DE102016103653A1

DE102016103653A1 - Bildaufnahmevorrichtung, Steuerverfahren dafür und Steuerprogramm dafür

Info

Publication number: DE102016103653A1
Application number: DE102016103653.6A
Authority: DE
Inventors: Masayuki Mukunashi
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2015-03-03
Filing date: 2016-03-01
Publication date: 2016-09-08
Anticipated expiration: 2036-03-02
Also published as: GB2538138B; GB201603693D0; GB2538138A; US10091432B2; US20180359402A1; US10362236B2; US20160261784A1; DE102016103653B4

Abstract

Bei der Bildaufnahmevorrichtung (100) gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung steuert die Steuereinrichtung (132) ein optisches Bauteil (104), wenn eine Bewegung der Bildaufnahmevorrichtung einer Bewegung des Objekts folgt, indem erste Bewegungsinformationen, die von einer ersten Erfassungseinrichtung (107) zur Erfassung der Bewegung der Bildaufnahmevorrichtung erhalten werden, und zweite Bewegungsinformationen verwendet werden, die von einer zweiten Erfassungseinrichtung (135) zur Erfassung der Bewegung des Objekts erhalten werden. Die Berechnungseinrichtung (134) berechnet Prädiktionsinformationen über die Bewegung des Objekts während einer Belichtungszeit unter Verwendung der zweiten Bewegungsinformationen, die zu einer Vielzahl von Zeiten vor der Belichtungszeit erfasst werden. Die Steuereinrichtung verwendet die Prädiktionsinformationen zur Steuerung des optischen Elements während der Belichtungszeit.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verringerung einer Bildunschärfe bei einem sogenannten ”Verfolgungsschwenk”.
Beschreibung der verwandten Technik
Der Verfolgungsschwenk, der es ermöglicht, einen Eindruck der Geschwindigkeit eines bewegten Objekts auszudrücken, ist ein Fotografieverfahren zum Beschaffen eines aufgenommenen Bildes, in dem das Objekt steht und sich ein Hintergrund bewegt, indem eine Bildaufnahmevorrichtung (Kamera) derart geschwenkt wird, dass sie der Bewegung des Objekts folgt. Bei einem derartigen Verfolgungsschwenk erzeugt eine schnellere oder langsamere Schwenkgeschwindigkeit als eine Bewegungsgeschwindigkeit des Objekts ein aufgenommenes Bild mit einem unscharfen Objektbild.
Die japanische Patentoffenlegung Nr. 04-163535 offenbart eine Kamera, die eine derartige Objektbildunschärfe durch Bewegen eines Teils eines optischen Systems oder eines Bildsensors während einer Bildaufnahme (Belichtung) auf der Grundlage einer Winkelgeschwindigkeit des Objekts relativ zur Kamera, die vor der Bildaufnahme berechnet wird, und einer Winkelgeschwindigkeit der Kamera während der Bildaufnahme korrigiert, die von einem Winkelgeschwindigkeitssensor erhalten wird. Diese Kamera berechnet die Winkelgeschwindigkeit relativ zur Kamera (die nachstehend als ”relative Objektwinkelgeschwindigkeit” bezeichnet wird) unter Verwendung einer Ausgabe aus dem Winkelgeschwindigkeitssensor und eines Versetzungsausmaßes des Objektbildes auf einer Bildebene; das Versetzungsausmaß wird aus zeitlich aufeinanderfolgend aufgenommenen Bildern erfasst.
Die in der japanischen Patentoffenlegung Nr. 04-163535 offenbarte Kamera setzt voraus, dass die relative Objektwinkelgeschwindigkeit während der Bildaufnahme, bei der die Bildunschärfe korrigiert wird, gleichförmig beibehalten wird. Selbst wenn aber das bewegte Objekt (beispielsweise ein Zug) eine gleichförmige lineare Bewegung aufweist, ändert (erhöht oder verringert) sich die relative Objektwinkelgeschwindigkeit, die von der Kamera gemessen wird, die sich in einer Richtig orthogonal zu einer Bewegungsrichtung des Objekts befindet. Wenn in diesem Fall eine Messzeit der relativen Objektwinkelgeschwindigkeit und eine Zeit einer tatsächlichen Bildaufnahme eine Zeitdifferenz aufweisen, macht die Vernachlässigung der Änderung der relativen Objektwinkelgeschwindigkeit während der Zeitdifferenz eine adäquate Korrektur der Bildunschärfe während der Bildaufnahme unmöglich.
KURZZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung stellt eine Bildaufnahmevorrichtung zur Durchführung eines guten Verfolgungsschwenks mit reduzierter Objektbildunschärfe bereit, selbst wenn sich eine von einer Kamera erfasste Objektgeschwindigkeit ändert.
Gemäß ihrer ersten Ausgestaltung stellt die Erfindung eine Bildaufnahmevorrichtung wie in den Patentansprüchen 1 bis 6 definiert bereit.
Gemäß ihrer zweiten Ausgestaltung stellt die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung einer Bildaufnahmevorrichtung wie in Patentanspruch 7 oder Patentanspruch 8 definiert bereit.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung stellt die Erfindung ein Computerprogramm wie in Patentanspruch 9 definiert bereit.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung werden aus den nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschriebenen Ausführungsbeispielen ersichtlich.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Winkelgeschwindigkeitseinstellprozesses in einer Kamera gemäß Ausführungsbeispiel 1 der Erfindung.
2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfolgungsschwenkunterstützungsprozesses in der Kamera nach Ausführungsbeispiel 1.
3 zeigt ein Blockschaltbild einer Konfiguration der Kamera nach Ausführungsbeispiel 1.
4 zeigt ein Blockschaltbild einer Konfiguration eines Bildstabilisierungssystems bei der Kamera nach Ausführungsbeispiel 1.
5 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Schwenksteuerung in der Kamera nach Ausführungsbeispiel 1.
6 zeigt ein Blockschaltbild einer Konfiguration eines Verschiebeansteuerungssystems in einem Verfolgungsschwenkunterstützungsmodus in der Kamera nach Ausführungsbeispiel 1.
7 zeigt Schwenkbestimmungsschwellenwerte in der Kamera nach Ausführungsbeispiel 1.
8 zeigt eine graphische Darstellung einer relativen Objektwinkelgeschwindigkeit und ihrer Änderung (Winkelbeschleunigung) in Ausführungsbeispiel 1.
9 zeigt die relative Objektwinkelgeschwindigkeit gemäß Ausführungsbeispiel 1.
10 zeigt singuläre Punkte im Ausführungsbeispiel 1.
11 zeigt eine Bestimmung eines singulären 0°-Punktes gemäß Ausführungsbeispiel 1.
12 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Winkelgeschwindigkeitseinstellprozesses in einer Kamera nach Ausführungsbeispiel 2 der Erfindung.
Die 13A bis 13D zeigen jeweils eine Entfernung zwischen zwei Punkten und einen Winkel dazwischen nach Ausführungsbeispiel 2.
14 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfolgungsschwenkunterstützungsprozesses in der Kamera nach Ausführungsbeispiel 3.
15 zeigt ein Blockschaltbild einer Konfiguration eines Wechselobjektivkamerasystems nach Ausführungsbeispiel 4.
16 zeigt ein Blockschaltbild einer Konfiguration eines Verfolgungsschwenkunterstützungssteuersystems bei einem Wechselobjektiv gemäß Ausführungsbeispiel 4.
17 zeigt ein Ablaufdiagramm eines kameraseitigen Verfolgungsschwenkunterstützungsprozesses gemäß Ausführungsbeispiel 4.
18 zeigt ein Ablaufdiagramm eines objektivseitigen Verfolgungsschwenkunterstützungsprozesses gemäß Ausführungsbeispiel 4.
19 zeigt ein Ablaufdiagramm eines kameraseitigen Verfolgungsschwenkunterstützungsprozesses in einem Kamerasystem mit Wechselobjektiv nach Ausführungsbeispiel 5 der Erfindung.
20 zeigt ein Ablaufdiagramm eines objektivseitigen Verfolgungsschwenkunterstützungsprozesses mit Wechselobjektiv gemäß Ausführungsbeispiel 5.
21 zeigt ein Ablaufdiagramm eines kameraseitigen Verfolgungsschwenkunterstützungsprozesses gemäß einem modifizierten Beispiel von Ausführungsbeispiel 5.
22 zeigt ein Ablaufdiagramm eines objektivseitigen Verfolgungsschwenkunterstützungsprozesses bei dem modifizierten Beispiel von Ausführungsbeispiel 5.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
[Ausführungsbeispiel 1]
3 zeigt eine Konfiguration einer Kamera mit Wechselobjektiv (die nachstehend einfach als ”Kamera” bezeichnet wird) 100 als Bildaufnahmevorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel (Ausführungsbeispiel 1) der Erfindung.
Die Kamera 100 ist mit einer Bildaufnahmeobjektiveinheit 101 versehen, die ein optisches Bildaufnahmesystem darstellt, das Licht von einem Objekt zum Bilden eines optischen Bildes (Objektbildes) veranlasst. Die Bildaufnahmeobjektiveinheit 101 enthält ein Hauptobjektivsystem 102, ein Zoomobjektiv 103, das in einer Richtung der optischen Achse beweglich ist, in der sich eine optische Achse der Bildaufnahmeobjektiveinheit 101 erstreckt, um eine Brennweite der Bildaufnahmeobjektiveinheit 101 zu verändern, und eine (nicht gezeigte) Fokussierlinse, die in der Richtung der optischen Achse zur Durchführung einer Fokussierung beweglich ist. Die Bildaufnahmeobjektiveinheit 101 enthält ferner eine Verschiebungslinse 104, die ein optisches Bauteil darstellt, das einen Teil davon bildet.
Die Verschiebungslinse 104 ist ein Verschiebungsbauteil, das in Richtungen orthogonal zur optischen Achse beweglich (oder verschiebbar) ist (die nachstehend korrekterweise als ”Verschiebungsrichtung” bezeichnet werden), um eine Verfolgungsschwenkunterstützung durchzuführen. Die Verfolgungsschwenkunterstützung wird bei einem Verfolgungsschwenk zur Aufnahme eines Objektbildes eines bewegten Objekts, während ein Benutzer eine Richtung der Kamera 100 durch ihr Schwenken ändert, zur Verringerung einer Unschärfe des Objektbildes durchgeführt. Die Verschiebungslinse 104 weist auch eine Bildstabilisierungsfunktion zur optischen Korrektur einer Unschärfe des Objektbildes aufgrund von Kamerawackeln, das durch eine zitternde (wackelnde) Benutzerhand verursacht wird (das Wackeln der Kamera wird nachstehend als ”Kamerawackeln” bezeichnet), indem die Verschiebungslinse 104 in den Richtungen orthogonal zur optischen Achse verschoben wird.
Die Kamera ist mit einer Zoomkodiereinrichtung 105, einem Verschiebungspositionssensor 106, einem Winkelgeschwindigkeitssensor 107, einer Winkelgeschwindigkeitsverstärkungseinrichtung 108, einem Kamerasteuerungsmikrocomputer 130, einer Verschiebungsansteuereinrichtung 109 und einer Verschiebepositionsverstärkungseinrichtung 110 versehen.
Die Zoomkodiereinrichtung 105 erfasst eine Position des Zoomobjektivs 103 in der Richtung der optischen Achse. Der Verschiebungspositionssensor 106 erfasst eine Position der Verschiebungslinse 104 in der Verschiebungsrichtung. Der Winkelgeschwindigkeitssensor 107 erfasst als erste Erfassungseinrichtung eine Winkelgeschwindigkeit (Winkelgeschwindigkeitsinformationen), die eine Bewegungsgeschwindigkeit der Kamera 100 in Richtungen (Höhen- und Gierrichtung) orthogonal zur optischen Achse darstellt. Die Winkelgeschwindigkeitsverstärkungseinrichtung 108 verstärkt eine Ausgabe aus dem Winkelgeschwindigkeitssensor 107.
Der Kamerasteuerungsmikrocomputer (der nachstehend einfach als ”Kameramikrocomputer” bezeichnet wird) 130 steuert Vorgänge der gesamten Kamera 100. Die Verschiebungsansteuereinrichtung 109 enthält ein Verschiebungsstellglied, wie einen Schwingspulenmotor und dessen Ansteuerschaltung, und verschiebt die Verschiebungslinse 104 durch Ansteuern des Verschiebungsstellglieds. Die Verschiebungspositionsverstärkungseinrichtung 110 verstärkt eine Ausgabe aus dem Verschiebungspositionssensor 106.
Die Kamera 100 ist ferner mit einem Verschluss 111, einem Bildsensor 112, einer Analogsignalverarbeitungsschaltung 113, einer Kamerasignalverarbeitungsschaltung 114, einer Zeitpunkterzeugungseinrichtung 115, Bedienschaltern 116, einem Verschlussmotor 117 und einer Verschlussansteuereinrichtung 118 versehen.
Der Bildsensor 112 besteht aus einem fotoelektrischen Wandlerelement, wie einem CMOS-Sensor oder CCD-Sensor, und wandelt das durch die Bildaufnahmeobjektiveinheit 101 erzeugte Objektbild fotoelektrisch um, um ein analoges elektrisches Signal auszugeben. Der Verschluss 111 steuert eine Belichtungszeit (d. h., eine Zeitdauer einer Belichtung) des Bildsensors 112.
Die Analogsignalverarbeitungsschaltung (AFE) 113 verstärkt das aus dem Bildsensor 112 ausgegebene analoge Signal und wandelt das verstärkte analoge Signal in ein Bildaufnahmesignal als digitales Signal um, um dieses zu der Kamerasignalverarbeitungsschaltung 114 auszugeben.
Die Kamerasignalverarbeitungsschaltung 114 erzeugt ein Videosignal (aufgenommenes Videobild) durch Durchführen verschiedener Bildverarbeitungen bei dem Bildaufnahmesignal. Das aufgenommene Video (oder ein daraus extrahiertes aufgenommenes Stehbild) wird auf einer Speicherkarte 119 aufgezeichnet, die an der Kamera 100 entfernbar angebracht ist, oder wird auf einem Monitor (der nachstehend als ”LCD” bezeichnet wird) 120 angezeigt, der durch ein Anzeigeelement, wie ein Flüssigkristallfeld, gebildet ist.
Die Zeitpunkterzeugungseinrichtung 115 stellt Betriebszeiten des Bildsensors 112 und der Analogsignalverarbeitungsschaltung 113 ein.
Die Bedienschalter 116 enthalten verschiedene Schalter, wie einen Netzschalter, Freigabeschalter und einen Modusauswahlschalter, und Einstellräder. Die Kamera 100 ist bei diesem Ausführungsbeispiel zwischen einem Verfolgungsschwenkunterstützungsmodus und einem normalen Bildaufnahmemodus über die Betätigung des Modusauswahlschalters umschaltbar. Der Verschlussmotor 117 wird durch die Verschlussansteuereinrichtung 118 zum Veranlassen des Verschlusses 111 zum Durchführen eines Ladevorgangs (Schließvorgangs) angesteuert.
Die Kamerasignalverarbeitungsschaltung 114 enthält eine Bewegungsvektorerfassungseinrichtung 135 als zweite Erfassungseinrichtung, die einen Bewegungsvektor aus Rahmenbildern erfasst, die das aufgenommene Videobild bilden.
Der Kamera- und Mikrocomputer 130 enthält ferner eine Bildstabilisierungssteuereinrichtung 131, eine Verfolgungsschwenksteuereinrichtung 132, eine Verschlusssteuereinrichtung 133 und eine Objektwinkelgeschwindigkeitsberechnungseinrichtung 134. Die Objektwinkelgeschwindigkeitsberechnungseinrichtung 134 entspricht einer Berechnungseinrichtung, und die Verfolgungsschwenksteuereinrichtung 132 entspricht einer Steuereinrichtung.
Die Bildstabilisierungssteuereinrichtung 131 führt eine Bildunschärfekorrektursteuerung (Bildstabilisierungssteuerung) zur Steuerung einer Verschiebungsansteuerung der Verschiebungslinse 104 zum Korrigieren (Verringern) der Unschärfe des Objektbildes, d. h., der Bildunschärfe aufgrund des Kamerawackelns, durch.
Die Verfolgungsschwenksteuereinrichtung 132 steuert die Verschiebungsansteuerung der Verschiebungslinse 104 zur Durchführung der Verfolgungsschwenkunterstützung.
Die Verschlusssteuereinrichtung 133 stoppt die Energieversorgung eines (nicht gezeigten) Freigabeelektromagneten über die Verschlussansteuereinrichtung 118 zum Veranlassen des Verschlusses 111 zum Durchführen eines Öffnen-Vorgangs aus seinem geladenen Zustand, und steuert den Verschlussmotor 117 zum Veranlassen des Verschlusses 111 zur Durchführung des Ladevorgangs.
Die Objektwinkelgeschwindigkeitsberechnungseinrichtung 134 berechnet eine relative Objektwinkelgeschwindigkeit als gemessene Winkelgeschwindigkeit des Objekts (Hauptobjekts) bezüglich der Kamera 100. Das Hauptobjekt bedeutet ein Bildaufnahmeziel. Der Kameramikrocomputer 130 führt eine Fokussierlinsensteuerung, Blendenstoppsteuerung, usw. durch.
Im Ansprechen auf einen Einschaltvorgang des Netzschalters bei den Bedienschaltern 116 zum Einschalten der Leistungsversorgung der Kamera 100 startet der Kameramikrocomputer 130 die Leistungszufuhr zu jedem der vorstehend beschriebenen Abschnitte in der Kamera 100 und führt eine erforderliche Anfangseinstellung durch.
Bei dem normalen Bildaufnahmemodus, der nicht der Verfolgungsschwenkunterstützungsmodus ist, erfasst der Winkelgeschwindigkeitssensor 107 das Kamerawackeln, und die Bildstabilisierungssteuereinrichtung 131 verschiebt die Verschiebungslinse 104 in Abhängigkeit von einem Ergebnis der Erfassung zum Korrigieren der Bildunschärfe aufgrund des Kamerawackelns.
4 zeigt eine Konfiguration des Bildstabilisierungssystems der Kamera 100. In 4 sind mit jenen in 3 gemeinsame Elemente mit denselben Bezugszeichen wie in 3 bezeichnet, und auf ihre erneute Beschreibung wird verzichtet. Obwohl ein tatsächliches Bildstabilisierungssystem zwei Systeme aufweist, die die Verschiebungslinse 104 in zwei Richtungen (Höhen- und Gierrichtung) verschieben, zeigt 4 eine davon, da deren Konfigurationen zueinander identisch sind.
Eine Winkelgeschwindigkeits-A/D-Umwandlungseinrichtung 401 wandelt ein Winkelgeschwindigkeitssignal (analoges Signal), das aus dem Winkelgeschwindigkeitssensor 107 (der Winkelgeschwindigkeitsverstärkungseinrichtung 108) ausgegeben wird, in Winkelgeschwindigkeitsdaten als digitales Signal zu dessen Ausgabe zu einer Filterberechnungseinrichtung 402 um. Die Winkelgeschwindigkeitsdaten werden mit einer Frequenz von ungefähr 1–10 kHz abgetastet, die einer Frequenz des Kamerawackelns entspricht.
Die Filterberechnungseinrichtung 402, die durch ein Hochpassfilter (HPF) gebildet ist, entfernt eine in den Winkelgeschwindigkeitsdaten enthaltene Offset-Komponente und ändert eine Abschneidefrequenz des HPF im Ansprechen auf eine Anweisung von einer nachstehend beschriebenen Schwenksteuereinrichtung 407. Ein erster Integrierer 403 wandelt die Winkelgeschwindigkeitsdaten in Winkelversetzungsdaten zur Erzeugung von Zielpositionsdaten um, die Daten einer Zielverschiebungsposition der Verschiebungslinse 104 darstellen.
Eine Verschiebungsposition-A/D-Umwandlungseinrichtung 406 wandelt ein Verschiebungspositionssignal (analoges Signal), das aus dem Verschiebungspositionssensor 106 (der Verschiebungspositionsverstärkungseinrichtung 110) ausgegeben wird, in Verschiebungspositionsdaten als digitales Signal um. Ein erster Addierer 404 subtrahiert die Verschiebungspositionsdaten (aktuellen Verschiebungspositionsdaten) von den Zielpositionsdaten der Verschiebungslinse 104 zur Berechnung von Ansteuerungsausmaßdaten der Verschiebungslinse 104.
Eine PWM-Ausgabeeinrichtung 405 gibt die berechneten Ansteuerungsausmaßdaten zu der Verschiebungsansteuereinrichtung 109 aus. Die Verschiebungsansteuereinrichtung 109 steuert das Verschiebungsstellglied auf der Grundlage der Ansteuerungsausmaßdaten zur Verschiebung der Verschiebungslinse 104 an die Zielverschiebungsposition an.
Die Schwenksteuereinrichtung 407 bestimmt anhand der Winkelgeschwindigkeitsdaten, die von dem Winkelgeschwindigkeitssensor 107 (der Winkelgeschwindigkeits-A/D-Umwandlungseinrichtung 401) erhalten werden, ob ein Schwenken der Kamera 100 gerade durchgeführt wird oder nicht. Wird bestimmt, dass das Schwenken der Kamera 100 gerade durchgeführt wird, ändert die Schwenksteuereinrichtung 407 die Abschneidefrequenz der Filterberechnungseinrichtung (HPF) 402 und passt die Ausgabe des ersten Integrierers 403 an.
5 zeigt ein Beispiel einer durch die Schwenksteuereinrichtung 407 durchgeführten Schwenksteuerung. Die Schwenksteuereinrichtung 407 (d. h., der Kameramikrocomputer 130) führt diese Schwenksteuerung gemäß einem Schwenksteuerprogramm als Computerprogramm durch.
In Schritt S501 bestimmt die Schwenksteuereinrichtung 407, ob ein Durchschnittswert der von der Winkelgeschwindigkeits-A/D-Umwandlungseinrichtung 401 erhaltenen Winkelgeschwindigkeitsdaten größer als ein vorbestimmter Wert a ist oder nicht. Der Durchschnittswert (der nachstehend als ”Winkelgeschwindigkeitsdurchschnittswert” bezeichnet wird) ist ein Durchschnittswert der Winkelgeschwindigkeitsdaten, die eine vorbestimmte Anzahl oft abgetastet werden. Ist der Winkelgeschwindigkeitsdurchschnittswert kleiner oder gleich dem vorbestimmten Wert a, bestimmt die Schwenksteuereinrichtung 407, dass das Schwenken nicht durchgeführt wird, und geht zu Schritt S507. Wenn der Winkelgeschwindigkeitsdurchschnittswert andererseits größer als der vorbestimmte Wert a ist, geht die Schwenksteuereinrichtung 407 zu Schritt S502 zur Bestimmung, ob der Winkelgeschwindigkeitsdurchschnittswert größer als ein vorbestimmter Wert b (> a) ist oder nicht. Ist der Winkelgeschwindigkeitsdurchschnittswert kleiner oder gleich dem vorbestimmten Wert b, bestimmt die Schwenksteuereinrichtung 407, dass ein langsames Schwenken durchgeführt wird, und geht zu Schritt S506. Ist der Winkelgeschwindigkeitsdurchschnittswert größer als der vorbestimmte Wert b, bestimmt die Schwenksteuereinrichtung 407, dass ein schnelles Schwenken durchgeführt wird, und geht zu Schritt S503.
In Schritt S503 stellt die Schwenksteuereinrichtung 407 die Abschneidefrequenz der Filterberechnungseinrichtung (HPF) 402 auf einen maximalen Wert ein. Als Nächstes schaltet die Schwenksteuereinrichtung 407 die Bildstabilisierungssteuerung aus (d. h., in einen nicht arbeitenden Zustand). Ein Grund für das Ausschalten der Bildstabilisierungssteuerung bei Durchführung des schnellen Schwenkens besteht darin, dass ein Verschieben der Verschiebungslinse 104 durch Betrachten des schnellen Schwenkens als starkes Kamerawackeln das aufgenommene Bild merklich bewegt, wenn die Verschiebungslinse 104 ihr Verschiebungsende erreicht, was dem Benutzer ein befremdliches Gefühl vermittelt. Ein anderer Grund besteht darin, dass das schnelle Schwenken das aufgenommene Bild stark bewegt, und dadurch die Bildunschärfe aufgrund des Kameraschwenkens ein geringes befremdendes Gefühl für den Benutzer vermittelt. Ferner kann ein allmähliches Anhalten der Verschiebung der Verschiebungslinse 104 nach dem Einstellen der Abschneidefrequenz des HPF auf den maximalen Wert verhindern, dass die Bildunschärfe aufgrund des Kamerawackelns im Ansprechen auf das Ausschalten der Bildstabilisierungssteuerung abrupt erscheint, und so dem Benutzer ein befremdliches Gefühl vermittelt.
Die Schwenksteuereinrichtung 407, die die Bildstabilisierungssteuerung ausgeschaltet hat, ändert allmählich die Ausgabe des ersten Integrierers 403 in Schritt S505 von den aktuellen Winkelversetzungsdaten in Anfangspositionsdaten. Diese allmähliche Änderung der Ausgabe des ersten Integrierers 403 lässt die Verschiebungslinse 104 allmählich an ihre Ausgangsposition zurückkehren, wo eine optische Achse der Verschiebungslinse 104 mit der optischen Achse der Bildaufnahmeobjektiveinheit 101 zusammenfällt.
Die Schwenksteuereinrichtung 407, die bestimmt hat, dass das langsame Schwenken durchgeführt wird, stellt in Schritt S506 die Abschneidefrequenz der Filterberechnungseinrichtung (HPF) 402 in Abhängigkeit von den Winkelgeschwindigkeitsdaten ein. Der Grund dafür besteht darin, dass die Bildunschärfe aufgrund des Kamerawackelns wahrscheinlich während des langsamen Schwenkens merkbar ist, und eine derartige Bildunschärfe korrigiert werden muss. Die Abschneidefrequenz ist derart eingestellt, dass die Bildunschärfe aufgrund des Kamerawackelns korrigiert werden kann, während eine unnatürliche Änderung des aufgenommenen Bildes während des Schwenkens verhindert wird. Dann schaltet die Schwenksteuereinrichtung 407 in Schritt S508 die Bildstabilisierungssteuerung ein (d. h., in einen arbeitenden Zustand).
Die Schwenksteuereinrichtung 407, die bestimmt hat, dass der Winkelgeschwindigkeitsdurchschnittswert kleiner oder gleich dem vorbestimmten Wert a ist (d. h., dass kein Schwenken durchgeführt wird), und somit zu Schritt S507 gegangen ist, stellt die Abschneidefrequenz der Filterberechnungseinrichtung (HPF) 402 auf einen normalen Wert ein. Dann geht die Schwenksteuereinrichtung 407 zu Schritt S508 zum Einschalten der Bildstabilisierungssteuerung.
7 zeigt eine Beziehung zwischen den Winkelgeschwindigkeitsdaten in der Gierrichtung während des Schwenkens und den vorbestimmten Werten a und b. Das Bezugszeichen 701 in 7 bezeichnet die abgetasteten Winkelgeschwindigkeitsdaten. Die Winkelgeschwindigkeitsdaten haben einen positiven (+) Wert, wenn ein Schwenken der Kamera 100 nach rechts durchgeführt wird, und haben einen negativen (–) Wert, wenn ein Schwenken nach links durchgeführt wird. In 7 werden ein schnelles (jähes) Schwenken nach rechts, ein langsames Schwenken nach rechts und ein langsames Schwenken nach links erfasst.
Wie in 7 gezeigt, weichen die Winkelgeschwindigkeitsdaten von ihrem Anfangswert (0) während des Schwenkens signifikant ab. Die Ausgabe des ersten Integrierers 403, der diese Winkelgeschwindigkeitsdaten zum Berechnen der Zielpositionsdaten der Verschiebungslinse 104 integriert, erhöht sich aufgrund einer gleichanteilähnlichen Offset-Komponente außerordentlich, was die Verschiebungslinse 104 unkontrollierbar macht. Wenn das Schwenken erfasst wird, ist es daher erforderlich, die Abschneidefrequenz des HPF hoch einzustellen, um die Offset-Komponente abzuschneiden.
Insbesondere wenn das schnelle Schwenken durchgeführt wird, tritt wahrscheinlich ein derartiger unkontrollierbarer Zustand auf, sodass die Einstellung der Abschneidefrequenz des HPF auf eine hohe Frequenz zum Verhindern erforderlich ist, dass sich die Ausgabe des ersten Integrierers 403 erhöht.
Die vorstehend beschriebene Schwenksteuerung ermöglicht selbst während des Schwenkens die Erzeugung eines aufgenommenen Bildes, das dem Benutzer ein geringes befremdendes Gefühl vermittelt. In 3 erfasst die Bewegungsvektorerfassungseinrichtung 135 in der Kamerasignalverarbeitungsschaltung 115 im Ansprechen auf eine Einstellung des Verfolgungsschwenkunterstützungsmodus durch die Betätigung des Modusauswahlschalters in den Bedienschaltern 116 den Bewegungsvektor des Objektbildes aus sequentiellen Rahmenbildern. Der erfasste Bewegungsvektor wird in die Verfolgungsschwenksteuereinrichtung 132 im Kameramikrocomputer 130 eingegeben. Dementsprechend empfängt die Verfolgungsschwenksteuereinrichtung 132 das Winkelgeschwindigkeitssignal (erste Bewegungsinformationen) von dem Winkelgeschwindigkeitssensor 107 (der Winkelgeschwindigkeitsverstärkungseinrichtung) 108.
Die aus der Bewegungsvektorerfassungseinrichtung 135 während des Verfolgungsschwenks ausgegebenen Bewegungsvektoren enthalten einen Bewegungsvektor eines Hauptobjektbildes, das ein Aufnahmezielbild darstellt, und einen Bewegungsvektor eines Hintergrundbildes, das sich im Hintergrund des Hauptobjektbildes bewegt. Einer dieser Bewegungsvektoren, der ein geringeres Bewegungsausmaß als die anderen zeigt, ist der Bewegungsvektor des Hauptobjektbildes. Dieser Bewegungsvektor (zweite Bewegungsinformationen) des Hauptobjektbildes zeigt eine Versetzung (Bewegung des Hauptobjektbildes) auf einer Bildebene, d. h., auf dem Bildsensor 112 während einer Vollbilddauer.
Andererseits entsprechen die aus dem Winkelgeschwindigkeitssensor 107 ausgegebenen Winkelgeschwindigkeitsdaten einer Schwenkgeschwindigkeit (Verfolgungsschwenkgeschwindigkeit) der Kamera 100. Die Berechnung einer Differenz zwischen diesen Winkelgeschwindigkeitsdaten und einer Winkelgeschwindigkeit, die aus einem Ausmaß der Versetzung des Hauptobjektbildes in der Bildebene während der einen Vollbilddauer und einer Brennweite der Bildaufnahmeobjektiveinheit 101 berechnet wird, liefert eine Winkelgeschwindigkeit des Hauptobjekts relativ zur Kamera 100 (d. h., die relative Objektwinkelgeschwindigkeit).
Die Objektwinkelgeschwindigkeitsberechnungseinrichtung 134 berechnet (beschafft) die relative Objektwinkelgeschwindigkeit zu jedem Zeitpunkt, zu dem das Rahmenbild erzeugt wird, d. h., mit einer Vollbilddauer. Die Objektwinkelgeschwindigkeitsberechnungseinrichtung 134 sendet Informationen über einen Satz der berechneten relativen Objektwinkelgeschwindigkeit und einer Berechnungszeit (Beschaffungszeit), zu der die relative Objektwinkelgeschwindigkeit berechnet wurde, zu der Verfolgungsschwenksteuereinrichtung (132).
6 zeigt eine Konfiguration eines Verschiebungsansteuerungssystems, das eine Verschiebungsansteuerung der Verschiebungslinse 104 in dem Verfolgungsschwenkunterstützungsmodus durchführt. In 6 sind mit jenen in den 3 und 4 gemeine Abschnitte mit denselben Bezugszeichen wie diese in den 3 und 4 bezeichnet, und auf ihre erneute Beschreibung wird verzichtet.
Die Verfolgungsschwenksteuereinrichtung 132 enthält eine Kamerainformationsbeschaffungseinrichtung 601, eine Winkelgeschwindigkeitsdatenausgabeeinrichtung 602, eine Objektwinkelgeschwindigkeitseinstelleinrichtung 603, einen zweiten Addierer 604, einen zweiten Integrierer 605 und eine Einstelländerungseinrichtung 606.
Die Kamerainformationsbeschaffungseinrichtung 601 beschafft Verfolgungsschwenkeinstellinformationen von den Bedienschaltern 116, die zeigen, dass der Verfolgungsschwenkunterstützungsmodus durch die Betätigung des Modulauswahlschalters eingestellt ist, und Freigabeinformationen, die zeigen, dass die Bildaufnahme durch eine Betätigung des Freigabeschalters angewiesen ist. Die Winkelgeschwindigkeitsdatenausgabeeinrichtung 602 tastet die Winkelgeschwindigkeitsdaten zu vorbestimmten Zeiten ab und gibt die abgetasteten Daten zu der Objektwinkelgeschwindigkeitsberechnungseinrichtung 134 aus.
Die Objektwinkelgeschwindigkeitseinstelleinrichtung 603 beschafft Informationen über den Satz (eine Vielzahl von Sätzen) der relativen Objektwinkelgeschwindigkeit, die durch die Objektwinkelgeschwindigkeitsberechnungseinrichtung 134 vor einer Bildaufnahme zur Aufzeichnung (d. h., vor der Belichtung des Bildsensors 112 zur Aufzeichnung eines aufgenommenen Stehbildes) berechnet wird, und ihre Berechnungszeit. Die Objektwinkelgeschwindigkeitseinstelleinrichtung 603 hält (akkumuliert) die beschafften Informationen als Winkelgeschwindigkeitshistorie. In der folgenden Beschreibung bedeutet die Belichtung die Bildaufnahme zur Aufzeichnung. Die Objektwinkelgeschwindigkeitseinstelleinrichtung 603 beschafft eine relative Objektwinkelgeschwindigkeit relativ zur Kamera 100 als vorhergesagte Objektwinkelgeschwindigkeit (Prädiktionsinformationen) während der Belichtungszeit durch Berechnung oder dergleichen unter Verwendung der Winkelgeschwindigkeitshistorie vor der Belichtung. Die relative Objektwinkelgeschwindigkeit, die durch die Objektwinkelgeschwindigkeitsberechnungseinrichtung 134 vor der Belichtung berechnet wird, wird nachstehend als ”relative Objektwinkelgeschwindigkeit vor Belichtung” bezeichnet, die Winkelgeschwindigkeitshistorie vor der Belichtung wird nachstehend als ”Vorbelichtungswinkelgeschwindigkeitshistorie” bezeichnet, und die relative Objektwinkelgeschwindigkeit während der Belichtungszeit wird nachstehend als ”relative Objektwinkelgeschwindigkeit bei Belichtung” bezeichnet. Die Objektwinkelgeschwindigkeitseinstelleinrichtung 603 stellt die beschaffte relative Objektwinkelgeschwindigkeit bei Belichtung als relative Objektwinkelgeschwindigkeit ein, die zur Steuerung der Verschiebungsansteuerung der Verschiebungslinse 104 während der Belichtungszeit bei der Verfolgungsschwenkunterstützung zu verwenden ist.
Der zweite Addierer 604 berechnet eine Differenz zwischen den Winkelgeschwindigkeitsdaten von dem Winkelgeschwindigkeitssensor 107 und der relativen Objektwinkelgeschwindigkeit bei Belichtung, die durch die Objektwinkelgeschwindigkeitseinstelleinrichtung 603 eingestellt ist. Der zweite Integrierer 605 führt einen Integriervorgang nur während der Belichtungszeit durch. Die Einstelländerungseinrichtung 606 ändert die Einstellung der Schwenksteuereinrichtung 407 im Ansprechen auf eine Mitteilung der Beschaffung der Verfolgungsschwenkeinstellinformationen von der Kamerainformationsbeschaffungseinrichtung 601. Im Ansprechen auf die Einstellung des Verfolgungsschwenkunterstützungsmodus durch die Betätigung des Modusauswahlschalters in den Bedienschaltern 116 teilt die Kamerainformationsbeschaffungseinrichtung 601 der Einstelländerungseinrichtung 606 die Verfolgungsschwenkeinstellinformationen mit. Die Einstelländerungseinrichtung 606 ändert die vorbestimmten Werte a und b in der Schwenksteuereinrichtung 407 im Ansprechen auf die Mitteilung der Verfolgungsschwenkeinstellinformationen, um ein schnelles Schwenken durch den Benutzer nicht einzuschränken.
Ferner berechnet der zweite Addierer 604 die Differenz zwischen den Winkelgeschwindigkeitsdaten von dem Winkelgeschwindigkeitssensor 107 und der relativen Objektwinkelgeschwindigkeit bei Belichtung von der Objektwinkelgeschwindigkeitseinstelleinrichtung 603, und sendet die Differenz zum zweiten Integrierer 605.
Der zweite Integrierer 605 startet im Ansprechen auf die Freigabeinformationen von der Kamerainformationsbeschaffungseinrichtung 601 den Integriervorgang der vorstehenden Differenz während der Belichtungszeit und gibt das Ergebnis aus. Der zweite Integrierer 605 gibt einen Wert aus, mit dem die Verschiebungslinse 104 zu einer von der Belichtungszeit verschiedenen Zeit sich an ihrer Ausgangsposition befindet. Es gibt kein Problem bei einer Verschiebung der Verschiebungslinse 104 am Ende der Belichtungszeit aus ihrer Position dabei an die Ausgangsposition in einer kurzen Zeit. Das heißt, das analoge Signal vom Bildsensor 112 wird sofort nach dem Ende der Belichtungszeit ausgelesen, und daher zeigt die LCD 120 das aufgenommene Bild nicht an, sodass eine Bewegung des aufgenommenen Bildes aufgrund der Verschiebung der Verschiebungslinse 104 zu keinem Problem wird.
Die Ausgabe des zweiten Integrierers 605 wird durch den ersten Addierer 404 zur Ausgabe des ersten Integrierers 403 addiert. Dann werden die Verschiebungspositionsdaten der Verschiebungslinse 104 vom Verschiebungspositionssensor 106 (der Verschiebungspositions-A/D-Umwandlungseinrichtung 406) vom Additionsergebnis subtrahiert, wodurch die Ansteuerausmaßdaten der Verschiebungslinse 104 berechnet werden.
Im Verfolgungsschwenkunterstützungsmodus startet die Schwenksteuereinrichtung 407 sofort die Schwenksteuerung und schaltet die Bildstabilisierungssteuerung aus, wenn tatsächlich das schnelle Schwenken vom Benutzer durchgeführt wird, wie es in Schritt S504 in 5 beschrieben ist. Die der Schwenksteuerung unterzogene Verschiebungslinse 104 korrigiert das Versetzungsausmaß des Objektbildes in der Bildebene; das Versetzungsausmaß entspricht einer Differenz zwischen der Winkelgeschwindigkeit des Schwenkens der Kamera 100 und der relativen Objektwinkelgeschwindigkeit, die die Winkelgeschwindigkeit des Hauptobjekts (das nachstehend einfach als ”Objekt” bezeichnet wird) relativ zu der Kamera 100 ist. Mit dieser Schwenksteuerung wird eine Differenz, die einen nicht erfolgreichen Verfolgungsschwenk verursacht, zwischen der Schwenkgeschwindigkeit der Kamera 100 und einer Bewegungsgeschwindigkeit des Objekts während der Belichtungszeit durch die Verschiebungsansteuerung der Verschiebungslinse 104 beseitigt, woraus sich ein erfolgreicher Verfolgungsschwenk ergibt.
Die Objektwinkelgeschwindigkeitseinstelleinrichtung 603 berücksichtigt eine Freigabezeitverzögerung und die Belichtungszeit beim Einstellen der relativen Objektwinkelgeschwindigkeit bei Belichtung unter Verwendung der Vorbelichtungswinkelgeschwindigkeitshistorie, die von der Objektwinkelgeschwindigkeitsberechnungseinrichtung 134 erhalten wird und vor der Belichtung akkumuliert wird.
Wenn der Verfolgungsschwenk beispielsweise für ein Objekt mit gleichförmiger linearer Bewegung durchgeführt wird, wobei sich die Kamera 100 in einer Richtung orthogonal zu einer Bewegungsrichtung des Objekts befindet, ändert sich die von der Kamera 100 gemessene Winkelgeschwindigkeit kontinuierlich. Aus diesem Grund sind die gemessene Winkelgeschwindigkeit des Objekts und seine tatsächliche Winkelgeschwindigkeit während der Belichtungszeit einander nicht gleich. Daher macht es die Außerachtlassung dieser Änderung der Winkelgeschwindigkeit (d. h., einer Winkelbeschleunigung) unmöglich, eine ausreichende Korrektur durch die Verschiebungsansteuerung der Verschiebungslinse 104 zu erreichen.
8 zeigt eine Änderung einer Winkelgeschwindigkeit ω eines Objekts (eines Zuges) bei gleichförmiger linearer Bewegung, wie in 9 gezeigt. Die Winkelgeschwindigkeit ω wird von der Kamera 100 gemessen, die sich in der Richtung orthogonal zur Bewegungsrichtung des Objekts befindet. In 9 befindet sich das Objekt in der gleichförmigen linearen Bewegung nach rechts bei einer Geschwindigkeit v. Ein Punkt (der nachstehend als ”Ursprung” bezeichnet wird) A zeigt eine Position, wo eine Entfernung von der Kamera 100 zum Objekt auf einer Bewegungsspur des Objekts mit der gleichförmigen linearen Bewegung am kürzesten wird. L bezeichnet die Entfernung von der Kamera 100 zum Ursprung A (d. h., die kürzeste Entfernung von der Kamera 100 zur Bewegungsspur). Außerdem bezeichnet θ einen Winkel, der durch eine Richtung von der Kamera 100 zum Objekt (d. h., eine Richtung der Kamera 100) bezüglich einer Richtung von der Kamera 100 zum Ursprung A gebildet wird, d. h., bezüglich der Richtung orthogonal zur Bewegungsrichtung des Objekts. Der Winkel θ wird nachstehend als ”Schwenkwinkel” bezeichnet. Der Schwenkwinkel hat einen positiven (+) Wert auf einer rechten Seite weg vom Ursprung A, und hat einen negativen (–) Wert auf einer linken Seite weg vom Ursprung A.
In 8 zeigt eine horizontale Achse den Schwenkwinkel θ, der 0 wird, wenn sich das Objekt in 9 am Ursprung A befindet, und eine mittige vertikale Achse zeigt die Winkelgeschwindigkeit ω des Objekts. Eine durchgezogene Linie zeigt eine Änderung der Winkelgeschwindigkeit ω. Ferner zeigt eine rechte vertikale Achse eine Winkelbeschleunigung α, und ein Graph mit gestrichelter Linie zeigt eine Änderung der Winkelbeschleunigung α.
Die Änderung der Winkelbeschleunigung α ist hier eine Änderung einer Winkelbeschleunigung des Objekts in Abhängigkeit von seiner Position relativ zur Position der Kamera 100. 8 zeigt ein Beispiel der Winkelgeschwindigkeit ω und der Winkelbeschleunigung a in einem Fall, in dem die kürzeste Entfernung von der Kamera 100 zum Ursprung A 20 m ist, und das Objekt eine gleichförmige lineare Bewegung bei einer Geschwindigkeit von 60 km/h aufweist.
Wenn in 8 das Objekt den Ursprung A passiert (θ = 0°), wird die Winkelgeschwindigkeit ω maximal und die Winkelbeschleunigung α wird 0. Wenn das Objekt eine Position θ = +30° durchläuft, wird die Winkelbeschleunigung α maximal. Wenn das Objekt eine Position θ = –30° durchläuft, wird die Winkelbeschleunigung α minimal. Diese Beziehung zwischen dem Schwenkwinkel θ und der Winkelgeschwindigkeit ω und der Winkelbeschleunigung α hängt nicht von der vorstehend beschriebenen kürzesten Entfernung und der Bewegungsgeschwindigkeit des Objekts ab.
2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfolgungsschwenkunterstützungsprozesses, der durch den Kameramikrocomputer 130 in dem Verfolgungsschwenkunterstützungsmodus durchgeführt wird. Der Kameramikrocomputer 130 führt diesen Prozess gemäß einem Verfolgungsschwenkunterstützungssteuerprogramm aus, das ein Computerprogramm darstellt. Der Benutzer führt ein Schwenken der Kamera 100 zum Verfolgen eines bewegten Objekts durch.
In Schritt S201 bestimmt der Kameramikrocomputer 130, ob eine Bedienung eines halben Drückens (SW1ON) des Freigabeschalters durchgeführt wird. Wird die SW1ON durchgeführt, geht der Kameramikrocomputer 130 zu Schritt S202 zum Inkrementieren eines Zeitmessungszählers, und geht dann zu Schritt S204. Wird die SW1ON nicht durchgeführt, geht der Kameramikrocomputer 130 zu Schritt S203 zum Rücksetzen des Zeitmessungszählers, und kehrt dann zu Schritt S201 zurück.
In Schritt S204 überprüft der Kameramikrocomputer 130, ob die relative Objektwinkelgeschwindigkeit vor Belichtung (die in 2 einfach mit ”Vorbelichtungsobjektwinkelgeschwindigkeit” bezeichnet ist) durch die Objektwinkelgeschwindigkeitsberechnungseinrichtung 134 bereits berechnet wurde oder nicht. Wurde die relative Objektwinkelgeschwindigkeit vor Belichtung bereits berechnet, geht der Kameramikrocomputer 130 zu Schritt S205 zum Überprüfen, ob der Zeitmessungszähler eine vorbestimmte Zeit T erreicht hat oder nicht. Wurde die relative Objektwinkelgeschwindigkeit vor Belichtung noch nicht berechnet, oder hat der Zeitmessungszähler die vorbestimmte Zeit T nicht erreicht, obwohl die relative Objektwinkelgeschwindigkeit vor Belichtung bereits berechnet wurde (d. h., eine Zeit während der Durchführung von SW1ON ist länger als die vorbestimmte Zeit T) geht der Kameramikrocomputer 130 zu Schritt S206.
In Schritt S206 veranlasst der Kameramikrocomputer 130 die Objektwinkelgeschwindigkeitsberechnungseinrichtung 134 zur Berechnung der relativen Objektwinkelgeschwindigkeit vor Belichtung. Dieser Prozess veranlasst als erster Prozess die Objektwinkelgeschwindigkeitsberechnungseinrichtung 134 zur Berechnung der relativen Objektwinkelgeschwindigkeit, bevor die Belichtung im Ansprechen auf die nachstehend beschriebe SW2ON gestartet wird, und veranlasst die Objektwinkelgeschwindigkeitseinstelleinrichtung 603 zum Beschaffen der Vorbelichtungswinkelgeschwindigkeitshistorie.
Ein Grund für eine Neuberechnung der relativen Objektwinkelgeschwindigkeit vor Belichtung, wenn der Zeitmessungszähler die vorbestimmte Zeit T erreicht hat, besteht in der Berücksichtigung einer Möglichkeit, dass sich die Objektgeschwindigkeit innerhalb der vorbestimmten Zeit T ändert. Die durch die Objektwinkelgeschwindigkeitsberechnungseinrichtung 134 berechnete relative Objektwinkelgeschwindigkeit vor Belichtung wird bei jeder ihrer Berechnungen zu der Objektwinkelgeschwindigkeitseinstelleinrichtung 603 in der Verfolgungsschwenksteuereinrichtung 132 gesendet. Hat der Zeitmessungszähler die vorbestimmte Zeit T in Schritt S205 noch nicht erreicht, geht der Kameramikrocomputer 130 zu Schritt S208.
In Schritt S207 nach Schritt S206 veranlasst der Kameramikrocomputer 130 die Objektwinkelgeschwindigkeitseinstelleinrichtung 603 zum Einstellen der relativen Objektwinkelgeschwindigkeit bei Belichtung (die in 2 einfach mit ”Objektwinkelgeschwindigkeit bei Belichtung” bezeichnet ist). Dieser Prozess (Winkelgeschwindigkeitseinstellprozess) als zweiter Prozess wird nachstehend näher beschrieben. Der Kameramikrocomputer 130 geht dann zu Schritt S208.
In Schritt S208 bestimmt der Kameramikrocomputer 130, ob eine Bedienung eines vollen Drückens (SW2ON) des Freigabeschalters durchgeführt wird oder nicht. Wird die SW2ON nicht durchgeführt, kehrt der Kameramikrocomputer 130 zu Schritt S201 zurück. Wenn andererseits die SW2ON durchgeführt wird, geht der Kameramikrocomputer 130 zu Schritt S209 zum Starten der Belichtung durch Veranlassen des Öffnens des Verschlusses 111 über die Verschlusssteuereinrichtung 133.
Ferner veranlasst der Kameramikrocomputer 130 die Verfolgungsschwenksteuereinrichtung 132 in Schritt S210 zur Steuerung der Verschiebungsansteuerung der Verschiebungslinse 104 in Abhängigkeit von der in Schritt S207 eingestellten relativen Objektwinkelgeschwindigkeit bei Belichtung, wodurch die Verfolgungsschwenkunterstützung zur Korrektur des Versetzungsausmaßes des Objektbildes in der Bildebene durchgeführt wird. Bei dieser Steuerung der Verschiebungsansteuerung führt der Kameramikrocomputer 130 bei Bestimmung in Schritt S502 in 5, dass ein schnelles Schwenken durchgeführt wird, die Verschiebungsansteuerung der Verschiebungslinse 104 zum Korrigieren der Bildunschärfe aufgrund des Kamerawackelns über die Bildstabilisierungssteuereinrichtung 131 durch.
Als Nächstes bestimmt der Kameramikrocomputer 130 in Schritt S211, ob die Belichtung abgeschlossen ist oder nicht. Ist die Belichtung abgeschlossen, geht der Kameramikrocomputer 130 zu Schritt S212. Ist die Belichtung noch nicht abgeschlossen, kehrt der Kameramikrocomputer 130 zu Schritt S210 zurück.
In Schritt S212 bestimmt der Kameramikrocomputer 130 erneut, ob die SW2ON durchgeführt wird oder nicht. Wird die SW2ON durchgeführt, kehrt der Kameramikrocomputer 130 zu Schritt S209 zur Durchführung einer nächsten Belichtung (d. h. zur Durchführung einer Bildaufnahme eines nächsten Bildes bei einer kontinuierlichen Aufnahme) zurück. Wird die SW2ON andererseits nicht durchgeführt, kehrt der Kameramikrocomputer 130 zu Schritt S201 zurück.
1 zeigt ein Ablaufdiagramm des durch die Objektwinkelgeschwindigkeitseinstelleinrichtung 603 in Schritt S207 in 2 durchgeführten Winkelgeschwindigkeitseinstellprozesses. Die Objektwinkelgeschwindigkeitseinstelleinrichtung 603 (d. h., der Kameramikrocomputer 130) führt diesen Prozess entsprechend einem Teil des Verfolgungsschwenkunterstützungssteuerprogramms aus.
In Schritt S101 liest die Objektwinkelgeschwindigkeitseinstelleinrichtung 603, die eine Anweisung zum Einstellen der relativen Objektwinkelgeschwindigkeit bei Belichtung vom Kameramikrocomputer 130 empfängt, die Vorbelichtungswinkelgeschwindigkeitshistorie aus, die die Objektwinkelgeschwindigkeitseinstelleinrichtung 603 zuvor von der Objektwinkelgeschwindigkeitsberechnungseinrichtung 134 beschafft und akkumuliert hat.
Dann erfasst die Objektwinkelgeschwindigkeitseinstelleinrichtung 603 in Schritt S102 einen singulären Punkt der Winkelgeschwindigkeit aus der Vielzahl der Sätze der relativen Objektwinkelgeschwindigkeit vor Belichtung und der Berechnungszeit, die in der ausgelesenen Vorbelichtungswinkelgeschwindigkeitshistorie enthalten sind. In 8 werden an drei singulären Punkten der Winkelgeschwindigkeit, wo die Schwenkwinkel θ 0°, +30° und –30° sind, drei Typen bestimmter Änderungen in der Winkelbeschleunigung, die eine zeitliche Änderungsrate der Winkelgeschwindigkeit darstellt, erzeugt.
Die Objektwinkelgeschwindigkeitseinstelleinrichtung 603 berechnet die Winkelbeschleunigung (Winkelbeschleunigungsinformationen) durch Teilen einer Differenz der relativen Objektwinkelgeschwindigkeiten zu zwei aneinander angrenzenden Berechnungszeiten in der Vorbelichtungswinkelgeschwindigkeitshistorie durch ein Zeitintervall zwischen den zwei aneinander angrenzenden Berechnungszeiten. Die Objektwinkelgeschwindigkeitseinstelleinrichtung 603 führt diese Winkelbeschleunigungsberechnung für eine Vielzahl von Sätzen der zwei aneinander angrenzenden Berechnungszeiten zur Berechnung zeitlicher Änderungen der Winkelbeschleunigung durch. Dann führt die Objektwinkelgeschwindigkeitseinstelleinrichtung 603 einen Prozess zur Erfassung eines positiven lokalen Maximumwerts (d. h., einer Änderung von Steigen in Fallen an θ = +30°) und eines negativen lokalen Maximumwerts (d. h., einer Änderung von Fallen in Steigen bei θ = –30°) bei der Winkelbeschleunigung durch, die sich zeitlich ändert. Die Objektwinkelgeschwindigkeitseinstelleinrichtung 603 erfasst in der Winkelbeschleunigung auch eine Änderung zwischen positiv und negativ (d. h., eine Änderung von positiv/negativ in negativ/positiv bei θ = 0°).
In Schritt S103 bestimmt die Objektwinkelgeschwindigkeitseinstelleinrichtung 603, ob die durch den vorstehend beschriebenen Singulärpunkterfassungsprozess erfassten singulären Punkte größer gleich zwei ist. Das heißt, die Objektwinkelgeschwindigkeitseinstelleinrichtung 603 bestimmt, ob die singulären Punkte unter den Schwenkwinkeln θ = 0°, +30° und –30° ”0°, +30° und –30°”, ”+30° und 0°” oder ”0° und –30°” entsprechen. Sind die zwei oder mehr singulären Punkte erfasst, geht die Objektwinkelgeschwindigkeitseinstelleinrichtung 603 zu Schritt S104, und ansonsten zu Schritt S105.
In Schritt S104 berechnet (stellt) die Objektwinkelgeschwindigkeitseinstelleinrichtung 603 die relative Objektwinkelgeschwindigkeit bei Belichtung ω unter Verwendung des folgenden Ausdrucks (1) ein.
In Ausdruck (1) bezeichnet t30 eine Länge einer Zeit, die das Objekt zur Bewegung von einer Position, die einem der Schwenkwinkel θ = +30° und –30° entspricht, an der der singuläre Punkt erfasst wird, an eine Position braucht, die dem Schwenkwinkel θ = 0° entspricht. Ferner bezeichnet t_c eine Länge einer Zeit von einem Zeitpunkt, wenn das Objekt die dem Schwenkwinkel θ = 0° entsprechende Position durchläuft bis zu einem Zeitpunkt, wenn eine letzte der relativen Objektwinkelgeschwindigkeiten vor Belichtung erfasst wird, d. h., einem Zeitpunkt unmittelbar vor Eingabe der Freigabeinformationen. Außerdem bezeichnet t_lag eine Länge einer Zeit von dem Zeitpunkt, wenn die letzte der relativen Objektwinkelgeschwindigkeiten vor Belichtung erfasst wird, bis zu einem Mittelpunkt der Belichtungszeit. Obwohl der Mittelpunkt in der folgenden Beschreibung der Belichtungszeit einem Zeitpunkt einer Hälfte der Belichtungszeit entspricht, kann dieser Mittelpunkt ein Zeitpunkt sein, der von dem Punkt einer Hälfte davon verschieden ist, solange der Mittelpunkt innerhalb der Belichtungszeit liegt.
10 zeigt t₃₀, t_c, und t_lag in einem Fall, in dem t₃₀ eine Länge einer Zeit ist, die das Objekt zur Bewegung von der Position θ = +30° an die Position θ = 0° braucht.
Eine Ableitung des Ausdrucks (1) wird unter Bezugnahme auf 9 beschrieben. In 9 bezeichnet v die Bewegungsgeschwindigkeit des Objekts (die nachstehend als ”Objektgeschwindigkeit” bezeichnet wird), L bezeichnet die kürzeste Entfernung zwischen der Bewegungsspur des Objekts (Ursprung A) und der Kamera 100, und t bezeichnet eine Länge einer Zeit, die das Objekt zur Bewegung von einer Position θ zum Ursprung A braucht. Die Winkelgeschwindigkeit ω des Objekts, die eine Zeitableitung von θ darstellt, wird wie folgt berechnet. ω = dθ / dt tanθ = vt / L θ = arctan( vt / L)
Wobei u wie folgt definiert ist: u = vt / L,
Ableitung von arctan(u) nach u und Entwickeln des Ableitungsergebnisses erneut nach u ergibt den folgenden Ausdruck. dθ / du = 1 / 1 + u² = L² + (νt)²
Ableitung von u nach t ergibt: du / dt = ν / L, und Anwenden dieses Ausdrucks bei einer Kettenregel der Ableitung ergibt den folgenden Ausdruck. ω = dθ / dt = dθ / du· du / dt = Lv / L² + (vt)²
Berechnen von L in 10 ergibt:
Anwenden von L und t = t_c + t_lag bei dem vorstehenden Ausdruck von ω ergibt den Ausdruck (1).
In Schritt S105 bestimmt die Objektwinkelgeschwindigkeitseinstelleinrichtung 603, ob der θ = +30° entsprechende singuläre Punkt erfasst wurde oder nicht. Wurde dieser singuläre Punkt erfasst, geht die Objektwinkelgeschwindigkeitseinstelleinrichtung 603 zu Schritt S106, und ansonsten zu Schritt S107.
In Schritt S106 berechnet die Objektwinkelgeschwindigkeitseinstelleinrichtung 603 die relative Objektwinkelgeschwindigkeit ω bei Belichtung unter Verwendung des folgenden Ausdrucks (2). Insbesondere berechnet die Objektwinkelgeschwindigkeitseinstelleinrichtung 603 zuerst eine Differenz (ω_n – ω_n-1) der relativen Objektwinkelgeschwindigkeiten vor Belichtung, die zu zwei jüngsten Berechnungszeiten in der Vorbelichtungswinkelgeschwindigkeitshistorie berechnet sind. Als Nächstes berechnet die Objektwinkelgeschwindigkeitseinstelleinrichtung 603 eine relative Objektwinkelgeschwindigkeit (ω_n – ω_n-1)t_lag/t_f unter Verwendung der Länge der Zeit t_lag, die das Objekt zur Bewegung von dem Zeitpunkt, wenn die letzte relative Objektwinkelgeschwindigkeit vor Belichtung erfasst wird, zu dem Mittelpunkt der Belichtungszeit braucht. Danach berechnet (stellt) die Objektwinkelgeschwindigkeitseinstelleinrichtung 603 die relative Objektwinkelgeschwindigkeit ω bei Belichtung, die einen endgültigen Wert darstellt, durch Gewichten der berechneten relativen Objektwinkelgeschwindigkeit (ω_n – ω_n-1)t_lag/t_f mit einem Gewicht W kleiner gleich 1 ein.
Im Ausdruck (2) bezeichnet ω_n die Winkelgeschwindigkeit, die zu einer neuesten Berechnungszeit der zwei neuesten Berechnungszeiten berechnet wird, und ω_n-1 bezeichnet die Winkelgeschwindigkeit, die zu einer vorhergehenden Berechnungszeit bezüglich der neuesten Berechnungszeit berechnet wird. Ferner bezeichnet die t_f eine Länge einer Zeit zwischen der neuesten Berechnungszeit, die ω_n entspricht, und der einen vorhergehenden Berechnungszeit, die ω_n-1 entspricht.
In Schritt S107 bestimmt die Objektwinkelgeschwindigkeitseinstelleinrichtung 603, ob der θ = 0° entsprechende singuläre Punkt erfasst wurde oder nicht. Wurde dieser singuläre Punkt erfasst, geht die Objektwinkelgeschwindigkeitseinstelleinrichtung 603 zu Schritt S108 und ansonsten zu Schritt S111.
In Schritt S108 bestimmt die Objektwinkelgeschwindigkeitseinstelleinrichtung 603, ob die Vorbelichtungswinkelgeschwindigkeitshistorie eine relative Objektwinkelgeschwindigkeit (die nachstehend als ”symmetrische historische Winkelgeschwindigkeit” bezeichnet wird) enthält, die relativ zu θ = 0° als Mittelpunkt der Symmetrie bei einer relativen Objektwinkelgeschwindigkeit am Mittelpunkt der Belichtungszeit symmetrisch ist. Enthält die Winkelgeschwindigkeitshistorie die symmetrische historische Winkelgeschwindigkeit, geht die Objektwinkelgeschwindigkeitseinstelleinrichtung 603 zu Schritt S109 und ansonsten zu Schritt S110.
11 zeigt die symmetrische historische Winkelgeschwindigkeit. Eine Zeit, während der die Winkelgeschwindigkeitshistorie akkumuliert wird, wird als ”historische Akkumulationszeit” bezeichnet. Eine historische Akkumulationszeit 1 in 11 ist kürzer als t_lag + t_c auf der rechten Seite vom Ursprung A, sodass die Winkelgeschwindigkeitshistorie die symmetrische historische Winkelgeschwindigkeit nicht enthält. Andererseits ist eine historische Akkumulationszeit 2 länger als t_lag + t_c auf der rechten Seite vom Ursprung A, sodass die Winkelgeschwindigkeitshistorie die symmetrische historische Winkelgeschwindigkeit enthält.
In Schritt S109 stellt die Objektwinkelgeschwindigkeitseinstelleinrichtung 603 die symmetrische historische Winkelgeschwindigkeit als die relative Objektwinkelgeschwindigkeit ω bei Belichtung ein.
In Schritt S110 stellt die Objektwinkelgeschwindigkeitseinstelleinrichtung 603 die relative Objektwinkelgeschwindigkeit ω bei Belichtung unter Verwendung von Ausdruck (2) ein, in dem das Gewicht W größer gleich 1 ist.
In Schritt S111 bestimmt die Objektwinkelgeschwindigkeitseinstelleinrichtung 603, ob der θ = –30° entsprechende singuläre Punkt erfasst wurde oder nicht. Wurde dieser singuläre Punkt erfasst, geht die Objektwinkelgeschwindigkeitseinstelleinrichtung 603 zu Schritt S112, und ansonsten zu Schritt S113.
In Schritt S112 stellt die Objektwinkelgeschwindigkeitseinstelleinrichtung 603 die relative Objektwinkelgeschwindigkeit ω bei Belichtung unter Verwendung von Ausdruck (2) ein, in dem das Gewicht W kleiner gleich 1 ist.
In Schritt S113 stellt die Objektwinkelgeschwindigkeitseinstelleinrichtung 603 die relative Objektwinkelgeschwindigkeit ω bei Belichtung unter Verwendung von Ausdruck (2) ein, in dem das Gewicht W 1 ist.
Dieses Ausführungsbeispiel ermöglicht die Durchführung der Verfolgungsschwenkunterstützung, die einen guten Verfolgungsschwenk mit reduzierter Objektbildunschärfe selbst dann erlaubt, wenn die von der Kamera 100 gemessene Winkelgeschwindigkeit des Objekts sich ändert.
[Ausführungsbeispiel 2]
Als Nächstes wird eine Kamera als Bildaufnahmevorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel (Ausführungsbeispiel 2) der Erfindung beschrieben. Eine Konfiguration der Kamera dieses Ausführungsbeispiels entspricht der der Kamera 100 von Ausführungsbeispiel 1, und daher sind Bauelemente der Kamera in diesem Ausführungsbeispiel mit denselben Bezugszeichen wie in Ausführungsbeispiel 1 bezeichnet.
Das Ausführungsbeispiel 1 beschreibt den Fall, bei dem die Objektwinkelgeschwindigkeitsberechnungseinrichtung 134 die relative Objektwinkelgeschwindigkeit vor Belichtung und die Berechnungszeit, zu der ihre Berechnung durchgeführt wurde, zu der Verfolgungsschwenksteuereinrichtung 132 sendet, und die Verfolgungsschwenksteuereinrichtung 132 die Sätze der relativen Objektwinkelgeschwindigkeit vor Belichtung und der Berechnungszeit als die Vorbelichtungswinkelgeschwindigkeitshistorie sammelt. Das Ausführungsbeispiel 2 beschreibt einen Fall, bei dem die Objektwinkelgeschwindigkeitsberechnungseinrichtung 134 zusätzlich zu der relativen Objektwinkelgeschwindigkeit vor Belichtung und der Berechnungszeit eine Objektentfernung (Entfernungsinformationen) zu der Berechnungszeit und ein Änderungsausmaß des Schwenkwinkels θ wie in 9 gezeigt von einer vorhergehenden Berechnungszeit der relativen Objektwinkelgeschwindigkeit zu der Verfolgungsschwenksteuereinrichtung 132 sendet, und bei dem die Verfolgungsschwenksteuereinrichtung 132 die Sätze der relativen Objektwinkelgeschwindigkeit vor Belichtung, der Berechnungszeit, der Objektentfernung und des Änderungsausmaßes des Schwenkwinkels θ als die Vorbelichtungswinkelgeschwindigkeitshistorie akkumuliert. Die Objektentfernung kann anhand von Informationen beispielsweise über die Positionen des Zoomobjektivs 103 und der (nicht gezeigten) Fokussierlinse in der Bildaufnahmeobjektiveinheit 101 berechnet werden. Das Änderungsausmaß des Schwenkwinkels θ kann durch Integrieren der Winkelgeschwindigkeitsdaten berechnet werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein Autofokusvorgang zum Beschaffen der Objektentfernung durchgeführt, und dadurch wird ein Zustand der Bildaufnahmeobjektiveinheit 101 im Brennpunkt für ein bewegtes Objekt aufrechterhalten, sodass eine genaue Objektentfernung des bewegten Objekts berechnet werden kann. Ferner kann die Objektentfernung anhand von Positionsinformationen beschafft werden, die von GPS-Systemen beschafft werden, die sowohl für das Objekt als auch die Kamera vorgesehen sind.
12 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Winkelgeschwindigkeitseinstellprozesses (zweiten Prozesses), der durch die Objektwinkelgeschwindigkeitseinstelleinrichtung 603 durchgeführt wird. Die Objektwinkelgeschwindigkeitseinstelleinrichtung 603 (d. h., der Kameramikrocomputer 130) führt diesen Prozess gemäß einem Teil des in Ausführungsbeispiel 1 beschriebenen Verfolgungsschwenkunterstützungssteuerprogramms aus.
In Schritt S601 liest die Objektwinkelgeschwindigkeitseinstelleinrichtung 603, die eine Anweisung zur Einstellung der relativen Objektwinkelgeschwindigkeit bei Belichtung von dem Kameramikrocomputer 130 empfängt, die Vorbelichtungswinkelgeschwindigkeitshistorie aus, die die Objektwinkelgeschwindigkeitseinstelleinrichtung 603 zuvor von der Objektwinkelgeschwindigkeitsberechnungseinrichtung 134 erhalten und gesammelt hat.
In Schritt S602 berechnet die Objektwinkelgeschwindigkeitseinstelleinrichtung 603 aus der Vielzahl der Sätze der relativen Objektwinkelgeschwindigkeit vor Belichtung und der Berechnungszeit, die in der ausgelesenen Vorbelichtungswinkelgeschwindigkeitshistorie enthalten sind, eine Winkelbeschleunigung des Objekts, die eine zeitliche Änderungsrate seiner Winkelgeschwindigkeit darstellt, und bestimmt anhand des Berechnungsergebnisses, ob das Objekt eine gleichförmige lineare Bewegung aufweist oder nicht. Insbesondere bestimmt die Objektwinkelgeschwindigkeitseinstelleinrichtung 603, ob eine zeitliche Änderung der Winkelbeschleunigung äquivalent zu der in dem in 8 gezeigten Graph der Winkelbeschleunigung ist oder nicht. Weist das Objekt eine gleichförmige lineare Bewegung auf, geht die Objektwinkelgeschwindigkeitseinstelleinrichtung 603 zu Schritt S603. Hat das Objekt keine gleichförmige lineare Bewegung, geht die Objektwinkelgeschwindigkeitseinstelleinrichtung 603 zu Schritt S604.
In Schritt S603 berechnet die Objektwinkelgeschwindigkeitseinstelleinrichtung 603 die relative Objektwinkelgeschwindigkeit ω bei Belichtung unter Verwendung der Objektentfernungen an zwei jüngsten Berechnungszeiten und des Änderungsausmaßes des Schwenkwinkels θ zwischen diesen Berechnungszeiten in der Vorbelichtungswinkelgeschwindigkeitshistorie und unter Verwendung der folgenden Ausdrücke (3) bis (8).
Die Symbole in den Ausdrücken (3) bis (8) werden unter Verwendung der 13A bis 13D beschrieben. L und v stellen jeweils, wie auch in 9 gezeigt, die kürzeste Entfernung von einer Kamera 100' dieses Ausführungsbeispiels zu der Bewegungsspur des Objekts mit gleichförmiger linearer Bewegung (d. h., zum Ursprung A) und die Geschwindigkeit des Objekts (Objektgeschwindigkeit mit gleichförmiger linearer Bewegung) dar. Ferner stellt t eine Länge einer Zeit vom Durchlaufen des Ursprungs A durch das Objekt bis zum Mittelpunkt der Belichtungszeit dar, m stellt eine Objektentfernung zu einer bestimmten Zeit dar (d. h., die Berechnungszeit, zu der die relative Objektwinkelgeschwindigkeit vor Belichtung berechnet wird), und n stellt eine Objektentfernung zu einer Zeit vor m dar (d. h., einer vorhergehenden Berechnungszeit, zu der die relative Objektwinkelgeschwindigkeit vor Belichtung berechnet wird). Ferner stellt Δθ ein Änderungsausmaß des Schwenkwinkels θ von einem Punkt (der nachstehend als ”erster Punkt” bezeichnet wird), wenn die Objektentfernung n ist, bis zu einem Punkt dar (der nachstehend als ”zweiter Punkt” bezeichnet wird), wenn die Objektentfernung m ist. D stellt eine Bewegungsentfernung vom ersten Punkt bis zum zweiten Punkt dar, und t_f stellt eine Länge einer Zeit vom ersten Punkt bis zum zweiten Punkt dar. Außerdem stellt t_lag eine Länge einer Zeit vom zweiten Punkt bis zum Mittelpunkt der Belichtungszeit dar.
13A zeigt einen Fall von
im Ausdruck (7), und 13b zeigt einen Fall von
im Ausdruck (7).
13C zeigt einen Fall, von m ≤ n im Ausdruck (8), und 13B zeigt einen Fall von m > n im Ausdruck (8).
Die durch Ausdruck (4) ausgedrückte kürzeste Entfernung L kann in allen 13A bis 13D aus einer Ähnlichkeitsbeziehung (msinθ:D = L:n) zwischen einem Dreieck mit Seiten msinθ und D und einem Dreieck mit Seiten L und n berechnet werden. Die durch Ausdruck (16) ausgedrückte Bewegungsentfernung D kann in allen 13A bis 13B durch den Pythagoras im Dreieck mit den Seiten msinθ und D berechnet werden.
In den 13A bis 13C kann die Bewegungsentfernung D berechnet werden aus: D² = (msinθ)² + (n – mcosθ)²
In 13D kann die Bewegungsentfernung D berechnet werden aus: D² = (msinθ)² + (mcosθ – n)²
In Schritt S604 stellt die Objektwinkelgeschwindigkeitseinstelleinrichtung 603 die relative Objektwinkelgeschwindigkeit ω bei Belichtung unter Verwendung von dem im Ausführungsbeispiel 1 beschriebenen Ausdruck (2) mit einem Gewicht W von 1 ein.
Dieses Ausführungsbeispiel kann die relative Objektwinkelgeschwindigkeit ω bei Belichtung durch Beschaffen der Objektentfernung an beliebigen zwei Zeitpunkten und des Änderungsausmaßes Δθ des Schwenkwinkels θ dazwischen berechnen. Somit ermöglicht dieses Ausführungsbeispiel die Durchführung der Verfolgungsschwenkunterstützung, die einen guten Verfolgungsschwenk bei verringerter Objektbildunschärfe ermöglicht, selbst wenn sich die von der Kamera 100' gemessene Winkelgeschwindigkeit des Objekts ändert.
[Ausführungsbeispiel 3]
Als Nächstes wird eine Kamera als Bildaufnahmevorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel (Ausführungsbeispiel 3) der Erfindung beschrieben. Eine Konfiguration der Kamera dieses Ausführungsbeispiels entspricht der der Kamera 100 von Ausführungsbeispiel 1, und daher sind Bauteile der Kamera gemäß diesem Ausführungsbeispiel mit denselben Bezugszeichen wie jene im Ausführungsbeispiel 1 bezeichnet.
Die Ausführungsbeispiele 1 und 2 beschreiben den Fall, in dem die relative Objektwinkelgeschwindigkeit bei Belichtung lediglich einmal vor der Belichtung berechnet wird, und die Verfolgungsschwenkunterstützung in Abhängigkeit von ihrem Berechnungsergebnis durchgeführt wird. Obwohl eine kurze Belichtungszeit kein Problem verursacht, kann in diesem Fall eine lange Belichtungszeit die Durchführung eines guten Verfolgungsschwenks aufgrund einer Änderung der relativen Objektwinkelgeschwindigkeit während dieser langen Belichtungszeit unmöglich machen. Somit berechnet dieses Ausführungsbeispiel sequentiell (aktualisiert wiederholt) die relative Objektwinkelgeschwindigkeit bei Belichtung während der Belichtungszeit und steuert die Verschiebungsansteuerung der Verschiebungslinse 104 in Abhängigkeit vom jüngsten Berechnungsergebnis, was die Durchführung eines guten Verfolgungsschwenks selbst bei langer Belichtungszeit möglich macht.
14 zeigt ein Ablaufdiagramm eines durch den Kameramikrocomputer 130 im Verfolgungsschwenkunterstützungsmodus bei diesem Ausführungsbeispiel durchgeführten Verfolgungsschwenkunterstützungsprozesses. Der Kameramikrocomputer 130 führt diesen Prozess gemäß einem Verfolgungsschwenkunterstützungssteuerprogramm als Computerprogramm aus. In 14 sind gemeinsame Schritte mit jenen im Ablaufdiagramm von 2 gemäß Ausführungsbeispiel 1 mit denselben Schrittnummern wie jenen in 2 bezeichnet, und ihre Beschreibung wird nicht wiederholt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel veranlasst der Kameramikrocomputer 130 in Schritt S206 wie in Ausführungsbeispiel 1 die Objektwinkelgeschwindigkeitsberechnungseinrichtung 134 zur Berechnung der relativen Objektwinkelgeschwindigkeit vor Belichtung. Nach diesem Prozess (erster Prozess) veranlasst der Kameramikrocomputer 130 die Objektwinkelgeschwindigkeitseinstelleinrichtung 603 im nächsten Schritt S701 zum Halten der in Schritt S206 berechneten relativen Objektwinkelgeschwindigkeit vor Belichtung und ihrer Berechnungszeit als Vorbelichtungswinkelgeschwindigkeitshistorie. Wenn die relative Objektwinkelgeschwindigkeit bei Belichtung durch das in Ausführungsbeispiel 2 beschriebene Verfahren berechnet wird, veranlasst der Kameramikrocomputer 130 die Objektwinkelgeschwindigkeitseinstelleinrichtung 603 zusätzlich zu der berechneten relativen Objektwinkelgeschwindigkeit vor Belichtung und der Berechnungszeit zum Halten der Objektentfernung zur Berechnungszeit und des Änderungsausmaßes des Schwenkwinkels θ aus der vorhergehenden Berechnungszeit der relativen Objektwinkelgeschwindigkeit vor Belichtung.
In Schritt S702 veranlasst der Kameramikrocomputer 130 während der Belichtungszeit (während einer Bildaufnahme zur Aufzeichnung) nach dem Start der Belichtung in Schritt S209 die Objektwinkelgeschwindigkeitseinstelleinrichtung 603 zum Berechnen (Einstellen) einer neuen relativen Objektwinkelgeschwindigkeit bei Belichtung. Dieser Prozess entspricht einem zweiten Prozess. Der Kameramikrocomputer 130 wiederholt diesen Prozess in Schritt S702, bis die Belichtung in Schritt S211 abgeschlossen ist, um die relative Objektwinkelgeschwindigkeit bei Belichtung wiederholt zu aktualisieren. Dann veranlasst der Kameramikrocomputer 130 jedes Mal, wenn die relative Objektwinkelgeschwindigkeit bei Belichtung in Schritt S702 aktualisiert wird, die Verfolgungsschwenksteuereinrichtung 132 in Schritt S210 zur Steuerung der Verschiebungsansteuerung der Verschiebungslinse 104 in Abhängigkeit von der aktualisierten relativen Objektwinkelgeschwindigkeit bei Belichtung.
Dieses Ausführungsbeispiel wiederholt die Berechnung der relativen Objektwinkelgeschwindigkeit bei Belichtung auch während der Belichtungszeit und führt die Verfolgungsschwenkunterstützung beruhend auf der jüngsten berechneten relativen Objektwinkelgeschwindigkeit bei Belichtung durch. Das heißt, dieses Ausführungsbeispiel erhöht die Anzahl der zu berechnenden relativen Objektwinkelgeschwindigkeiten bei Belichtung (d. h., erhöht die Anzahl von Zeiten zur Berechnung der Prädiktionsinformationen), wenn die Belichtungszeit länger als eine vorbestimmte Periode ist. Daher ermöglicht dieses Ausführungsbeispiel die Durchführung der Verfolgungsschwenkunterstützung, die einen guten Verfolgungsschwenk mit verringerter Objektbildunschärfe selbst bei langer Belichtungszeit ermöglicht.
[Ausführungsbeispiel 4]
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 15 ein Wechselobjektivkamerasystem als Bildaufnahmevorrichtung beschrieben, die ein viertes Ausführungsbeispiel (Ausführungsbeispiel 4) der Erfindung darstellt. Ein Wechselobjektiv 140 ist an einer Wechselobjektivkamera 141 abnehmbar angebracht. In 15 sind mit jenen der Kamera 100 in 3 im Ausführungsbeispiel 1 gemeine Komponenten mit denselben Bezugszeichen wie jenen im Ausführungsbeispiel 1 bezeichnet, und auf ihre wiederholte Beschreibung wird verzichtet.
Bei diesem Ausführungsbeispiel teilen sich ein in der Kamera 141 enthaltener Kameramikrocomputer 144 und ein im Wechselobjektiv 140 enthaltener Objektivmikrocomputer 142 die durch den Kameramikrocomputer 130 im Ausführungsbeispiel 1 durchgeführten Prozesse. Der Objektivmikrocomputer 142 und der Kameramikrocomputer 144 führen eine serielle Kommunikation zum Senden und Empfangen von Informationen über einen an dem Wechselobjektiv 140 vorgesehenen Befestigungskontakt 146 und einen an der Kamera 141 vorgesehenen Befestigungskontakt 147 durch. Der Kameramikrocomputer 144 enthält die Verschlusssteuereinrichtung 133 und die Objektwinkelgeschwindigkeitsberechnungseinrichtung 134. Der Objektivmikrocomputer 142 enthält die Bildstabilisierungssteuereinrichtung 131 und eine Verfolgungsschwenksteuereinrichtung 132'. Die Verfolgungsschwenksteuereinrichtung 132' unterscheidet sich von der Verfolgungsschwenksteuereinrichtung 132 im Ausführungsbeispiel 1 im Empfang von Informationen über die serielle Kommunikation von dem Kameramikrocomputer 144 (der Objektwinkelgeschwindigkeitsberechnungseinrichtung 134). Bei diesem Ausführungsbeispiel entspricht der im Wechselobjektiv 140 enthaltene Objektivmikrocomputer 142 einer Steuereinrichtung, und die Objektwinkelgeschwindigkeitsberechnungseinrichtung 134 als Berechnungseinrichtung ist im Kameramikrocomputer 144 enthalten.
16 zeigt eine Konfiguration eines für das Wechselobjektiv 140 vorgesehenen Verschiebungsansteuerungssystems; das System führt eine Verschiebungsansteuerung der Verschiebungslinse 104 im Verfolgungsschwenkunterstützungsmodus gemäß diesem Ausführungsbeispiel durch. In 16 sind mit jenen in 6 gezeigten im Ausführungsbeispiel 1 gemeinsame Komponenten mit denselben Bezugszeichen wie jene im Ausführungsbeispiel 1 bezeichnet, und auf ihre wiederholte Beschreibung wird verzichtet.
Die Verfolgungsschwenksteuereinrichtung 132' enthält eine Kamerainformationsbeschaffungseinrichtung 611, eine Winkelgeschwindigkeitsdatenausgabeeinrichtung 612, eine Objektwinkelgeschwindigkeitseinstelleinrichtung 613, den zweiten Addierer 604 und den zweiten Integrierer 605.
Die Kamerainformationsbeschaffungseinrichtung 611 beschafft die Verfolgungsschwenkeinstellinformationen und Freigabeinformationen, die im Ausführungsbeispiel 1 beschrieben sind, über eine Kommunikationssteuereinrichtung 614 vom Kameramikrocomputer 144. Die Winkelgeschwindigkeitsdatenausgabeeinrichtung 612 tastet die im Ausführungsbeispiel 1 beschriebenen Winkelgeschwindigkeitsdaten zu den vorbestimmten Zeiten ab und sendet die abgetasteten Winkelgeschwindigkeitsdaten zur der Objektwinkelgeschwindigkeitsberechnungseinrichtung 134 im Kameramikrocomputer 144 über die Kommunikationssteuereinrichtung 614.
Die Objektwinkelgeschwindigkeitseinstelleinrichtung 613 empfängt die von der Objektwinkelgeschwindigkeitsberechnungseinrichtung 134 im Kameramikrocomputer 144 gesendeten Informationen über die Kommunikationssteuereinrichtung 614. Die gesendeten Informationen enthalten einen Satz (oder eine Vielzahl von Sätzen) der relativen Objektwinkelgeschwindigkeit vor Belichtung, die durch die Objektwinkelgeschwindigkeitsberechnungseinrichtung 134 vor der Belichtung berechnet wird, und eine Verzögerungszeit von der Berechnungszeit (Beschaffungszeit) der relativen Objektwinkelgeschwindigkeit vor Belichtung bezüglich einer Kommunikationszeit, zu der diese Informationen zu der Objektwinkelgeschwindigkeitseinstelleinrichtung 613 gesendet werden. Die Objektwinkelgeschwindigkeitseinstelleinrichtung 613 wandelt die empfangene Verzögerungszeit in eine objektivseitige Berechnungszeit als innere Zeit des Objektivmikrocomputers 142 um und hält (akkumuliert) Informationen, die eine Vielzahl von Sätzen der Berechnungszeit und der empfangenen relativen Objektwinkelgeschwindigkeit vor Belichtung enthalten, als Vorbelichtungswinkelgeschwindigkeitshistorie. Dann stellt (schätzt) die Objektwinkelgeschwindigkeitseinstelleinrichtung 613 eine relative Objektwinkelgeschwindigkeit bei Belichtung unter Verwendung der Vorbelichtungswinkelgeschwindigkeitshistorie ein.
17 zeigt ein Ablaufdiagramm eines durch den Kameramikrocomputer 144 im Verfolgungsschwenkunterstützungsmodus durchgeführten Verfolgungsschwenkunterstützungsprozesses. Der Kameramikrocomputer 144 führt diesen Prozess gemäß einem kameraseitigen Verfolgungsschwenkunterstützungssteuerprogramm durch, das ein Computerprogramm darstellt. In 17 sind mit jenen im Ablaufdiagramm von 2 im Ausführungsbeispiel 1 gemeinsame Schritte mit denselben Schrittnummern wie jenen in 2 bezeichnet, und auf eine erneute Beschreibung wird verzichtet.
In Schritt S206 veranlasst der Kameramikrocomputer 144 die Objektwinkelgeschwindigkeitsberechnungseinrichtung 134 zur Berechnung der relativen Objektwinkelgeschwindigkeit vor Belichtung. Nach diesem Schritt (erster Schritt) sendet der Kameramikrocomputer 144 die Informationen zu dem Objektivmikrocomputer 142 in Schritt S801, die die Sätze der berechneten relativen Objektwinkelgeschwindigkeit vor Belichtung und der Verzögerungszeit von ihrer Berechnungszeit bis zu einem aktuellen Zeitpunkt enthalten, der die Kommunikationszeit darstellt.
Wird die SW2ON in Schritt S208 durchgeführt, sendet der Kameramikrocomputer 144 in Schritt S802 Belichtungsstartzeitinformationen zu dem Objektivmikrocomputer 142 und führt eine Belichtung des Bildsensors 112 durch. Ferner sendet der Kameramikrocomputer 144 nach Abschluss der Belichtung in Schritt S803 Belichtungsendezeitinformationen zu dem Objektivmikrocomputer 142. Dann geht der Kameramikrocomputer 144 zu Schritt S212.
18 zeigt ein Ablaufdiagramm eines durch den Objektivmikrocomputer 142 im Verfolgungsschwenkunterstützungsmodus durchgeführten Verfolgungsschwenkunterstützungsprozesses. Der Objektivmikrocomputer 142 führt diesen Prozess gemäß einem objektivseitigen Verfolgungsschwenkunterstützungssteuerprogramm aus, das ein Computerprogramm darstellt.
In Schritt S901 bestimmt der Objektivmikrocomputer 142, ob er die Informationen mit den Sätzen der relativen Objektwinkelgeschwindigkeit vor Belichtung und der Verzögerungszeit vom Kameramikrocomputer 144 empfangen hat oder nicht. Hat er die Informationen empfangen, geht der Objektivmikrocomputer 142 zu Schritt S902 und wiederholt ansonsten den Prozess in diesem Schritt.
In Schritt S902 hält der Objektivmikrocomputer 142 die empfangenen relativen Objektwinkelgeschwindigkeiten vor Belichtung.
Als Nächstes berechnet der Objektivmikrocomputer 142 in Schritt S903 aus der in Schritt S901 empfangenen Verzögerungszeit die objektivseitige Berechnungszeit der relativen Objektwinkelgeschwindigkeit vor Belichtung und hält die Informationen mit den Sätzen der berechneten Berechnungszeit und der relativen Objektwinkelgeschwindigkeit vor Belichtung als die Vorbelichtungswinkelgeschwindigkeitshistorie.
In Schritt S904 stellt der Objektivmikrocomputer 142 eine relative Objektwinkelgeschwindigkeit (relative Objektwinkelgeschwindigkeit bei Belichtung) an einem Mittelpunkt der Belichtungszeit ein. Der Objektivmikrocomputer 142 führt diese Einstellung durch den im Ausführungsbeispiel 1 beschriebenen Winkelgeschwindigkeitseinstellprozess (zweiter Prozess) unter Verwendung des in 1 gezeigten Ablaufdiagramms durch. Alternativ dazu kann der Objektivmikrocomputer 142 die vorstehende Einstellung durch Empfangen der Informationen über die Objektentfernung und das Änderungsausmaß des Schwenkwinkels θ vom Kameramikrocomputer 144 und Durchführen des im Ausführungsbeispiel 2 unter Verwendung von 12 beschriebenen Winkelgeschwindigkeitseinstellprozesses durchführen.
Als Nächstes bestimmt der Objektivmikrocomputer 142 in Schritt S905, ob er die Belichtungsstartzeitinformationen vom Kameramikrocomputer 144 empfangen hat oder nicht. Hat er die Belichtungsstartzeitinformationen empfangen, geht der Objektivmikrocomputer 142 zu Schritt S906 und kehrt ansonsten zu Schritt S901 zurück.
In Schritt S906 steuert der Objektivmikrocomputer 142 die Verschiebungsansteuerung der Verschiebungslinse 104 über die Verfolgungsschwenksteuereinrichtung 123 zur Korrektur des Versetzungsausmaßes des Objektbildes in der Bildebene wie im in 2 im Ausführungsbeispiel 1 gezeigten Schritt S210. Wird in Schritt S502 in 1 im Ausführungsbeispiel 1 bestimmt, dass das schnelle Schwenken durchgeführt wird, steuert der Objektivmikrocomputer 142 gleichzeitig die Verschiebungsansteuerung der Verschiebungslinse 104 zur Korrektur der Bildunschärfe aufgrund des Kamerawackelns über die Bildstabilisierungssteuereinrichtung 131.
Dann bestimmt der Objektivmikrocomputer 142 in Schritt S907, ob er die Belichtungsendzeitinformationen vom Kameramikrocomputer 144 empfangen hat oder nicht. Hat er die Belichtungsendzeitinformationen empfangen, kehrt der Objektivmikrocomputer 142 zu Schritt S901 zurück, und kehrt ansonsten zu Schritt S906 zum Fortsetzen des Verfolgungsschwenkunterstützungsprozesses zurück.
Dieses Ausführungsbeispiel ermöglicht es dem Wechselobjektivkamerasystem, eine Verfolgungsschwenkunterstützung ähnlich der in dem Ausführungsbeispiel 1 oder 2 beschriebenen durchzuführen.
Wird dem Wechselobjektiv 140 die Durchführung einer Verfolgungsschwenkunterstützung wie der im Ausführungsbeispiel 3 beschriebenen erlaubt, führt der Objektivmikrocomputer 142 den Prozess in Schritt S904 in 18 vor Schritt S906 durch und kehrt zu Schritt S904 zurück, wenn er die Belichtungsendzeitinformationen in Schritt S907 nicht empfangen hat.
Dieses Ausführungsbeispiel beschreibt den Fall, in dem der Kameramikrocomputer 144 die Verzögerungszeit von der Berechnungszeit der relativen Objektwinkelgeschwindigkeit vor Belichtung zu ihrer Kommunikationszeit zu dem Objektivmikrocomputer 142 sendet, und der Objektivmikrocomputer 142 die objektivseitige Berechnungszeit aus der Verzögerungszeit berechnet. Allerdings kann eine Konfiguration angewendet werden, die die interne Zeit des Objektivmikrocomputers 142 und die des Kameramikrocomputers 144 zuvor zusammenpasst, und der Kameramikrocomputer 144 die relative Objektivwinkelgeschwindigkeit vor Belichtung und ihre Berechnungszeit zu dem Objektivmikrocomputer 142 sendet.
[Ausführungsbeispiel 5]
Als Nächstes wird ein Wechselobjektivkamerasystem als Bildaufnahmevorrichtung beschrieben, die ein fünftes Ausführungsbeispiel (Ausführungsbeispiel 5) der Erfindung darstellt. Mit jenen des Wechselobjektivs 140 und der Kamera 141 in den 15 und 16 im Ausführungsbeispiel 4 gemeinsame Komponenten sind mit denselben Bezugszeichen wie jene im Ausführungsbeispiel 4 bezeichnet, und auf ihre wiederholte Beschreibung wird verzichtet.
Obwohl Ausführungsbeispiel 4 den Fall beschreibt, in dem der Objektivmikrocomputer 142 die relative Objektwinkelgeschwindigkeit bei Belichtung berechnet, beschreibt Ausführungsbeispiel 5 einen Fall, in dem der Kameramikrocomputer 144 die relative Objektwinkelgeschwindigkeit bei Belichtung berechnet. Insbesondere erzeugt der Kameramikrocomputer 144 eine Liste von relativen Objektwinkelgeschwindigkeiten bei Belichtung, bei denen eine Zeitverzögerung bis zu einer Startzeit der Belichtung berücksichtigt wird, und deren Anzahl einer Anzahl von Verschiebungsansteuerzeiten der Verschiebungslinse 104 entspricht. Der Kameramikrocomputer 144 sendet die Liste zum Objektivmikrocomputer 142.
19 zeigt ein Ablaufdiagramm eines durch den Kameramikrocomputer 144 im Verfolgungsschwenkunterstützungsmodus bei diesem Ausführungsbeispiel durchgeführten Verfolgungsschwenkunterstützungsprozesses. Der Kameramikrocomputer 144 führt diesen Prozess gemäß einem kameraseitigen Verfolgungsschwenkunterstützungssteuerprogramm aus, das ein Computerprogramm darstellt. In 19 sind jenen im Ablaufdiagramm von 17 im Ausführungsbeispiel 4 gemeinsame Schritte mit denselben Schrittnummern wie jene in 17 bezeichnet, und auf ihre erneute Beschreibung wird verzichtet.
In Schritt S1001 hält der Kameramikrocomputer 144 die in Schritt S206 berechnete relative Objektwinkelgeschwindigkeit vor Belichtung (erster Prozess).
Als Nächstes führt der Kameramikrocomputer in Schritt S1002 denselben Prozess (zweiter Prozess) wie den in Schritt S207 durch, der im Ausführungsbeispiel 1 unter Verwendung von 2 beschrieben ist, um die relative Objektwinkelgeschwindigkeit bei Belichtung zu berechnen. Allerdings erzeugt der Kameramikrocomputer 144 in diesem Schritt die Liste mit der Vielzahl von relativen Objektwinkelgeschwindigkeiten bei Belichtung für vorbestimmte periodische Zeiten der Verschiebungsansteuerung der Verschiebungslinse 104 und sendet diese Liste zum Objektivmikrocomputer 142.
In einem Fall beispielsweise, in dem die Belichtungszeit 1/100 Sekunden und die Periode der Verschiebungsansteuerung der Verschiebungslinse 104 1 kHz betragen, wird die Verschiebungslinse 104 10 Mal innerhalb der Belichtungszeit angesteuert. Somit berechnet der Kameramikrocomputer 144 die relative Objektwinkelgeschwindigkeit bei Belichtung für jede der 10 Verschiebungsansteuerzeiten und sendet die Liste mit den 10 berechneten relativen Objektwinkelgeschwindigkeiten bei Belichtung zum Objektivmikrocomputer 142.
Bei diesem Ausführungsbeispiel berechnet die Objektwinkelgeschwindigkeitsberechnungseinrichtung 134 im Kameramikrocomputer 144 die relativen Objektwinkelgeschwindigkeiten bei Belichtung und erzeugt ihre Liste. Das heißt, der Kameramikrocomputer 144 entspricht einer Berechnungseinrichtung, und der Objektivmikrocomputer 142 entspricht einer Steuereinrichtung.
20 zeigt ein Ablaufdiagramm eines durch den Objektivmikrocomputer 142 im Verfolgungsschwenkunterstützungsmodus durchgeführten Verfolgungsschwenkunterstützungsprozesses. Der Objektivmikrocomputer 142 führt diesen Prozess gemäß einem Verfolgungsschwenkunterstützungssteuerprogramm aus, das ein Computerprogramm ist. In 20 sind mit jenen im Ablaufdiagramm von 18 im Ausführungsbeispiel 4 gemeinsame Schritte mit denselben Schrittnummern wie jene in 18 bezeichnet, und auf ihre erneute Beschreibung wird verzichtet.
In Schritt S1101 bestimmt der Objektivmikrocomputer 142, ob er die Liste der relativen Objektwinkelgeschwindigkeiten bei Belichtung vom Kameramikrocomputer 144 empfangen hat oder nicht. Hat er die Liste empfangen, geht der Objektivmikrocomputer 142 zu Schritt S905, und wiederholt ansonsten diesen Prozess in diesem Schritt.
Der Objektivmikrocomputer 142, der die Belichtungsstartzeitinformationen vom Kameramikrocomputer 144 in Schritt S905 empfangen hat, liest in Schritt S1102 aus der in Schritt S1101 empfangenen List die relativen Objektwinkelgeschwindigkeiten bei Belichtung für die jeweiligen Verschiebungsansteuerzeiten der Verschiebungslinse 104 aus. Dann stellt der Objektivmikrocomputer 142 die relativen Objektwinkelgeschwindigkeiten bei Belichtung, die für die jeweiligen Verschiebungsansteuerzeiten zu verwenden sind, in der Reihenfolge von der frühesten Verschiebungsansteuerzeit ein.
Als Nächstes veranlasst der Objektivmikrocomputer 142 in Schritt S1103 die Verfolgungsschwenksteuereinrichtung 132' zur Steuerung der Verschiebungsansteuerung der Verschiebungslinse 104 in Abhängigkeit von der in Schritt S1102 eingestellten relativen Objektwinkelgeschwindigkeit bei Belichtung. Bei der Steuerung der Verschiebungsansteuerung ändert der Objektivmikrocomputer 142 die zu den jeweiligen Verschiebungsansteuerzeiten der Verschiebungslinse 104 verwendeten relativen Objektwinkelgeschwindigkeit bei Belichtung in der in Schritt S1102 eingestellten Reihenfolge. Das heißt, die relative Objektwinkelgeschwindigkeit bei Belichtung wird sequenziell aktualisiert.
Bei dieser Steuerung der Verschiebungsansteuerung führt der Objektivmikrocomputer 142 bei Bestimmung der Durchführung des schnellen Schwenkens wie in dem in 5 im Ausführungsbeispiel 1 gezeigten Schritt S502 die Verschiebungsansteuerung der Verschiebungslinse 104 zum Korrigieren der Bildunschärfe aufgrund des Kamerawackelns über die Bildstabilisierungssteuereinrichtung 131 durch. Der Objektivmikrocomputer 142 wiederholt die vorstehenden Prozesse, bis die Belichtung abgeschlossen ist (Schritt S907). Dadurch kann dieses Ausführungsbeispiel auf die Änderung der Objektwinkelgeschwindigkeit während der Belichtung ansprechen.
Obwohl der Kamera- und der Objektivmikrocomputer 144 und 142 die Liste der relativen Objektwinkelgeschwindigkeiten bei Belichtung bei diesem Ausführungsbeispiel als Daten senden und empfangen, ermöglicht auch das Senden und Empfangen einer relativen Objektwinkelgeschwindigkeit und einer relativen Objektwinkelbeschleunigung zur Startzeit der Belichtung ein Ansprechen auf die Änderung der relativen Objektwinkelgeschwindigkeit bei Belichtung. 21 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfolgungsschwenkunterstützungsprozesses als modifiziertes Beispiel dieses Ausführungsbeispiels, der durch den Kameramikrocomputer 144 im Verfolgungsschwenkunterstützungsmodus durchgeführt wird. In 21 sind mit jenen im Ablaufdiagramm von 19 gemeinsame Schritte mit denselben Schrittnummern wie jenen in 19 bezeichnet, und auf ihre erneute Beschreibung wird verzichtet.
Der Kameramikrocomputer 144, der in Schritt S1001 die in Schritt S206 berechnete relative Objektwinkelgeschwindigkeit vor Belichtung gehalten hat, berechnet in Schritt S1202 die Vielzahl von relativen Objektwinkelgeschwindigkeiten bei Belichtung wie in Schritt S1002 in 19. Dann berechnet der Kameramikrocomputer 144 unter Verwendung der Vielzahl der relativen Objektwinkelgeschwindigkeiten bei Belichtung die relative Objektwinkelgeschwindigkeit zur Startzeit der Belichtung und eine relative Objektwinkelbeschleunigung, die eine geschätzte Beschleunigung ist, als Prädiktionsinformationen der Bewegung des Objekts relativ zur Kamera. Der Kameramikrocomputer 144 sendet Informationen mit der relativen Objektwinkelgeschwindigkeit zur Startzeit der Belichtung und der relativen Objektwinkelbeschleunigung zum Objektivmikrocomputer 142. Danach geht der Kameramikrocomputer 144 zu Schritt S208 und folgenden Schritten.
22 zeigt ein Ablaufdiagramm eines durch den Objektivmikrocomputer 142 im Verfolgungsschwenkunterstützungsmodus gemäß diesem modifizierten Beispiel durchgeführten Verfolgungsschwenkunterstützungsprozesses. In 22 sind mit jenen im Ablaufdiagramm von 20 gemeinsame Schritte mit denselben Schrittnummern wie jenen in 20 bezeichnet, und auf ihre erneute Beschreibung wird verzichtet.
In Schritt S1301 bestimmt der Objektivmikrocomputer 142, ob er die Informationen mit der relativen Objektwinkelgeschwindigkeit zur Startzeit der Belichtung und der relativen Objektwinkelbeschleunigung vom Kameramikrocomputer 144 empfangen hat oder nicht. Hat er die Informationen empfangen, geht der Objektivmikrocomputer 142 zu Schritt S905, und wiederholt ansonsten den Prozess in diesem Schritt.
Der Objektivmikrocomputer 142, der in Schritt S905 bestimmt, dass die Belichtung gestartet wurde, geht zu Schritt S1302. In Schritt S1302 stellt der Objektivmikrocomputer 142 unter Verwendung der empfangenen relativen Objektwinkelgeschwindigkeit zur Startzeit der Belichtung, der empfangenen relativen Objektwinkelbeschleunigung und einer Ablaufzeit nach der Startzeit der Belichtung die relativen Objektwinkelgeschwindigkeiten bei Belichtung für die jeweiligen vorbestimmten periodischen Zeiten (Korrekturzeiten) der Verschiebungsansteuerung der Verschiebungslinse 104 ein.
Dann veranlasst der Objektivmikrocomputer 142 in Schritt S1103 die Verfolgungsschwenksteuereinrichtung 132' zu den jeweiligen Korrekturzeiten zur Steuerung der Verschiebungsansteuerung der Verschiebungslinse 104 in Abhängigkeit von den in Schritt S1302 eingestellten relativen Objektwinkelgeschwindigkeiten bei Belichtung für die jeweiligen Korrekturzeiten. Somit wird die relative Objektwinkelgeschwindigkeit bei Belichtung sequenziell aktualisiert.
Bei dieser Steuerung der Verschiebungsansteuerung führt der Objektivmikrocomputer 142 bei Bestimmung der Durchführung des schnellen Schwenkens wie in dem in 5 im Ausführungsbeispiel 1 gezeigten Schritt S502 die Verschiebungsansteuerung der Verschiebungslinse 104 zur Korrektur der Bildunschärfe aufgrund des Kamerawackelns über die Bildstabilisierungssteuereinrichtung 131 durch. Der Objektivmikrocomputer 142 wiederholt die vorstehenden Prozesse, bis die Belichtung in Schritt S907 abgeschlossen ist. Dadurch kann dieses Ausführungsbeispiel auf die Änderung der Objektwinkelgeschwindigkeit während der Belichtung ansprechen.
Dieses Ausführungsbeispiel ermöglicht dem Wechselobjektivkamerasystem die Durchführung eines guten Verfolgungsschwenks mit reduzierter Objektbildunschärfe, selbst wenn sich die relative Objektwinkelgeschwindigkeit während der Belichtungszeit ändert.
Obwohl jedes der vorstehenden Ausführungsbeispiele den Fall der Durchführung der Verfolgungsschwenkunterstützung und der Bildunschärfekorrektur gegenüber dem Kamerawackeln durch Verschieben der Verschiebungslinse 104 beschreibt, die einen Teil der Bildaufnahmeobjektiveinheit 101 bildet, können die Verfolgungsschwenkunterstützung und die Bildunschärfekorrektur durch Verschieben der gesamten Bildaufnahmeobjektiveinheit oder durch Verschieben des Bildsensors 112 als optisches Element (verschiebbares Element) durchgeführt werden.
Weitere Ausführungsbeispiele
Ausführungsbeispiele der Erfindung können auch durch einen Computer eines Systems oder einer Vorrichtung, der auf einem Speichermedium (beispielsweise einem nichtflüchtigen computerlesbaren Speichermedium) aufgezeichnete computerausführbare Anweisungen ausliest und ausführt, um die Funktionen des einen oder mehrerer der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung durchzuführen, und durch ein Verfahren realisiert werden, das durch den Computer des Systems oder der Vorrichtung durchgeführt wird, indem er beispielsweise die computerausführbaren Anweisungen aus dem Speichermedium ausliest und ausführt, um die Funktionen des einen oder der mehreren der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele durchzuführen. Der Computer kann eine Zentralverarbeitungseinheit (CPU), Mikroverarbeitungseinheit (MPU) oder andere Schaltkreise umfassen, und kann ein Netzwerk separater Computer oder separater Computerprozessoren enthalten. Die computerausführbaren Anweisungen können dem Computer beispielsweise von einem Netzwerk oder dem Speichermedium bereitgestellt werden. Das Speichermedium kann beispielweise eine Festplatte, einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM), einen Nurlesespeicher (ROM), einen Speicher verteilter Rechensysteme, eine optische Scheibe (wie eine Kompaktdisk (CD), Digital Versatile Disk (DVD) oder Blu-ray Disk (BD)^TM), eine Flashspeichereinrichtung, eine Speicherkarte oder dergleichen enthalten.
Während die Erfindung unter Bezugnahme auf Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist ersichtlich, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele beschränkt ist.
Bei der Bildaufnahmevorrichtung (100) gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung steuert die Steuereinrichtung (132) ein optisches Bauteil (104), wenn eine Bewegung der Bildaufnahmevorrichtung einer Bewegung des Objekts folgt, indem erste Bewegungsinformationen, die von einer ersten Erfassungseinrichtung (107) zur Erfassung der Bewegung der Bildaufnahmevorrichtung erhalten werden, und zweite Bewegungsinformationen verwendet werden, die von einer zweiten Erfassungseinrichtung (135) zur Erfassung der Bewegung des Objekts erhalten werden. Die Berechnungseinrichtung (134) berechnet Prädiktionsinformationen über die Bewegung des Objekts während einer Belichtungszeit unter Verwendung der zweiten Bewegungsinformationen, die zu einer Vielzahl von Zeiten vor der Belichtungszeit erfasst werden. Die Steuereinrichtung verwendet die Prädiktionsinformationen zur Steuerung des optischen Elements während der Belichtungszeit.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 04-163535 [0003, 0004]

Claims

Bildaufnahmevorrichtung zur Durchführung einer Bildaufnahme eines Objekts, mit einer Steuereinrichtung zur Steuerung eines optischen Bauteils, wenn eine Bewegung der Bildaufnahmevorrichtung einer Bewegung des Objekts folgt, unter Verwendung erster Bewegungsinformationen, die von einer ersten Erfassungseinrichtung zur Erfassung der Bewegung der Bildaufnahmevorrichtung erhalten werden, und zweiter Bewegungsinformationen, die von einer zweiten Erfassungseinrichtung zur Erfassung der Bewegung des Objekts erhalten werden, und einer Berechnungseinrichtung zur Berechnung von Prädiktionsinformationen über die Bewegung des Objekts während einer Belichtungszeit unter Verwendung der zweiten Bewegungsinformationen, wobei die zweiten Bewegungsinformationen zu einer Vielzahl von Zeiten vor der Belichtungszeit erfasst werden, wobei die Steuereinrichtung zur Verwendung der Prädiktionsinformationen zur Steuerung des optischen Bauteils während der Belichtungszeit eingerichtet ist.
Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Berechnungseinrichtung zur Berechnung der Prädiktionsinformationen eingerichtet ist unter Verwendung von Winkelgeschwindigkeitsinformationen des Objekts vor der Belichtungszeit, Winkelbeschleunigungsinformationen des Objekts vor der Belichtungszeit, einer Berechnungszeit, zu der die Winkelgeschwindigkeitsinformationen und die Winkelbeschleunigungsinformationen berechnet werden, und einer Startzeit, zu der die Belichtungszeit gestartet wird.
Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Berechnungseinrichtung zur Berechnung der Prädiktionsinformationen unter Verwendung einer Änderung einer Winkelbeschleunigung in Abhängigkeit von einer Position des Objekts relativ zu einer Position der Bildaufnahmevorrichtung eingerichtet ist.
Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Berechnungseinrichtung zur Berechnung der Position des Objekts relativ zu der Position der Bildaufnahmevorrichtung unter Verwendung von Entfernungsinformationen beruhend auf einer Entfernung von der Bildaufnahmevorrichtung zu dem Objekt eingerichtet ist.
Bildaufnahmevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Berechnungseinrichtung zur Erhöhung einer Anzahl von Zeiten zur Berechnung der Prädiktionsinformationen eingerichtet ist, die zur Steuerung des optischen Bauteils verwendet werden, wenn die Belichtungszeit länger als eine vorbestimmte Zeit ist.
Bildaufnahmevorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Steuereinrichtung zur Steuerung des optischen Bauteils während der Belichtungszeit unter Verwendung der während der Belichtungszeit erhaltenen ersten Bewegungsinformationen und der Prädiktionsinformationen eingerichtet ist.
Verfahren zur Steuerung einer Bildaufnahmevorrichtung zur Durchführung einer Bildaufnahme eines Objekts, mit Steuern eines optischen Bauteils, wenn eine Bewegung der Bildaufnahmevorrichtung einer Bewegung des Objekts folgt, durch Verwenden erster Bewegungsinformationen, die von einer ersten Erfassungseinrichtung zur Erfassung der Bewegung der Bildaufnahmevorrichtung erhalten werden, und zweiter Bewegungsinformationen, die von einer zweiten Erfassungseinrichtung zur Erfassung der Bewegung des Objekts erhalten werden, und Berechnen von Prädiktionsinformationen über die Bewegung des Objekts während einer Belichtungszeit unter Verwendung der zweiten Bewegungsinformationen, wobei die zweiten Bewegungsinformationen zu einer Vielzahl von Zeiten vor der Belichtungszeit erfasst werden, wobei das Verfahren das optische Bauteil während der Belichtungszeit unter Verwendung der Prädiktionsinformationen steuert.
Verfahren zur Steuerung einer Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 7, wobei das optische Bauteil während der Belichtungszeit unter Verwendung der ersten Bewegungsinformationen, die während der Belichtungszeit erhalten werden, und der Prädiktionsinformationen gesteuert wird.
Maschinenlesbares Trägermedium, das ein Computerprogramm zur Veranlassung einer Bildaufnahmevorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 7 oder Anspruch 8 trägt.