ジャイロ）１１１の出力を例えば４ｋＨｚでサンプリングしている。Ｓ４０１において、カメラ側がベクトル検出を行うフレーム間と同期した期間のジャイロデータ平均値をカメラへ送信し、カメラ制御部１３２はＳ４１１でジャイロデータを受信する（破線４２１）。カメラ制御部１３２はＳ４１２においてＳ４１１で受信したジャイロデータと被写体判定部１５１で選択した主被写体ベクトルから主被写体角速度を演算する。そして破線４２２で示されるように、Ｓ４１３で演算結果をレンズへと送信し、レンズ制御部１１３はＳ４０２でカメラからの被写体角速度を受信する。
【００２９】
次に、Ｓ４１３において、Ｓ４１２で算出した被写体角速度情報および、別のタイミングでレンズ制御部１１３からカメラ制御部１３２へと送信される焦点距離データ（不図示）から、所定の流し量を得るための露光時間を算出する。
【００３０】
そしてＳ４１５において、カメラでＳＷ２がＯＮされたと判定されるまで（レリーズ動作が行われるまで）、Ｓ４０１〜Ｓ４０３、およびＳ４１１〜Ｓ４１５の動作が繰り返される。Ｓ４１５でＳＷ２ＯＮの判定がされると、レンズ制御部へＳＷ２ＯＮの情報および、Ｓ４１４で算出された露光時間情報が送信される（破線４２３）。レンズ制御部１１３は受信したＳＷ２ＯＮの情報によりＳ４０３でＳＷ２ＯＮの判定を行い、レンズ制御部１１３、カメラ制御部１３２が共に露光中の動作に遷移する。
【００３１】
カメラ制御部１３２はＳ４１６で露光動作を開始し、Ｓ４１７において、Ｓ４１４で算出された露光時間が経過する（露光終了タイミングになる）まで露光動作を行う。一方レンズ制御部１１３は、Ｓ４０４でレリーズ動作直前に受信した被写体角速度と、現時点でのジャイロデータからシフトレンズの駆動目標値を算出する。そしてＳ４０５で、ドライバ１１４へ駆動信号を出力する。シフトレンズの駆動はＳ４０６で露光終了判定が行われるまで行われ、露光が終了したらＳ４０７でシフトレンズを中心位置に戻す。
【００３２】
以上の動作により、パンニング速度と、被写体の動きのずれがシフトレンズの動きで補正され、流し撮りのアシストが行われることになる。
【００３３】
さて、図２は、図４、Ｓ４１４で示した露光時間算出部の詳細を示したフローチャートである。以下、図２に従い、本発明の特徴である、露光時間設定について詳細に説明する。
【００３４】
図２において、Ｓ２０１ではレンズから得た焦点距離情報を取得する。Ｓ２０２では図４、Ｓ４１２で算出した被写体角速度を取得する。Ｓ２０３で、撮影者がカメラの操作部１３１で流し量の設定を操作したかどうかを判定し、標準設定であればＳ２０４において、シャッター速度リミッタを流し量設定「標準」に対応したリミッタ値とする。Ｓ２０３で、設定されている流し量が「大」であった場合はＳ２０５で、流し量「大」に対応したシャッター速度リミッタ値を設定する。Ｓ２０４、Ｓ２０５で設定されるリミッタとしては、流し量「標準」設定では１／３０程度に対し、流し量「大」設定では１／１５程度に設定する。
【００３５】
次にＳ２０６において、Ｓ２０１、Ｓ２０２で取得した情報、および設定されている背景の流し量からシャッター速度を算出する。流し量「標準」、「大」の設定に対しては、前述の露光時間計算式において、像面上の流し量δの値を変化させることで算出可能となる。Ｓ２０７では、Ｓ２０６で算出されたシャッター速度が、Ｓ２０４、あるいはＳ２０５で設定されたリミッタ値より遅いかどうかを判定する。そしてシャッター速度がリミッタ値より遅い場合はＳ２０８において、算出されたシャッター速度をリミッタ値に制限し、最終的なシャッター速度（露光時間）が決定される。
【００３６】
この設定により、流し量「標準」と流し慮「大」の間で、背景の流れ量が、それぞれのリミッタ値の差分、設定によってはリミッタ値の差分以上の差となり、設定変更による効果の差がはっきり確認できる。
【００３７】
以上説明したように、撮影者により設定された背景の流し量に応じてシャッター速度の低速側リミッタを設定することにより、設定による流し量の効果がはっきり認識できるようになり、その結果、撮影者の意図を反映した流し撮りの写真撮影が可能となる。
【００３８】
［実施例２］
実施例２では、背景の流し量設定が「大」のときに露出オーバーとなってしまう時でも流し量設定変更による効果がわかるようにする方法に関するものとなっている。流し撮り時にはシャッター速度を長く設定するため、露出オーバーとなる可能性がある。ＮＤフィルタなどを用いて減光することで対応は可能だが、ここではＮＤフィルタがない場合でも流し量の差がわかるようにしている。
【００３９】
本実施例の構成は図１と共通であるため、説明は省略する。図３は本実施例で最も特徴的となる部分であり、図１、Ｓ４１４に相当する露光時間算出の詳細を説明したフローチャートである。
【００４０】
以下、図３を参照して、本発明の第２の実施例について詳細に説明する。図３において、Ｓ３０１、Ｓ３０２ではそれぞれ焦点距離情報、被写体角速度情報を取得する。そしてＳ３０３で測光データを取得する。
【００４１】
次にＳ３０４で、Ｓ３０１、Ｓ３０２で取得した情報および、流し撮りモード時にカメラで設定可能な最大の背景の流し量から、シャッター速度を算出する。そして、Ｓ３０５で、Ｓ３０３で取得した測光データから、算出されたシャッター速度優先のカメラパラメータを確認する。Ｓ３０６では、Ｓ３０５で確認したカメラパラメータから、露出オーバーになるかどうかの判定を行う。露出オーバーとなる場合はＳ３０７で、露出が適となるシャッター速度を確認する。Ｓ３０８ではＳ３０７で確認した露出が適となるシャッター速度と、本来の背景の流し量を得るために設定すべきシャッター速度との差分が所定値よりも大きいかどうかを判定する。
【００４２】
ここでの所定値は、シャッター速度の段数で与えられており、適となるシャッター速度が、本来設定すべきシャッター速度よりも例えば２段以上差があるかどうかの判定を行う。差が例えば２段以上あると、どうしても流し量の効果がなくなってしまうため、その時はＳ３０９で警告を表示するように設定される。ここでの警告表示は、例えば図５に示すように、「所定の流し効果が得られない」旨の内容となる。
【００４３】
Ｓ３０８で、シャッター段数の差分が所定値以下の場合は警告表示は行わず、Ｓ３１０で、流し量設定を「大」とした場合の適露出となるシャッター速度を基準として、各流し量設定に対するシャッター速度のリミッタ値を設定する。流し量「大」のリミット値は適露出となるシャッター速度となるが、流し量「標準」は適露出よりも例えば１段速くなるシャッター速度に設定する。このように、適露出を基準としてシャッター速度の低速側リミット値を設定することで、流し量設定による背景流し量の差が現れるようにする。
【００４４】
尚、Ｓ３０６で、流し量設定「大」でも露出オーバーにならない場合は、Ｓ３１１で、実施例１と同じシャッター速度のリミッタ値設定を行う。
【００４５】
次にＳ３１２では、実際に撮影者により設定されている流し量設定によりシャッター速度が算出され、Ｓ３１３で算出されたシャッター速度がリミット値と比較される。Ｓ３１３での比較の結果、シャッター速度がリミッタ値よりも遅い場合はＳ３１４でシャッター速度がリミッタ値に制限される。
【００４６】
以上の設定により、露出オーバーとなるような場合においても、流し量「標準」と流し慮「大」の間で、背景の流れ量の差分が明確になり、設定変更による効果の差がはっきり確認できる。その結果、撮影者により設定された流し量の効果が認識できるようになるため、撮影者の意図を反映した流し撮りの写真撮影が可能となる。
【００４７】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１００  交換レンズ
１０１  撮影レンズユニット
１０４  シフトレンズ
１０６  シフトレンズ位置検出センサ
１１１  角速度センサ（ジャイロ）
１１３  レンズ制御部
１１４  シフトレンズドライバ
１２０  カメラ本体
１２４  カメラ信号処理回路
１３１  カメラ操作部
１３２  カメラ制御部
１４１  動きベクトル検出部
１５１  主被写体判定部
１５２  主被写体角速度算出部
１５３  露光時間設定部
【図１】
2018026607.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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