(57)【要約】【課題】加速度センサを用いずに、平行ブレを良好に補正することが可能な撮像装置を提供する。【解決手段】撮像装置１は、被写体の光像を光電変換して画像信号を生成する撮像素子１６と、角速度を検出する角速度センサ６１と、角速度センサ６１による検出値を積分して撮像装置１における第１のブレ量ＶＢ１を算出する第１のブレ量算出手段と、撮像素子１６による画像データに基づいて撮像装置１における第２のブレ量ＶＢ２を算出する第２のブレ量算出手段と、所定期間における第１のブレ量ＶＢ１に関する変動幅である第１の振幅と当該所定期間における第２のブレ量ＶＢ２に関する変動幅である第２の振幅とに基づいて第１のブレ量ＶＢ１を修正し、撮像装置１における第３のブレ量ＶＢ３を算出する第３のブレ量算出手段と、第３のブレ量ＶＢ３に基づいて、撮像装置１におけるブレを補正する補正制御手段６８と、を備える。【選択図】図５
2009105784.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像装置であって、
被写体の光像を光電変換して画像信号を生成する撮像素子と、
前記撮像装置における角速度を検出する角速度センサと、
前記角速度センサによる検出値を積分して前記撮像装置における第１のブレ量を算出する第１のブレ量算出手段と、
前記撮像素子による画像データに基づいて前記撮像装置における第２のブレ量を算出する第２のブレ量算出手段と、
所定期間における前記第１のブレ量に関する変動幅である第１の振幅と前記所定期間における前記第２のブレ量に関する変動幅である第２の振幅とに基づいて前記第１のブレ量を修正し、前記撮像装置における第３のブレ量を算出する第３のブレ量算出手段と、
前記第３のブレ量に基づいて、前記撮像装置におけるブレを補正する補正制御手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像装置において、
前記第３のブレ量算出手段は、前記第１の振幅と前記第２の振幅との振幅比に応じて前記第１のブレ量を修正し、前記第３のブレ量を算出することを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
請求項２に記載の撮像装置において、
前記第３のブレ量算出手段は、本撮影画像の取得時点前における前記振幅比に基づいて、前記本撮影画像の露光中に取得される前記第１のブレ量を修正し、前記第３のブレ量を算出することを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
請求項１に記載の撮像装置において、
前記第２のブレ量算出手段は、前記撮像素子により取得される時系列の画像に基づいて前記第２のブレ量を算出し、
前記撮像素子は、撮影開始指令に応答して本撮影画像を取得し、
前記補正制御手段は、前記本撮影画像の取得時における前記撮像装置のブレを、前記第３のブレ量に基づいて補正することを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
請求項１に記載の撮像装置において、
前記撮像素子である前記第１の撮像素子とは別の撮像素子であり且つ本撮影画像を取得する第２の撮像素子、
をさらに備え、
前記第２のブレ量算出手段は、前記第１の撮像素子により取得される前記時系列の画像に基づいて前記第２のブレ量を算出し、
前記補正制御手段は、前記本撮影画像の取得時における前記撮像装置のブレを、前記第３のブレ量に基づいて補正することを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルカメラなどの撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像装置において撮像素子等を駆動することにより、撮像装置におけるブレを補正する技術が存在する。
【０００３】
このようなブレ補正技術においては、角速度センサのみを利用するものと、加速度センサを利用するものとが存在する。なお、特許文献１では、角速度センサと加速度センサとを利用してブレ補正を行う技術が示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３４３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、「ブレ」には「回転ブレ」と「平行ブレ」とが存在する。なお、「回転ブレ」は、レンズ主点を中心とするレンズの回転に伴うブレであり、「平行ブレ」は、レンズの平行移動に伴うブレである。両ブレについては後に詳述する。
【０００６】
上記の角速度センサのみを利用するブレ補正技術では、後者の平行ブレを補正することは困難である。
【０００７】
これに対して、加速度センサを利用するブレ補正技術によれば、この平行ブレをも補正することが可能ではある。しかしながら、加速度センサを用いる場合には、部品点数が増加する、あるいは、加速度センサの検出値から移動量を正確に算出することが難しい、などの問題が存在する。
【０００８】
そこで、この発明の課題は、加速度センサを用いずに、平行ブレを良好に補正することが可能な撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の側面は、撮像装置であって、被写体の光像を光電変換して画像信号を生成する撮像素子と、前記撮像装置における角速度を検出する角速度センサと、前記角速度センサによる検出値を積分して前記撮像装置における第１のブレ量を算出する第１のブレ量算出手段と、前記撮像素子による画像データに基づいて前記撮像装置における第２のブレ量を算出する第２のブレ量算出手段と、所定期間における前記第１のブレ量に関する変動幅である第１の振幅と前記所定期間における前記第２のブレ量に関する変動幅である第２の振幅とに基づいて前記第１のブレ量を修正し、前記撮像装置における第３のブレ量を算出する第３のブレ量算出手段と、前記第３のブレ量に基づいて、前記撮像装置におけるブレを補正する補正制御手段とを備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、加速度センサを用いることなく、平行ブレを良好に補正することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１２】
＜１．構成概要＞
図１および図２は、本発明の実施形態に係る撮像装置１の外観構成を示す図である。ここで、図１は、撮像装置１の正面外観図であり、図２は、撮像装置１の背面外観図である。この撮像装置１は、レンズ交換式一眼レフレックスタイプのデジタルカメラとして構成されている。
【００１３】
図１に示すように、撮像装置１は、カメラ本体部（カメラボディ）２を備えている。このカメラ本体部２に対して、交換式の撮影レンズユニット（交換レンズ）３が着脱可能である。
【００１４】
撮影レンズユニット３は、主として、鏡胴３６、ならびに、鏡胴３６の内部に設けられるレンズ群３７（図３参照）及び絞り等によって構成される。レンズ群３７（撮影光学系）には、光軸方向に移動することによって焦点位置を変更するフォーカスレンズ等が含まれている。
【００１５】
カメラ本体部２は、撮影レンズユニット３が装着される円環状のマウント部Ｍｔを正面略中央に備え、撮影レンズユニット３を着脱するための着脱ボタン８９を円環状のマウント部Ｍｔ付近に備えている。
【００１６】
また、カメラ本体部２は、その正面左上部にモード設定ダイヤル８２を備え、その正面右上部に制御値設定ダイヤル８６を備えている。モード設定ダイヤル８２を操作することによれば、カメラの各種モード（各種撮影モード、撮影した画像を再生する再生モード、および外部機器との間でデータ交信を行う通信モード等を含む）の設定動作（切替動作）を行うことが可能である。
【００１７】
また、カメラ本体部２は、正面左端部に撮影者が把持するためのグリップ部１４を備えている。グリップ部１４の上面には露光開始を指示するためのレリーズボタン１１が設けられている。グリップ部１４の内部には電池収納室とカード収納室とが設けられている。電池収納室にはカメラの電源として、例えばリチウムイオン電池などの電池が収納されており、カード収納室には撮影画像の画像データを記録するためのメモリカード９０（図３参照）が着脱可能に収納される。
【００１８】
レリーズボタン１１は、半押し状態Ｓ１と全押し状態Ｓ２との２つの状態を検出可能な２段階検出ボタンである。レリーズボタン１１は、両状態Ｓ１，Ｓ２の検出結果に応じて、撮影準備指令Ｄ１と撮影開始指令Ｄ２とを受け付ける。
【００１９】
レリーズボタン１１が半押しされ半押し状態Ｓ１になると、撮像装置１は、撮影準備指令（ないし露光準備指令とも称する）Ｄ１が操作者によって付与されたものと判定する。そして、撮影準備指令Ｄ１に応答して、被写体に関する記録用静止画像（本撮影画像）を取得するための準備動作（例えば、ＡＦ制御動作およびＡＥ制御動作等）が行われる。
【００２０】
また、レリーズボタン１１がさらに押し込まれて全押し状態Ｓ２になると、撮像装置１は、撮影開始指令（ないし露光開始指令とも称する）Ｄ２が付与されたものと判定する。そして、撮影開始指令Ｄ２に応答して、当該本撮影画像の撮影動作（撮像素子５（後述）を用いて被写体像（被写体の光像）に関する露光動作が行われ、その露光動作によって得られた画像信号に所定の画像処理を施す一連の動作）が行われる。
【００２１】
図２において、カメラ本体部２の背面略中央上部には、ファインダ窓（接眼窓）１０が設けられている。撮影者は、ファインダ窓１０を覗くことによって、撮影レンズユニット３から導かれた被写体の光像を視認して構図決定を行うことができる。すなわち、光学ファインダを用いて構図決めを行うことが可能である。
【００２２】
図２において、カメラ本体部２の背面の略中央には、背面モニタ１２が設けられている。背面モニタ１２は、例えばカラー液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）として構成される。背面モニタ１２は、撮影条件等を設定するためのメニュー画面を表示したり、再生モードにおいてメモリカード９０に記録された撮影画像を再生表示したりすることができる。
【００２３】
背面モニタ１２の左上部にはメインスイッチ８１が設けられている。メインスイッチ８１は２点スライドスイッチからなり、接点を左方の「ＯＦＦ」位置に設定すると、電源がオフになり、接点の右方の「ＯＮ」位置に設定すると、電源がオンになる。
【００２４】
背面モニタ１２の右側には方向選択キー８４が設けられている。この方向選択キー８４は円形の操作ボタンを有し、この操作ボタンにおける上下左右の４方向の押圧操作と、右上、左上、右下及び左下の４方向の押圧操作とを、それぞれ検出できるように構成されている。なお、方向選択キー８４は、上記８方向の押圧操作とは別に、中央部のプッシュボタンの押圧操作も検出できる。
【００２５】
背面モニタ１２の左側には、メニュー画面の設定、画像の削除などを行うための複数のボタンからなる設定ボタン群８３が設けられている。
【００２６】
＜２．機能ブロック＞
つぎに、図３を参照しながら、撮像装置１の機能の概要について説明する。図３は、撮像装置１の機能構成を示すブロック図である。
【００２７】
図３に示すように、撮像装置１は、操作部８０、全体制御部１０１、フォーカス制御部１２１、ミラー制御部１２２、シャッタ制御部１２３、タイミング制御回路１２４、およびデジタル信号処理回路５０等を備える。
【００２８】
操作部８０は、レリーズボタン１１（図１参照）を含む各種ボタンおよびスイッチ等を備えて構成される。操作部８０に対するユーザーの入力操作に応答して、全体制御部１０１が各種動作を実現する。
【００２９】
全体制御部１０１は、マイクロコンピュータとして構成され、主にＣＰＵ、メモリ、及びＲＯＭ等を備える。全体制御部１０１は、ＲＯＭ内に格納されるプログラムを読み出し、当該プログラムをＣＰＵで実行することによって、各種の機能を実現する。
【００３０】
全体制御部１０１は、ブレ補正制御部２１を含む各処理部を実現する。ブレ補正制御部２１は、ブレ補正機構７（後述）を用いて撮像素子５を駆動し、角速度センサ（ジャイロセンサ）６１等によって検出されたブレを光学的に補正する機能を有している。また、ブレ補正機構７（図４参照）は、撮像素子５のＸ方向の位置およびＹ方向の位置を検出する位置センサを有しており、ブレ補正制御部２１は、当該位置センサからの検出結果を用いて、フィードバック制御則等に従って撮像素子５の位置を制御する。
【００３１】
また、全体制御部１０１は、ＡＦモジュール２０およびフォーカス制御部１２１等と協動して、フォーカスレンズの位置を制御する合焦制御動作を行う。全体制御部１０１は、ＡＦモジュール２０によって検出される被写体の合焦状態に応じて、フォーカス制御部１２１を用いて自動合焦動作（ＡＦ動作）を実現する。なお、ＡＦモジュール２０は、ミラー機構６を介して進入してきた光を用いて、位相差方式等の合焦状態検出手法により被写体の合焦状態を検出することが可能である。
【００３２】
フォーカス制御部１２１は、全体制御部１０１から入力される信号に基づいて制御信号を生成しモータＭ１を駆動することによって、撮影レンズユニット３のレンズ群３７に含まれるフォーカスレンズを移動する。また、フォーカスレンズの位置は、撮影レンズユニット３のレンズ位置検出部３９によって検出され、フォーカスレンズの位置を示すデータが全体制御部１０１に送られる。このように、フォーカス制御部１２１および全体制御部１０１等は、フォーカスレンズの光軸方向の動きを制御する。
【００３３】
ミラー制御部１２２は、ミラー機構６が光路から退避した状態（ミラーアップ状態）とミラー機構６が光路を遮断した状態（ミラーダウン状態）との状態切替を制御する。ミラー制御部１２２は、全体制御部１０１から入力される信号に基づいて制御信号を生成しモータＭ２を駆動することによって、ミラーアップ状態とミラーダウン状態とを切り替える。
【００３４】
なお、ミラー機構６は、主ミラー（主反射面）とサブミラー（副反射面）とを有している。ミラーダウン状態においては、ミラー機構６の主ミラーおよびサブミラーは、当該光束の光路上に配置される。そして、撮影レンズユニット３からの光束（被写体像）は、主ミラーでカメラ上部側に反射された後、カメラ本体部２の上部に配置されたペンタミラーによってさらに反射され、観察用光束としてファインダ窓１０へと導かれる。また、撮影レンズユニット３からの光束の一部は、サブミラーで反射され、カメラ本体部２の下部に配置されたＡＦモジュール２０に導かれ、ＡＦ動作に利用される。一方、ミラーアップ状態においては、主ミラーおよびサブミラーは、撮影レンズユニット３からの被写体像の光路から待避し、当該被写体像はシャッタ４および撮像素子５へ向けて進行する。
【００３５】
シャッタ制御部１２３は、全体制御部１０１から入力される信号に基づいて制御信号を生成しモータＭ３を駆動することによって、シャッタ４の開閉を制御する。なお、シャッタ４が開いた状態においては被写体像が撮像素子５に到達し、露光期間にわたる露光動作が実現される。
【００３６】
タイミング制御回路１２４は、撮像素子５等に対するタイミング制御を行う。
【００３７】
撮像素子５は、被写体の光像を光電変換して画像信号を生成する。詳細には、撮像素子（ここではＣＣＤセンサ（単にＣＣＤとも称する））５は、被写体の光像を光電変換作用により電気的信号に変換して、本撮影画像に係る画像信号（記録用の画像信号）を生成する。
【００３８】
撮像素子５は、タイミング制御回路１２４から入力される駆動制御信号（蓄積開始信号および蓄積終了信号）に応答して、受光面に結像された被写体像の露光（光電変換による電荷蓄積）を行い、当該被写体像に係る画像信号を生成する。また、撮像素子５は、タイミング制御回路１２４から入力される読出制御信号に応答して、当該画像信号を信号処理部５１へ出力する。また、タイミング制御回路１２４からのタイミング信号（同期信号）は、信号処理部５１及びＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換回路５２にも入力される。
【００３９】
撮像素子５で取得された画像信号は、信号処理部５１において所定のアナログ信号処理が施され、当該アナログ信号処理後の画像信号はＡ／Ｄ変換回路５２によってデジタル画像データ（画像データ）に変換される。この画像データは、デジタル信号処理回路５０に入力される。
【００４０】
デジタル信号処理回路５０は、Ａ／Ｄ変換回路５２から入力される画像データに対してデジタル信号処理を行い、撮像画像に係る画像データを生成する。デジタル信号処理回路５０は、黒レベル補正回路５３、ホワイトバランス（ＷＢ）回路５４、γ補正回路５５及び画像メモリ５６を備える。
【００４１】
黒レベル補正回路５３は、Ａ／Ｄ変換回路５２が出力した画像データを構成する各画素データの黒レベルを基準の黒レベルに補正する。ＷＢ回路５４は、画像のホワイトバランス調整を行う。γ補正回路５５は、撮像画像の階調変換を行う。画像メモリ５６は、生成された画像データを一時的に記憶するための、高速アクセス可能な画像メモリであり、複数フレーム分の画像データを記憶可能な容量を有する。
【００４２】
本撮影時には、画像メモリ５６に一時記憶される画像データは、全体制御部１０１において適宜画像処理（圧縮処理等を含む）が施された後、カードＩ／Ｆ１３２を介してメモリカード９０に記憶される。
【００４３】
また、画像メモリ５６に一時記憶される画像データは、全体制御部１０１によって適宜ＶＲＡＭ１３１に転送され、背面モニタ１２に画像データに基づく画像が表示される。これによって、撮影画像を確認するための確認表示（アフタービュー）、および撮影済みの画像を再生する再生表示等が実現される。
【００４４】
また、撮像素子５は、ブレ補正制御部２１およびブレ補正機構７によって駆動される。詳細には、撮像素子５は、角速度センサ６１等によって検出されたブレを打ち消すように駆動される。これによって、撮像装置におけるブレが補正される。
【００４５】
＜３．ブレ補正機構＞
次に、ブレ補正機構７について説明する。ブレ補正機構７は、撮像素子５を駆動して、撮像装置１（撮像素子５）のブレを補正する機構である。
【００４６】
図４は、ブレ補正機構７の概略構成を示す図である。
【００４７】
ブレ補正機構７は、ベース部７ａと第１移動部７ｂと第２移動部７ｃとを有している。
【００４８】
ベース部７ａは、カメラ本体部２の内部の背面部付近に固定されている。また、第１移動部７ｂはベース部７ａに対してＸ方向に移動可能であり、第２移動部７ｃは第１移動部７ｂに対してＹ方向に移動可能である。第２移動部７ｃには撮像素子５が固定されている。
【００４９】
ベース部７ａは、アクチュエータ７ｘを有している。アクチュエータ７ｘは、ＳＩＤＭ（Smooth Impact Drive Mechanism：スムーズインパクト駆動機構）と呼ばれる駆動機構である。当該ＳＩＤＭは圧電素子を備えて構成されている。当該圧電素子が高速周波数で伸縮動作を繰り返すことによって、アクチュエータ７ｘは第１移動部７ｂをベース部７ａに対してＸ方向に駆動することが可能である。
【００５０】
第１移動部７ｂは、アクチュエータ７ｙを有している。アクチュエータ７ｙも、アクチュエータ７ｘと同様のＳＩＤＭで構成されている。アクチュエータ７ｙの圧電素子が高速周波数で伸縮動作を繰り返すことによって、アクチュエータ７ｙは第２移動部７ｃを第１移動部７ｂに対してＹ方向に駆動することが可能である。
【００５１】
以上のように、第２移動部７ｃに固定された撮像素子５は、アクチュエータ７ｘ，７ｙによって、ベース部７ａに対してＸ方向およびＹ方向において相対的に移動することが可能である。
【００５２】
そして、角速度センサ６１等によって検出された信号に基づいて、撮像素子５をベース部７ａに対して移動することによって、撮像装置１におけるブレを抑制すること、即ちブレ補正を行うことができる。
【００５３】
なお、ここでは図示を省略しているが、撮像素子５側に設けられた電気的接続端子部とベース部７ａ側（カメラ本体部２側）に設けられた電気的接続端子部とは、フレキシブル基板等によって電気的に接続されている。撮像素子５によって取得された電気信号（画像信号）は、当該フレキシブル基板等によってカメラ本体部２側のデジタル信号処理回路５０等に伝送される。
【００５４】
＜４．ライブビュー用撮像素子＞
また、この撮像装置１は、上述の撮像素子５とは別の撮像素子（例えばＣＣＤ）１６（図３）をさらに備えている。この撮像素子１６も、被写体の光像を光電変換して画像信号を生成する。ただし、撮像素子１６は、いわゆるライブビュー画像取得用（動画取得用）の撮像素子としての役割を果たす。ここで、「ライブビュー画像」は、被写体に関する時系列の画像であって液晶表示部等の表示部に順次に表示される画像、換言すれば被写体を動画的態様で表示する画像）である。
【００５５】
撮像素子１６は、カメラ本体部２の上部空間内に設けられる。ミラーダウン状態のミラー機構６の主ミラーで上方に反射された観察用光束の光路は、ペンタプリズム等を通過した後に、カメラ本体部２の上部空間内に設けられた適宜の光学素子（ビームスプリッタ等）によって分割され、当該観察用光束の一部は撮像素子１６に到達する。なお、観察用光束の他の一部は、ファインダ窓１０を介して観察者の眼に到達する。
【００５６】
撮像素子１６で受光された光像を微小時間間隔で撮像した複数の画像は、背面モニタ１２に順次に表示される。このようにして動画的態様の画像（ライブビュー画像）が得られる。操作者は、背面モニタ１２に表示されたライブビュー画像を観察することによって、被写体に関する構図決めを行うことができる。
【００５７】
この撮像素子１６は、撮像素子５と同様の構成を有している。ただし、撮像素子１６は、ライブビュー用の画像信号（動画像）を生成するための解像度を有していればよく、通常、撮像素子５よりも少ない数の画素で構成される。
【００５８】
撮像素子１６で取得された画像信号に対しても、撮像素子５で取得された画像信号と同様の信号処理が施される。すなわち、撮像素子１６で取得された画像信号は、信号処理部５１で所定の処理が施され、Ａ／Ｄ変換回路５２でデジタルデータに変換された後、デジタル信号処理回路５０で所定の画像処理が施され、画像メモリ５６に格納される。
【００５９】
また、撮像素子１６で取得され画像メモリ５６に格納される時系列の画像データは、全体制御部１０１によって適宜ＶＲＡＭ１３１に順次に転送され、当該時系列の画像データに基づく画像が背面モニタ１２に表示される。これによって、構図決めを行うための動画的態様の表示（ライブビュー表示）が実現される。
【００６０】
後述するように、この実施形態においては、このようなライブビュー用の撮像素子１６による画像データを用いて、角速度センサ６１によって取得されるブレ信号を補正する技術について説明する。
【００６１】
＜５．ブレ補正制御系＞
図５は、ブレ補正制御に関する制御系を示す概念図である。
【００６２】
撮像装置１は、互いに異なる方向に関する２系統の制御系を有している。１つの制御系は、撮像装置１のヨー方向における角速度に基づいて撮像素子５のＸ方向におけるブレを検出し、当該Ｘ方向のブレを打ち消すように撮像素子５をＸ方向に駆動するものである。また、もう１つの制御系は、撮像装置１のピッチ方向における角速度に基づいて撮像素子５のＹ方向におけるブレを検出し、当該Ｙ方向のブレを打ち消すように撮像素子５をＹ方向に駆動するものである。
【００６３】
図５においては上記２系統の制御系がまとめて示されている。以下では当該２系統の制御系についてまとめて説明するが、実際には２系統（Ｘ系統およびＹ系統）の制御系における動作が個別に実行される。
【００６４】
各制御系は、角速度センサ（ジャイロセンサ）６１と増幅器６２とＡ／Ｄ変換部６３とハイパスフィルタ（ＨＰＦ）６４と積分部６５とゲイン乗算部６６と修正ブレ量算出部６７とサーボ制御部６８とを備えている。
【００６５】
角速度センサ６１は、カメラ本体部２に固定されており、カメラ本体部２の所定の回転方向（例えばヨー方向）における角速度に応じた信号を出力する。すなわち、角速度センサ６１は、撮像装置１における角速度を検出する。角速度センサ６１の出力信号（検出信号）は、増幅器６２で増幅され、Ａ／Ｄ変換部６３でデジタル信号化される。デジタル信号化された角速度信号は、さらに積分部６５において積分されることによって、「ブレ角度」を示す信号（データ）として生成される。
【００６６】
また、積分部６５から出力された「ブレ角度」は、ゲイン乗算部６６において所定のゲインによる乗算処理が施されて、撮像素子５上におけるブレ量ＶＢ１に変換される。
【００６７】
このようにして、角速度センサ６１による検出値（角速度）が積分され、ブレ量ＶＢ１が算出される。
【００６８】
また、このブレ量ＶＢ１は、さらに修正ブレ量算出部６７によってブレ量ＶＢ３へと修正される。この修正動作については後述する。
【００６９】
その後、サーボ制御部６８は、修正ブレ量算出部６７によって算出されたブレ量ＶＢ３と、位置センサ６９によって検出された撮像素子５の所定方向（Ｘ方向あるいはＹ方向）における位置とに基づいて、ブレ量ＶＢ３のブレを打ち消すための所定方向の駆動量を決定し、当該駆動量に応じた駆動信号によってブレ補正機構７を駆動する。すなわち、サーボ制御部６８は、撮像素子５の受光面上における被写体像のブレを補正するため、ブレ補正用のブレ量ＶＢ３に基づいて撮像素子５を駆動する駆動制御を行う。
【００７０】
ここにおいて、まず仮に、修正ブレ量算出部６７で修正動作を行うことなく、ゲイン乗算部６６から出力されるブレ量ＶＢ１に基づいてブレ補正を行う場合、詳細には、当該ブレ量ＶＢ１を打ち消すブレ補正動作を行う場合を想定する。この場合には、「回転ブレ」を補正することは可能であるが、「平行ブレ」を補正することは困難である、という問題が存在する。これについて詳述する。
【００７１】
図６から図１０は、ブレ動作を説明する図である。なお、ここでは説明の簡略化のため、撮影レンズユニット３のレンズ群３７を１枚のレンズＬＳで表現している。
【００７２】
図６および図７に示すように、「回転ブレ」は、レンズＬＳがレンズ主点（後側主点）ＰＰを中心として所定方向（例えばヨー方向）に回転する動作、に起因する撮像素子上での被写体のブレである。
【００７３】
図７は、撮像装置１（具体的には、レンズＬＳおよび撮像素子５等）が、図６の状態に対して、（紙面内において）レンズ主点ＰＰ周りに所定角度θ回転している様子を示している。図６において撮像素子５の中心点ＣＰに結像していた被写体上の点Ｐ１は、回転後には図７に示すように撮像素子５の撮像面において中心点ＣＰから距離ΔＲずれた位置ＱＲ１に結像する。また、このとき、回転ブレのブレ量ΔＲは、ゲイン乗算部６６によって算出されたブレ角度θに対して、焦点距離ｆに相当するゲインＧを乗じることによって算出される。すなわち、ΔＲ＝ｆ×θ、として算出される。この値ΔＲは理想的にはブレ量ＶＢ１に等しい。
【００７４】
しかしながら、一般的な手振れなどのブレにおける回転中心は、レンズ主点ＰＰからずれていることが多い。例えば、図８に示すように、ブレの回転中心が点ＣＰ（レンズ主点ＰＰから右側にずれた点であって撮像面上の中央の点）である場合、を想定する。レンズＬＳ（および撮像素子５）が点ＣＰを中心に回転すると、レンズＬＳは、回転成分だけでなく平行移動成分をも伴って移動する。具体的には、点ＣＰを中心に回転する際のレンズＬＳの移動動作は、レンズＬＳ全体が紙面内上方へと平行に移動する平行移動（移動量ＰＭ）と、レンズＬＳがレンズ主点ＰＰ周りに回転する回転移動（回転角度θ）と、を合成した動作にほぼ相当する。このように、レンズＬＳには、主点ＰＰ周りの回転移動と、紙面内上方に向かう平行移動とが生じる。そのため、当該レンズＬＳを介して撮像素子５に結像する被写体像には、回転移動に伴う「回転ブレ」だけではなく、平行移動に伴う「平行ブレ」も発生する。
【００７５】
図９は、平行ブレを示す図である。図９に示すように、「平行ブレ」は、移動前のレンズＬＳの光軸ＢＸ（図６）を法線とする垂直平面に対してレンズＬＳが平行に移動する動作（例えば紙面内上方に向かう平行移動動作）、に起因して生じる撮像素子上での被写体のブレである。
【００７６】
図９は、撮像装置１（具体的には、撮影レンズおよび撮像素子５等）が、図６の状態に対して、（紙面内において）上方向に若干量ＰＭ平行移動している様子を示している。図６では撮像素子５の中心点ＣＰに結像していた被写体上の点Ｐ１は、図９に示すように、撮像素子５の撮像面において中心点ＣＰから距離ΔＰずれた位置ＱＰ１に結像する。この値ΔＰが、平行ブレのブレ量である。なお、平行ブレのブレ量ΔＰは、像倍率β（＝焦点距離／被写体距離＝ｆ／Ｌ）およびレンズＬＳの平行移動量ＰＭを用いて、ΔＰ＝β×ＰＭ、と表現される。例えば、被写体が無限遠に存在するときにはこの値ΔＰは０（ゼロ）であるが、その一方で、被写体が比較的近くに存在するとき（すなわち被写体距離Ｌが比較的小さいとき）には、像倍率βが比較的大きくなり、値ΔＰは比較的大きな値になる。また、望遠撮影時においても、像倍率βが比較的大きくなり、値ΔＰは比較的大きな値になる。
【００７７】
上述したように、図８のような回転動作が行われると、図９のような平行移動が行われ且つ図７のような回転移動が更に行われた状態、すなわち、当該平行移動と当該回転移動との合成移動が行われた状態に遷移する。図１０は、このような合成移動が行われた状態を示している。なお、図１０は図８と同じ状態を示している。
【００７８】
図１０に示すように、回転移動と平行移動との双方が生じている場合には、（図６において撮像素子５の中心点ＣＰに結像していた）被写体上の点Ｐ１は、位置Ｑ１（＝ＱＰ１）に結像する。そして、このとき撮像素子５上におけるブレ量は、図７の回転ブレのブレ量ΔＲに対してさらに図９の平行ブレのブレ量ΔＰが加算された値ΔＤ（＝ΔＲ＋ΔＰ）になる。
【００７９】
しかしながら、仮に角速度センサ６１による検出角度θに基づくブレ量ＶＢ１を打ち消すブレ補正を行う場合には、上述の「回転ブレ」と「平行ブレ」とのうちの、「回転ブレ」のみを補正することは可能であるが、「平行ブレ」を補正することは出来ない。角速度センサ６１による検出角度θのみが打ち消されるに過ぎず、平行移動成分ＰＭが打ち消されていないためである。
【００８０】
そこで、この実施形態の撮像装置１においては、次述するように、撮像素子１６等により取得されるライブビュー画像を用いて、平行ブレをも含むブレ量ＶＢ３を取得し、当該ブレ量ＶＢ３を打ち消すようなブレ補正を行う。これにより、より良好なブレ補正を行うことが可能である。
【００８１】
なお、平行ブレをも含むブレ量を、常にライブビュー画像を用いて取得することも理論的には考えられる。ただし、この実施形態の撮像装置１においては、本撮影画像を取得するための露光時（端的に言えば本撮影画像取得時）には、ミラー機構６がミラーアップ状態となり、被写体像が撮像素子１６に到達せず、ライブビュー画像を取得することができない。そのため、当該ライブビュー画像を本撮影画像撮影時のブレ補正に直接的に用いることは困難である。したがって、次述するような動作を行うことが好ましい。
【００８２】
さて、この実施形態に係る撮像装置１は、まず、本撮影画像撮影時でのブレ量（詳細には回転ブレ量）ＶＢ１を角速度センサ６１を用いて取得する。具体的には、上述したように、角速度センサ６１による検出値を積分して撮像装置１における回転ブレに関するブレ量ＶＢ１（ΔＲに相当）を算出する（図５参照）。
【００８３】
また、撮像装置１は、本撮影画像取得前に撮像素子１６によって取得されるライブビュー用の時系列画像を用いてブレ量ＶＢ２をも算出する。具体的には、撮像素子１６による画像データ（ライブビュー画像）に基づいて、「動きベクトル方式」などの各種の手法によって、時系列の複数（２枚以上）の撮影画像における同一被写体のずれ、すなわち撮像装置１におけるブレ量ＶＢ２（ΔＤに相当）を算出する。なお、このブレ量ＶＢ２（ΔＤに相当）には、回転ブレ（ΔＲ）と平行ブレ（ΔＰ）との双方の成分が含まれる。
【００８４】
さらに、撮像装置１は、角速度センサ６１により検出される回転ブレのブレ量ＶＢ１（ΔＲ）と、ライブビュー画像に基づいて検出されるブレ量ＶＢ２（ΔＤ）との関係を求める。
【００８５】
例えば、所定期間内でのブレ量ΔＲに関する変動幅（振幅）ＨＡと、当該所定期間内でのブレ量ΔＤに関する変動幅（振幅）ＨＢとの比を表す値（振幅比とも称する）ＲＭ（＝ＨＢ／ＨＡ）とに基づいて、角速度センサ６１により検出されたブレ量ＶＢ１とライブビュー画像に基づいて検出されるブレ量ＶＢ２との関係を求める。ここでは、回転ブレのブレ量ＶＢ１（ΔＲ）とライブビュー画像におけるブレ量ＶＢ２（ΔＤ）との大きさの比ＲＭは、各時刻において一定であると仮定し、ブレ量ＶＢ２は、ブレ量ＶＢ１に対して振幅比ＲＭを乗じた値に等しい、すなわち、ＶＢ２＝ＶＢ１×ＲＭ、であるとする。換言すれば、回転ブレＶＢ１に対して、値ＲＭを乗じた値が、回転ブレと平行ブレとを合わせたブレ量であるとして算出される。
【００８６】
具体的には、図１１に示すように、構図決めの段階において、角速度センサ６１によるブレ量ＶＢ１（ΔＲ）の信号と、撮像素子１６による画像データに基づくブレ量ＶＢ２（ΔＤ）の信号とについて、それぞれ、所定周期（例えば周期長ＴＳ＝１秒）ごとに当該周期での振幅ＨＡ，ＨＢを求める。このとき、各期間ＴＭにおける振幅ＨＡと振幅ＨＢとの比に関する値（ＨＢ／ＨＡ）が値ＲＭとして求められる。なお、図１１においては、ＲＭ＞１、の場合が示されている。
【００８７】
例えば、期間ＴＭ１においては、振幅ＨＡ１，ＨＢ１がそれぞれ取得され、期間ＴＭ２においては、振幅ＨＡ２，ＨＢ２がそれぞれ取得される。このとき、期間ＴＭ１においては、振幅ＨＡ１と振幅ＨＢ１との比に関する値（ＨＢ１／ＨＡ１）が、値ＲＭ（ＲＭ１）として算出される。また、期間ＴＭ２においては、振幅ＨＡ２と振幅ＨＢ２との比に関する値（ＨＢ２／ＨＡ２）が、値ＲＭ（ＲＭ２）として算出される。
【００８８】
なお、値ＲＭは、不足していた平行ブレによるブレ量ΔＰをも加算した本来のブレ量ΔＤが、角速度センサ６１により検出されたブレ量ΔＲに対して何倍大きな値であるか、を示す推定値である、とも表現される。
【００８９】
そして、撮像装置１は、当該関係に基づいて修正後のブレ量ＶＢ３を求める。具体的には、撮影画像露光時におけるブレ量（詳細には回転ブレと平行ブレとを合わせたブレ量）ＶＢ３は、角速度センサ６１に基づくブレ量ＶＢ１を、撮影画像露光前における振幅比ＲＭで表現される倍率と同じ倍率で変化（増大）させたものであるものと推定する。すなわち、このブレ量ＶＢ３は、ＶＢ３＝ＶＢ１×ＲＭで表現されるものとする。このようにして、所定期間における振幅ＨＡと振幅ＨＢとの振幅比ＲＭに応じて、角速度センサ６１により検出されたブレ量ＶＢ１を修正し、撮像装置１の本撮影画像取得時におけるブレ量ＶＢ３が算出される。
【００９０】
さらに、撮像装置１は、当該ブレ量ΔＤ（ＶＢ３）に基づいて、撮像装置１におけるブレを補正する。この際、複数の期間ＴＭ（詳細には、ＴＭ１，ＴＭ２，...）において求められた複数の値ＲＭのうち、露光直前の期間（例えばＴＭ２）に得られた最新の値ＲＭを用いて、露光時のブレ補正を行うことが好ましい。
【００９１】
ここでは、時刻Ｔ１０においてレリーズボタン１１が全押し状態Ｓ２にまで押下されて撮影開始指令Ｄ２が付与されると、当該撮影開始指令Ｄ２に応答して、次のようなブレ補正動作がブレ補正制御部２１の制御下において実行される。具体的には、撮影開始指令Ｄ２の直前（露光直前）に得られた最新の値ＲＭ（例えばＲＭ２）を用いて、露光中を含む期間に角速度センサ６１による検出値を積分して得られたブレ量ＶＢ１に対して当該値ＲＭを乗じた値を、総合的なブレ量ＶＢ３（ΔＤ）（＝ＶＢ１×ＲＭ）として算出する。
【００９２】
そして、このようにして得られたブレ量ＶＢ３を打ち消すような駆動を実行することによって、撮像素子５に関するブレ補正（詳細には本撮影画像の取得時におけるブレ補正）が実行される。また、このようなブレ補正が施された状態において本撮影画像の露光動作が撮像素子５などによって行われる。これにより、ブレが良好に抑制された本撮影画像を得ることが可能である。
【００９３】
さて、撮像装置１は、図５のような詳細構成によって、上記のような動作を実行する。
【００９４】
図５に示すように、制御系は、電子ブレ検出部７１と積分部７２とゲイン乗算部７３と振幅検出部７４と比較部７５と振幅検出部７９とをさらに備えている。
【００９５】
電子ブレ検出部７１は、撮像素子１６によって取得され画像メモリ５６に格納されている複数（例えば２枚）の時系列画像の画像データを用いて、被写体像の動き（すなわちブレ）を「動きベクトル方式」などの適宜の検出手法によって検出する。
【００９６】
積分部７２は、電子ブレ検出部７１によって検出された動きを積分して、撮像素子１６上におけるブレ量ＶＢ２１を算出する。ゲイン乗算部７３は、撮像素子５に関する光学系の焦点距離と撮像素子１６に関する光学系の焦点距離との相違等を考慮して、ブレ量ＶＢ２１を撮像素子５上におけるブレ量ＶＢ２に変換する。
【００９７】
振幅検出部７４は、ブレ量ＶＢ２の所定期間ＴＭにおける振幅ＨＢ（所定方向の変位における最大値と最小値との差）を求める。
【００９８】
また、振幅検出部７９は、ブレ量ＶＢ１の所定期間ＴＭにおける振幅ＨＡ（所定方向の変位における最大値と最小値との差）を求める。
【００９９】
そして、比較部７５は、振幅ＨＡと振幅ＨＢとの比の値ＲＭ（＝ＨＢ／ＨＡ）を求める。なお、本撮影画像の露光期間中においては、比較部７５は、値ＲＭを更新しない。
【０１００】
また、修正ブレ量算出部６７は、撮影画像の取得時点（詳細には露光取得開始時点Ｔ１０（図１１））前における振幅比ＲＭ（例えばＲＭ２）に基づいて、撮影画像の露光中に角速度センサ６１により取得されるブレ量ＶＢ１（ΔＲ）を修正し、ブレ量ＶＢ３（ΔＤ）を算出する。
【０１０１】
以上のようにして、ブレ量ＶＢ１とブレ量ＶＢ２とに基づく振幅比ＲＭを用いてブレ量ＶＢ１が修正され、修正後のブレ量ＶＢ３が算出される。
【０１０２】
その後、上述したように、サーボ制御部６８は、修正ブレ量算出部６７によって算出されたブレ量ＶＢ３を打ち消すための駆動量を決定し、当該駆動量に応じた駆動信号によってブレ補正機構７を駆動する。すなわち、サーボ制御部６８は、ブレ補正用のブレ量ＶＢ３に基づいて撮像素子５を駆動して、撮像素子５の受光面上における被写体像のブレを補正する。
【０１０３】
以上のような動作によれば、角速度センサ６１の出力値のみを用いた未修正のブレ量ＶＢ１を打ち消すようなブレ補正ではなく、上記のような修正が施されたブレ量ＶＢ３を打ち消すようなブレ補正が行われる。したがって、平行ブレを良好に補正することが可能である。また、ライブビューの撮影画像を用いて上記のような修正が施されているので、平行ブレを検出するための加速度センサを用いる必要がない。特に、ライブビュー用に設けられた撮像素子１６をブレ検出用にも用いている（すなわち兼用している）ため、別個に加速度センサを設ける場合に比べて効率的である。
【０１０４】
なお、上記実施形態においては、「平行ブレ」の存在に起因して、総合的なブレ量ＶＢ３が角速度センサによるブレ量ＶＢ１よりも大きくなる場合を例示したが、これに限定されない。例えば、手振れにおける回転中心の位置等によっては、総合的なブレ量ＶＢ３が角速度センサによるブレ量ＶＢ１よりも小さくなる（すなわち、ＲＭ＜１）場合も存在する。このような場合であっても、上記と同様の動作を行うことによれば、ブレ量ＶＢ１よりも小さな値として算出されたブレ量ＶＢ３を打ち消すようなブレ補正を行うことができる。したがって、撮像装置１におけるブレを良好に補正することが可能である。
【０１０５】
＜６．その他＞
以上、この発明の実施の形態について説明したが、この発明は上記説明した内容のものに限定されるものではない。
【０１０６】
たとえば、上記実施形態においては、アクチュエータ７ｘ，７ｙとしてＳＩＤＭを用いる場合を例示したが、これに限定されない。例えば、超音波モータなどのその他の駆動源を用いるようにしてもよい。
【０１０７】
また、上記実施形態においては、撮像素子５を駆動することによって撮像装置１におけるブレを補正する場合を例示したが、これに限定されず、他の種類の光学的ブレ補正を行うようにしてもよい。例えば、撮影光学系内のレンズを駆動するブレ補正機構を用いて、撮像装置１におけるブレを補正するようにしてもよい。
【０１０８】
また、上記実施形態においては、撮像素子５とは別にライブビュー画像取得用の撮像素子１６が設けられている場合を例示したが、これに限定されず、静止画取得用（本撮影画像取得用）の撮像素子５によってライブビュー画像をも取得するようにしてもよい。例えば、構図決め時においてミラー機構６をミラーアップ状態にするとともにメカニカルシャッタ４を開放して、撮影レンズユニット３からの被写体像を撮像素子５に到達させ、撮像素子５によるライブビューを実現する場合を想定する。この場合には、電子ブレ検出部７１が、撮像素子５により取得され画像メモリ５６に格納されている複数（例えば２枚）の時系列画像の画像データを用いて、被写体像の動き（すなわちブレ）を「動きベクトル方式」などの適宜の検出手法によって検出する。そして、積分部７２が当該ブレを積分し、ゲイン乗算部７３が適宜のゲインを乗じる。このような動作によれば、上記と同様のブレ量ＶＢ２を得ることができる。さらには、上記施形態と同様にして、値ＲＭ等を求め、撮影開始指令Ｄ２に応答して実行される本撮影画像の取得時において、ブレ量ＶＢ３を算出してブレ補正を行うことによって、撮像素子５上での被写体像のブレを良好に抑制することができる。
【０１０９】
なお、このような変形例においては、本撮影画像を取得するための露光時（端的に言えば本撮影画像取得時）には、撮像素子５によるライブビュー画像を取得できなくなる。そのため、当該ライブビュー画像を本撮影画像撮影時のブレ補正に用いることはできない。したがって、上記のように、角速度センサ６１によるブレ量ＶＢ１を修正したブレ量ＶＢ３を用いてブレ補正を行うことが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】撮像装置の正面外観図である。
【図２】撮像装置の背面外観図である。
【図３】撮像装置の機能構成を示すブロック図である。
【図４】ブレ補正機構の概略構成を示す図である。
【図５】ブレ補正制御に関する制御系を示す概念図である。
【図６】ブレ動作を説明する図である。
【図７】ブレ動作（回転ブレのみ）を説明する図である。
【図８】ブレ動作（回転ブレと平行ブレとの双方を含む）を説明する図である。
【図９】ブレ動作（平行ブレのみ）を説明する図である。
【図１０】ブレ動作（回転ブレと平行ブレとの双方を含む）を説明する図である。
【図１１】角速度センサによるブレ量ΔＲと、撮像素子による画像データに基づくブレ量ΔＤとを示す図である。
【符号の説明】
【０１１１】
１  撮像装置
ｆ  焦点距離
ＬＳ  レンズ
ＰＰ  レンズ主点
ＰＭ  平行移動量
ＲＭ  振幅比
ＴＭ，ＴＭ１，ＴＭ２  期間
ＶＢ１  角速度センサーによって検出されるブレ量（回転ブレ）
ＶＢ２  ライブビュー画像によって検出されるブレ量（回転ブレおよび平行ブレ）
ＶＢ３  露光時に検出されるブレ量（回転ブレおよび平行ブレ）
θ  ブレ角度
【図１】
2009105784.tif 000003
【図２】
2009105784.tif 000004
【図３】
2009105784.tif 000005
【図４】
2009105784.tif 000006
【図５】
2009105784.tif 000007
【図６】
2009105784.tif 000008
【図７】
2009105784.tif 000009
【図８】
2009105784.tif 000010
【図９】
2009105784.tif 000011
【図１０】
2009105784.tif 000012
【図１１】
2009105784.tif 000013