(57)【要約】【課題】  光学的な歪曲収差が残存する撮像光学系に組みこまれた光学防振機構において、歪曲収差によって変化する横倍率の影響により、手ぶれ補正効果が低下してしまうことを防止する。【解決手段】  撮像装置は、光学的な歪曲収差が残存する撮像光学系を備え、撮像光学系を通過した光学像に応じた画像信号を得る。撮像光学系に供えられた所定のレンズ群を偏芯させてブレの影響を光学的に補正する光学防振機構を備えており、歪曲収差によって変化する横倍率に基づいて、光学防振の振れ補正量を変更する。【選択図】  図１
2015233248.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像光学系を通過した光学像を受光する撮像素子を有する撮像装置であって、
前記撮像装置の振れを検出する振れ検出手段と、
前記振れ検出手段の出力に基づいて振れ補正量を算出する演算手段と、
前記振れ補正量に応じて像振れを補正する像振れ補正手段と、を備え、
前記撮像素子の撮像画面の画面周辺部が画面中央部に対して縮小する歪曲収差が発生している場合及び前記撮像素子の撮像画面の画面中央部が画面周辺部に対して縮小する歪曲収差が発生している場合、前記画面中央部の像振れ補正効果が前記画面周辺部の像振れ補正効果よりも高いことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
撮像光学系を通過した光学像を受光する撮像素子を有する撮像装置であって、
前記撮像装置の振れを検出する振れ検出手段と、
前記振れ検出手段の出力に基づいて振れ補正量を算出する演算手段と、
前記振れ補正量に応じて像振れを補正する像振れ補正手段と、を備え、
前記撮像素子の撮像画面の画面周辺部が画面中央部に対して縮小する歪曲収差が発生している場合の振れ補正量のゲインを前記撮像素子の撮像画面の画面中央部が画面周辺部に対して縮小する歪曲収差が発生している場合の振れ補正量のゲインよりも大きくすることを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
前記ゲインは、前記撮像光学系を構成するズームレンズの横倍率である請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記横倍率は、前記撮像画面の中心位置での横倍率である請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
撮像光学系を通過した光学像を受光する撮像素子を有する撮像装置であって、
前記撮像装置の振れを検出する振れ検出手段と、
前記振れ検出手段の出力に基づいて振れ補正量を算出する演算手段と、
前記振れ補正量に応じて像振れを補正する像振れ補正手段と、
前記撮像素子から出力される出力信号に基いて前記撮像画面内の主被写体の位置を検出する位置検出手段と、を備え、
前記撮像素子の撮像画面の画面周辺部が画面中央部に対して縮小する歪曲収差が発生している場合及び前記撮像素子の撮像画面の画面中央部が画面周辺部に対して縮小する歪曲収差が発生している場合、前記撮像画面内の主被写体の位置の像振れ補正効果が前記撮像画面内の主被写体の位置以外の位置の像振れ補正効果よりも高いことを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
撮像光学系を通過した光学像を受光する撮像素子を有する撮像装置であって、
前記撮像装置の振れを検出する振れ検出手段と、
前記振れ検出手段の出力に基づいて振れ補正量を算出する演算手段と、
前記振れ補正量に応じて像振れを補正する像振れ補正手段と、
前記撮像素子から出力される出力信号に基いて前記撮像画面内の主被写体の位置を検出する位置検出手段と、を備え、
前記撮像画面内の主被写体の位置における横倍率が所定値よりも大きい場合の振れ補正量のゲインを前記撮像画面内の主被写体の位置における横倍率が所定値よりも小さい場合の振れ補正量のゲインよりも大きくすることを特徴とする撮像装置。
【請求項７】
前記ゲインは、前記撮像光学系を構成するズームレンズの横倍率である請求項６に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記撮像画面内の主被写体の大きさが所定値よりも大きい場合、前記撮像画面内の主被写体の画像領域の横倍率の平均値に基いて前記像振れ補正効果を算出し、前記撮像画面内の主被写体の大きさが所定値よりも小さい場合、前記撮像画面内の主被写体の画像領域の画像中心の横倍率に基いて前記像振れ補正効果を算出する請求項６に記載の撮像装置。
【請求項９】
撮像光学系を通過した光学像を受光する撮像素子を有する撮像方法であって、
振れを検出する振れ検出工程と、
前記振れ検出工程の出力に基づいて振れ補正量を算出する演算工程と、
前記振れ補正量に応じて像振れを補正する像振れ補正工程と、を備え、
前記撮像素子の撮像画面の画面周辺部が画面中央部に対して縮小する歪曲収差が発生している場合及び前記撮像素子の撮像画面の画面中央部が画面周辺部に対して縮小する歪曲収差が発生している場合、前記画面中央部の像振れ補正効果が前記画面周辺部の像振れ補正効果よりも高いことを特徴とする撮像方法。
【請求項１０】
撮像光学系を通過した光学像を受光する撮像素子を有する撮像方法であって、
振れを検出する振れ検出工程と、
前記振れ検出工程の出力に基づいて振れ補正量を算出する演算工程と、
前記振れ補正量に応じて像振れを補正する像振れ補正工程と、を備え、
前記撮像素子の撮像画面の画面周辺部が画面中央部に対して縮小する歪曲収差が発生している場合の振れ補正量のゲインを前記撮像素子の撮像画面の画面中央部が画面周辺部に対して縮小する歪曲収差が発生している場合の振れ補正量のゲインよりも大きくすることを特徴とする撮像方法。
【請求項１１】
撮像光学系を通過した光学像を受光する撮像素子を有する撮像方法であって、
振れを検出する振れ検出工程と、
前記振れ検出工程の出力に基づいて振れ補正量を算出する演算工程と、
前記振れ補正量に応じて像振れを補正する像振れ補正工程と、
前記撮像素子から出力される出力信号に基いて前記撮像画面内の主被写体の位置を検出する位置検出工程と、を備え、
前記撮像素子の撮像画面の画面周辺部が画面中央部に対して縮小する歪曲収差が発生している場合及び前記撮像素子の撮像画面の画面中央部が画面周辺部に対して縮小する歪曲収差が発生している場合、前記撮像画面内の主被写体の位置の像振れ補正効果が前記撮像画面内の主被写体の位置以外の位置の像振れ補正効果よりも高いことを特徴とする撮像方法。
【請求項１２】
撮像光学系を通過した光学像を受光する撮像素子を有する撮像方法であって、
振れを検出する振れ検出工程と、
前記振れ検出工程の出力に基づいて振れ補正量を算出する演算工程と、
前記振れ補正量に応じて像振れを補正する像振れ補正工程と、
前記撮像素子から出力される出力信号に基いて前記撮像画面内の主被写体の位置を検出する位置検出工程と、を備え、
前記撮像画面内の主被写体の位置における横倍率が所定値よりも大きい場合の振れ補正量のゲインを前記撮像画面内の主被写体の位置における横倍率が所定値よりも小さい場合の振れ補正量のゲインよりも大きくすることを特徴とする撮像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、手振れや振動等の振れ補正をする機能を有する撮像装置及び撮像方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンパクトデジタルカメラなどの撮像装置で用いられるズームレンズには所謂超広角のズームレンズがあり、このようなズームレンズでは画角に依存する歪曲収差の発生量が大きくなる。
【０００３】
一方、撮影レンズユニットを光学設計する際には、光学設計を容易にするため撮影レンズユニットにおける歪曲収差補正を減らして、デジタル画像処理によって電子的に歪曲収差補正を行うことがある。
【０００４】
また、近年のカメラには手振れ等による像ブレを防ぐ防振制御装置が搭載されている。ここで、防振制御装置について簡単に説明する。カメラの手振れは通常、周波数１〜１０Ｈｚ程度の振動である。
【０００５】
シャッタのレリーズ時点で手振れが起きても像ブレの無い撮影を可能にするには、手振れによるカメラの振れを検出し、検出値に応じて像ブレ補正機構を動かす必要がある。
【０００６】
その際、カメラ振動を正確に検出して振れによる光軸変化を補正することが要件となる。原理的には角速度等の検出結果を得る振動検出部と、その演算処理結果に基づいて補正レンズを変位させる駆動制御部が搭載されることで、画像ブレが抑制される。
【０００７】
光学防振機構には種々のものがある。
【０００８】
例えば、光軸に垂直な平面内で移動する像振れ補正用の補正手段としてのシフトレンズを像振れ補正量だけ移動させることにより、撮像素子上で結像された画像から振れを取り除く光学式像振れ補正方式がある。
【０００９】
また、光軸に垂直な平面内で移動する像振れ補正用の補正手段としての撮像素子を像振れ補正量だけ移動することにより、画像から補正を取り除く撮像素子式像振れ方式や、透過偏角が可変の可変プリズムを用いた可変プリズム式像振れ方式などがある。
【００１０】
何れの方式であっても本発明の対象となるので、光学式像振れ補正方式の構成を代表として、以下に説明する。
【００１１】
光学式像振れ補正方式を具備する撮像装置では、先ず、振動検出部からの検出信号から演算された像振れ補正量分の移動をシフトレンズ駆動部へ指令して、制御対象であるシフトレンズを目標値まで駆動させることで、像ブレ補正を行う。
【００１２】
特許文献１に開示された撮像装置において、歪曲収差補正と光学防振機構とを組み合わせて、レンズ群の光収差に起因する撮影画像の周縁部における伸び縮みを防止するようにした撮像装置が開示されている。
【００１３】
この方法において、光学防振機構を備え且つ光学的な歪曲収差が残存する撮像光学系を備えた場合においても、画像周辺部における歪曲収差に起因する画質劣化の低減を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００６−１２９１７５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
ズーム倍率に依存して樽型又は糸巻き型に歪曲収差が変化する撮像光学系をもつ撮像装置において、画像周辺のみならず、画像中央付近の横倍率も大きく変化することがある。
【００１６】
歪曲収差補正は撮像素子で画像を取り込み後に、予めレンズ特性によって設定された特性に応じて補正可能であり、レンズに図４（ａ）のような樽型歪曲収差があると、画像の中央に対して周辺部が縮小してしまうので、周辺部を伸ばすように画像を補正する。
【００１７】
また、レンズに図４（ｂ）のような糸巻き型の歪曲収差があると、周辺部に対して画像中央が縮小してしまうので中央部を伸ばすように画像を補正する。
【００１８】
しかし、撮像光学系に組みこまれた光学防振機構においては、光学的な歪曲収差が残存する撮影光学特性の中で光学防振を行わなければならないため、画像すべての領域で光学防振効果を適切にすることは難しい。
【００１９】
特に一般的な撮影シーンにおいては、画像中心付近の解像度をもっとも重要視することが多いが、通常の光学防振では画像全体のブレを抑えるように補正されるためである。
【００２０】
例えば、図４（ｂ）のような糸巻き型の歪曲収差をもった光学系の場合、周辺画像の防振効果は適切であるが、中心付近の横倍率変化の影響により中心付近の防振効果は弱まってしまう問題がある。
【００２１】
また、シーンによっては、主被写体が画像中心付近に位置しない場合も考えられる。例えば、ユーザーが主被写体が存在するエリアを設定した位置や、画像データから形状解析等の手法によって検出された顔などの主被写体の位置が、画像中心から大きく離れている場合もあり得る。
【００２２】
この場合、被写体位置における防振効果を最も重要視すべきであるが、その被写体位置における歪曲収差の特性によってブレ補正効果が異なってしまう問題もある。
【００２３】
本発明は、このような従来技術の問題点を鑑みてなされたものであり、光学的な歪曲収差が残存する撮像光学系においても、振れ補正が最も必要な画像領域における安定的な手ぶれ補正効果を得ることができる撮像装置及び防振制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
このような課題を解決するために、本願における請求項１に記載の発明によれば、撮像光学系を通過した光学像を受光する撮像素子を有する撮像装置であって、
前記撮像装置の振れを検出する振れ検出手段と、
前記振れ検出手段の出力に基づいて振れ補正量を算出する演算手段と、
前記振れ補正量に応じて像振れを補正する像振れ補正手段と、を備え、
前記撮像素子の撮像画面の画面周辺部が画面中央部に対して縮小する歪曲収差が発生している場合及び前記撮像素子の撮像画面の画面中央部が画面周辺部に対して縮小する歪曲収差が発生している場合、前記画面中央部の像振れ補正効果が前記画面周辺部の像振れ補正効果よりも高いことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、撮像光学系の一部のレンズ群を偏芯させてブレの影響を光学的に補正することで、歪曲収差によって変化する横倍率に基づいて光学防振の振れ補正量を変更し、振れ補正が最も必要な画像領域における安定的な手ぶれ補正効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施例に係る撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施例に係る防振制御装置を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施例に係るフィードバック制御部及びその周辺の構成を示すブロック図である。
【図４】歪曲収差の画像を模式的に説明する図である。
【図５】歪曲収差と被写体位置の画像を模式的に説明する図である。
【図６】本発明の実施例２に係る撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施例２に係る初期化動作を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施例３に係る歪曲収差と被写体位置と大きさを示す画像を模式的に説明する図である。
【図９】本発明の実施例１に係る初期化動作を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の実施例３に係る初期化動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明を実施するための最良の形態は、以下の実施例に示す通りである。
【実施例１】
【００２８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００２９】
（撮像装置のブロック図の説明）
図１は本発明の実施例に係る像振れ補正機能を有する撮像装置の構成を示すブロック図である。
【００３０】
図１において、１０１はズームユニットであり、変倍を行うズームレンズを含む。１０２はズーム駆動制御部であり、ズームユニット１０１を駆動制御する。
【００３１】
１０３は光軸に対して略垂直な平面での位置を変更することが可能な振れ補正光学系としてのシフトレンズである。１０４はシフトレンズ駆動制御部であり、シフトレンズ１０３を駆動制御する。１０５は絞り・シャッタユニットである。１０６は絞り・シャッタ駆動制御部であり、絞り・シャッタユニット１０５を駆動制御する。
【００３２】
１０７はフォーカスユニットであり、ピント調整を行うレンズを含む。１０８はフォーカス駆動制御部であり、フォーカスユニット１０７を駆動制御する。
【００３３】
撮像光学系を通過した光学像を受光する撮像部１０９では、撮像素子が各レンズ群を通して入射する光を受け、その光量に応じた電荷の情報をアナログ画像データとして画像処理部１１０に出力する。
【００３４】
画像処理部１１０はＡ／Ｄ変換により出力されたデジタル画像データに対して、歪曲補正等の画像処理を適用し、適用後のデジタル画像データを出力する。画像処理部１１０で行われる画像処理は、歪曲補正の他にホワイトバランス調整や色補間処理等が含まれる。
【００３５】
表示部１１３は、例えば小型の液晶表示装置（ＬＣＤ）あってよく、画像処理部１１０から出力されたデジタル画像データを表示する。
【００３６】
フォーマット変換部１１１は、画像処理部１１０から出力された出力信号としてのデジタル画像データを、ＪＰＥＧ形式等の記録用フォーマットに変換し、画像記録部１１２に出力する。画像記録部１１２はフォーマット変換部１１１が変換したデジタル画像データを、不揮発性メモリなどの記録媒体に記録する。
【００３７】
１１４は装置動き検出部であり、例えば装置の角速度を検出するジャイロセンサが搭載され、検出された出力信号に基づいてシフトレンズ１０３を駆動し防振制御するために設けられている。
【００３８】
１１５は電源部であり、システム全体に用途に応じて電源を供給する。１１６は外部入出力端子部であり、外部との間で通信信号及び映像信号を入出力する。１１７はシステムを操作するための操作部である。１１９はシステム全体を制御する制御部である。
【００３９】
（撮像装置の動作の説明）
次に、上記の構成を持つ撮像装置の動作について説明する。
【００４０】
操作部１１７は、押し込み量に応じて第１スイッチ（ＳＷ１）および第２スイッチ（ＳＷ２）が順にオンするように構成されたシャッタレリーズボタンを有している。
【００４１】
シャッタレリーズボタンを約半分押し込んだときに第１スイッチがオンし、シャッタレリーズボタンを最後まで押し込んだときに第２スイッチがオンする構造となっている。
【００４２】
操作部１１７の第１スイッチがオンされると、フォーカス駆動制御部１０８がフォーカスユニット１０７を駆動してピント調整を行うとともに、絞り・シャッタユニット駆動制御部１０６が絞り・シャッタ１０５を駆動して適正な露光量に設定する。
【００４３】
さらに第２スイッチがオンされると、撮像部１０９に露光された光像から得られた画像データを、画像処理部１１０とフォーマット変換部１１１を通って、画像記憶部１１２に記憶される。
【００４４】
このとき、操作部１１７より振れ補正機能オンの指示があれば、制御部１１９はシフトレンズ駆動制御部１０４に振れ補正動作を指示し、これを受けたシフトレンズ駆動制御部１０４は、振れ補正機能オフの指示がなされるまで振れ補正動作を行う。
【００４５】
また、操作部１１７が一定時間操作されなかった場合、制御部１１９は省電力のためにディスプレイの電源を遮断する指示を出す。
【００４６】
尚、操作部１１７に対してズームレンズによる変倍の指示があると、制御部１１９を介して指示を受けたズーム駆動制御部１０２がズームユニット１０１を駆動して、指示されたズーム位置にズームレンズを移動する。
【００４７】
それとともに、撮像部１０９から送られた各信号処理部１１０、１１１にて処理された画像情報に基づいて、フォーカス駆動制御部１０８がフォーカスユニット１０７を駆動してピント調整を行う。
【００４８】
（像ブレ補正処理の構成を示すブロック図の説明）
図２は、図１に示すシフトレンズ駆動制御部１０４及び装置動き検出部１１４及び制御部１１９の内部で実行される実行される像ブレ補正処理の構成を示すブロック図である。
【００４９】
装置動検出部１１４では角速度センサが用いられ、ピッチ、ヨー回りの角度振れを検出する角速度検出手段である。角速度計１１４の出力は、オフセット減算部２０１において、角速度センサに検出ノイズとして付加されるオフセット成分を減算する。
【００５０】
例えば、ＨＰＦ（ハイパスフィルタ或いは高域透過フィルタ）でＤＣ成分をカットする。オフセット減算後の角速度は、角度算出部２０２にて積分され、角度信号に変換される。角度算出部２０２の出力は敏感度調整部２０３に入力される。
【００５１】
敏感度調整部２０３は、ズーム位置情報２０４により求まる焦点距離とレンズ敏感度と横倍率に基づいて角度算出部２０２の出力を増幅し、振れ補正目標値にする。これはレンズの光学情報の変化により振れ補正部１１４の振れ補正ストロークに対するカメラ像面での振れ補正敏感度が変化することを補正するためである。
【００５２】
敏感度調整部２０３で求まった振れ補正目標値を駆動制御部１０４に出力し、振れ補正を行うことで画像振れ補正を行わせる。
【００５３】
（フィードバック制御部の詳細なブロック図）
図３は、図２に示すシフトレンズ駆動制御部１０４の内部構成にあるフィードバック制御部の詳細なブロック図である。
【００５４】
シフトレンズ駆動部１０４においての、シフトレンズ１０３の位置制御について説明する。シフトレンズ１０３の位置制御では、角速度センサ１１４の出力に基づいて演算されたシフトレンズ移動量の位置にシフトレンズ１０３を駆動させる。
【００５５】
シフトレンズ１０３には磁石が付けられており、この磁石の磁場をホール素子３０７、３０８で検知し、シフトレンズ１０３の実位置を示す位置信号がレンズフィードバック部３０３、３０４へそれぞれ送られる。
【００５６】
レンズフィードバック部３０３、３０４は、これらの位置信号が、敏感度調整部３０１、３０２から送られる補正位置制御信号にそれぞれ収束するようなフィードバック制御を行う。
【００５７】
尚、ホール素子３０７、３０８から出力される位置信号には固体ばらつきがあるため、規定の補正位置制御信号に対して、シフトレンズ１０３が規定の位置に移動するように、ホール素子３０７、３０８の出力調整を行う必要がある。
【００５８】
以上が振れ補正の概略構成である。
【００５９】
（振れ補正量算出方法の説明）
以下、敏感度調整部２０３での振れ補正量算出方法について詳しく説明する。
撮像光学系のカメラ振れ（振れ角度θ）及び撮像光学系の焦点距離ｆより撮像面に生ずる振れδは、以下の式（１）で求められる。
δ＝ｆ×θ                      ・・・・・・・・・（１）
【００６０】
ここで、ｆは撮像光学系のズーム位置により得られる焦点距離より求まり、振れ角度θは角速度センサより求まるので、その情報に応じて、撮像面に生ずる振れδを補正するように振れ補正レンズを駆動し、画像振れ補正を行えば振れ補正を行うことができる。
【００６１】
ここで、シフトレンズ敏感度（シフトレンズ移動に対する像面移動量）をＴｓとおくと、振れ補正のシフトレンズ移動量∂は、式（２）で求められる。
∂＝ｆ×θ÷Ｔｓ                ・・・・・・・・・（２）
【００６２】
ここで、前述したようにズーム位置によって歪曲収差の発生が大きく異なる場合、以下の問題がある。
【００６３】
あまりに歪曲収差が大きい場合、中心での振れ補正すべき量と画像端領域での振れ補正すべき量は大きく異なる。
【００６４】
図４（ａ）に示すような樽型歪曲収差の場合、中心は式（２）で求められるシフトレンズ移動量で適切に防振制御することができる。
【００６５】
しかし、画像端付近においては、歪曲収差により倍率が変化してしまっているため、式（２）のまま防振制御を行うと過補正になってしまう。
【００６６】
また、図４（ｂ）に示すような糸巻き型歪曲収差の場合、画像端付近は式（２）で求められるシフトレンズ移動量で適切に防振制御することができる。
【００６７】
しかし、画像中心付近においては、歪曲収差により横倍率が変化してしまっているため、式（２）のまま防振制御を行うと過補正になってしまう。
【００６８】
撮影画像においては、主に画像中心の解像度を重要視する場合が多い。
【００６９】
そこで、画像中心付近の横倍率を考慮してシフトレンズ移動量∂を算出することで、画像中心付近の防振効果をもっとも向上させるような防振制御を行う。
【００７０】
上記のように画像中心付近のゲインとしての横倍率γを考慮した場合の振れ補正のシフトレンズ移動量∂は式（３）で求められる。
∂＝ｆ×θ×γ÷Ｔｓ            ・・・・・・・・・（３）
【００７１】
上述したように、シフトレンズ駆動部１０４のシフトレンズ１０３の実位置を検出するホール素子２０９、２１０から出力される位置信号には個体ばらつきがあるため、出力調整を行う必要がある。
【００７２】
ここで、ホールの出力調整をＴｅｌｅ端で行った場合、Ｔｅｌｅ端の中心付近の横倍率を基準として、各ズーム位置での横倍率γをもっておく。
【００７３】
よって、ズームＷｉｄｅ端での歪曲収差が図４（ａ）のような樽型の特性であり、ズームＴｅｌｅ端での歪曲収差が図４（ｂ）のような糸巻き型の特性である場合を考える。
【００７４】
その場合、Ｔｅｌｅ端を基準として横倍率を考えるため、Ｔｅｌｅ端での横倍率は１であり、Ｗｉｄｅでの横倍率は１よりも大きな値となる。
【００７５】
このようにしてシフトレンズ位置を検出する位置信号を調整するズーム位置を基準として、横倍率γを求めておき、カメラ動作時においては各ズーム位置に応じたゲインとしての横倍率γに応じて、式（３）に示すとおりのシフトレンズ移動量∂を算出する。
【００７６】
つまり、撮像画面の画面周辺部が画面中央部に対して縮小する歪曲収差がある場合の振れ補正量のゲインを撮像画面の画面中央部が画面周辺部に対して縮小する歪曲収差がある場合の振れ補正量のゲインよりも大きくしている。
【００７７】
次に、本発明の実施例１に係る振れ補正動作について図９のフローチャートを用いて説明する。本フローはカメラの主電源オンでスタートされ、一定のサンプリング周期で実行される。
【００７８】
まず、ステップ９０１では、防振ＳＷの状態を検出し、ＯＮであればステップ９０２へ、ＯＦＦであればステップ９０８へ処理を進める。
【００７９】
ステップ９０２で、角速度センサ１１４の取り込みを行う。
【００８０】
次のステップ９０３では、振れ補正が可能な状態であるか否かを判定し、振れ補正が可能な状態であるならばステップ９０４へ進み、振れ補正が可能な状態でないならばステップ９０８へ処理を進める。
【００８１】
ステップ９０３の判定は、電源を供給から角速度センサ１１４の出力が安定するまでの状態は振れ補正が可能な状態でないとする。
【００８２】
そして、角速度センサ１１４の出力が安定した後は振れ補正が可能な状態であるとすることにより、電源を供給直後の出力値が不安定な状態で振れ補正を行うことによる像振れ補正性能（防振性能）の悪化を防ぐために設けられている。
【００８３】
ステップ９０４では、制御ブロック図２のオフセット減算部２０１と角度算出２０２により、振れ補正角度θが算出され、ステップ９０５へ処理を進める。
【００８４】
次に、ステップ９０５では、現在のズーム位置情報から、制御ブロック図２の焦点距離／レンズ敏感度算出部２０５にて、焦点距離ｆとレンズ敏感度Ｔｓを取得する。
【００８５】
その後、横倍率算出部２０６にて、予めズーム位置毎に記憶されている画像中心の横倍率γを取得し、ステップ９０６へ進む。
【００８６】
横倍率γを算出について説明する。上述したように、シフトレンズ位置検出の出力調整をＴｅｌｅ端で行った場合、Ｔｅｌｅ端の中心付近の横倍率を基準として、各ズーム位置での横倍率γをもっておく。
【００８７】
ここで、ズームＷｉｄｅ端での歪曲収差が図４（ａ）のような樽型の特性であり、ズームＴｅｌｅ端での歪曲収差が図４（ｂ）のような糸巻き型の特性である場合を考える。
【００８８】
その場合、Ｔｅｌｅ端を基準として画像中心の横倍率を考えるため、Ｔｅｌｅ端での横倍率は１であり、Ｗｉｄｅでの横倍率は１よりも大きな値となる。
【００８９】
ステップ９０６では、ステップ９０４、ステップ９０５、ステップ７１０もしくはステップ７１１で求められた角度θ、焦点距離ｆ、レンズ敏感度Ｔｓ、横倍率γから求められる。
【００９０】
制御ブロック図２の敏感度調整部２０３にて、式（３）のようにして振れ補正のシフトレンズ移動量∂が求められ、ステップ９０７へ進む。
【００９１】
ステップ９０７では、ステップ９０６で求められたレンズ駆動量∂に基づいて、制御ブロック図２のシフトレンズ駆動部１０４にて、レンズ駆動が行われ、振れ補正ルーチンを終了し、次回サンプリング周期まで待つ。
【００９２】
ステップ９０８では振れ補正レンズの駆動を停止し、振れ補正レンズを光軸中心で固定し、振れ補正ルーチンを終了し、次回サンプリング周期まで待つ。
【００９３】
つまり、本実施例では、撮像画面の画面周辺部が画面中央部に対して縮小する歪曲収差がある場合及び撮像画面の画面中央部が画面周辺部に対して縮小する歪曲収差がある場合、画面中央部の像振れ補正効果が画面周辺部の像振れ補正効果よりも高くしている。
【００９４】
このように上記説明したとおり、画像中心近辺の横倍率に応じて、光学防振の補正量を変更することで、撮影画像において振れ補正が最も必要となる画像中心周りにおける安定的な手ぶれ補正効果を得ることができる。
【実施例２】
【００９５】
上記実施例１では、多くの場合において、最も解像度を重視する画像中心付近の像振れ補正効果（防振効果）を最適化する方法を説明した。
【００９６】
しかし、いくつかの撮影シーンにおいて、画像中心ではなく、撮影画像の中心から離れた位置での解像度を重視するシチュエーションも存在する。例えば、人物をメインとして撮影する場合において、人物が中心付近に位置しているときに必ず撮影されるとは限らないし、他の被写体についても同様である。
【００９７】
例えば、図５（ａ）に示すように主被写体である人物の顔が撮影する画像の中心付近に位置している場合に顔付近の防振効果をもっとも最適にしたいならば、中心付近の横倍率を考慮して防振制御を行うことがよい。
【００９８】
しかし、図５（ｂ）に示すように主被写体である顔が画像の端付近に位置している場合において、顔が位置する領域での横倍率と画像中心付近の横倍率は異なっている。
【００９９】
中心付近の横倍率によって式（３）で防振制御してしまうと顔位置での防振効果が弱まってしまう問題がある。
【０１００】
そこで、以下説明する実施例２においては、撮影画像における主被写体位置に応じて、シフトレンズ移動量∂を算出するための横倍率を変化させることで、主被写体が位置する領域での像振れ補正効果（防振効果）をもっとも最適にする方法を説明する。
【０１０１】
図６は、図１に示すシフトレンズ駆動制御部１０４及び装置動き検出部１１４及び制御部１１９の内部で実行される実施例２における像ブレ補正処理の構成を示すブロック図である。
【０１０２】
実施例１での図２での処理と同様に角速度センサ１１４より角度を算出し、ズーム位置からの焦点距離とレンズ敏感度と横倍率により敏感度調整部２０３にてシフトレンズ移動量を演算するが、本実施例２においては、以下の点で実施例１と異なる。
【０１０３】
敏感度調整部２０３に倍率補正係数算出部６０２の出力が入力されている。倍率補正係数算出部６０２にズーム位置２０４と被写体検出部６０１の出力が入力されており、被写体検出部２０４の結果に応じて、倍率補正係数が敏感度調整部２０３に入力される。
【０１０４】
被写体検出部６０１は、画像処理部１１０の出力が入力され、被写体検出が実行される。
【０１０５】
次に、本発明の実施例２に係る振れ補正動作について図７のフローチャートを用いて説明する。本フローはカメラの主電源オンでスタートされ、一定のサンプリング周期で実行される。
【０１０６】
まず、ステップ７０１では、防振ＳＷの状態を検出し、ＯＮであればステップ７０２へ、ＯＦＦであればステップ７１４へ処理を進める。
【０１０７】
ステップ７０２で、角速度センサ１１４の取り込みを行う。
【０１０８】
次のステップ７０３では、振れ補正が可能な状態であるか否かを判定し、振れ補正が可能な状態であるならばステップ７０４へ進み、振れ補正が可能な状態でないならばステップ７１４へ処理を進める。
【０１０９】
ステップ７０３の判定は、電源を供給から角速度センサ１１４の出力が安定するまでの状態は振れ補正が可能な状態でないとする。
【０１１０】
そして、角速度センサ１１４の出力が安定した後は振れ補正が可能な状態であるとすることにより、電源を供給直後の出力値が不安定な状態で振れ補正を行うことによる防振性能の悪化を防ぐために設けられている。
【０１１１】
ステップ７０４では、制御ブロック図６のオフセット減算部２０１と角度算出２０２により、振れ補正角度θが算出され、ステップ７０５へ処理を進める。
【０１１２】
次にステップ７０５では、現在のズーム位置情報から、制御ブロック図６の焦点距離／レンズ敏感度算出部２０５にて、焦点距離ｆとレンズ敏感度Ｔｓを取得する。
【０１１３】
そして、横倍率算出部２０６にて、予めズーム位置毎に記憶されている画像中心の横倍率γを取得し、ステップ７０６へ進む。
【０１１４】
次のステップ７０６では、制御ブロック図６の画像処理部１１０の出力から被写体検出部６０１において、主被写体を検出する。
【０１１５】
被写体検出方法については、従来、画面全体を考慮して自動的に露出を決定する自動露出機能を備えた撮像装置があり、このような撮像装置ではユーザーに主被写体が存在するエリアを指示させる。
【０１１６】
そして、指示されたエリアに併せて露出を調整する方法や、撮像素子により得られた画像データの中から形状解析等の手法によって主被写体である顔を自動的に検出し、検出された顔が適正な露出になるように露出制御を行うものが知られている。
【０１１７】
以上のように何れかの方法によって、画像における主被写体の位置を取得できる。
【０１１８】
次のステップ７０７では、ステップ７０６で主被写体が検出されたか否かを判定し、主被写体が検出された場合は、ステップ７０８に進み、主被写体が検出されなかった場合は、ステップ７１１に進む。
【０１１９】
ステップ７０７で主被写体が検出結果ありの場合は、ステップ７０８にて、ステップ７０６で検出された主被写体の中心位置を取得し、ステップ７０９に進む。次にステップ７０９では画像中心を０としたときの主被写体位置の絶対値αを算出し、ステップ７１０に進む。
【０１２０】
次にステップ７１０では、ズーム位置情報と主被写体中心位置絶対値αから、制御ブロック図６の倍率補正係数算出部６０２にて、倍率補正係数ζを算出しステップ７１２へ進む。
【０１２１】
倍率補正係数ζを算出について説明する。上述したように、シフトレンズ位置検出の出力調整をＴｅｌｅ端で行った場合、Ｔｅｌｅ端の中心付近の横倍率を基準として、各ズーム位置でのゲインとしての横倍率γをもっておく。
【０１２２】
ここで、ズームＷｉｄｅ端での歪曲収差が図４（ａ）のような樽型の特性であり、ズームＴｅｌｅ端での歪曲収差が図４（ｂ）のような糸巻き型の特性である場合を考える。
【０１２３】
その場合、Ｔｅｌｅ端を基準として画像中心の横倍率を考えるため、Ｔｅｌｅ端での横倍率は１であり、Ｗｉｄｅでの横倍率は１よりも大きな値となる。
【０１２４】
主被写体位置が中心にいるときは、倍率補正係数ζは横倍率γと同じになるように設定される。
【０１２５】
但し、ズームレンズがＴｅｌｅ端での場合、被写体が中心から離れ画像端付近に位置すると、画像端付近の横倍率にあわせるため、倍率補正係数ζは中心の横倍率γよりも大きな値に設定されることになる。
【０１２６】
また、ズームレンズがＷｉｄｅ端での場合、被写体が中心から離れ画像端付近に位置すると、画像端付近の横倍率にあわせるため、倍率補正係数ζは中心の横倍率γよりも小さな値に設定されることになる。
【０１２７】
このようにズーム位置と被写体画像位置に応じて、（Ｔｅｌｅ端の光軸中心の横倍率を基準とした）被写体位置における横倍率である倍率補正係数ζが算出されることになる。
【０１２８】
ステップ７０７で主被写体が検出結果なしの場合は、ステップ７１１にて、倍率補正係数ζを算出するが、ここでζはγの値をそのまま格納し、ステップ７１２へ進む。
【０１２９】
ステップ７１２では、ステップ７０４、ステップ７０５、ステップ７１０もしくはステップ７１１で求められた角度θ、焦点距離ｆ、レンズ敏感度Ｔｓ、ゲインとしての倍率補正係数ζから求められる。
【０１３０】
制御ブロック図６の敏感度調整部２０３にて、式（４）のようにして振れ補正のシフトレンズ移動量∂が求められ、ステップ７１３へ進む。
∂＝ｆ×θ×ζ÷Ｔｓ            ・・・・・・・・・（４）
【０１３１】
ステップ７１３では、ステップ７１２で求められたレンズ駆動量∂に基づいて、制御ブロック図６のシフトレンズ駆動部１０４にて、レンズ駆動が行われ、振れ補正ルーチンを終了し、次回サンプリング周期まで待つ。
【０１３２】
ステップ７１４では振れ補正レンズの駆動を停止し、振れ補正レンズを光軸中心で固定し、振れ補正ルーチンを終了し、次回サンプリング周期まで待つ。
【０１３３】
上記のように、撮像画面内の主被写体の位置における横倍率が所定値よりも大きい場合の振れ補正量のゲインを撮像画面内の主被写体の位置における横倍率が所定値よりも小さい場合の振れ補正量のゲインよりも大きくしている。
【０１３４】
つまり、画面周辺部が画面中央部に対して縮小する歪曲収差がある場合及び画面中央部が画面周辺部に対して縮小する歪曲収差がある場合、主被写体の位置の像振れ補正効果が主被写体の位置以外の位置の像振れ補正効果よりも高くする。
【０１３５】
上記説明したとおり、主被写体が画像中心近辺に位置している場合、画像中心付近の横倍率に応じて、光学防振の補正量を算出する。
【０１３６】
主被写体が画像中心近辺に位置していない場合、主被写体の位置に応じて横倍率（横倍率補正係数）を変更して、光学防振の補正量を算出することで、撮影画像において主被写体位置での安定的な手ぶれ補正効果を得ている。
【実施例３】
【０１３７】
上記実施例２では、被写体位置での防振効果を最適化する方法を説明した。
【０１３８】
しかし、例えば主被写体として顔を検出し、顔の全体的な領域で適切な防振効果を得たい場合において、被写体中心位置が同じでも顔の大きさによって顔全体的な領域における像振れ補正効果（防振効果）が異なる場合があり得る。
【０１３９】
例えば、図８（ａ）と図８（ｂ）は、主被写体である人物の顔の中心位置は画像の中心付近に位置しているが、画像における顔の大きさが異なる。
【０１４０】
図８（ａ）においては、顔の大きさは画像中心付近に収まっているため、画像中心付近の横倍率に応じて補正量を設定する実施例２で説明した方法で最適な防振効果が得られる。
【０１４１】
しかし、図８（ｂ）においては、顔の大きさが画像領域において広範囲に位置しているため顔の場所によって横倍率が異なってしまう問題がある。
【０１４２】
このとき顔領域における横倍率の平均値を用いて補正量を設定すれば、顔全体で平均的な補正効果を得られる。
【０１４３】
よって、実施例３においては、被写体位置と被写体の大きさによって倍率補正係数ζが算出されることになる。
【０１４４】
具体的には、顔エリアを抽出し、顔領域における平均の横倍率を倍率補正係数ζとして、補正量を演算してもよい。
【０１４５】
また、顔の大きさが所定よりも大きい場合は、画面全体で適切な防振効果が得られるように倍率補正係数ζ（ζ＝γとする）を算出し、補正量を演算してもよい。
【０１４６】
何れの方法においても被写体中心値での横倍率を使うよりも顔全体の像振れ補正効果（防振効果）を最適にできる。
【０１４７】
次に、本発明の実施例３に係る振れ補正動作について図１０のフローチャートを用いて説明する。本フローはカメラの主電源オンでスタートされ、一定のサンプリング周期で実行される。
【０１４８】
まず、ステップ７０１からステップ７０７までの動作は、実施例２で説明した方法と同じであるので、ステップ７０７以降の処理について詳しく説明する。
【０１４９】
ステップ７０７では、ステップ７０６で主被写体が検出されたか否かを判定し、主被写体が検出された場合は、ステップ１００１に進み、主被写体が検出されなかった場合は、ステップ７１１に進む。
【０１５０】
ステップ１００１では主被写体領域を取得する。ここでは図８を用いて上記説明したとおり画像における主被写体領域の割合を取得し、ステップ１００２に進む。
【０１５１】
次にステップ１００２では、ステップ１００１で取得した主被写体領域が予め設定された閾値Ｚよりも大きいか否かを判定し、主被写体が閾値Ｚよりも大きいとき、ステップ１００３に進み、主被写体が閾値Ｚ以下であるとき、ステップ７０８に進む。
【０１５２】
ステップ１００３では主被写体領域における横倍率の平均値を算出し、ステップ１００４に進む。次にステップ１００４では倍率補正係数ζを算出するが、ここでζはπの値をそのまま格納し、ステップ７１２へ進む。
【０１５３】
ステップ７０８からステップ７１０までの動作は実施例２の図７のとおりであり、ステップ７１０までで補正係数ζが算出され、ステップ７１２に進む。
【０１５４】
また、ステップ７０７で主被写体が検出結果なしの場合は、ステップ７１１にて、倍率補正係数ζを算出するが、ここでζはγの値をそのまま格納し、ステップ７１２へ進む。
【０１５５】
ステップ７１２では、ステップ７０４、ステップ７０５、ステップ７１０もしくはステップ１００４もしくはステップ７１１で求められた角度θ、焦点距離ｆ、レンズ敏感度Ｔｓ、倍率補正係数ζから求められる。
【０１５６】
式（４）でシフトレンズ移動量∂が求められ、ステップ７１３へ進む。
【０１５７】
ステップ７１３では、ステップ７１２で求められたレンズ駆動量∂に基づいて、シフトレンズ駆動部１０４にて、レンズ駆動が行われ、振れ補正ルーチンを終了し、次回サンプリング周期まで待つ。
【０１５８】
ステップ７１４では振れ補正レンズの駆動を停止し、振れ補正レンズを光軸中心で固定し、振れ補正ルーチンを終了し、次回サンプリング周期まで待つ。
【０１５９】
つまり、本実施例では、撮像画面内の主被写体の大きさが所定値よりも大きい場合、撮像画面内の主被写体の画像領域の横倍率の平均値に基いて像振れ補正効果を算出する。
【０１６０】
また、撮像画面内の主被写体の大きさが所定値よりも小さい場合、撮像画面内の主被写体の画像領域の画像中心の横倍率に基いて像振れ補正効果を算出している。
【０１６１】
このように上記説明したとおり、主被写体位置と主被写体の大きさによって倍率補正係数ζを算出し、光学防振の補正量を算出することで、撮影画像において主被写体の全体的な領域での安定的な手ぶれ補正効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１６２】
本発明は、デジタル一眼レフやデジタルコンパクトカメラに限らずデジタルビデオカメラの撮影や、監視カメラ、Ｗｅｂカメラ、携帯電話などの撮影装置にも搭載できる。
【符号の説明】
【０１６３】
１０１  ズームユニット
１０２  ズーム駆動制御部
１０３  シストレンズ
１０４  シフトレンズ駆動制御部
１０９  撮像部
１１０  画像処理部
１１４  装置動き検知部
【図１】
2015233248.tif 000003
【図２】
2015233248.tif 000004
【図３】
2015233248.tif 000005
【図４】
2015233248.tif 000006
【図５】
2015233248.tif 000007
【図６】
2015233248.tif 000008
【図７】
2015233248.tif 000009
【図８】
2015233248.tif 000010
【図９】
2015233248.tif 000011
【図１０】
2015233248.tif 000012