(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォーカスレンズを有する撮影光学系により被写体の像を撮像素子の受光面上に結像させ、電気信号に変換して取り込み、該取り込んだ電気信号に基づいて決定した合焦位置に前記フォーカスレンズを自動的に調整するとともに、振れによる受光面上での像振れを補正して撮影を行うようにした振れ補正機能付き撮像装置であって、
前記撮影光学系の光軸および互いに直交する２方向の振れを検知し、該検知した２方向の振れの大きさに応じた検知信号をそれぞれ出力する振れ検知手段と、
前記２方向に前記受光面上の結像位置を独立に変位させる振れ補正手段と、
前記振れ検知手段が出力する検知信号を取り込み、該取り込んだ検知信号に基づいて、前記受光面上の結像位置を前記２方向に変位させて振れによる像振れを補正するように前記振れ補正手段を駆動制御する駆動制御手段とを備え、
前記駆動制御手段は、前記振れ補正手段が前記受光面上の結像位置を前記２方向にそれぞれ変位させて振れ補正する周期の比を、前記合焦位置を決定する際に一時的に、撮影時の周期の比と異ならせる
ことを特徴とする振れ補正機能付き撮像装置。
【請求項２】
請求項１記載の振れ補正機能付き撮像装置において、
前記合焦位置の決定を、前記取り込んだ電気信号を前記２方向の一方向で隣接する画素単位で比較する画素比較方式で行っている場合、当該一方向に前記受光面上の結像位置を変位させて振れ補正する周期よりも他の方向の周期が長くなるように前記周期の比を変更する
ことを特徴とする振れ補正機能付き撮像装置。
【請求項３】
請求項１記載の振れ補正機能付き撮像装置において、
前記合焦位置の決定を、前記取り込んだ電気信号を前記２方向の隣接する画素単位で比較する画素比較方式で行っている場合、前記合焦位置の決定に際して重きをおいた方向に前記受光面上の結像位置を変位させて振れ補正する周期よりも他の方向の周期が長くなるように、前記周期の比を変更する
ことを特徴とする振れ補正機能付き撮像装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかに記載の振れ補正機能付き撮像装置において、
前記変更した周期を、前記合焦位置の決定を行うための前記電気信号を取り込むまで保持し、その後変更前の前記周期の比に戻す
ことを特徴とする振れ補正機能付き撮像装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかに記載の振れ補正機能付き撮像装置において、
前記振れ補正手段および前記駆動制御手段を作動する状態にして振れ補正機能を働かせるオン状態、又は、前記振れ補正手段および前記駆動制御手段の作動を停止する状態にして振れ補正機能を働かせないオフ状態の一方を選択する選択手段を更に備え、
前記駆動制御手段は、前記選択手段が前記オフ状態を選択しているときであっても、前記合焦位置を決定する際には、前記振れ補正手段および前記駆動制御手段を作動する状態にし、撮影時と異なる前記周期の比で前記振れ補正手段を駆動制御する
ことを特徴とする振れ補正機能付き撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は振れ補正機能付き撮像装置に係り、より詳細には、撮影光学系によって被写体の像を撮像素子の受光面上に結像させ、電気信号に変換して取り込み、該取り込んだ電気信号に基づいて決定した合焦位置に前記フォーカスレンズを自動的に調整するとともに、例えば撮影の際の手振れによって生じるカメラ振れによる受光面上での画像振れを補正するようにした振れ補正機能付き撮像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の撮像装置はビデオカメラやデジタルスチルカメラとして公知であり、例えばデジタルスチルカメラの場合は、ＣＣＤ（電荷結合デバイス）からなる撮像素子の露光時の感度の限界により、銀塩写真のような短いシャッタ時間を実現しにくく、カメラ振れにより撮像された像に「像の流れ」のようなボケが生じやすい。
【０００３】
振れ補正は露光時のカメラの振れによる画像のボケを防ぐことにあり、通常、カメラの光軸に直交する固定された２つの軸回りの角速度を検知し、この２つの軸周りのカメラの「振れによる傾き角」を求め、この傾き角に対応する像振れを補正するように、撮影光学系に含まれる補正レンズを変位させたり、光軸の向きを調整したり、撮像素子を移動させたりすることが行われ、補正レンズ等の被駆動系の要素は、２つの軸方向に移動するような機構となっている。
【０００４】
一般には、像振れを補正するための機構では、受光面上での結像位置がカメラの光軸に直交する異なる２方向に移動して生じる像振れをそれぞれ独立に補正する補正部材を備え、マイクロコンピュータ（以下、マイコンという）の中央演算装置（ＣＰＵ）が角速度センサなどの振れ検知センサの出力によって２方向の振れ量をそれぞれ検出し、この検出した振れ量に基づいて像振れを解消するように補正部材により受光面上の結像位置を２方向に変位させるようにしている。
【０００５】
より詳細には、振れ検知センサの検知出力によって２方向の振れ量を検出するために、マイコンは、センサ出力であるアナログ電気信号を所定のサンプリング周期にてデジタル変換して取り込み、この取り込んだデジタル値によって振れ量を検出する。次に、この検出した各方向の振れ量に対応する変位量を算出し、この変位量に相当する量だけ受光面上の結像位置を変位させるように補正部材を構成するアクチュエータを駆動させる駆動信号をアクチュエータに対して出力することによって、カメラ振れによって各方向に生じるであろう像振れを解消するようにしている。
【０００６】
アクチュエータによって実際に作動されて像振れを補正する部材としては、像の結像位置を決める撮影光学系であるレンズ光学系中の補正レンズであったり、電子カメラにおいては、像が結像されるＣＣＤ撮像素子などであり、像の結像位置を変えうるものであれば何でもよい。そして、上述したセンサ出力の取り込みから補正部材の駆動までの補正動作は、いずれの方向の振れに対しても同じように行われている。
【０００７】
この種のカメラには一般に、振れ補正のＯＮ／ＯＦＦモードが備わっており、カメラ使用者はこれを任意に切り換え選択することにより振れ補正機能の作動、停止を行うことができる。振れ補正モードが作動状態にある場合、常に各角速度センサにおいてはカメラの振れが検知され、この検知した振れをもとに振れ補正のための変位量を演算し、補正手段を駆動させるという処理をマイコンで行っている。
【０００８】
また、この種の撮像装置においては、撮影の際に、実際の撮影に先立ち、撮影光学系により撮像素子の受光面上に結像させ電気信号に変換して取り込んだ被写体の像に基づいて合焦位置を決定し、この決定した合焦位置に焦点を自動的に調整するオートフォーカスを付加機能として持ったものがある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、補正部材の補正動作は、振れを検知するセンサの出力変化にできるだけ忠実に、追従性よく行われなければならない。このためには、マイコンがセンサ出力を取り込むサンプリング周期をできるだけ短くするとともに、マイコンが補正部材を構成するアクチュエータに対して出力し振れ補正のための変位量を決める駆動信号をできるだけ小さな階調で変化される必要があり、より精度の高い振れ補正を実現するには、マイコンには高速処理能力が求められる。
【００１０】
特に、オートフォーカス機能を持った撮像装置にあっては、これに搭載されたマイコンは一般に、上述した像振れ補正のための処理の他に、オートフォーカスのための処理も行わなければならない。このため、マイコンの負担は益々重くなり、少しでも素早い撮影を行うためには、マイコンとしてより高速処理可能なものが求められることになり、これがコストアップの大きな要因となっていた。
【００１１】
ところで、撮像素子の受光面上に結像させた被写体の像に基づいて合焦位置を決定するに当たって、被写体像の画素単位でのコントラストが最大になっているときに合焦していると判定するものにあっては、像振れによってボケが生じるとコントラストが低下して合焦位置を正確に求めることが難しくなる。そこで、オートフォーカス中においても振れ補正を行っている必要があるが、最大のコントラストの位置を決定するために、画素単位のコントラストを見る方向は必ずしも全方向で等しくなく、振れ補正の方向性と合焦位置を決定するために使用する方向とが一致していない。このため、この一致しない方向の振れ補正は、合焦位置を決定する際には、或る意味で無駄な補正といえる。
【００１２】
よって、本発明は、上述した点に鑑み、オートフォーカスのための合焦位置の検出の際に、振れの方向に対応する振れ補正の周期の比を、それ以前のものと変えることによって、コストアップすることなく、オートフォーカスを適切に行えるようにした振れ補正機能付き撮像装置を提供することを課題としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためなされた本願請求項１記載の発明は、フォーカスレンズを有する撮影光学系により被写体の像を撮像素子の受光面上に結像させ、電気信号に変換して取り込み、該取り込んだ電気信号に基づいて決定した合焦位置に前記フォーカスレンズを自動的に調整するとともに、振れによる受光面上での像振れを補正して撮影を行うようにした振れ補正機能付き撮像装置であって、前記撮影光学系の光軸および互いに直交する２方向の振れを検知し、該検知した２方向の振れの大きさに応じた検知信号をそれぞれ出力する振れ検知手段と、前記２方向に前記受光面上の結像位置を独立に変位させる振れ補正手段と、前記振れ検知手段が出力する検知信号を取り込み、該取り込んだ検知信号に基づいて、前記受光面上の結像位置を前記２方向に変位させて振れによる像振れを補正するように前記振れ補正手段を駆動制御する駆動制御手段とを備え、前記駆動制御手段は、前記振れ補正手段が前記受光面上の結像位置を前記２方向にそれぞれ変位させて振れ補正する周期の比を、前記合焦位置を決定する際に一時的に撮影時の周期の比と異ならせることを特徴とする振れ補正機能付き撮像装置に存する。
【００１４】
上述した請求項１記載の構成によれば、振れ検知手段が、フォーカスレンズを有する撮影光学系の光軸および互いに直交する２方向の振れを検知し、この検知した２方向の振れの大きさに応じた検知信号をそれぞれ出力する。駆動制御手段が、振れ検知手段が出力する検知信号を取り込み、この取り込んだ検知信号に基づいて振れ補正手段を駆動制御し、撮像素子の受光面上の結像位置を２方向に変位させて振れによる像振れを補正する。駆動制御手段は、撮影光学系により撮像素子の受光面上に結像された被写体の像を変換して取り込んだ電気信号に基づいて、実際の撮影に先立ちフォーカスレンズを自動的に調整するための合焦位置を決定する際に一時的に、振れ補正手段が結像位置を２方向にそれぞれ変位させて振れ補正する周期の比を、撮影時の周期の比と異ならせる。
【００１５】
このように、オートフォーカスのための合焦位置を決定する際に一時的に、振れ補正する周期の比を撮影時の周期比と異ならせることによって、合焦位置を決定する撮影前の動作では必ずしも必要であるとはいえない方向の振れ補正の周期を長くすることができ、振れ補正合焦位置を決定する際の振れ補正と撮影時の振れ補正に求められる方向性に対応した周期比で振れ補正を行うことができるので、無駄が省かれ、負担を増大することなく、両者の振れ補正を適切に行うことができる。
【００１６】
本願請求項２記載の発明は、請求項１記載の振れ補正機能付き撮像装置において、前記合焦位置の決定を、前記取り込んだ電気信号を前記２方向の一方向で隣接する画素単位で比較する画素比較方式で行っている場合、当該一方向に前記受光面上の結像位置を変位させて振れ補正する周期よりも他の方向の周期が長くなるように前記周期の比を変更することを特徴とする振れ補正機能付き撮像装置に存する。
【００１７】
請求項２記載の構成によれば、合焦位置の決定を、取り込んだ電気信号を２方向の一方向で隣接する画素単位で比較する画素比較方式で行っている場合、この一方向に受光面上の結像位置を変位させて振れ補正する周期よりも他の方向の周期が長くなるように周期の比を変更するので、周期を長くした分負担を軽減しつつ、合焦位置の決定を適切に行うことができる。
【００１８】
本願請求項３記載の発明は、請求項１記載の振れ補正機能付き撮像装置において、前記合焦位置の決定を、前記取り込んだ電気信号を前記２方向の隣接する画素単位で比較する画素比較方式で行っている場合、前記合焦位置の決定に際して重きをおいた方向に前記受光面上の結像位置を変位させて振れ補正する周期よりも他の方向の周期が長くなるように、前記周期の比を変更することを特徴とする振れ補正機能付き撮像装置に存する。
【００１９】
請求項３記載の構成によれば、合焦位置の決定を、取り込んだ電気信号を２方向の隣接する画素単位で比較する画素比較方式で行っている場合、合焦位置の決定に際して重きをおいた方向に受光面上の結像位置を変位させて振れ補正する周期よりも他の方向の周期が長くなるように周期の比を変更するので、周期を長くした分負担を軽減しつつ、合焦位置の決定に際しての振れ補正の方向性を満たして合焦位置の決定を適切に行うことができる。
【００２０】
本願請求項４記載の発明は、請求項１乃至３の何れかに記載の振れ補正機能付き撮像装置において、前記変更した周期を、前記合焦位置の決定を行うための前記画像信号を取り込むまで保持し、その後変更前の前記周期の比に戻すことを特徴とする振れ補正機能付き撮像装置に存する。
【００２１】
請求項４記載の構成によれば、変更した周期を、合焦位置の決定を行うための画像信号を取り込むまで保持し、その後変更前の周期の比に戻すので、実際の撮影のための振れ補正を早い時期に始めることができる。
【００２２】
本願請求項５記載の発明は、請求項１乃至４の何れかに記載の振れ補正機能付き撮像装置において、前記振れ補正手段および前記駆動制御手段を作動する状態にして振れ補正機能を働かせるオン状態、又は、前記振れ補正手段および前記駆動制御手段の作動を停止する状態にして振れ補正機能を働かせないオフ状態の一方を選択する選択手段を更に備え、前記駆動制御手段は、前記選択手段が前記オフ状態を選択しているときであっても、前記合焦位置を決定する際には、前記振れ補正手段および前記駆動制御手段を作動する状態にし、撮影時と異なる前記周期の比で前記振れ補正手段を駆動制御することを特徴とする振れ補正機能付き撮像装置に存する。
【００２３】
請求項５記載の構成によれば、選択手段が振れ補正手段および駆動制御手段の作動を停止する状態にして振れ補正機能を働かせないオフ状態を選択しているときであっても、合焦位置を決定する際には、振れ補正手段および駆動制御手段を作動する状態にし、撮影時と異なる周期の比で振れ補正手段を駆動制御するので、撮影時に振れ補正を行わない場合であっても、最小限の負担増によって、オートフォーカスのための合焦位置の決定を精度よく行うことができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明を説明する。図１は本発明に係る撮像装置の一実施の形態を示す図であって、振れ補正機能付きデジタルスチルカメラの概略構成を模式的に示している。
【００２５】
図１において、振れ補正機能付きデジタルスチルカメラは、カメラ本体に内蔵された撮影光学系１１によって被写体の像を、同じくカメラ本体に内蔵された撮像手段１３の受光面１３ａ上に結像させ、電気信号に変換して取り込み、また撮影の際の手振れによって発生する像振れを補正し、振れによる撮影への影響ができるだけ小さくなるように構成されている。
【００２６】
具体的には、撮影光学系１１は、撮像レンズとしてズームレンズ１１Ａおよびフォーカスレンズ１１Ｂとを有し、その光軸１１Ｃ上には撮像手段１３が配設されている。撮影光学系１１により撮像手段１３の受光面１３ａ上に結像された被写体の像は、電気信号に変換されてカメラ本体に内蔵されたマイクロコンピュータ（マイコン）１５に取り込まれる。
【００２７】
マイコン１５は、プログラムやデータを格納するメモリとこのメモリに格納したプログラムに従って動作する中央演算処理装置（マイコン）、アナログ−デジタル（ＡＤ）変換器などから構成されている。
【００２８】
デジタルスチルカメラはまた、光軸１１Ｃに対して直交しかつ互いに直交する２つの軸ｘおよびｙのまわりの角速度をそれぞれ検知し、この検知した角速度の大きさに応じた検知信号を出力するｘ軸角速度センサ１７ａｘおよびｙ軸角速度センサ１７ａｙと、各角速度センサの出力する検知信号を所定レベルに増幅するｘ軸センサアンプ１７ｂｘおよびｙ軸センサアンプ１７ｂｙとを有し、これらはカメラ本体に内蔵されている。
【００２９】
ｘ軸角速度センサ１７ａｘおよびｘ軸センサアンプ１７ｂｘは軸ｘのまわりの角速度を検知するｘ軸角速度検知手段１７ｘを、ｙ軸角速度センサ１７ａｙおよびｙ軸センサアンプ１７ｂｙは軸ｙのまわりの角速度を検知するｙ軸角速度検知手段１７ｙをそれぞれ構成し、全体として、撮影光学系の光軸および互いに直交する２方向の振れを検知し、該検知した２方向の振れの大きさに応じた検知信号をそれぞれ出力する振れ検知手段を構成している。
【００３０】
マイコン１５は、ｘ軸角速度検知手段１７ｘおよびｙ軸角速度検知手段１７ｙが出力する検知した角速度に応じた検知信号を所定のサンプリング周期にてデジタル変換してそれぞれ取り込み、この取り込んだ検知信号を積分することによって各軸についてのカメラの「振れによる傾き角」を算出する。続いて、マイコン１５は、この算出した傾き角に基づいて、撮像手段１３の受光面１３ａ上に結像された像の受光面１３ａ上での軸ｘ方向および軸ｙ方向の移動量を所定の計算式によってそれぞれ求め、この求めた移動量だけ受光面上の結像位置を２方向にそれぞれ変位させる変位量を、ｘ軸角速度検知手段１７ｘおよびｙ軸角速度検知手段１７ｙが検知した角速度に基いて算出する。このことによって、マイコン１５は、振れ補正手段を駆動して受光面上の結像位置を２方向にそれぞれ変位させる変位量を検知信号に基づいてそれぞれ決定するようにしている。
【００３１】
なお、マイコン１５による変位量の算出は、各軸について算出した傾き角だけカメラが傾くことによって生じる受光面１３ａ上での像の移動量、すなわち、受光面１３ａ上での結像位置の軸ｘ方向および軸ｙ方向の移動量を算出することによって求める。
【００３２】
デジタルスチルカメラはまた、算出した軸ｘ方向および軸ｙ方向の変位量に基づいて、撮像手段１３の受光面１３ａを軸ｘ方向と軸ｙ方向にそれぞれ独立に移動させ、振れによって受光面１３ａ上を移動した結像位置を元に戻すｘ方向補正アクチュエータ１９ａｘおよびｙ方向補正アクチュエータ１９ａｙと、ｘ方向補正アクチュエータ１９ａｘおよびｙ方向補正アクチュエータ１９ａｙをそれぞれ駆動するｘ方向補正駆動回路１９ｂｘおよびｙ方向補正駆動回路１９ｂｙとを有し、これらはカメラ本体に内蔵されている。ｘ方向補正アクチュエータ１９ａｘおよびｘ方向補正駆動回路１９ｂｘはｘ方向振れ補正手段１９ｘを、ｙ方向補正アクチュエータ１９ａｙおよびｙ方向補正駆動回路１９ｂｙはｙ方向振れ補正手段１９ｙをそれぞれ構成し、全体として、撮影光学系の光軸および互いに直交する２方向に受光面上の結像位置を独立に変位させる振れ補正手段を構成している。
【００３３】
マイコン１５はまた、算出した振れ補正のための変位量に基づいて、ｘ方向振れ補正手段１９ｘおよびｙ方向振れ補正手段１９ｙを動作させて、振れによって受光面１３ａ上で移動した結像位置を元の位置に戻す補正駆動動作を制御する。よって、マイコン１５は、振れ検知手段が出力する検知信号を取り込み、取り込んだ検知信号に基づいて、受光面上の結像位置を２方向に変位させて振れによる像振れを補正するように振れ補正手段を駆動制御する駆動制御手段として働く。
【００３４】
デジタルスチルカメラはさらに、振れ補正機能の作動、停止を選択する選択手段として、カメラ本体の外側に設けられた振れ補正ボタン２１の操作によってオンオフされる図示しないスイッチを備える他、撮影光学系１１の撮像レンズとしてズームレンズ１１Ａおよびフォーカスレンズ１１Ｂを駆動してズームおよびフォーカスをそれぞれ制御するズーム制御部２３Ａおよびフォーカス制御部２３Ｂを有し、これらはカメラ本体に内蔵されている。
【００３５】
マイコン１５はまた、振れ補正ボタン２１の操作によってオンオフされる図示しないスイッチの信号に基づいて行う振れ補正のための処理の他、カメラ本体の外側に設けられたズーム操作ボタン２５Ａおよびレリーズ操作ボタン２５Ｂの操作に基づいて、ズーム制御部２３Ａやフォーカス制御部２３Ｂを介して、撮影光学系１１のズームレンズ１１Ａおよびフォーカスレンズ１１Ｂをそれぞれズーム駆動およびフォーカス駆動するなどの他の処理も行う。
【００３６】
特に、オートフォーカス制御部２３Ｂは、レリーズ操作ボタン２５Ｂが操作されたとき、マイコン１５による制御の下で、撮影に入る前の初期の段階で、フォーカスレンズを合焦位置に自動的に調整するように動作する。
【００３７】
先ず、マイコン１５は、振れ補正ボタン２１の操作によって振れ補正機能を働かせるオン状態にあるときに、レリーズ操作ボタン２５Ｂの操作に応じ、フォーカスレンズ１１Ｂを有する撮影光学系１１によりＣＣＤからなる撮像手段１３の受光面１３ａ上に結像させ被写体の像を電気信号に変換して取り込み、該取り込んだ電気信号に基づいて合焦位置を決定する。
【００３８】
このために、撮像手段１３の受光面１３ａ上には、図２に示すように、受光面１３ａの中央に、オートフォーカス判定領域Ｒが定められ、マイコン１５はこの判定領域Ｒに結像され電気信号に変換して取り込まれた被写体の像の画像情報を用いて合焦位置を決定する。また、マイコン１５はフォーカスレンズ１１Ｂをその可動範囲内で所定量づつ光軸１１Ｃに沿って移動しながら、移動毎にこの判定領域Ｒに結像された被写体の像部分を電気信号に変換して取り込む。そして、この取り込んだ被写体の像部分の画像情報をもとに、マイコン１５は、図３に示すようなＣＣＤの画素単位でその電荷量ａｉを隣接する画素のものａｉ＋１と比較することによって求めた評価値に基づいて、フォーカスレンズ１１Ｂの可動範囲のどこに合焦位置があるかを検索する。
【００３９】
具体的には、所定量の移動毎に、判定領域Ｒ内の各画素の電荷量ａｉ（ｉ＝１、２…ｎ）を同領域Ｒ内の水平方向で隣接する画素の電荷量ａｉ＋１と比較した結果、例えば電荷量の引き算の絶対値｜（ａｉ−ａｉ＋１）｜を求め、この比較結果である絶対値を同領域Ｒ内で加算して評価値Σ｜（ａｉ−ａｉ＋１）｜を順次作成する。可動範囲内の評価値が作成されたところで、評価値が最大になる位置を探し、この位置を合焦位置とみなす。これは、合焦していないとき、光線が周りの画素にも広がるため、各画素と隣接する画素との電荷量の差が合焦している場合よりも小さくなることに基づいている。
【００４０】
評価値の求め方としては、水平方向で隣接する画素の電荷量の差を用いて合焦位置を決定する横方向画素比較方式、鉛直方向で隣接する画素の電荷量の差を用いる縦方向画素比較方式、および、両方式を併用する方式があるが、上記電荷量差は、撮像装置が振れているときにも、周りに入る光線と混ざり合うため、振れがないときよりも小さくなるので、振れ補正が行われる必要がある。
【００４１】
本発明では、撮影の前に自動焦点合わせするオートフォーカスのための合焦位置を決定する際には、撮影時の振れ補正とは同一でなくてよく、少なくとも合焦位置の決定を満足する振れ補正を行えばよいことに着目し、振れ補正手段が受光面上の結像位置を２方向にそれぞれ変位させて振れ補正する周期の比を、前記合焦位置を決定する際に一時的に、撮影時の周期の比と異ならせている。
【００４２】
具体的には、例えば、撮影時の補正周期の比が２方向で１：１（縦：横）である場合、横方向画素比較方式では、例えば３：１などのように、横に対応する水平方向の振れ補正周期は変えずに、縦に対応する鉛直方向の振れ補正周期を長くする。このように、合焦位置を決定する上で振れが相対的に問題にならない方向の振れ補正周期を長くすることによって、オートフォーカスを行うための合焦位置を決定する際に処理量が増大するマイコンの負担を、振れ補正周期を長くした分軽減できるようになる。
【００４３】
なお、像振れの方向性に着目し、マイコンの負担軽減のため、撮影時の振れ補正の周期比を例えば１：３のように、予め振れの生じ難い方向の振れ補正周期を長くしているような場合がある。このような場合には、マイコンの負担軽減にはならないが、合焦位置決定に当たって一時的に、振れの補正周期比を３：１に逆転させ、撮影時の周期の比と異ならせることによって、マイコンの負担を増大させることなく、合焦位置の決定を適切に行うことができるようになる。
【００４４】
また、例えば、撮影時の補正周期の比が２方向で１：１（縦：横）で、縦方向画素比較方式では、横の方向画素比較方式の場合とは逆に、例えば１：３などのように、縦に対応する鉛直方向の振れ補正周期は変えずに、横に対応する水平方向の振れ補正周期を長くする。さらに、縦横の両方向の画素を比較する両方向画素比較方式において、何れか一方向に重きをおいて比較を行うものにあっては、他方向の周期を長くし、その重み付けの比率に対応した補正周期比に変更するようにすることで、周期を長くした分、マイコンの負担を軽減できるようになる。
【００４５】
このように、合焦位置を決定する上で振れが相対的に問題にならない方向の振れ補正周期を長くすることによって、オートフォーカスを行うための合焦位置決定する際に処理量が増大するマイコンの負担を、振れ補正周期を長くした分軽減できるようになる。
【００４６】
以上の構成において、振れ補正ボタン２１のオンによって、振れ補正機能が働かされているときの通常の振れ補正では、マイコン１５は、撮像手段１３に対する撮影光学系１１の光軸１１Ｃおよび互いに直交する２つの軸ｘおよび軸ｙまわりに振れが発生すると、ｘ軸角速度センサ１７ａｘ、ｘ軸センサアンプ１７ｂｘからなるｘ軸角速度検知手段１７ｘ、および、ｙ軸角速度センサ１７ａｙ、ｙ軸センサアンプ１７ｂｙからなるｙ軸角速度検知手段１７ｙがそれぞれ発生する角速度に応じた検知信号を第１の所定サンプリング周期にてデジタル変換して取り込む。そして、マイコン１５は、この取り込んだ検知信号に基づいて傾き角を検出し、この傾き角を基に振れ量とそれに対する振れ補正のための変位量を算出する。
【００４７】
さらに、マイコン１５は、この算出した振れ補正のための変位量に基づいて、振れ補正手段１９ｘ、１９ｙの補正駆動回路１９ｂｘ、１９ｂｙに対して駆動信号を出力して、補正アクチュエータ１９ａｘ、１９ａｙを駆動させる。駆動された補正アクチュエータ１９ａｘ、１９ａｙは、  撮像手段１３を光軸１１Ｃに直交する平面内を移動させて、ｘ軸方向である水平方向およびｙ軸方向である鉛直方向の振れ補正動作を行う。
【００４８】
また、振れ補正動作を行っているマイコン１５は、レリーズ操作ボタン２５ＢがＯＮ操作されると、撮影に先立ち、適切な焦点位置にフォーカスレンズ１１Ｂを自動調整するオートフォーカス動作を行わせるための制御信号をフォーカス制御部２３Ｂに対して出力すると共に、受光面上の結像位置を２方向にそれぞれ変位させて振れ補正する周期の比を、一時的に撮影時の周期の比と異ならせる。この振れ補正周期の比を変更した状態で、マイコン１５はフォーカスレンズ１１Ｂをその可動範囲内で所定量づつ光軸１１Ｃに沿って移動しながら、移動毎にこの判定領域Ｒに結像された被写体の像部分を電気信号に変換して取り込み、この取り込んだ被写体の像部分の画像情報をもとに、合焦位置を決定するための評価値を求め、この求めた評価値に基づいてフォーカスレンズ１１Ｂの可動範囲のどこに合焦位置があるかを検索する。
【００４９】
例えば、マイコン１５はレリーズ操作ボタン２５ＢがＯＮ操作されるまで、角速度検出、振れ量演算、振れ補正のための変位量演算、振れ補正駆動の通常処理を常時行っているが、各方向の振れを示す検知信号を取り込むサンプリング周期が各方向に対して個別に設定できるようになっている。そして、被写体の像部分の画像情報をもとに合焦位置を決定するための評価値を求める方式が、横方向画素比較方式である場合、レリーズ操作ボタン２５ＢがＯＮ操作されると、それまでｙ軸角速度検知手段１７ｙが発生する角速度に応じた検知信号と同じ第１の所定サンプリング周期にてデジタル変換して取り込んでいたｘ軸角速度検知手段１７ｘからの検知信号を第１の所定サンプリング周期よりも長い第２の所定のサンプリング周期にてデジタル変換して取り込むように変更する。
【００５０】
このことによって、マイコン１５は、ｘ軸周りの角速度検出、水平方向の振れ量演算、振れ補正のための変位量演算、振れ補正駆動を含む全ての振れ補正のための処理を、通常のときの処理よりも長い周期で行うようになり、結果として、レリーズ操作ボタン２５ＢのＯＮ操作に伴って行われるオートフォーカスのための合焦位置を決定を行う際に、振れ補正手段１９ｘおよび１９ｙが受光面上の結像位置を２方向に変位させる周期の比が撮影時のものと異ならせる。具体的には、それまで１：１の同一の周期で行っていた水平方向および鉛直方向の振れ補正動作を変更し、周期比を例えば１：３に変更する。
【００５１】
上述のように、レリーズ操作ボタン２５ＢのＯＮ操作によって変更された補正周期の比の変更は、少なくとも、合焦位置を決定するための評価値を求めるために必要な被写体の像部分の画像情報を取り込むまで行われ、それ以降、実際の撮影が行われるまでに元に戻されればよいが、元に戻した後の補正動作の安定性を考えた場合、必要な画像情報を取得した後直ちに元に戻すことが好ましい。
【００５２】
なお、振れ補正ボタン２１の操作によって振れ補正機能を働かせるオン状態にされていない場合がある。このようなとき、レリーズ操作ボタン２５Ｂの操作に応じて行われるオートフォーカスのための合焦位置決定の際に振れ補正されていないと、手振れによって適切な合焦位置を決定することができなくなる。そこで、本発明では、振れ補正機能を働かせないオフ状態が選択されているときであっても、合焦位置を決定する際だけ、振れ補正動作を行わせ、しかも、撮影時と異なる補正周期の比で振れ補正動作を行わせる。
【００５３】
以上、振れ補正機能付きデジタルスチルカメラの概略を説明したが、その詳細を、マイコン１５が行う処理を示す図４のフローチャートを参照して以下説明する。
【００５４】
マイコン１５は、電源の投入によって動作を開始し、振れ補正ボタン２１がＯＮされたとき（ステップＳ１がＹのとき）、振れ補正動作中の補正周期比を通常周期比に設定するとともに、振れ補正ボタン２１がＯＦＦであっても振れ補正動作が行われる場合にその状態にあることを示すための振れ補正Ｆ（フラグ）をクリアする（ステップＳ２）。この振れ補正Ｆはメモリ中のフラグエリアに形成される。そして、この設定された通常周期比で振れ補正処理（ステップＳ３）をレリーズ操作ボタン２５ＢがＯＮされるまで（ステップＳ４がＹのときまで）繰り返し実行する。この振れ補正処理においては、ｘ軸角速度検知手段１７ｘおよびｙ軸角速度検知手段１７ｙが発生する角速度に応じた検知信号をそれぞれサンプリングする周期ＴｘｓおよびＴｙｓをともに第１の周期Ｔ１に設定し、この第１のサンプリング周期Ｔ１にて駆動制御処理を行う。
【００５５】
この振れ補正処理を行っている過程で、レリーズ操作ボタン２５ＢがＯＮされると（ステップＳ４がＹのとき）、オートフォーカスのための合焦位置を決定するために変更すべき周期比を設定するとともに、振れ補正動作が変更した周期比で行われていることを示す変更Ｆ（フラグ）を設定し（ステップＳ６）、合焦位置を決定するための画像情報の取り込みが完了するまで（ステップＳ７がＹになるまで）、この設定した変更周期比で振れ補正処理を行う（ステップＳ３）。
【００５６】
この変更周期比で振れ補正処理では、ｙ軸角速度検知手段１７ｙが発生する角速度に応じた検知信号をサンプリングする周期Ｔｙｓをそのままに、ｘ軸角速度検知手段１７ｘが発生する角速度に応じた検知信号をサンプリングする周期Ｔｘｓを第１の周期Ｔ１よりも長い第２の周期Ｔ２に変更し、ｘ軸角速度検知手段１７ｘが発生する角速度に応じた検知信号に基づいて傾き角を検出し、この傾き角を基に振れ量とそれに対する振れ補正のための変位量は、受光面上の結像位置の鉛直方向の振れを補正するためのものであるが、鉛直方向は合焦位置決定に当たって画素比較する方向である水平方向の振れに比べて重要度が極めて低いので、サンプリング周期が長くなっても合焦位置決定の精度上は問題ない。
【００５７】
なお、合焦位置を決定するための被写体の像からなる画像情報の取り込みが完了すると（ステップＳ７がＹのとき）、振れ補正周期を元に戻すとともに、合焦位置決定に必要な情報の取り込みが終わっていることを示す合焦Ｆ（フラグ）を設定する（ステップＳ８）。
【００５８】
なお、フローチャートには示されていないが、マイコン１５は、取り込んだ画像情報に基づいて合焦位置を決定し、決定した位置にフォーカスレンズ１１Ｂを自動的に調整するオートフォーカス制御のための処理を別途行っている。
【００５９】
上記ステップＳ６において設定された変更Ｆは周期比をレリーズ操作ボタン２５Ｂの操作時点で周期比を変更する設定をするためのもの（ステップＳ５）であり、ステップＳ８において設定された合焦Ｆは画像情報の取り込みが完了した時点で周期比を元の通常周期比に設定を戻すためのものである（ステップＳ９）。
【００６０】
合焦Ｆが設定されたときには、実際にはあり得ないが振れ補正ボタン２１がＯＦＦされる（ステップＳ１がＮになる）か、撮影が終了してレリーズ操作ボタン２５ＢがＯＦＦされるまで（ステップＳ４がＮとなるまで）、元に戻した通常周期比で振れ補正処理を行う（ステップＳ３）。そして、撮影が終了してレリーズ操作ボタン２５Ｂがオフされると（ステップＳ４がＮのとき）、上述した振れ補正Ｆ、変更Ｆ及び合焦Ｆの設定をクリアし（ステップＳ１１）、次に、振れ補正ボタン２１がオフされるか（ステップＳ１がＮとなるか）、レリーズ操作ボタン２５Ｂがオンされる（ステップＳ４がＹとなる）まで同じ処理を繰り返す。
【００６１】
振れ補正ボタン２１がオフのとき（ステップＳ１がＮのとき）に、レリーズ操作ボタン２５Ｂがオンされた場合（ステップＳ１２がＹのとき）、通常とは異なる周期比を設定するとともに、周期比を変更したことを示す変更Ｆを設定してから（ステップＳ６）、この設定した変更補正周期での振れ補正処理を行う（ステップＳ３）。なお、この振れ補正処理を行うに当たって、処理が振れ補正ボタン２１がオンによって行われた補正でないことを示す振れ補正Ｆを設定しておく（ステップＳ１３）。
【００６２】
マイコン１５は、この振れ補正Ｆが設定されている（ステップＳ１０及びステップＳ１４がＹである）ことによって、合焦位置を決定するための画像情報を取り込んだ時点（ステップＳ９がＹのとき）で、以後ステップＳ３の振れ補正処理を行わなくなる。すなわち、振れ補正ボタン２１がオフのときには、合焦位置を決定するための画像情報を取り込み期間だけ振れ補正動作が行われ、しかも、そのときの振れ補正動作の周期比は通常周期比とは異なる変更した周期比にて行われる。そして、撮影が終わってレリーズ操作ボタン２５Ｂがオフされると（ステップＳ１２がＮのとき）、上述した振れ補正Ｆ、変更Ｆ及び合焦Ｆの設定をクリアし（ステップＳ１１）、次に、振れ補正ボタン２１がオンされるか（ステップＳ１がＹとなるか）、レリーズ操作ボタン２５Ｂがオンされる（ステップＳ１２がＹとなる）まで振れ補正処理は行われることがなくなる。
【００６３】
なお、補正周期比を異ならせるためには、合焦位置を決定するために重要でない方向の振れについての検知信号のサンプリング周期を長くすることによって、角速度のサンプリングによる取り込み頻度を少なくして取り込んだ角速度に基づく変位量の算出回数を少なくし、かつ算出した変位量に基づいて受光面上の結像位置を２方向に変位させて振れによる像振れを補正するようにすることで、最終的に、振れ補正手段を駆動制御する周期を長くする方法が考えられる。このように、一方のサンプリング周期を長くすることによって、振れ補正手段が受光面上の結像位置を２方向に変位させる周期比を、合焦位置を決定する際に一時的に撮影時の周期の比と異ならせることができ、マイコン１５としてはその分余裕ができ、コストアップすることなく、合焦位置を精度良く決定することができる。
【００６４】
また、他の方法として、サンプリング周期を変更することなく、サンプリングして取り込んだ一方の検知信号を間引くなどして変位量の算出頻度を低くすることによって、結果的に、振れ補正手段を駆動制御する周期を長くすることも考えられる。
【００６５】
ところで、振れ補正は、露光時のカメラの振れによる像のボケを防ぐためのものであるが、カメラ振れについて分析したところ、レリーズ操作に伴う手振れの場合には、カメラの形状や形態、例えば大きさ、重量、レリーズボタンの位置、操作感などの違うカメラによって、その起き易さに方向性があることを認識するに至った。例えば、レリーズボタンの押し込み方向には手振れは起き易いが、押し込み方向と直交する方向には、それに比べて振れが起こりにくく、起こっても振れ量は小さいことが分かった。
【００６６】
このため、カメラの振れに方向性がある場合、いずれの方向に対しても同じ補正動作を行わせることは必ずしも必要であるとはいえないので、振れ量の小さい方向の振れ補正の周期を長くし、制御精度を一旦低下させても不都合はない。むしろ、一方向とはいえ、振れ補正動作の周期を一時長くしたときには、マイコン１５の処理負担を軽減できるようになるので、振れの方向性に対応させて補正動作を変えることが考えられる。
【００６７】
このような振れ補正を行うようにしたものにおいては、振れ補正の方向性と合焦位置決定に際して重要になる方向とが全く逆になることがある。このような場合には、一方のサンプリング周期を長くするだけでなく、他方のサンプリング周期を短くすることによって、一時的に周期比を撮影時の周期比と異ならせることが必要になる。
【００６８】
要するに、振れ補正の方向性と合焦位置決定に際しての方向性に不一致があるときには、合焦位置の決定に際しての方向性に合致するように、振れ補正の周期比を変更することによって、その分マイコンの処理負担が軽減されるので、コストアップすることなく、オートフォーカスを適切に行えるようになる。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、オートフォーカスのための合焦位置を決定する際に一時的に、振れ補正する周期の比を撮影時の周期比と異ならせ、合焦位置を決定する撮影前の動作では必ずしも必要であるとはいえない方向の振れ補正の周期を長くすることができ、振れ補正合焦位置を決定する際の振れ補正と撮影時の振れ補正に求められる振れ補正に求められる方向性に対応した周期比で振れ補正を行うことができ、無駄な振れ補正を省いて、コストアップすることなく、オートフォーカスを適切に行うことができる。
【００７０】
請求項２記載の発明によれば、オートフォーカスのための合焦位置を決定する画素比較方式に合わせて一時的に、一方向の振れ補正の周期が長くなるように周期の比を変更しているので、周期を長くした分負担を軽減しつつ、オートフォーカスを適切に行うことができる。
【００７１】
請求項３記載の発明によれば、オートフォーカスのための合焦位置を決定する画素比較方式の方向に対する重みつけに合わせて一時的に、一方向の振れ補正の周期が長くなるように周期の比を変更しているので、周期を長くした分負担を軽減しつつ、オートフォーカスを適切に行うことができる。
【００７２】
請求項４記載の発明によれば、変更した周期を、合焦位置の決定を行うための電気信号を取り込むまで保持し、その後変更前の周期の比に戻すことで、実際の撮影のための振れ補正を早い時期に始めることができるので、撮影時の振れ補正に影響を与えることなく周期比の変更を行うことができる。
【００７３】
請求項５記載の発明によれば、撮影時に振れ補正を行わない場合であっても、最小限の負担増によって、オートフォーカスのための合焦位置の決定を精度よく行うことができ、オートフォーカスを適切に行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による振れ補正機能付き撮像装置の一実施の形態におけるカメラ本体の概略構成を示すブロック図である。
【図２】撮像手段の受光面に設けられたオートフォーカス判定領域を示す図である。
【図３】図２中のオートフォーカス判定領域を画素単位で示す図である。
【図４】本発明による振れ補正機能付き撮像装置の一実施の形態における図１中のマイコンが行う処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１１            撮影光学系
１１Ｂ          フォーカスレンズ
１１Ｃ          光軸
１３            撮像手段
１３ａ          受光面
１５            マイコン（駆動制御手段）
１７ｘ，１７ｙ  角速度検知手段（振れ検知手段）
１９ｘ，１９ｙ  振れ補正手段
２１            振れ補正ボタン
２５Ｂ          レリーズ操作ボタン
ｘ，ｙ          軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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