(57)【要約】【課題】  光学式手振れ補正機能を備えたカメラにおいて、手振れ補正による画質の劣化を抑えつつ、手振れ補正効果を得ること。【解決手段】  撮像素子と、被写体像を撮像素子に結像させる撮影光学系と、撮影光学系における光軸のブレを検出するブレ検出部と、ブレ検出部による検出結果に基づいて、ブレを補正するために、撮影光学系に含まれる補正レンズを、撮影光学系の光軸に垂直な面内で移動させる移動部と、撮像素子により生成した画像の空間周波数分布と、画像に含まれる主要被写体の画像における位置との少なくとも一方に応じて、移動部による補正レンズの可動範囲を決定する決定部とを備える。【選択図】      図１
2008209577.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子と、
被写体像を前記撮像素子に結像させる撮影光学系と、
前記撮影光学系における光軸のブレを検出するブレ検出部と、
前記ブレ検出部による検出結果に基づいて、前記ブレを補正するために、前記撮影光学系に含まれる補正レンズを、前記撮影光学系の光軸に垂直な面内で移動させる移動部と、
前記撮像素子により生成した画像の空間周波数分布と、前記画像に含まれる主要被写体の前記画像における位置との少なくとも一方に応じて、前記移動部による前記補正レンズの可動範囲を決定する決定部と
を備えたことを特徴とするカメラ。
【請求項２】
請求項１に記載のカメラにおいて、
前記決定部は、前記撮像素子により生成した前記画像を、中央領域と周辺領域とに分割し、双方の領域における前記空間周波数分布を比較した空間周波数分布に応じて、前記可動範囲を決定する
ことを特徴とするカメラ。
【請求項３】
請求項２に記載のカメラにおいて、
前記決定部は、前記周辺領域における高周波数成分が前記中央領域における高周波成分よりも少ない場合には、前記可動範囲を所定の範囲よりも広く決定する
ことを特徴とするカメラ。
【請求項４】
請求項１に記載のカメラにおいて、
前記決定部は、前記撮像素子により生成した前記画像を、中央領域と周辺領域とに分割し、前記主要被写体の前記画像における位置と、前記中央領域および前記周辺領域との位置関係に応じて、前記可動範囲を決定する
ことを特徴とするカメラ。
【請求項５】
請求項４に記載のカメラにおいて、
前記決定部は、前記主要被写体を、顔認識技術とＡＦ情報と撮影モードの種類との少なくとも１つに応じて検出する
ことを特徴とするカメラ。
【請求項６】
請求項２または請求項４に記載のカメラにおいて、
前記決定部は、前記撮影光学系のズーム倍率と、撮影距離と、撮影モードの種類との少なくとも１つに応じて前記中央領域と前記周辺領域とを決定し、前記画像を分割する
ことを特徴とするカメラ。
【請求項７】
請求項１に記載のカメラにおいて、
前記決定部は、前記補正レンズの光軸と前記撮影光学系の光軸とが略一致した状態において前記撮像素子により生成された画像に基づいて、前記可動範囲を決定する
ことを特徴とするカメラ。
【請求項８】
請求項１に記載のカメラにおいて、
前記決定部は、前記補正レンズが移動可能である最大の範囲よりも狭い範囲を基準範囲として、前記可動範囲を決定する
ことを特徴とするカメラ。
【請求項９】
請求項１に記載のカメラにおいて、
前記決定部により決定した前記可動範囲に基づいて、前記撮像素子による撮像時の感度とシャッタスピードとの少なくとも一方を制御する制御部を備える
ことを特徴とするカメラ。
【請求項１０】
請求項１に記載のカメラにおいて、
前記決定部は、所定のタイミングで、前記可動範囲の決定を繰り返し行う
ことを特徴とするカメラ。
【請求項１１】
撮像素子と、
被写体像を前記撮像素子に結像させる撮影光学系と、
前記撮影光学系における光軸のブレを検出するブレ検出部と、
前記ブレ検出部による検出結果に基づいて、前記ブレを補正するために、前記撮像素子を前記撮影光学系の光軸に垂直な面内で移動させる移動部と、
前記撮像素子により生成した画像の空間周波数分布と、前記画像に含まれる主要被写体の前記画像における位置との少なくとも一方に応じて、前記移動部による前記撮像素子の可動範囲を決定する決定部と
を備えたことを特徴とするカメラ。
【請求項１２】
請求項１１に記載のカメラにおいて、
前記決定部は、前記撮像素子により生成した前記画像を、中央領域と周辺領域とに分割し、双方の領域における前記空間周波数分布を比較した空間周波数分布に応じて、前記可動範囲を決定する
ことを特徴とするカメラ。
【請求項１３】
請求項１２に記載のカメラにおいて、
前記決定部は、前記周辺領域における高周波数成分が前記中央領域における高周波成分よりも少ない場合には、前記可動範囲を所定の範囲よりも広く決定する
ことを特徴とするカメラ。
【請求項１４】
請求項１１に記載のカメラにおいて、
前記決定部は、前記撮像素子により生成した前記画像を、中央領域と周辺領域とに分割し、前記主要被写体の前記画像における位置と、前記中央領域および前記周辺領域との位置関係に応じて、前記可動範囲を決定する
ことを特徴とするカメラ。
【請求項１５】
請求項１４に記載のカメラにおいて、
前記決定部は、前記主要被写体を、顔認識技術とＡＦ情報と撮影モードの種類との少なくとも１つに応じて検出する
ことを特徴とするカメラ。
【請求項１６】
請求項１２または請求項１４に記載のカメラにおいて、
前記決定部は、前記撮影光学系のズーム倍率と、撮影距離と、撮影モードの種類との少なくとも１つに応じて前記中央領域と前記周辺領域とを決定し、前記画像を分割する
ことを特徴とするカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体像を撮像するカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、カメラにおいて、手振れを抑えるため、光学的にブレを補正するものが知られている。このようなカメラは、撮影光学系に含まれる補正レンズを物理的に移動させることにより手振れを補正している。手振れ補正効果を上げるためには、前述した補正レンズの可動範囲を大きくする必要がある。しかし、補正レンズを移動させることにより収差が発生する。そして、この収差により画像の劣化が生じる。画像の劣化は、特に画像の周辺部における解像度の劣化としてあらわれる。また、中央部に対して周辺部の空間周波数が高い被写体撮影時では、特に劣化が目立つ。
【０００３】
そこで、電子カメラにおいて、撮像素子から出力される画像に対して、画像特徴検出手段を設け、画像の一部に高周波成分が検出された場合は手振れ補正を停止させ、解像度の劣化が目立つ周辺部への動きを制限する技術が考えられている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−２３６４７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１の発明では、画像の劣化の発生が予測される際には手振れ補正を停止させることにより、画像の劣化を抑えることが可能であるが、一方で、手振れ補正を停止させることにより、手振れ補正効果が得られなくなる。
本発明は、光学式手振れ補正機能を備えたカメラにおいて、手振れ補正による画質の劣化を抑えつつ、手振れ補正効果を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１のカメラは、撮像素子と、被写体像を前記撮像素子に結像させる撮影光学系と、前記撮影光学系における光軸のブレを検出するブレ検出部と、前記ブレ検出部による検出結果に基づいて、前記ブレを補正するために、前記撮影光学系に含まれる補正レンズを、前記撮影光学系の光軸に垂直な面内で移動させる移動部と、前記撮像素子により生成した画像の空間周波数分布と、前記画像に含まれる主要被写体の前記画像における位置との少なくとも一方に応じて、前記移動部による前記補正レンズの可動範囲を決定する決定部とを備える。
【０００６】
なお、好ましくは、前記決定部は、前記撮像素子により生成した前記画像を、中央領域と周辺領域とに分割し、双方の領域における前記空間周波数分布を比較した空間周波数分布に応じて、前記可動範囲を決定しても良い。
また、好ましくは、前記決定部は、前記周辺領域における高周波数成分が前記中央領域における高周波成分よりも少ない場合には、前記可動範囲を所定の範囲よりも広く決定しても良い。
【０００７】
また、好ましくは、前記決定部は、前記撮像素子により生成した前記画像を、中央領域と周辺領域とに分割し、前記主要被写体の前記画像における位置と、前記中央領域および前記周辺領域との位置関係に応じて、前記可動範囲を決定しても良い。
また、好ましくは、前記決定部は、前記主要被写体を、顔認識技術とＡＦ情報と撮影モードの種類との少なくとも１つに応じて検出しても良い。
【０００８】
また、好ましくは、前記決定部は、前記撮影光学系のズーム倍率と、撮影距離と、撮影モードの種類との少なくとも１つに応じて前記中央領域と前記周辺領域とを決定し、前記画像を分割しても良い。
また、好ましくは、前記決定部は、前記補正レンズの光軸と前記撮影光学系の光軸とが略一致した状態において前記撮像素子により生成された画像に基づいて、前記可動範囲を決定しても良い。
【０００９】
また、好ましくは、前記決定部は、前記補正レンズが移動可能である最大の範囲よりも狭い範囲を基準範囲として、前記可動範囲を決定しても良い。
また、好ましくは、前記決定部により決定した前記可動範囲に基づいて、前記撮像素子による撮像時の感度とシャッタスピードとの少なくとも一方を制御する制御部を備えても良い。
【００１０】
また、好ましくは、前記決定部は、所定のタイミングで、前記可動範囲の決定を繰り返し行っても良い。
本発明の第２のカメラは、撮像素子と、被写体像を前記撮像素子に結像させる撮影光学系と、前記撮影光学系における光軸のブレを検出するブレ検出部と、前記ブレ検出部による検出結果に基づいて、前記ブレを補正するために、前記撮像素子を前記撮影光学系の光軸に垂直な面内で移動させる移動部と、前記撮像素子により生成した画像の空間周波数分布と、前記画像に含まれる主要被写体の前記画像における位置との少なくとも一方に応じて、前記移動部による前記撮像素子の可動範囲を決定する決定部とを備える。
【００１１】
また、上記第１のカメラに関する構成を、第２のカメラに適用して表現したものも、本発明の具体的態様として有効である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、光学式手振れ補正機能を備えたカメラにおいて、手振れ補正による画質の劣化を抑えつつ、手振れ補正効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の形態について説明する。本実施形態では、本発明のカメラの一例として、電子カメラを例に挙げて説明する。
図１は、本実施形態の電子カメラ１の構成を示すブロック図である。
本実施形態の電子カメラ１は、図１に示すように、複数枚のレンズから構成される撮影光学系２、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）３、アナログ信号処理用の相関２重サンプリング回路（Ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ  Ｄｏｕｂｌｅ  Ｓａｍｐｌｉｎｇ ）およびオートゲインコントローラ（Ａｕｔｏ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）（以下「ＣＤＳ／ＡＧＣ」と称する）４、ＡＤコンバータ（以下、「ＡＤＣ」と称する）５、タイミングジェネレータ（以下、「ＴＧ」と称する）６を備える。また、電子カメラ１は、撮影光学系２の一部の補正レンズ２ａを移動させる補正レンズ駆動部７、補正レンズ２ａの位置を検出する補正レンズ位置検出回路８、電子カメラ１のブレを検出するブレ検出センサ９、補正レンズ駆動部７および補正レンズ位置検出回路８を制御する手振れ補正制御部１０を備える。さらに、電子カメラ１は、不図示のレリーズ釦などを含む操作部１１、液晶モニタなどを備えた表示部１２、メモリカードなどを備えた記録部１３を備えるとともに、各部を制御するカメラ制御部１４を備える。
【００１４】
ＣＣＤ３は、撮影光学系２を通過し、ＣＣＤ３の光電面に結像した被写体光を光電変換し、ＴＧ６から供給される垂直転送クロックおよび水平転送クロックに同期して、画素毎に蓄積された電荷を１ラインずつ撮像信号としてＣＤＳ／ＡＧＣ４に出力する。各画素の電荷蓄積時間（露出時間）は、ＴＧ６から与えられる電子シャッタ駆動信号によって決定する。
【００１５】
ＣＤＳ／ＡＧＣ４には、ＴＧ６からのタイミング信号が供給され、ＣＣＤ３から電荷が取り込まれるタイミングと同期が取られている。ＣＤＳ／ＡＧＣ４は、入力された撮像信号に対して、ＣＤＳにおいてアナログ信号のノイズを除去し、ＡＧＣにおいてアナログ信号のゲインを自動調節してＡＤＣ５に出力する。
ＡＤＣ５は、アナログ信号をデジタル変換して画像データを生成し、画素毎にＲ，Ｇ，Ｂの濃度値を持つ画像データをカメラ制御部１４に出力する。
【００１６】
カメラ制御部１４は、画像入力コントローラ、ＡＦ回路、ＡＥ／ＡＷＢ（Ａｕｔｏ  Ｗｈｉｔｅ  Ｂａｌａｎｃｅ）回路、画像処理部、圧縮処理回路、メディアコントローラ、ビデオエンコーダなどを備える。
画像入力コントローラは、ＡＤＣ５から入力された画像データをメモリに書き込む。ＡＦ回路は、ＣＣＤ３により生成した画像に基づいて焦点位置を検出し、焦点調節を行う。ＡＥ回路は、被写体輝度を測定し、絞り値やシャッタスピードなどを決定する。ＡＷＢ回路は、撮影時のホワイトバランスを自動調整する。圧縮処理回路は、画像処理部によって各種の画像処理が施された画像データに対して、圧縮処理を施す。メディアコントローラは、記録部１３へアクセスして画像データの書き込みを行う。画像処理部は、画像データに対して、ガンマ補正、シャープネス補正、コントラスト補正などの画質補正処理を行うとともに、画像データを輝度信号データ（Ｙ画像データ）と色差信号データ（Ｃｂ画像データおよびＣｒ画像データ）とに変換する処理を施す。
【００１７】
このように、カメラ制御部１４は、ＡＤＣ５から入力された画像データに対して、各種の信号処理を施すとともに、操作部１１の状態の検知、表示部１２へのスルー画の表示や、記録部１３への画像ファイルの読み書きを行う。また、カメラ制御部１４は、後述する手順により補正レンズ２ａの可動範囲に関する制御値を算出して、手振れ補正制御部１０に出力する。
【００１８】
ブレ検出センサ９は、角速度センサ、増幅器、バンドパスフィルタ、ＡＤコンバータを備え、角速度センサから得た振れ電圧波形を増幅器で増幅させた後、手振れの周波数範囲となる周波数成分（ｌＨｚ〜１０Ｈｚ）のみをバンドパスフィルタによって抽出し、その波形をＡＤコンバータに入力する。そして、ＡＤコンバータによって得られたデータを、ブレを示す情報として手振れ補正制御部１０に出力する。
【００１９】
手振れ補正制御部１０は、ブレ検出センサ９による検出結果と、カメラ制御部１４から入力される補正レンズ２ａの可動範囲に関する制御値とに基づいて、補正レンズ駆動部７を制御し、補正レンズ２ａを、カメラ制御部１４により指定された可動範囲内で駆動する。このとき、手振れ補正制御部１０は、補正レンズ位置検出回路８により検出した補正レンズ２ａの位置に応じて制御を行う。このようにして、手振れ補正制御部１０は、電子カメラ１の揺れ（いわゆる手振れ）に対して、撮影光学系１の結像面が常に同位置に維持されるようにフィードバック制御を行う。
【００２０】
以上説明した構成の電子カメラ１は、ポートレートモード、風景モードなどの複数の撮影モードを備える。それぞれの撮影モードには各種撮影条件が予め対応づけられている。撮影モードの選択は、操作部１１を介したユーザ操作により行われる。
また、電子カメラ１は、手振れ補正モードとして、公知技術と同様に手振れ補正を行う通常モードと、手振れ補正による画質の劣化を抑えつつ、手振れ補正効果を得る解像度優先モードとの２種類の手振れ補正モードを備える。手振れ補正モードの選択は、操作部１１を介したユーザ操作により行われる。
【００２１】
以下、解像度優先モードにおける手振れ補正の処理について説明する。図２は、カメラ制御部１４の構成を示す機能ブロック図である。カメラ制御部１４は、画像処理に関して、画像処理部２０、輝度信号周波数分布解析部２１、高周波成分検出部２２、主要被写体検出部２２、補正レンズ駆動範囲決定部２３の各部を備える。画像処理部２０は、ＡＤＣ５から入力された画像データをデジタル画像処理し、輝度信号データと色差信号データに分解する。そして、輝度信号データを輝度信号周波数分布解析部２１と主要被写体検出部２３とに出力し、色差信号データを主要被写体検出部２３と補正レンズ駆動範囲決定部２４とに出力する。その他の詳細については、後述する。
【００２２】
図３および図４は、解像度優先モードにおける手振れ補正時のカメラ制御部１４の動作を示すフローチャートである。
ステップＳ１において、カメラ制御部１４は、初期設定を行う。
ステップＳ２において、カメラ制御部１４は、補正レンズ２ａの可動範囲を基準範囲に設定する。
【００２３】
図５Ａは、補正レンズ２ａの可動範囲Ｅ１を示す図である。補正レンズ２ａは、補正レンズ駆動部７により、図５ＡのＥ１に示す範囲に機械的に移動可能である。通常モードにおける手振れ補正時には、カメラ制御部１４は、補正レンズ２ａの可動範囲を図５ＢのＥ２に示す範囲に設定する。また、解像度優先モードにおける手振れ補正時には、カメラ制御部１４は、補正レンズ２ａの可動範囲を図５ＢのＥ３に示す範囲に設定する。Ｅ３は、Ｅ２よりも狭い範囲であり、このように可動範囲を狭めることにより手振れ補正による画質の劣化を抑える。なお、撮影光学系２がズーム可能な構成である場合には、焦点距離に応じて、補正レンズ２ａの可動範囲Ｅ２およびＥ３を変化させても良い。また、手振れ補正ＯＦＦ時には、カメラ制御部１４は、補正レンズ２ａを中央に保持するように、各部を制御する（Ｅ４参照）。
【００２４】
カメラ制御部１４は、補正レンズ２ａの可動範囲を基準範囲（図５ＢのＥ３に示す範囲）に設定する。
ステップＳ３において、カメラ制御部１４は、各部を制御し、スルー画像の生成および表示部１２への表示を開始する。
ステップＳ４において、カメラ制御部１４は、生成したスルー画像を中央領域と周辺領域とに分割する。カメラ制御部１４は、図６に示すように、画像を１〜４９のブロックに分割する。そして、中央部分の９つの領域（１７〜１９，２４〜２６，３１〜３３）を中央領域とし、その他の４０の領域を周辺領域とする。
【００２５】
なお、図６の例では画像を１〜４９のブロックに分割する例を示したが、分割はこの例に限定されない。４９以外の数に分割しても良いし、均一に分割しなくても良い。分割数を多くすることにより精度を向上させることができ、分割数を少なくすることにより処理時間を短縮することができる。
ステップＳ５において、カメラ制御部１４は、主要被写体の検出を開始する。カメラ制御部１４の主要被写体検出部２３は、顔認識技術とＡＦ情報と撮影モードの種類との少なくとも１つに応じて主要被写体を検出する。例えば、顔認識した被写体を主要被写体としたり、コントラスト方式のＡＦにおいては、コントラストの最も大きい部分を主要被写体として検出する。また、位相差方式のＡＦにおいては、最至近の部分を主要被写体として検出する。また、撮影モードが、例えば、風景モードや夜景モードである場合には、画面全体を主要被写体として検出する。さらに、２つ以上の方法を組み合わせて主要被写体検出を行っても良い。例えば、ＡＦ情報に基づいて大まかに主要被写体を検出した後に、顔認識技術により詳細に主要被写体の検出を行っても良い。
【００２６】
なお、主要被写体の検出の具体的方法は公知の方法を使用するため説明を省略する。また、以下では、顔認識技術を用いて主要被写体を行う場合を例に挙げて説明する。
ステップＳ６において、カメラ制御部１４は、光学ズーム倍率変更、撮影距離変化、撮影モード変更の何れかが行われたか否かを判定する。そして、何れかが行われたと判定するとステップＳ７に進み、何れも行われていないと判定すると後述するステップＳ８に進む。
【００２７】
ステップＳ７において、カメラ制御部１４は、画像を中央領域と周辺領域とに再び分割する。カメラ制御部１４は、ステップＳ６の判定にしたがって、中央領域と周辺領域とを変更して、画像を再び分割する。例えば、光学ズーム倍率がテレ側に変更された場合には中央領域を小さくし、ワイド側に変更された場合には中央領域を大きくする。撮影距離が変化した場合も同様である。また、撮影モードが変更された場合には、各撮影モードの特性に応じて中央領域と周辺領域との大きさを変更して分割する。
【００２８】
さらに、ステップＳ５で開始した主要被写体検出の結果に基づき、主要被写体の大きさに応じて中央領域と周辺領域との大きさを変更して分割しても良い。
ステップＳ８において、カメラ制御部１４は、主要被写体を検出したか否かを判定する。カメラ制御部１４は、主要被写体を検出したと判定するとステップＳ９に進み、検出しないと判定すると後述するステップＳ１０に進む。
【００２９】
ステップＳ９において、カメラ制御部１４は、検出した主要被写体の画像における位置に基づいて、後述するステップＳ１９で使用する主要被写体係数を決定する。
主要被写体の画像における位置は、図７Ａおよび図７Ｂに示す２つの場合がある。図７Ａに主要被写体が中央領域内に存在する場合を示し、図７Ｂに主要被写体が周辺領域に存在する場合を示す。カメラ制御部１４は、図７Ａに示すように主要被写体が中央領域内に存在する場合には、主要被写体係数を１より大きい所定の値（例えば１．２）に決定し、図７Ｂに示すように主要被写体が周辺領域に存在する場合には、主要被写体係数＝１とする。主要被写体係数を１より大きい所定の値に決定することにより、補正レンズ２ａの可動範囲を広くすることができる（詳細は後述する）。
【００３０】
ステップＳ１０において、カメラ制御部１４は、撮影モードがポートレートモードであるか否かを判定する。カメラ制御部１４は、撮影モードがポートレートモードであると判定するとステップＳ１１に進み、撮影モードがポートレートモード以外のモードであると判定すると後述するステップＳ１２に進む。
ステップＳ１１において、カメラ制御部１４は、主要被写体係数を決定する。そして、カメラ制御部１４は、後述するステップＳ１３に進む。撮影モードがポートレートモードである場合、主要被写体は、上述した中央領域に存在すると推定することができる。また、背景等をぼかして撮影する可能性が高いので、周辺部の画質が多少劣化しても、ユーザにとって重要性が低く、視覚的にあまり気にならない。さらに、ポートレートモードでは主要被写体である人物の目などの詳細部を手振れによってブレさせることなく、見栄えの良い画像が生成されることが重要である。そこで、カメラ制御部１４は、図７Ａに示したように主要被写体が中央領域内に存在する場合と同様に、主要被写体係数を１より大きい所定の値（例えば１．２）に決定する。
【００３１】
ステップＳ１２において、カメラ制御部１４は、主要被写体係数を決定する。そして、カメラ制御部１４は、後述するステップＳ１３に進む。撮影モードがポートレートモード以外のモードである場合、図７Ｃに示すように主要被写体の位置を推定することができない。そこで、カメラ制御部１４は、図７Ｂに示した主要被写体が周辺領域に存在する場合と同様に、主要被写体係数＝１とする。なお、ステップＳ９において、主要被写体が中央領域と周辺領域との両方に存在する場合や、中央領域と周辺領域との両方にまたがって存在する場合にも、同様に主要被写体係数＝１とすると良い。
【００３２】
ステップＳ１３において、カメラ制御部１４は、レリーズ釦が半押しされたか否かを判定する。カメラ制御部１４は、レリーズ釦が半押しされたと判定するとステップＳ１４に進み、レリーズ釦が半押しされていないと判定するとステップＳ６に戻る。
ステップＳ１４において、カメラ制御部１４は、測光・測距処理を行う。
ステップＳ１５において、カメラ制御部１４は、補正レンズ２ａをセンタリングする。センタリングとは、補正レンズ２ａを、その可動範囲の中心に移動する処理である。カメラ制御部１４は、手振れ補正制御部１０および補正レンズ駆動部７を制御して、補正レンズ２ａを、その可動範囲の中心に移動させる。このセンタリングにより、補正レンズ２ａの光軸と撮影光学系２の光軸とが略一致した状態になる。
【００３３】
ステップＳ１６において、カメラ制御部１４は、各部を制御して、可動範囲決定用の画像を取得する。可動範囲決定用の画像は、その空間周波数分布を把握するための画像である（詳細は後述する）。そのため、解像度劣化が発生していない画像であることが重要である。そこで、補正レンズ２ａの光軸と撮影光学系２の光軸とが略一致した状態で可動範囲決定用画像を生成することにより、解像度劣化が発生していない画像を得ることができる。なお、可動範囲決定用の画像を取得する際には、手振れによる解像度劣化が発生しないように、高速シャッタで撮像を行うと良い。
【００３４】
ステップＳ１７において、カメラ制御部１４は、可動範囲決定用の画像の空間周波数分布を解析する。
カメラ制御部１４の輝度信号周波数分布解析部２１および高周波成分検出部２２は、図６で説明した４９のブロックのそれぞれについて、対応する輝度信号データを離散フーリエ変換によって周波数解析し、画像のスペクトル強度を算出する。図８Ａおよび図８Ｂに周波数の変化とスペクトル強度の頻度との関係の一例を示す。そして、高周波成分に相当する所定の周波数ｆ１からｆ２までの範囲におけるスペクトル強度をすべて加算した総和を、そのブロックの評価値とする。そして、上述した中央領域に含まれるすべてのブロックにおける評価値の平均値と周辺領域に含まれるすべてのブロックにおける評価値の平均値とを算出する。図８Ａは、中央領域に含まれるあるブロックにおける周波数の変化とスペクトル強度の頻度との関係の一例を示し、図８Ｂは、周辺領域に含まれるあるブロックにおける周波数の変化とスペクトル強度の頻度との関係の一例を示す。
【００３５】
なお、所定の周波数ｆ１およびｆ２は予め定められた値である。また、画像サイズなどに応じて所定の周波数ｆ１およびｆ２を変更しても良い。例えば、画像サイズが小さい場合には、周波数ｆ２を小さくすることで、不要な演算を削減することができる。
ステップＳ１８において、カメラ制御部１４は、ステップＳ１７における解析結果に基づいて、補正レンズ可動範囲決定部２４により後述するステップＳ１９で使用する周波数比率係数を決定する。
【００３６】
周波数比率係数は、ステップＳ１７で説明した（中央領域に含まれるすべてのブロックにおける評価値の平均値）÷（周辺領域に含まれるすべてのブロックにおける評価値の平均値）により決まる。
図７Ａ〜Ｃおよび図９Ａ〜Ｃの例において、斜線で示したブロックは、高周波成分が比較的多いブロックである。図９の例では、Ｘ軸方向（横方向）のみについて例示しているがＹ軸方向（縦方向）についても同様に考えることができる。図７Ａ〜Ｃに示すように、周辺領域における高周波成分が中央領域（画像中心部の９個の領域）における高周波成分よりも少ない場合には、周波数比率係数は、１より大きい値（例えば、１．５）となる。一方、図９Ａ〜Ｃに示すように、周辺領域における高周波成分が中央領域における高周波成分よりも多い場合には、周波数比率係数は、１より小さい値（例えば、０．８）となる。しかし、周波数比率係数が、１より小さい値である場合、カメラ制御部１４の補正レンズ可動範囲決定部２４は、周波数比率係数＝１とする。これは、手振れ補正効果を得るためである（詳細は後述する）。
【００３７】
ステップＳ１９において、カメラ制御部１４は、補正レンズ２ａの可動範囲に関する制御値を、補正レンズ可動範囲決定部２４により算出する。可動範囲は、ステップＳ２で説明した基準範囲×（主要被写体係数）×（周波数比率係数）により決まる。
したがって、図７Ａに示すように、主要被写体が中央領域に存在し、周辺領域における高周波成分が中央領域における高周波成分よりも少ない場合には、基準範囲×（主要被写体係数＝１．２）×（周波数比率係数＝１．５）となり、補正レンズ２ａの可動範囲は基準範囲×１．８となる。
【００３８】
また、図７Ｂに示すように、主要被写体が周辺領域に存在し、周辺領域における高周波成分が中央領域における高周波成分よりも少ない場合には、基準範囲×（主要被写体係数＝１）×（周波数比率係数＝１．５）となり、補正レンズ２ａの可動範囲は基準範囲×１．５となる。
また、図７Ｃに示すように、主要被写体が存在せず、周辺領域における高周波成分が中央領域における高周波成分よりも少ない場合には、基準範囲×（主要被写体係数＝１）×（周波数比率係数＝１．５）となり、補正レンズ２ａの可動範囲は基準範囲×１．５となる。
【００３９】
また、図９Ａに示すように、主要被写体が中央領域に存在し、周辺領域における高周波成分が中央領域における高周波成分よりも多い場合には、基準範囲×（主要被写体係数＝１．２）×（周波数比率係数＝１）となり、補正レンズ２ａの可動範囲は基準範囲×１．２となる。
また、図９Ｂに示すように、主要被写体が周辺領域に存在し、周辺領域における高周波成分が中央領域における高周波成分よりも多い場合には、基準範囲×（主要被写体係数＝１）×（周波数比率係数＝１）となり、補正レンズ２ａの可動範囲は基準範囲×１となる。
【００４０】
また、図９Ｃに示すように、主要被写体が存在せず、周辺領域における高周波成分が中央領域における高周波成分よりも多い場合には、基準範囲×（主要被写体係数＝１）×（周波数比率係数＝１）となり、補正レンズ２ａの可動範囲は基準範囲×１となる。
なお、図７Ｂに示すように、主要被写体が周辺領域に存在し、周辺領域における高周波成分が中央領域における高周波成分よりも少ない場合には、主要被写体の位置を重視し、周波数比率係数＝１とすることにより、補正レンズ２ａの可動範囲を基準範囲×１としても良い。補正レンズ２ａの可動範囲を基準範囲×１とすることは、補正レンズ２ａの可動範囲を基準範囲から変更しないことと等価である。
【００４１】
カメラ制御部１４は、上述した方法で決定した補正レンズ２ａの可動範囲を所定の方法で制御値に換算する。
ステップＳ２０において、カメラ制御部１４は、ステップＳ１９で算出した制御値に応じて、撮影感度およびシャッタスピードを決定する。ステップＳ２で説明したように、解像度優先モードにおいて、補正レンズ２ａの可動範囲は狭く設定される。そのため、十分な手振れ補正効果が得られないことが懸念される。そこで、撮影感度およびシャッタスピードを調整することにより、手振れ補正効果を補完することができる。
【００４２】
ステップＳ２１において、カメラ制御部１４は、補正レンズ２ａの可動範囲に関する制御値を手振れ補正制御部１０に出力するとともに、手振れ補正制御部１０を制御し、補正レンズ２ａの移動を開始する。
手振れ補正制御部１０は、ブレ検出センサ９による検出結果と、カメラ制御部１４から入力される補正レンズ２ａの可動範囲に関する制御値とに基づいて、補正レンズ駆動部７を制御し、補正レンズ２ａを、カメラ制御部１４により指定された可動範囲内で駆動する。
【００４３】
ステップＳ２２において、カメラ制御部１４は、レリーズ釦が全押しされたか否かを判定する。カメラ制御部１４は、レリーズ釦が全押しされたと判定すると後述するステップＳ２５に進み、レリーズ釦が全押しされていないと判定するとステップＳ２３に進む。
ステップＳ２３において、カメラ制御部１４は、レリーズ釦の半押しが解除されたか否かを判定する。カメラ制御部１４は、レリーズ釦の半押しが解除されたと判定するとステップＳ６に戻り、レリーズ釦の半押しが解除されていないと判定するとステップＳ２４に進む。
【００４４】
ステップＳ２４において、カメラ制御部１４は、構図が変更されたか否かを判定する。カメラ制御部１４は、構図が変更されたと判定するとステップＳ６に戻り、構図が変更されていないと判定するとステップＳ２２に戻る。なお、構図が変更されたか否かの判定は、生成したスルー画像を画像解析することにより行っても良いし、電子カメラ１にジャイロなどの姿勢検出センサを備え、そのセンサの出力に基づいて行っても良い。また、光軸のブレを検出するブレ検出部の出力を使用しても良い。
【００４５】
ステップＳ２５において、カメラ制御部１４は、各部を制御して本撮像を行い、一連の処理を終了する。
なお、図４および図５の例における半押し判定（ステップＳ１３およびステップＳ２３）および全押し判定（ステップＳ２２）のタイミングは一例であり、他のタイミングであっても良い。また、半押し判定を行わずに、ステップＳ１３のタイミングにおいて全押し判定を行う構成としても良い。
【００４６】
以上説明したように、本実施形態によれば、撮像素子と、被写体像を撮像素子に結像させる撮影光学系と、撮影光学系における光軸のブレを検出するブレ検出部と、ブレ検出部による検出結果に基づいて、ブレを補正するために、撮影光学系に含まれる補正レンズを、撮影光学系の光軸に垂直な面内で移動させる移動部とを備え、撮像素子により生成した画像の空間周波数分布と、画像に含まれる主要被写体の画像における位置との少なくとも一方に応じて、移動部による補正レンズの可動範囲を決定する。したがって、手振れ補正による画質の劣化を抑えつつ、手振れ補正効果を得ることができる。
【００４７】
特に、公知技術では、補正レンズの可動範囲を制限するために、動き検出手段のカットオフ周波数、および、制御信号発生手段の積分定数、または、ゲイン調整値を変更している。しかし、これらの値を変更することによって、周辺部分の解像度劣化を抑制することは可能であるが、静止画像の撮影における手振れ補正効果については、本来の振れ補正量が不足し、生成された静止画像は、画像全体がブレた非常に見栄えの悪い画像となってしまう。一方、本実施形態では、手振れ補正による画質の劣化を抑えつつ、手振れ補正効果を得ることができる。
【００４８】
また、公知技術では、複数の評価ブロックから画面上の空間周波数分布傾向をある程度把握することが可能である。しかし、人物の顔の撮影の場合は、撮影距離などによって、低周波からなる肌の部分が画面上に多く占める可能性が高く、目などの詳細部があるにも拘わらず、それらのブロックから出力される評価値は、低く算出される場合がある。その結果、ユーザが重視する主要被写体部の解像度が犠牲になる可能性がある。
【００４９】
一方、本実施形態では、主要被写体を検出することにより、その部分の解像度を優先することができる。
また、本実施形態によれば、撮像素子により生成した画像を、中央領域と周辺領域とに分割し、双方の領域における空間周波数分布を比較した空間周波数分布に応じて、可動範囲を決定する。したがって、中央領域と周辺領域とに含まれる被写体の特性に応じて、解像度劣化を抑えつつ手振れ補正効果を得ることができる。
【００５０】
また、本実施形態によれば、周辺領域における高周波数成分が中央領域における高周波成分よりも少ない場合には、可動範囲を所定の範囲よりも広く決定する。したがって、周辺領域における高周波成分が少ない場合には、周辺領域には重要な被写体が存在しないと推定して可動範囲を広く決定することにより手振れ補正効果を得ることができる。
また、本実施形態によれば、撮像素子により生成した画像を、中央領域と周辺領域とに分割し、主要被写体の画像における位置と、中央領域および周辺領域との位置関係に応じて、可動範囲を決定する。したがって、重要な被写体である主要被写体の解像度劣化を抑えつつ手振れ補正効果を得ることができる。
【００５１】
また、本実施形態によれば、主要被写体を、顔認識技術とＡＦ情報と撮影モードの種類との少なくとも１つに応じて検出する。そして、この主要被写体の画像における位置に応じて可動範囲を決定することにより、ユーザが違和感を感じない部分および程度に画質の劣化を抑えることができる。また、ユーザが重要視する部分について、解像度劣化を抑えつつ手振れ補正効果を得ることができる。
【００５２】
また、本実施形態によれば、撮影光学系のズーム倍率と、撮影距離と、撮影モードの種類との少なくとも１つに応じて中央領域と周辺領域とを決定し、画像を分割する。したがって、撮影の状況に応じた領域に画像を分割することにより、適切な可動範囲を決定することができる。
また、本実施形態によれば、補正レンズの光軸と撮影光学系の光軸とが略一致した状態において撮像素子により生成された画像に基づいて、可動範囲を決定する。したがって、解像度劣化が発生していない画像を得ることにより、適切な可動範囲を決定することができる。
【００５３】
特に、公知技術では、動画像の撮影では、常に、被写体の周波数を測定する必要があり、手振れ補正効果を得ながら評価用の画像データを取得することはできない。一方、本実施形態では、撮影開始前の補正レンズのセンタリング状態において評価用の画像データに対応する画像を取得することができる。
また、本実施形態によれば、決定部により決定した可動範囲に基づいて、撮像素子による撮像時の感度とシャッタスピードとの少なくとも一方を制御する。したがって、十分な手振れ補正効果が得られないことが懸念される場合でも、手振れ補正効果を補完することができる。
【００５４】
なお、本実施形態において、主要被写体は１つである場合を例に挙げて説明したが、複数である場合にも本発明を同様に適用することができる。複数の主要被写体を検出した場合には、それらの主要被写体が中央領域近傍に固まっているのか、周辺領域を含めて分散しているのかを判定すれば良い。
また、本実施形態では、手振れ補正モードとして、通常モードと解像度優先モードとを備える例を示したが、手振れ補正時に、常に解像度優先モードで説明した処理を行う構成としても良い。
【００５５】
また、本実施形態では、補正レンズ２ａをシフトさせることによって光学式手振れ補正を行う例を示したが、補正レンズ２ａの代わりにＣＣＤ３を撮影光学系２の光軸に垂直な面内でティルトまたはシフトさせることによって光学式手振れ補正を行う構成においても、本発明を同様に適用することができる。例えば、図１０に示す電子カメラ１Ａにも本発明を同様に適用することができる。電子カメラ１Ａは、図１０に示すように、電子カメラ１の撮影光学系２に代えて、補正レンズを含まない撮影光学系２Ａを備え、電子カメラ１のＣＣＤ３に代えて、撮影光学系２Ａの光軸に垂直な面内でティルトまたはシフトさせることが可能なＣＣＤ３Ａを備える。また、電子カメラ１Ａは、電子カメラ１の補正レンズ駆動部７に代えて、ＣＣＤ３Ａを駆動する撮像素子駆動部７Ａを備え、電子カメラ１の補正レンズ位置検出回路８に代えて、ＣＣＤ３Ａの位置を検出する撮像素子位置検出回路８Ａを備える。そして、上述した実施形態と同様の手順で、ＣＣＤ３Ａの可動範囲を決定して各制御を行えば良い。さらに、補正レンズと撮像素子との双方をシフトさせる構成でも良い。
【００５６】
また、本実施形態では、本発明の一例として、電子カメラ１を用いて説明を行ったが、レンズ鏡筒部分を交換可能な電子カメラに本発明を適用しても良い。また、画像取得機能を備えていれば、手振れ補正機能を備えた銀塩カメラにも本発明を同様に適用できる。
また、携帯電話機などに搭載されたカメラにも本発明を同様に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本実施形態の電子カメラ１の構成を示すブロック図である。
【図２】カメラ制御部１４の構成を示す機能ブロック図である。
【図３】解像度優先モードにおける手振れ補正時のカメラ制御部１４の動作を示すフローチャートである。
【図４】解像度優先モードにおける手振れ補正時のカメラ制御部１４の動作を示すフローチャート（続き）である。
【図５】補正レンズ２ａの可動範囲を説明する図である。
【図６】中央領域および周辺領域について説明する図である。
【図７】主要被写体の画像における位置および空間周波数分布について説明する図である。
【図８】周波数の変化とスペクトル強度の頻度との関係の一例を示す図である。
【図９】主要被写体の画像における位置および空間周波数分布について説明する別の図である。
【図１０】本実施形態の別の電子カメラ１Ａの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５８】
１・１Ａ…電子カメラ，２・２Ａ…撮影光学系，２ａ…補正レンズ，３・３Ａ…ＣＣＤ，７…補正レンズ駆動部，８…補正レンズ位置検出回路，９…ブレ検出センサ，１０…手振れ補正制御部，１１…操作部，１２…表示部，１３…記録部，１４…カメラ制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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