(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光センサと、
撮影光学系によって前記受光センサの像面上に結像される光学像の像振れから、撮像装置に加わる振れの振れ量を検出する振れ検出手段と、
前記振れ検出手段によって検出された振れ量に基づいて、前記撮影光学系の一部を成す補正部材を光軸に直交する方向に移動させる補正手段と、
像面に対応する撮影画面内の複数のエリアにて被写体距離を検出する被写体距離検出手段と、
前記各エリアから得られた被写体距離が、第１の閾値以下か前記第１の閾値より大きい第２の閾値以上かを判定する判定手段と、
前記振れ検出手段によって前記第２の閾値以上の被写体距離が得られたエリアから検出された振れ量を第１の振れ成分とし、前記振れ検出手段によって前記第１の閾値以下の被写体距離が得られたエリアから検出された振れ量から前記第１の振れ成分を引いた振れ量を第２の振れ成分として、振れ量を分離する分離手段と、
前記第１の振れ成分を前記補正手段によって補正し、前記第２の振れ成分を前記受光センサの受光面と前記撮影光学系とを一体に移動させることで補正するように制御する補正制御手段とを有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記第１の振れ成分は前記撮像装置の回転による振れの成分であり、前記第２の振れ成分は前記撮像装置の並進による振れの成分であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記第１の閾値と前記第２の閾値は、前記撮影光学系の焦点距離によって可変であることを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記各エリアから得られた被写体距離がすべて前記第１の閾値以下でない場合は、前記分離手段による前記振れ成分の分離を行わずに前記第１の振れ成分を前記補正手段によって補正し、
前記各エリアから得られた被写体距離がすべて前記第１の閾値以下である場合は、前記分離手段による前記振れ成分の分離を行わずに前記第２の振れ成分を前記受光センサの受光面と前記撮影光学系とを一体に移動させることで補正することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記第１の振れ成分と前記第２の振れ成分のうちどちらの振れ成分に対して補正を行うかを選択する成分選択手段を更に有することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
振れを補正する手段として、前記補正手段によって補正するかと前記受光センサの受光面と撮影光学系とを一体に移動させることで補正するかを選択する手段選択手段を有することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記受光センサは、ラインセンサであることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記受光センサは、二次元エリアセンサであることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記第１の閾値以下の被写体距離が得られたエリアおよび被写体距離と、前記第２の閾値以上の被写体距離が得られたエリアおよび被写体距離とを、それぞれ記憶する記憶手段を更に有し、
前記分離手段は、前記第１の閾値以下の被写体距離が得られたエリアと前記第２の閾値以上の被写体距離が得られたエリアからそれぞれ１つのエリアを選択することを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記分離手段は、前記第１の閾値以下の被写体距離が得られたエリアのうち最も近側の被写体距離が得られたエリアと前記第２の閾値以上の被写体距離が得られたエリアのうち最も遠側の被写体距離が得られたエリアをそれぞれ選択することを特徴とする請求項９に記載の撮像装置。
【請求項１１】
撮影光学系によって受光センサの像面上に光学像を結像させる第１のステップと、
前記受光センサの像面に対応する撮影画面内の複数のエリアにて被写体距離を検出する第２のステップと、
前記第２のステップによって前記各エリアから得られた被写体距離が、第１の閾値以下か前記第１の閾値より大きい第２の閾値以上かを判定する第３のステップと、
前記受光センサの像面上に結像される光学像の像振れから、撮像装置に加わる振れの振れ量を検出する第４のステップと、
前記第４のステップによって前記第２の閾値以上の被写体距離が得られたエリアから検出された振れ量を第１の振れ成分とし、前記第４のステップによって前記第１の閾値以下の被写体距離が得られたエリアから検出された振れ量から前記第１の振れ成分を引いた振れ量を第２の振れ成分として、振れ量を分離する第５のステップと、
前記第１の振れ成分を補正手段によって前記撮影光学系の一部を成す補正部材を光軸に直交する方向に移動させることで補正し、前記第２の振れ成分を前記受光センサの受光面と前記撮影光学系とを一体に移動させることで補正するように制御する第６のステップとを有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、距離に相当する信号と振れデータを算出する機能を具備した、例えばカメラに好適な撮像装置及び撮像装置の制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、特開昭５８−４１０９号や特公平５−１０６０３号などに示されているような自動焦点検出装置を利用して、振れ検出を行うカメラが提案されている。これらのカメラは、自動焦点検出装置が有する撮像素子（以下、ＡＦセンサと記す）を用いて振れ検出を行うもので、ある時刻における像データと、所定時間経過後の像データに対して相関演算を用いることでカメラの振れ量を求めるものである。
【０００３】
一方、近年撮影画面内の複数エリアにて被写体距離を測定できる多点測距可能なカメラが提案されている。このような多点測距可能なカメラに上述の振れ検出機能を搭載したカメラも、特開平４−３４９４３９などで提案されている。これら多点測距可能でしかもＡＦセンサを用いて振れ検出を行うカメラでは、主被写体を測距している各エリア（測距ポイント）に対応するＡＦセンサの像データを基に振れ検出を行っている。したがって、この振れデータを用いて振れ補正を行うことにより、主被写体に対しては正確な振れ補正が可能となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のＡＦセンサを利用した振れ検出においては、カメラの振れはＡＦセンサ面上での像振れ量として検出が行われるため、検出されるカメラの振れ成分が、図９で示されるカメラの並進方向Ｘ，Ｙのシフト振れによるものか、ピッチ，ヨー方向Ｐ，Ｙの回転振れによるものかの区別がつかない。したがって、検出された振れ量に基づいて振れ補正を行う場合には必ずシフト振れ成分と回転振れ成分を合わせた振れ量を補正することになる。回転振れ成分はセンサ面上の像振れに与える影響が被写体の距離によらず一定であるのに対して、シフト振れ成分の影響はセンサ面上での影響が被写体距離により変化することから、撮影画面内に異なる距離の被写体が存在する場合には、シフト振れ成分と回転振れ成分を分離せずに検出を行い、その振れ量に基づいて振れ補正を行うと、すべての被写体に対して正確な補正ができないという問題点があった。
【０００５】
（発明の目的）
上記課題を解決するために、本発明は、撮影画面内に異なる距離の被写体が存在する場合には、シフト振れ成分と回転振れ成分を分離せずに振れ検出を行っても、すべての被写体に対して正確な振れ補正を行う撮像装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の撮像装置は、受光センサと、撮影光学系によって前記受光センサの像面上に結像される光学像の像振れから、撮像装置に加わる振れの振れ量を検出する振れ検出手段と、前記振れ検出手段によって検出された振れ量に基づいて、前記撮影光学系の一部を成す補正部材を光軸に直交する方向に移動させる補正手段と、像面に対応する撮影画面内の複数のエリアにて被写体距離を検出する被写体距離検出手段と、前記各エリアから得られた被写体距離が、第１の閾値以下か前記第１の閾値より大きい第２の閾値以上かを判定する判定手段と、前記振れ検出手段によって前記第２の閾値以上の被写体距離が得られたエリアから検出された振れ量を第１の振れ成分とし、前記振れ検出手段によって前記第１の閾値以下の被写体距離が得られたエリアから検出された振れ量から前記第１の振れ成分を引いた振れ量を第２の振れ成分として、振れ量を分離する分離手段と、前記第１の振れ成分を前記補正手段によって補正し、前記第２の振れ成分を前記受光センサの受光面と前記撮影光学系とを一体に移動させることで補正するように制御する補正制御手段とを有することを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
図１は本発明の実施の一形態に係るカメラの主要部分の回路構成を示すブロック図である。
【００１８】
同図において、１０１はレンズ駆動や露光などカメラ全体のシーケンスコントロールを実行するマイコン（以下、ＣＰＵと記す）であり、露出演算や測距演算、さらには振れ検出に係わる演算など撮影に関する演算も行う。１０２は多点ＡＦセンサ（具体的にはラインセンサ）であり、撮影画面内の複数のエリアにて被写体距離（絶対距離）を測定するために水平，垂直方向に十字に配置されている。１０３は前記ＡＦセンサ１０２による検出結果（測距データ）に基づいて被写体距離に応じた信号をＣＰＵ１０１に出力するセンサ制御部であり、この実施の形態では前記ＡＦセンサ１０２からの出力を用いて振れ検出を行うため、該センサ制御部１０３は振れ検出のためのデータも出力する。１０４は撮影時の外光輝度を測定する測光センサであり、ＣＰＵ１０１からの制御信号に応じて測光を行う。
【００１９】
１０５はシフト振れ成分と回転振れ成分を独立に補正する補正手段をそれぞれ有する振れ補正装置であり、詳細を図２を用いて説明すると、回転振れ成分に対する補正手段は、検出された振れ量に基づいて、像振れを打ち消すように撮影レンズ系の一部に設けた補正用レンズＡを光軸に対して直交する方向に駆動することで補正を行う。別言すれば、フィルム面に相当する受光面に入射する撮影光束の入射角度を変更することによって回転振れを補正する手段である。一方、シフト振れ成分に対する補正手段は、カメラグリップ部に設けられた可動部Ｂを検出された振れ量に基づいてカメラの水平及び垂直方向に駆動してカメラを並進方向に駆動することにより補正を行う。別言すれば、受光面と撮影レンズを一体に並進方向に動かすことによってシフト振れを補正する手段である。
【００２０】
１０６は撮影レンズ１０７の駆動などレンズ動作一般の制御を行うレンズ制御部、１０８は前記測距データや像振れ補正用のデータなど必要なデータを記憶する記憶回路である。
【００２１】
図３は、撮影画面内において、前記ＡＦセンサ１０２にて被写体距離を測定する各エリアを示す図である。
【００２２】
本実施の形態では、５つのエリアを有し、それぞれのエリアにて測距データが求まる。更に、これらのエリアからの出力を用いて振れ検出を行うものである。
【００２３】
なお、水平方向の振れは、エリア１，２，３の、垂直方向の振れはエリア４，５の、それぞれ出力で検出が行われる。この実施の形態では、測距データを得る為の（被写体距離を測定する為の）エリアを５つとしているが、複数エリアにて測距データを得ることが可能であるならば、５点に限る必要はない。
【００２４】
次に、上記構成におけるカメラの振れ検出動作について説明を行う。
【００２５】
本実施の形態での振れ検出は、いわゆる位相差検出方式の測距系をカメラの振れ検出にアレンジしたものであり、図４に、位相差検出方式による測距の基本原理を示す。
【００２６】
受光レンズを通過した入射光は、セパレータレンズ２０３，２０４を通過して、空間的に異なる位置に配置されたラインセンサ２０１, ２０２（上記ＡＦセンサ１０２に相当する）でそれぞれ結像する。このラインセンサ２０１, ２０２に結像した二つの像信号Ｓａ，Ｓｂの位相をずらして、その差を比較するなど、いうなれば相関演算を行うことで２像の像ずれ量を検出し、測距データを算出する。更にこの実施の形態では、上記ラインセンサ（ＡＦセンサ１０２）を、測距動作の合間合間に振れ検出に使用する。即ち、図５を用いて説明すると、ラインセンサ片側３０１により時間的に異なるタイミングで被写体を撮像し、得られた２つの像データＴａ，Ｔｂを基に相関演算を行うことで時間的な像ずれ量、即ちカメラ振れによる振れ量の検出を行う。この基本原理に関しては各種の提案がなされており、本実施の形態においても同様の原理により像振れ量を検出するものであるため、その詳細は省略する。
【００２７】
次に、図６のフローチャートにしたがって、本実施の形態において主要部分である振れ成分分離処理動作、つまりカメラの振れ検出及び振れ補正に係わる動作について説明する。
【００２８】
ステップＳ１よりカメラの振れ検出動作をスタートし、まずステップＳ２にて、多点ＡＦセンサ１０２にて得られている各エリア１〜５に対応する測距データを記憶回路１０８から読み込む。そして、次のステップＳ３において、上記ステップＳ２で読み込んだ各エリアの測距データに基づき、撮影画面内に近距離の被写体と遠距離の被写体が混在するか否かの判定を行う。
【００２９】
この判定は、前記記録回路１０８に近距離の閾値データＮと遠距離の閾値データＦを予め記憶しておき、閾値データＮ，Ｆと各測距データを比較することで実行される。具体的には、水平方向（エリア１，２，３）、垂直方向（エリア４，５）それぞれの測距データに対して比較を行い、測距データがＮ以下の場合には近距離の被写体であると判定し、近距離被写体としてエリアの情報を記憶回路１０８に記憶する。Ｆ以上の場合には遠距離の被写体であると判定し、遠距離被写体としてエリアの情報を記憶回路１０８に記憶する。このようにしてすべての測距データに対して比較を行った後、近距離情報が得られたエリアと遠距離情報が得られたエリアの被写体が水平及び垂直方向に少なくとも１組ずつ存在するか否の判定を行う。ここで、閾値は固定値である必要はなく、レンズの焦点距離情報等に基づいて可変にしても良い。
【００３０】
上記ステップＳ３にて近距離と遠距離の被写体が混在しないと判定した場合にはステップＳ８へ進み、ここでは振れ成分の分離を行わずに振れ検出を行う。この振れ検出動作は図５にて述べた通りである。次にステップＳ９へ進み、上記ステップＳ８にて検出された振れ量および焦点距離情報に基づいて振れ補正装置１０５の駆動量を求め、該振れ補正装置を駆動して振れ補正を行う。ここでの振れ補正には、回転振れ補正手段又はシフト振れ補正手段の何れか一方のみを使用することになる。その後はステップＳ１０へ進み、一連の振れ検出及び補正動作を終了する。
【００３１】
上記ステップＳ３にて近距離と遠距離の被写体が混在すると判定したならばステップＳ４へ進み、ここでは上記ステップＳ３で記憶回路１０８に記憶した情報により、近距離および遠距離被写体に対応するエリアを水平および垂直方向にそれぞれ一組ずつ選択する。近距離および遠距離の被写体に対応するエリアが複数ある場合には、最も近側のエリアと最も遠側のエリアを選択する。そして、次のステップＳ５において、上記ステップＳ４にて選択された各エリアに対応する像データを用いて各エリア毎に振れ検出を行う。続くステップＳ６においては、上記ステップＳ５にて得られた遠距離および近距離の被写体に対する振れ量を用いて分離処理を行い、水平，垂直方向のシフト振れ成分と回転振れ成分の分離を行う。
【００３２】
上記振れ成分分離処理は、シフト振れ成分と回転振れ成分がセンサ面上に与える影響が異なることを利用する。具体的には、回転振れ成分の影響は被写体距離によらず一定の影響を与えるのに対して、シフト振れ成分の影響は、近距離の被写体では大きく、距離の離れた遠距離の被写体では影響がない点に着目する。つまり、近距離被写体の像振れ量は回転振れ成分とシフト振れ成分が含まれ、遠距離被写体の像振れ量は回転振れ成分のみ含まれるとみなせることから、近距離および遠距離被写体の像振れ量の差分をとることによりシフト振れ成分と回転振れ成分の分離を実現する。
【００３３】
このステップＳ６にて実行される振れ成分分離処理のサブルーチンについて、図７のフローチャートを用いて説明する。
【００３４】
ステップＳ３１にて振れ成分分離処理をスタートし、ステップＳ３２において、近距離および遠距離被写体の振れ量（振れデータ）を記憶回路１０８から読み込む。次のステップＳ３３においては、近距離被写体と遠距離被写体の振れ量に対して差分処理を行い、シフト振れ成分と回転振れ成分の分離を行う。図８はその処理回路を示す図である。そして、ステップＳ３４にて振れ分離処理を終了し、メインルーチンのステップＳ７へ進む。
【００３５】
図６に戻り、ステップＳ７においては、上記ステップＳ６にて得られた各成分の振れ量に基づき振れ補正装置１０５の駆動量を求め、シフト振れ成分，回転振れ成分補正用の各補正手段（図２参照）の駆動し、振れ補正を行う。そして、ステップＳ１０にて一連の振れ検出および補正動作が終了する。
【００３６】
以上が、本発明の実施の一形態に係る振れ検出および振れ補正に係わる動作である。
【００３７】
上記の実施の形態によれば、近距離被写体にて得られる像データから検出される像振れ量は、回転振れ成分とシフト振れ成分を含むのに対して、遠距離被写体にて得られる像データから検出される像振れ量は回転振れ成分のみであることに着目し、近距離被写体と遠距離被写体の像振れ量の差分をとることにより振れ成分の分離を行うようにしている。
【００３８】
具体的には、例えば５つのエリアの測距データから近距離の被写体と遠距離の被写体が撮影画面内に混在するか否かを判定し、混在すると判定した場合には、近距離と遠距離の被写体に対応するエリアを選択し、その選択したエリアでの像データによって振れデータを求め、この振れデータを用いてシフト振れと回転振れ成分を分離するようにしているので、ＡＦセンサを用いて振れ検出を行う際に、並進方向のシフト振れと回転方向の回転振れ成分を分離して検出することが可能となる。
【００３９】
また、図２に示す様に、シフト振れ成分と回転振れ成分を独立に補正する補正手段を有しているので、シフト振れ成分と回転振れ成分を分離して検出でき、検出された各振れ成分に基づいて正確な補正が行えるようになる。
【００４０】
（変形例）
上記の実施の形態では、測距データを得る為のＡＦセンサを用いて、振れデータを得るようにしているが、必ずしもこれに限定されるものではなく、専用の受光センサを有しても良い。
【００４１】
また、上記の実施の形態では、多点ＡＦセンサとして、十字型に配置されたラインセンサを例にしているが、ＣＣＤ等の二次元エリアセンサであっても良い。
【００４２】
また、水平および垂直方向の両方に近距離と遠距離の被写体が混在しない場合には、振れ分離処理は行わない例を示したが、どちらか一方向に対してのみ混在するような場合に、その方向に対してのみ振れ成分の分離処理を行うようにしても良い。
【００４３】
また、近距離および遠距離のエリアが複数存在する場合には、最も近側と最も遠側のエリアを選択する例を示したが、像データのコントラスト等の情報をも加味して、エリアの選択を行うようにしても良い。
【００４４】
更に、各振れ成分に対して独立に補正手段を設け、各振れ成分両方に対して正確に補正を行う例を示したが、スイッチ等の振れ成分を選択する振れ成分選択手段（補正手段を選択する為の手段でも良い）を設け、補正を行う振れ成分を選択できる構成にしても良い。これにより、カメラの構図変更操作、例えばパンニング操作時には、その方向の振れ成分の検出を選択しないようにすることにより、スムーズにパンニング操作を行うことができるようになる（パンニング操作を振れとして検出して、それを補正するように補正手段が作用することがなくなる為）。
【００４５】
また、本発明は、これら実施の形態の構成に限定されるものではなく、請求項で示した機能、又は、実施の形態がもつ機能が達成できる構成であればどのようなものであっても良いことは言うまでもない。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、撮影画面内に異なる距離の被写体が存在する場合には、シフト振れ成分と回転振れ成分を分離せずに振れ検出を行っても、すべての被写体に対して正確な振れ補正を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係わるカメラの主要部分の回路構成を示すブロック図である。
【図２】図１のカメラに具備された各補正手段を示す図である。
【図３】図１のカメラにおいて撮影画面内の測距データや振れデータを得る為のエリアを示す図である。
【図４】図１のカメラの測距における基本原理を示す図である。
【図５】図１のカメラにおいてＡＦセンサを利用して振れ検出を行う場合の基本原理を示す図である。
【図６】図１のカメラの振れ検出に係わる部分の動作を示すフローチャートである。
【図７】図１のカメラの振れ分離処理に係わる部分の動作を示すフローチャートである。
【図８】図１のカメラに具備された振れ分離処理を行う回路の構成を示す図である。
【図９】図１のカメラの振れ成分を示す図である。
【符号の説明】
１〜５      エリア
１０１      マイコン（ＣＰＵ）
１０２      ＡＦセンサ
１０３      センサ制御部
１０５      振れ補正装置
１０８      記憶回路
【図１】
0004560159.tif 000002
【図２】
0004560159.tif 000003
【図３】
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【図４】
0004560159.tif 000005
【図５】
0004560159.tif 000006
【図６】
0004560159.tif 000007
【図７】
0004560159.tif 000008
【図８】
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【図９】
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