JP6101074B2 - 光学機器、像ブレ補正装置、撮像装置、およびその制御方法、プログラム、記憶媒体 - Google Patents

Description

本発明は、手振れ等による撮像画像のブレを補正する機能を備えた光学機器および撮像装置に関するものである。

手振れ等によるカメラの振れに起因する画像のブレを補正する方法としては、補正レンズを移動させてカメラの振れに応じて光軸の位置を変化させる光学的な像振れ補正が知られている。

光学的な像振れ補正においては、補正レンズの変位量に対する像の変位量の比を偏心敏感度と称し、焦点距離と撮影倍率との関数で表す。すなわち、補正レンズの変位量ｄLは、焦点距離ｆと撮影倍率βとの関数で表現される敏感度ｋと振れ角度θとによって、
ｄL＝ｋ（ｆ, β）ｘθ …（１）
と表すことができる。ここで、焦点距離ｆ及び撮影倍率βは、ズームレンズ位置及びフォーカスレンズ位置によって決まる値である。

逆に言えば、同じカメラの振れ角度による像振れを補正するにも、ズームレンズ位置及びフォーカスレンズ位置によって、補正レンズの変位量は異なってくる。従って、良好な像振れ補正効果を実現するためには、焦点距離及び被写体距離による敏感度に応じて補正レンズを駆動制御する必要がある。

敏感度に応じた補正レンズの補正方法として、特許文献１では次のような方法が提案されている。即ち、ズームレンズ位置及びフォーカスレンズ位置を有限個の領域に分割し、各領域に対応した敏感度を参照テーブルとしてメモリに記憶しておき、その敏感度の値を用いて像振れ補正を行う。

特開平６−３０８５６４号公報

近年、撮像装置に生じた振れを補正する技術の進歩に伴い、撮影者が静止した状態での手振れによって発生する撮像画像のブレを補正するだけでなく、撮影者が歩行しながら撮影を行うときの撮像画像の大きな像ブレも補正する像振れ補正機能が普及してきている。

上記の特許文献１に開示されている技術では、フォーカスレンズ位置から被写体距離を算出して補正レンズの敏感度を決定し、式（１）に基づいて補正レンズを駆動して像振れ補正を行っている。しかし、近年普及しているインナーフォーカスタイプのレンズシステムのワイド側においては、フォーカスレンズ位置に対する被写体距離変化が大きく被写体距離の算出精度が粗い。また、歩き撮影では、固定撮影と比較して被写体の変化が大きいためピント調整のためのフォーカス変動も頻繁になる。そのため、上記の従来の方法では次のような問題があった。

すなわち、ワイド側画角において歩き撮影をした場合、フォーカスレンズの変動が頻繁である上に被写体距離精度が粗いことから、固定撮影と比較して被写体距離が大きく頻繁に変化し、それ伴って敏感度も頻繁に変化する現象があった。具体的に、図７、図８に示す光学特性の例を用いて説明する。

図７は、インナーフォーカスタイプのレンズシステムにおいて、焦点距離を変化させたとき、すなわちズームレンズ位置を変化させたときに、任意の被写体距離において合焦させるためのフォーカスレンズの位置を示した図である。横軸はズームレンズ位置であり、縦軸はフォーカスレンズ位置を表す。図７に示す曲線は、一番下の曲線が無限の被写体距離に合焦する位置に対応するもので、上に行くにしたがって、撮像面に近い被写体距離に合焦する位置に対応するものである。図７からわかるように、ワイド側においては、約８０ｃｍから無限遠の被写体距離に合焦するフォーカスレンズ位置がテレ側と比較して密集している。これはワイド側において被写界深度が深いことを意味し、多少フォーカスレンズを振ってもピントズレは発生しにくいことを表している。しかし、逆に、フォーカスレンズを少し動かしただけでフォーカスレンズ位置から検出される被写体距離は変化しやすく、精度が粗いことを意味している。

図８は、焦点距離変化に対して、被写体距離に対する敏感度が変化する様子を示した図である。横軸はズームレンズ位置であり、縦軸は敏感度を表す。敏感度変化は、レンズ構成などの光学的な条件によって変わるものであるが、たとえば図８に示す例では、ワイド側において被写体距離によって敏感度が異なることを意味している。このような光学特性の条件下において、ワイド側画角で歩き撮影を行うと、画面内の被写体変化によってフォーカスレンズのウォブリング動作が頻繁に起こる。そして、図７の特性から被写体距離精度が粗いため、フォーカスレンズ位置に基づいて検出される被写体距離情報も頻繁に変化し、それに伴って、図８の特性から敏感度も頻繁に変化してしまうことになる。

現実には、被写体距離が急激に頻繁に変化しているわけではないため、像振れ補正を行う敏感度はほぼ固定であるべきである。しかし、上記のような光学特性のために、被写体距離変化が生じるに従って敏感度変化も生じてしまう。そのため、振れの角度が一定であっても、式（１）に基づいて算出される補正レンズの移動量（補正量）は異なってしまい、結果として、撮像素子上の像面補正量も変化してしまい、良好な像振れ補正効果が得られない。

本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、歩きながらの撮影においても、安定した像振れ補正を可能とすることである。

本発明に係わる光学機器は、光軸に垂直な方向に動いて画像振れを補正する補正光学系と、焦点距離を変更するための変倍レンズと、焦点調節を行うフォーカスレンズとを有する撮像光学系と、前記撮像光学系により結像された被写体像を撮像する撮像手段と、前記撮像光学系の焦点距離を検出する焦点距離検出手段と、被写体距離を検出する被写体距離検出手段と、振れを検出する振れ検出手段と、前記振れ検出手段により検出した振れに基づいて、光学機器の使用者が歩行中か否かを判定する歩き撮影判定手段と、前記歩き撮影判定手段の判定結果と、前記焦点距離と、前記被写体距離とに基づいて、前記補正光学系の移動量に対する撮像面上の被写体像の移動量の割合である敏感度を生成する敏感度生成手段と、前記振れの量と前記敏感度とに基づいて、補正量を算出する補正量算出手段と、前記補正量に基づいて像振れを補正するように前記補正光学系を駆動する制御手段とを備え、前記敏感度生成手段は、前記歩き撮影判定手段により前記光学機器の使用者が歩行中と判定された場合に、前記被写体距離、あるいは前記敏感度の範囲を限定して前記敏感度を生成することを特徴とする。
また、本発明に係わる像ブレ補正装置は、装置の振れを検出する振れ検出手段により検出した振れに基づいて、前記装置の使用者が歩行中か否かを判定する歩き撮影判定手段と、前記歩き撮影判定手段の判定結果と、撮像光学系の焦点距離と、被写体距離とに基づいて、前記撮像光学系が有する補正光学系の移動量に対する撮像面上の被写体像の移動量の割合である敏感度を生成する敏感度生成手段と、前記振れの量と前記敏感度とに基づいて、補正量を算出する補正量算出手段と、前記補正量に基づいて像振れを補正するように前記撮像光学系が有する補正光学系を駆動する制御手段とを備え、前記敏感度生成手段は、前記歩き撮影判定手段により前記装置の使用者が歩行中と判定された場合に、前記被写体距離、あるいは前記敏感度の範囲を限定して前記敏感度を生成することを特徴とする。

本発明によれば、歩きながらの撮影においても、安定した像振れ補正が可能となる。

本発明の実施形態における撮像装置の構成を示すブロック図である。 第１の実施形態における敏感度生成からシフトレンズ駆動の制御を示すフローチャートである。 本発明の実施形態における歩き撮影判定回路の処理を示すフローチャートである。 本発明の実施形態における歩き撮影判定回路の処理を説明するグラフである。 第２の実施形態における敏感度生成からシフトレンズ駆動の制御を示すフローチャートである。 第３の実施形態における敏感度生成からシフトレンズ駆動の制御を示すフローチャートである。 インナーフォーカスタイプのレンズシステムにおいて、ズームレンズ位置に対する被写体距離ごとの合焦位置を示すカム軌跡の一例を示すグラフである。 インナーフォーカスタイプのレンズシステムにおいて、ズームレンズ位置に対する被写体距離ごとのシフトレンズの敏感度の一例を示すグラフである。

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の実施形態における、光学機器としてのズームレンズユニットを備えた撮像装置としてのデジタルビデオカメラの構成を示すブロック図である。なお、本実施例においては撮像装置としてのデジタルビデオカメラを例にとるが、一眼レフカメラ用のレンズのような光学機器でも、コンパクトデジタルカメラのような撮像装置でも良い。

図１において、レンズユニット１０１（撮像光学系）は、内部に変倍レンズ群（ズームレンズユニット）と像振れ補正レンズ群（補正光学系、像振れ補正手段）を含む。レンズユニット１０１は、固定されている第１固定レンズ群１、焦点距離を変えて変倍を行う変倍レンズ群２（ズームレンズ）を備える。またレンズユニット１０１は、光軸に垂直な方向に動いて画像振れを補正する像振れ補正レンズ群３（シフトレンズ、像振れ補正部材）を備える。また、レンズユニット１０１は、焦点調節機能と変倍による焦点面の移動を補正するいわゆるコンペ機能を兼ね備えたフォーカスレンズ群４（フォーカスレンズ）を備える。撮像素子５は第１固定レンズ群１，変倍レンズ群２，像振れ補正レンズ群３，およびフォーカスレンズ群４を介して結像された光学的な被写体像を、光電変換して映像信号として出力する。撮像素子５は、例えばＣＣＤやＣＭＯＳセンサなどである。なお、コンパクトデジタルカメラのようなレンズ光学系と撮像素子が一体型の撮像装置の場合、像振れ補正レンズ群３の代わりに撮像素子５を光軸に垂直な方向に動かして画像振れを補正することもできる。

カメラ信号処理回路６は、アナログ信号処理回路（不図示）とデジタル信号処理回路（不図示）からなる。カメラ信号処理回路６中のアナログ信号処理回路は、撮像素子５で得られた信号に所定の処理を施してアナログ映像信号を生成する。そして、アナログ信号処理回路６は、例えばＣＤＳ（co-related double sampling：相関二重サンプリング）回路、ＡＧＣ（Automatic Gain Control）回路等から構成されている。カメラ信号処理回路６中のデジタル信号処理回路は、Ａ／Ｄ変換器によりアナログ映像信号をデジタル信号に変換し、ガンマ補正、ホワイトバランス等、所定の信号処理を施したデジタル映像信号を生成する。また、カメラ信号処理回路６中のデジタル信号処理回路は、ＡＦ（オートフォーカス）制御やＡＥ（オートエクスポージャー）制御用の評価信号なども生成する。レコーダ回路７は、記録媒体（メモリカード、ハードディスク、ＤＶＤ、磁気テープなど）に映像信号を記録する記録装置、表示装置（液晶パネルやビューファインダ）に映像信号を出力表示する表示装置、及びそれらの制御回路などが含まれる。マイコン１０２は、本実施形態の撮像装置の全体をコントロールする制御回路である。

ズームエンコーダ８は、ズームレンズ２の位置検出を行う。焦点距離検出回路９は、ズームエンコーダ８の出力値に基づいて焦点距離情報を検出する。なお、ズームレンズ２の駆動モータがステッピングモータなどのパルスモータの場合は、ズームエンコーダ８を備えずに、駆動パルスのカウントによってズームレンズの位置検出を行ってもよい。ズーム制御回路１０は、ズーム操作部（不図示）の操作情報と、焦点距離検出回路９からの焦点距離情報に基づいて、ズームレンズの駆動命令となる制御信号を出力する。
ズームレンズ駆動回路１１は、ズーム制御回路１０からＰＷＭなどで出力される制御信号を受けてモータを介してズームレンズを駆動する。

フォーカスエンコーダ１２は、フォーカスレンズ４の位置検出を行う。被写体距離検出回路１３は、フォーカスエンコーダ１２の出力値に基づいて被写体距離情報を検出する。なお、フォーカスレンズの駆動モータがステッピングモータなどのパルスモータの場合は、フォーカスエンコーダ１２を備えずに、駆動パルスのカウントによってフォーカスレンズの位置検出を行ってもよい。フォーカス制御回路１４は、フォーカス操作部（不図示）の操作情報、カメラ信号処理回路６からのＡＦ評価信号、または距離センサ（不図示）からの測距情報などと、被写体距離検出回路１３からの被写体距離情報に基づいて、フォーカスレンズの駆動命令となる制御信号を出力する。フォーカスレンズ駆動回路１５は、フォーカス制御回路１４からＰＷＭなどで出力される制御信号を受けてモータを介してフォーカスレンズを駆動する。

振れ検出手段１７は、手振れによるカメラの振れを検出する。振れ検出手段１７は、例えば振動ジャイロ等の角速度センサである。増幅器１８はアンプであり、、角速度センサ１７から出力された角速度信号を増幅して出力する。ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）１９は、その周波数特性を変更し得る機能を有しいる。ＨＰＦ１９は、増幅器１８にて増幅された角速度信号に含まれる低周波成分を遮断して出力する。積分器２０は、ＨＰＦ１９から出力された角速度信号を積分することにより角変位量を得る。

歩き撮影判定回路２１は、歩き撮影であるか否か（使用者が歩行中であるか否か）を判定して、その結果を敏感度生成回路２２に出力する。なお、歩き撮影の判定方法については、後で詳細に説明する。敏感度生成回路２２は、像振れ補正に必要なシフトレンズ３の移動量（補正量）を算出するための敏感度を、焦点距離情報及び被写体距離情報に基づいて生成する。なお、敏感度とは、像振れ補正レンズ３の移動量に対する撮像面上の被写体像の移動量の割合である。敏感度生成回路の動作については、後で詳細に説明する。

補正量算出回路２３は、積分器２０から出力される角変位量と敏感度生成回路２２で生成された敏感度に基づいて、シフトレンズの補正目標値を算出する。補正量算出回路２３は、このシフトレンズの補正目標値を、焦点距離及び被写体距離に応じた撮像素子５上の像面での像振れ補正に合致するように算出する。シフトエンコーダ１６は、シフトレンズ３の位置検出を行うセンサで、例えばホールセンサなどである。シフトエンコーダ１６の出力値はシフトレンズ制御回路２４に入力される。シフトレンズ制御回路２４は、補正量算出回路２３からの補正目標値とシフトエンコーダ１６から得られるシフトレンズ３の現在位置との差分からシフトレンズ３の制御量を算出し、制御信号を出力する。シフトレンズ駆動回路２５は、シフトレンズ制御回路２４からＰＷＭなどで出力される制御信号を受けてモータを介してシフトレンズ３を駆動する。

なお、角速度センサ１７からシフトレンズ駆動回路２５までの振れの検出から像振れ補正までの動作は次のように行う。２つの角速度センサ１７は、光軸に直交する一平面上で互いに直交した検出軸をなすように、例えば水平方向の回転軸（Ｙａｗ）と垂直方向の回転軸（Ｐｉｔｃｈ）との２軸方向に配置される。そして、補正量算出回路２３は、検出した角速度信号に基づいて、Ｐｉｔｃｈ、Ｙａｗ軸それぞれ補正量を算出する。そして、シフトレンズ駆動回路２５は水平方向及び垂直方向の２軸方向にシフトレンズ３を制御する。

次に、敏感度生成回路２２と補正量算出回路２３の動作について、詳細に説明する。図２は敏感度生成からシフトレンズ３の移動量（補正量）算出までの動作を示すフローチャートである。なお、図２に示す処理は、例えば撮像装置の１フレームの画像の取り込み周期である６０Ｈｚなど、任意の所定の周期で繰り返し実行される。

ステップＳ１００１の処理では、まず歩き撮影判定回路２１から得られる歩き撮影判定の結果を判断する。「歩き撮影」の判定（使用者が歩行中であるか否か）方法については、図３を用いて後で詳細に説明する。歩き撮影の判定の結果、撮影者が歩いていると判断されればステップＳ１００２の処理へ進み、撮影者が歩いていないと判断されればステップＳ１００３の処理へ進む。ステップＳ１００２の処理では、被写体距離検出回路１３からの被写体距離情報は考慮せずに被写体距離を無限遠（固定値）に固定する。そして敏感度生成回路２２は、無限遠（固定値）に固定された被写体距離の値と、焦点距離検出回路９から得られる焦点距離の情報とに基づいて敏感度を決定する。敏感度を決定したら、ステップＳ１００４の処理へ進む。ステップＳ１００３の処理では、敏感度生成回路２２は、被写体距離検出回路１３から得られる被写体距離の情報と、焦点距離検出回路９から得られる焦点距離の情報とに基づいて敏感度を決定する。そして敏感度を決定したら、ステップＳ１００４の処理へ進む。ステップＳ１００４の処理では、補正量算出回路２３はシフトレンズ３の移動量（補正量）を算出する。具体的には、ステップＳ１００２の処理あるいはステップＳ１００３の処理で設定した敏感度と、積分器２０から得られる角変位量を用いて、式（２）の演算によってシフトレンズ３の移動量（補正量）を算出する。

レンズ移動量（ｍｍ）＝角変位量（ｄｅｇ）／敏感度（ｄｅｇ/ｍｍ） …（２）
次にステップＳ１００５では、補正量算出回路２３は、算出したレンズ移動量（補正量）をシフトレンズ制御回路２４へ出力する。そしてシフトレンズ制御回路２４は、シフトレンズ３の駆動制御を行う。

上記ステップＳ１００２の処理とＳ１００３の処理について説明する。ステップＳ１００１の処理にて、歩き撮影と判断された場合は、フォーカスレンズのウォブリング動作に伴って検出される被写体距離の変動が大きいと予想される。よって敏感度生成回路２２は、被写体距離の検出結果は使わずに被写体距離を無限遠に固定して敏感度を決定する。ステップＳ１００１の処理にて、歩き撮影と判断されない場合は、フォーカスレンズのウォブリング動作が少なく、検出される被写体距離の変動も小さいと予想される。よって敏感度生成回路２２は、被写体距離の検出結果に基づいて敏感度を決定する。シフトレンズの駆動量に対する像面上での画像の変位の比で表わされる敏感度は、焦点距離と被写体距離に基づいて一意に決まる。従って、検出した焦点距離と歩き撮影の判定結果で決定された上記被写体距離とによって、敏感度を決定することができる。

なお、上記説明においては、歩き撮影と判断された場合に、敏感度生成回路２２は、被写体距離を無限遠に固定するとした。しかし、敏感度生成回路２２は、無限遠ではなく任意の別の被写体距離（例えば１０ｍや１００ｍ）に固定して、敏感度を生成してもよい。

敏感度は、焦点距離と被写体距離に基づいて一意に決まると先に述べたが、敏感度の生成方法としては、次のような方法を採用することができる。まず一つの方法としては、焦点距離と被写体距離の値から演算によって敏感度を算出する方法である。ただし、この方法は演算式が複雑であり、あまり現実的ではない。二つ目の方法としては、焦点距離及び被写体距離に対応する敏感度データ（敏感度情報）を離散的に複数記憶しておく方法である。この方法は、焦点距離と被写体距離に基づく参照テーブルを用意して予め記憶しておき、検出した焦点距離と被写体距離に従って参照テーブルから敏感度データを読み出せばよいので容易に実現できる。また、テーブルデータの容量を減らすために、代表となる複数個の参照テーブルを用意しておき、記憶している参照テーブルデータの間の焦点距離及び被写体距離のデータについては、参照テーブルを基に補間演算で算出してもよい。

次に、歩き撮影判定の動作について、詳細に説明する。図３は歩き撮影判定回路２１の動作を示すフローチャートである。図３のフローチャートの処理は、例えば６０Ｈｚ等の所定の周期で繰り返し実行される。図３の処理の概要としては、角速度センサ１７の出力信号を増幅して、Ａ／Ｄ変換（不図示）を介したデジタル信号が、所定期間中に所定の振幅を超えてプラスマイナスに所定回数振れたときに、撮影者が歩き撮影していると判定しするものである。言い換えると、歩き撮影判定回路２１は、角速度センサ１７の出力に基づいた信号の変化が、予め定めた周波数及び振幅より大きいと判定されたときに、撮影者が歩きながら撮影していると判定し、判定結果を出力する。以下、図３の処理について説明する。

ステップＳ２００の処理では、歩き撮影判定回路２１は、カウンタＣＯＵＮＴＥＲ２の値をインクリメントし、ステップＳ２０１の処理に進む。ステップＳ２０１の処理では、歩き撮影判定回路２１は、フラグＳＩＧＮ＿ＦＬＡＧが０かどうかの判定を行う。ステップＳ２０１の処理で、ＳＩＧＮ＿ＦＬＡＧが０のときはステップＳ２０２の処理に進み、ＳＩＧＮ＿ＦＬＡＧが１のときはステップＳ２０６の処理に進む。

ステップＳ２０２の処理では、変数ＳＥＮＳＯＲ＿ＯＵＴ３を、角速度センサ１７の出力信号が増幅器１８を経由して生成された信号とする。角速度センサ１７の出力信号が増幅器１８を経由して生成された信号とは、Ａ／Ｄ変換を介してマイコンに入力された信号そのものであってもいいし、Ａ／Ｄ変換を介した後に種々のフィルタリング処理を行ったり、ゲイン等をかけた信号であってもいい。すなわち、角速度センサ１７の出力信号が増幅器１８を経由して生成された信号であれば、どのような信号を用いてもよい。そして、ステップＳ２０２の処理で、歩き撮影判定回路２１は、ＳＥＮＳＯＲ＿ＯＵＴ３が閾値ＡＭＰ＿ＴＨ２より大きいかどうかの判定を行う。ステップＳ２０２の処理で、ＳＥＮＳＯＲ＿ＯＵＴ３がＡＭＰ＿ＴＨ２より大きいと判定された場合は、ステップＳ２０３の処理に進む。ステップＳ２０２の処理で、ＳＥＮＳＯＲ＿ＯＵＴ３がＡＭＰ＿ＴＨ２以下であると判定された場合は、ステップＳ２１０の処理に進む。

ステップＳ２０３の処理では、歩き撮影判定回路２１は、上記ＳＥＮＳＯＲ＿ＯＵＴ３の振幅が、閾値ＡＭＰ＿ＴＨ２を超えた回数をカウントするための変数ＯＶＥＲ＿ＣＯＵＮＴをインクリメントする。そして、変数ＯＶＥＲ＿ＣＯＵＮＴをインクリメントした後に、ステップＳ２０４の処理に進む。ステップＳ２０４の処理では、歩き撮影判定回路２１は、フラグＳＩＧＮ＿ＦＬＡＧの値を１に変更し、次に図３の処理が行われるときは、ステップＳ２０１の処理でＮｏと判定されるようにする。ステップＳ２０５の処理では、歩き撮影判定回路２１は、ステップＳ２００の処理でインクリメントしたカウンタＣＯＵＮＴＥＲ２の値をクリアるす。そして、ステップＳ２１０の処理に移る。

ステップＳ２０６の処理では、歩き撮影判定回路２１は、上記ＳＥＮＳＯＲ＿ＯＵＴ３が閾値（０−ＡＭＰ＿ＴＨ２）より小さいかどうかの判定を行う。ステップＳ２０６の処理でＳＥＮＳＯＲ＿ＯＵＴ３が（０−ＡＭＰ＿ＴＨ２）より小さいと判定された場合は、ステップＳ２０７の処理に進む。ステップＳ２０６の処理でＳＥＮＳＯＲ＿ＯＵＴ３が（０−ＡＭＰ＿ＴＨ２）以上であると判定された場合は、ステップＳ２１０の処理に進む。

ステップＳ２０７の処理では、歩き撮影判定回路２１は、ステップＳ２０３と同様に上記変数ＯＶＥＲ＿ＣＯＵＮＴをインクリメントする。そしてステップＳ２０８の処理に進む。ステップＳ２０８の処理では、歩き撮影判定回路２１は、フラグＳＩＧＮ＿ＦＬＡＧの値を０に変更し、次に図３の処理が行われるときは、ステップＳ２０１の処理で再びＹｅｓと判定されるようにする。ステップＳ２０９の処理では、歩き撮影判定回路２１は、ステップＳ２０５の処理と同様にステップＳ２００の処理でインクリメントしたカウンタＣＯＵＮＴＥＲ２の値をクリアする。そして、ステップＳ２１０の処理に移る。

ステップＳ２１０の処理では、歩き撮影判定回路２１は、ステップＳ２００でインクリメントしたカウンタＣＯＵＮＴＥＲ２が、閾値ＴＩＭＥ＿ＴＨ２以上かどうかの判定を行う。ステップＳ２１０で、ＣＯＵＮＴＥＲ２がＴＩＭＥ＿ＴＨ２以上であると判定された場合はステップＳ２１４の処理に進む。ステップＳ２１０で、ＣＯＵＮＴＥＲ２がＴＩＭＥ＿ＴＨ２より小さいと判定された場合はステップＳ２１１の処理に進む。ステップＳ２１１の処理では、歩き撮影判定回路２１は、上記ＯＶＥＲ＿ＣＯＵＮＴの値が閾値ＣＯＵＮＴ＿ＴＨ以上かどうかの判定を行う。ステップＳ２１１の処理で、ＯＶＥＲ＿ＣＯＵＮＴがＣＯＵＮＴ＿ＴＨ以上の場合は、ステップＳ２１２の処理に進む。ステップＳ２１１の処理で、ＯＶＥＲ＿ＣＯＵＮＴの値がＣＯＵＮＴ＿ＴＨより小さい場合は、ステップＳ２１６の処理に進む。ステップＳ２１２の処理では、歩き撮影判定回路２１は、ＯＶＥＲ＿ＣＯＵＮＴがオーバーフローしないように、ＯＶＥＲ＿ＣＯＵＮＴの値をＣＯＵＮＴ＿ＴＨにリミットする。そしてステップＳ２１３の処理に進む。

ステップＳ２１３の処理が行われる場合は、ＣＯＵＮＴＥＲ２がＴＩＭＥ＿ＴＨ２に達する前に、ステップＳ２０３の処理及びステップＳ２０７の処理でＯＶＥＲ＿ＣＯＵＮＴの値がインクリメントされ、ＣＯＵＮＴ＿ＴＨに達したときである。すなわち、ＳＥＮＳＯＲ＿ＯＵＴ３の出力が、プラスマイナス方向にＡＭＰ＿ＴＨ２より大きい振幅でＯＶＥＲ＿ＣＯＵＮＴ回数以上振れたときである。このとき、撮影者が歩き撮影している状態にあるものと判断する。

ステップＳ２１３の処理では、歩き撮影判定回路２１は、歩き撮影と判断した判断結果を敏感度生成回路２２に出力する。ステップＳ２１３の処理の後は、図３の処理は終了となる。

ステップＳ２１４の処理が行われる場合は、ＣＯＵＮＴＥＲ２がステップＳ２０５の処理あるいはステップＳ２０９の処理でクリアされずにＴＩＭＥ＿ＴＨ２に達したときである。すなわち、ＳＥＮＳＯＲ＿ＯＵＴ３の出力が、ＡＭＰ＿ＴＨ２以下の振幅で推移し続けたときである。このとき、撮影者が歩き撮影していない状態にあるものと判断する。ステップＳ２１４の処理では、ＣＯＵＮＴＥＲ２がオーバーフローしないように、ＣＯＵＮＴＥＲ２の値をＴＩＭＥ＿ＴＨ２にリミットし、ステップＳ２１５の処理に進む。ステップＳ２１５の処理ではＯＶＥＲ＿ＣＯＵＮＴの値をクリアしステップＳ２１６の処理に進む。

ステップＳ２１６の処理は、ステップＳ２１４、ステップＳ２１５を経由する場合、ＯＶＥＲ＿ＣＯＵＮＴが、撮影者が歩き撮影しているかどうかの判定のための閾値であるＣＯＵＮＴ＿ＴＨにまだ達していない場合に実行される。ステップＳ２１６の処理では、歩き撮影していないと判断し判断結果を敏感度生成回路２２に出力する。ステップＳ２１６の処理の後は、図３の処理は終了となる。

図４は歩き撮影判定回路２１の処理を説明するためのグラフである。図４は、角速度センサ１７の出力信号が増幅器１８を経由して生成された信号であるＳＥＮＳＯＲ＿ＯＵＴ３の、時間による変化を示したグラフである。時間０からＴ１０の期間は撮影者が静止した状態で固定被写体の撮影が行われたことを示している。時間Ｔ１０からは撮影者が歩き撮影を行ったことを示している。ＳＥＮＳＯＲ＿ＯＵＴ３は、Ｔ１０から歩行時の振動により出力が大きくなり、Ｔ１０より前の時間では比較的小さい静止時の手振れのみが検出されている様子を示している。

図３のフローチャートにおいて、ＣＯＵＮＴ＿ＴＨ＝２とすると、ＳＥＮＳＯＲ＿ＯＵＴ３の出力の大きさが、プラス方向とマイナス方向でＡＭＰ_ＴＨ２を超えたＴ１１から、歩き撮影されているという判定が行われる。このようにして、歩き撮影判定回路２１は、角速度センサ１７の出力信号を用いて、歩き撮影の状態であるか否かを判定することができる。

以上説明してきたように、本発明の第１の実施形態においては、歩き撮影時は、フォーカスレンズ位置から検出される被写体距離変化に伴う敏感度変化の影響を受けないようにする。これにより、フォーカスレンズ位置の変動が生じても余計な敏感度の変動を受けずに、安定したブレ補正を行うことが可能となる。

（第２の実施形態）
次に第２の実施形態について説明する。第１の実施形態においては、敏感度生成回路２２において、歩き撮影と判断された場合に、被写体距離を固定して敏感度を生成する方法について説明した。

本実施形態においては、単一の被写体距離に固定することだけでなく、敏感度変化の小さい被写体距離間（例えば１０ｍから無限遠の間、言い換えれば無限遠付近）に被写体距離を限定し、その間の被写体距離変動では、検出結果に応じて敏感度を生成する。本実施形態における撮像装置の構成は、図１と同じであるため、説明を省略する。

次に、本実施形態における敏感度生成回路２２と補正量算出回路２３の動作について、詳細に説明する。

図５は敏感度生成からシフトレンズ３の移動量（補正量）算出までの動作を示すフローチャートである。なお、図５に示す処理は、例えば撮像装置の１フレームの画像の取り込み周期である６０Ｈｚなど、任意の所定の周期で繰り返し実行される。

ステップＳ３００１の処理では、まず歩き撮影判定回路２１から得られる歩き撮影判定の結果を判断する。歩き判定の結果で歩いていると判断されればステップＳ３００２の処理へ進み、歩いていないと判断されればステップＳ３００４の処理へ進む。ステップＳ３００２の処理では、歩き撮影判定回路２１は、被写体距離検出回路１３からの被写体距離情報に上下限値を設けてその範囲を超えないように被写体距離を設定する。そして、ステップＳ３００３の処理へ進む。ステップＳ３００３の処理では、歩き撮影判定回路２１は、ステップＳ３００２の処理で設定された被写体距離と、焦点距離検出回路９から得られる焦点距離とに基づいて敏感度を決定する。そしてステップＳ３００５の処理へ進む。ステップＳ３００４の処理では、歩き撮影判定回路２１は、上下限値を設けずに被写体距離検出回路１３から得られる被写体距離と、焦点距離検出回路９から得られる焦点距離とに基づいて敏感度を決定する。そしてステップＳ３００５の処理へ進む。

ステップＳ３００５の処理では、歩き撮影判定回路２１は、補正レンズの移動量（補正量）を算出する。この補正レンズの移動量（補正量）は、ステップＳ３００３の処理あるいはステップＳ３００４の処理で設定した敏感度と、積分器２０から得られる角変位量を用いて、第１の実施形態に示した式（２）と同じ演算によって算出される。次にステップＳ３００６の処理では、歩き撮影判定回路２１は、算出した移動量をシフトレンズ制御回路２４へ出力しする。そしてシフトレンズ制御回路２４は、シフトレンズ３の駆動制御を行う。

上記ステップＳ３００２とＳ３００３の処理について説明する。ステップＳ３００２の処理においては、歩き撮影判定回路２１は、歩き撮影と判断された場合は、被写体距離の変動幅を、例えば１００ｍから２００ｍの範囲として、被写体距離の上限値および下限値を設定する。もちろん、上限値および下限値として設定する被写体距離は、任意の所定値の範囲でよい。そして、例えば上記の設定例であれば、１００ｍ以下の被写体距離が検出された場合は被写体距離を１００ｍとし、２００ｍ以上の被写体距離が検出された場合は被写体距離を２００ｍとする。つまり、被写体距離の上限値を超える被写体距離の場合は、被写体距離の上限値に設定する。一方で被写体距離の下限値を超える被写体距離の場合は、被写体距離の下限値に設定する。こうして、設定した上限値および下限値の範囲内に被写体距離変動が収まるようにする。その上で、ステップＳ３００３では、敏感度生成回路２２は、上限値および下限値の範囲内に変更した被写体距離に基づいて敏感度を決定する。

上記の例では、被写体距離を１００ｍから２００ｍとしたが、フォーカス合焦レンズ位置と同様に、被写体距離変化に対する敏感度変化は無限被写体距離に近いほど小さくなる。そのため、敏感度変動をできるだけ小さくするためには、無限遠に近い被写体距離範囲に被写体距離の固定値を設定すればよい。

また、別の方法としては、ワイド端の焦点距離、ないしは、任意のワイド側の焦点距離における敏感度変化が所望の範囲に収まるように、被写体距離の上限値および下限値を設定してもよい。またさらに、、敏感度変化に応じたレンズ補正量の変化が、所望の範囲（性能規格値としてもよい）に収まるように、敏感度変化の範囲を決定してもよい。なお、ステップＳ３００２の処理では、被写体距離に上限値および下限値を設定する方法として説明した。しかし、ステップＳ３００２の処理とステップＳ３００３の処理とを合わせた処理として、検出した被写体距離に応じた敏感度を一度演算しておき、その敏感度に上限値および下限値を設定して所定の範囲内に収まるようにしてもよい。すなわち、検出した被写体距離に上限値および下限値を設定してもよいし、被写体距離から決定される敏感度に上限値および下限値を設定してもよい。

以上説明してきたように、本発明の第２の実施形態においては、歩き撮影時は、フォーカスレンズ位置から検出される被写体距離変化、あるいはその情報に基づいて生成される敏感度変化に上限値および下限値を設定する。そして、敏感度が必要以上に変化しないようにする。これにより、フォーカスレンズ位置の変動が生じても余計な敏感度の変動を受けずに、安定した像振れ補正を行うことが可能となる。

（第３の実施形態）
次に第３の実施形態について説明する。第１の実施形態においては、敏感度生成回路２２において、歩き撮影と判断された場合に、被写体距離を固定して敏感度を生成する方法について説明した。また、第２の実施形態においては、歩き撮影と判断された場合に、被写体距離あるいは敏感度に上限値および下限値を設定する方法について説明した。

本実施形態においては、歩き撮影と判断された場合に、ワイド側の所定の焦点距離範囲においてのみ敏感度を限定する方法について説明する。本実施形態における撮像装置の構成も、図１と同じであるため、説明を省略する。

次に、本実施形態における敏感度生成回路２２と補正量算出回路２３の動作について、詳細に説明する。図６は敏感度生成からシフトレンズ３の移動量（補正量）算出までの動作を示すフローチャートである。なお、図６に示す処理は、第１の実施形態及び第２の実施形態と同様に、例えば撮像装置の１フレームの画像の取り込み周期である６０Ｈｚなど、任意の所定の周期で繰り返し実行される。

ステップＳ４００１の処理では、焦点距離検出回路９から得られる焦点距離が所定の値よりもワイド側であるかどうかを判定する。そして、ワイド側であればステップＳ４００２の処理へ、ワイド側でなければステップＳ４００４の処理へ進む。次にステップＳ４００２の処理では、歩き撮影判定回路２１から得られる歩き撮影判定の結果を判断する。歩き撮影判定の結果で歩いていると判断されればステップＳ４００３の処理へ進み、歩いていないと判断されればステップＳ４００４の処理へ進む。ステップＳ４００３の処理では、歩き撮影判定回路２１は、被写体距離検出回路１３からの被写体距離情報は考慮せずに被写体距離を無限遠に固定する。そして、歩き撮影判定回路２１は、無限遠に固定された被写体距離と焦点距離検出回路９から得られる焦点距離とに基づいて敏感度を決定してステップＳ４００５の処理へ進む。

ステップＳ４００４の処理では、歩き撮影判定回路２１は、被写体距離検出回路１３から得られる被写体距離と、焦点距離検出回路９から得られる焦点距離とに基づいて敏感度を決定する。そしてステップＳ４００５の処理へ進む。ステップＳ４００５の処理では、補正量算出回路２３は、補正レンズの移動量を算出する。補正量算出回路２３は、ステップＳ４００３あるいはステップＳ４００４の処理で設定した敏感度と、積分器２０から得られる角変位量を用いて、第１の実施形態に示した式（２）と同じ演算によって補正レンズの移動量を算出する。

次にステップＳ４００６の処理では、算出したシフトレンズ３の移動量（補正量）をシフトレンズ制御回路２４へ出力する。そしてシフトレンズ制御回路２４は、シフトレンズ３の駆動制御を行う。

以上説明してきたように、本発明の第３の実施形態においては、フォーカスレンズの位置変動に対する被写体距離変動が大きい焦点距離のワイド側においてのみ、歩き撮影時は、フォーカスレンズ位置から検出される被写体距離変化に伴う敏感度変化の影響を受けないようにする。これにより、フォーカスレンズ位置の変動が生じても余計な敏感度の変動を受けずに、安定した像振れ補正を行うことが可能となる。

以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。上述の実施形態の一部を適宜組み合わせてもよい。

（他の実施形態）
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

Claims (20)

1. 光軸に垂直な方向に動いて画像振れを補正する補正光学系と、焦点距離を変更するための変倍レンズと、焦点調節を行うフォーカスレンズとを有する撮像光学系と、
   前記撮像光学系により結像された被写体像を撮像する撮像手段と、
   前記撮像光学系の焦点距離を検出する焦点距離検出手段と、
   被写体距離を検出する被写体距離検出手段と、
   振れを検出する振れ検出手段と、
   前記振れ検出手段により検出した振れに基づいて、光学機器の使用者が歩行中か否かを判定する歩き撮影判定手段と、
   前記歩き撮影判定手段の判定結果と、前記焦点距離と、前記被写体距離とに基づいて、前記補正光学系の移動量に対する撮像面上の被写体像の移動量の割合である敏感度を生成する敏感度生成手段と、
   前記振れの量と前記敏感度とに基づいて、補正量を算出する補正量算出手段と、
   前記補正量に基づいて像振れを補正するように前記補正光学系を駆動する制御手段とを備え、
   前記敏感度生成手段は、前記歩き撮影判定手段により前記光学機器の使用者が歩行中と判定された場合に、前記被写体距離、あるいは前記敏感度の範囲を限定して前記敏感度を生成することを特徴とする光学機器。
2. 前記敏感度生成手段は、前記歩き撮影判定手段により前記光学機器の使用者が歩行中と判定された場合に、前記被写体距離を固定値とした場合の前記敏感度を生成することを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
3. 前記敏感度生成手段は、前記歩き撮影判定手段により前記光学機器の使用者が歩行中と判定された場合に、前記被写体距離を無限遠とした場合の前記敏感度を生成することを特徴とする請求項２に記載の光学機器。
4. 前記敏感度生成手段は、前記歩き撮影判定手段により前記光学機器の使用者が歩行中と判定された場合に、前記被写体距離を無限遠付近に限定して前記敏感度を生成することを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
5. 前記敏感度生成手段は、所定の焦点距離よりもワイド側の焦点距離範囲においてのみ、前記歩き撮影判定手段により前記光学機器の使用者が歩行中と判定された場合に、前記被写体距離、あるいは前記敏感度の範囲を限定して前記敏感度を生成することを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
6. 前記焦点距離と前記被写体距離に対して複数個の離散的な敏感度情報を記憶しておく記憶手段をさらに備え、前記敏感度生成手段は、前記焦点距離検出手段と前記被写体距離検出手段とから検出した焦点距離及び被写体距離に基づいて、前記記憶手段に記憶されている敏感度情報から補間演算して前記敏感度を生成することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光学機器。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光学機器を備えた撮像装置。
8. 光軸に垂直な方向に動いて画像振れを補正する補正光学系と、焦点距離を変更するための変倍レンズと、焦点調節を行うフォーカスレンズとを有する撮像光学系と、前記撮像光学系により結像された被写体像を撮像する撮像手段とを備える光学機器を制御する方法であって、
   前記撮像光学系の焦点距離を検出する焦点距離検出工程と、
   被写体距離を検出する被写体距離検出工程と、
   振れを検出する振れ検出工程と、
   前記光学機器の振れに基づいて前記光学機器の使用者が歩行中か否かを判定する歩き撮影判定工程と、
   前記歩き撮影判定工程での判定結果と、前記焦点距離と、前記被写体距離とに基づいて、前記補正光学系の移動量に対する撮像面上の被写体像の移動量の割合である敏感度を生成する敏感度生成工程と、
   前記振れの量と前記敏感度とに基づいて、補正量を算出する補正量算出工程と、
   前記補正量に基づいて像振れを補正するように前記補正光学系を駆動する制御工程とを備え、
   前記敏感度生成工程では、前記歩き撮影判定工程において前記光学機器の使用者が歩行中と判定された場合に、前記被写体距離、あるいは前記敏感度の範囲を限定して前記敏感度を生成することを特徴とする光学機器の制御方法。
9. コンピュータに、請求項８に記載の制御方法の各工程を実行させるためのプログラム。
10. コンピュータに、請求項８に記載の制御方法の各工程を実行させるためのプログラムを記憶したコンピュータが読み取り可能な記憶媒体。
11. 装置の振れを検出する振れ検出手段により検出した振れに基づいて、前記装置の使用者が歩行中か否かを判定する歩き撮影判定手段と、
    前記歩き撮影判定手段の判定結果と、撮像光学系の焦点距離と、被写体距離とに基づいて、前記撮像光学系が有する補正光学系の移動量に対する撮像面上の被写体像の移動量の割合である敏感度を生成する敏感度生成手段と、
    前記振れの量と前記敏感度とに基づいて、補正量を算出する補正量算出手段と、
    前記補正量に基づいて像振れを補正するように前記撮像光学系が有する補正光学系を駆動する制御手段とを備え、
    前記敏感度生成手段は、前記歩き撮影判定手段により前記装置の使用者が歩行中と判定された場合に、前記被写体距離、あるいは前記敏感度の範囲を限定して前記敏感度を生成することを特徴とする像ブレ補正装置。
12. 前記敏感度生成手段は、前記歩き撮影判定手段により前記装置の使用者が歩行中と判定された場合に、前記被写体距離を固定値とした場合の前記敏感度を生成することを特徴とする請求項１１に記載の像ブレ補正装置。
13. 前記敏感度生成手段は、前記歩き撮影判定手段により前記装置の使用者が歩行中と判定された場合に、前記被写体距離を無限遠とした場合の前記敏感度を生成することを特徴とする請求項１２に記載の像ブレ補正装置。
14. 前記敏感度生成手段は、前記歩き撮影判定手段により前記装置の使用者が歩行中と判定された場合に、前記被写体距離を無限遠付近に限定して前記敏感度を生成することを特徴とする請求項１１に記載の像ブレ補正装置。
15. 前記敏感度生成手段は、所定の焦点距離よりもワイド側の焦点距離範囲においてのみ、前記歩き撮影判定手段により前記装置の使用者が歩行中と判定された場合に、前記被写体距離、あるいは前記敏感度の範囲を限定して前記敏感度を生成することを特徴とする請求項１１に記載の像ブレ補正装置。
16. 前記敏感度生成手段は、前記焦点距離及び前記被写体距離に基づいて、記憶手段に記憶されている前記焦点距離と前記被写体距離に対する複数個の離散的な敏感度情報から補間演算して前記敏感度を生成することを特徴とする請求項１１乃至１５のいずれか１項に記載の像ブレ補正装置。
17. 請求項１１乃至１６のいずれか１項に記載の像ブレ補正装置を備えた撮像装置。
18. 装置の振れを検出する振れ検出手段により検出した振れに基づいて、前記装置の使用者が歩行中か否かを判定する歩き撮影判定工程と、
    前記歩き撮影判定工程での判定結果と、撮像光学系の焦点距離と、被写体距離とに基づいて、前記撮像光学系が有する補正光学系の移動量に対する撮像面上の被写体像の移動量の割合である敏感度を生成する敏感度生成工程と、
    前記振れの量と前記敏感度とに基づいて、補正量を算出する補正量算出工程と、
    前記補正量に基づいて像振れを補正するように前記撮像光学系が有する補正光学系を駆動する制御工程とを備え、
    前記敏感度生成工程では、前記歩き撮影判定工程において前記装置の使用者が歩行中と判定された場合に、前記被写体距離、あるいは前記敏感度の範囲を限定して前記敏感度を生成することを特徴とする像ブレ補正装置の制御方法。
19. コンピュータに、請求項１８に記載の制御方法の各工程を実行させるためのプログラム。
20. コンピュータに、請求項１８に記載の制御方法の各工程を実行させるためのプログラムを記憶したコンピュータが読み取り可能な記憶媒体。

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