JP2005079866A - 像振れ補正装置およびこれを備えたレンズ装置、カメラおよびカメラシステム - Google Patents

Abstract

【課題】 動画撮影時および静止画撮影時のそれぞれにおいてより適切な像振れ補正動作を行えるようにする。
【解決手段】 動画撮影および静止画撮影が可能であるカメラに装着されるレンズ装置１に搭載される像振れ補正装置であり、像振れを補正するための動作を行う補正手段３と、カメラ又はレンズ装置の振れに応じて生成された振れ信号に基づいて補正手段を制御し、かつ該振れ信号の周波数が所定周波数領域内か否かに応じて補正手段の作動・不作動を切り換える制御手段とを有する。そして、制御手段は、カメラによる撮影が動画撮影か静止画撮影かを判別し、動画撮影時と静止画撮影時とで所定周波数領域を変更する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、動画撮影や静止画撮影が可能なカメラ又はレンズ装置に搭載される像振れ補正装置に関する。

従来、カメラやレンズ装置には、いわゆる手振れによる像振れを抑制するために像振れ補正装置が搭載されていることが多い。

そして動画撮影時と静止画撮影時において、それぞれ適切な像振れ補正動作を行うために、補正光学系の制御トルク（防振制御特性）を切り換えるようにしたカメラが特許文献１にて提案されている。
特開平６−２２２０５号公報（段落００４５〜００４８、図２および図１４）

しかしながら、特許文献１にて提案のカメラのように動画撮影時と静止画撮影時において補正光学系の制御トルクを切り換えるだけでは、動画撮影時と静止画撮影時とで要求される周波数特性（補正光学系の駆動を行う振れ信号の下限又は上限の周波数）が異なるために、十分に適切な像振れ補正動作を行うことができない。

本発明は、動画撮影時および静止画撮影時のそれぞれにおいてより適切な像振れ補正動作を行えるようにした像振れ補正装置およびこれを備えたレンズ装置、カメラおよびカメラシステムを提供することを目的としている。

上記の目的を達成するために、本発明は、動画撮影および静止画撮影が可能であるカメラ又は動画撮影および静止画撮影のうち少なくとも一方が可能なカメラに装着されるレンズ装置に搭載される像振れ補正装置において、像振れを補正するための動作を行う補正手段と、カメラ又はレンズ装置の振れに応じた振れ信号を出力する振れ検出手段と、該振れ信号に基づいて補正手段を制御し、かつ該振れ信号の周波数が所定周波数領域内か否かに応じて補正手段の作動・不作動を切り換える制御手段とを有する。そして、制御手段は、カメラによる撮影が動画撮影か静止画撮影かを判別し、動画撮影時と静止画撮影時とで所定周波数領域を変更する。

本発明によれば、動画撮影時と静止画撮影時とで像振れ補正動作を行う周波数領域を変更するので、動画撮影時と静止画撮影時とにおいてそれぞれ最適な像振れ補正動作を行うことができる。

ここで、動画撮影時は、被写体のゆっくりとした動きも撮影する一方、静止画撮影時にはそのような動きを撮影することは少ないので、動画撮影に対応する所定周波数領域の下限周波数を、静止画撮影に対応する所定周波数領域の下限周波数よりも低くするようにしてもよい。

また、静止画撮影時には、カメラのシャッターボタンの操作やシャッターの動作等に起因した比較的高い周波数の振れが生ずる一方、動画撮影時にはそのような高周波の振れが発生することは少ないと考えられるため、静止画撮影に対応する所定周波数領域の上限周波数を、動画撮影に対応する所定周波数領域の上限周波数よりも高くするようにしてもよい。

また、振れ検出手段からの信号が所定時間以上の間、所定値以上であったときは、それ以外のときよりも所定周波数領域の下限周波数を高くするようにしてもよい。これにより、像振れ補正を行うべきでないパンニングやチルティング等による意図的な大きな振れが生じたときに、像振れ補正動作が行われてしまうのを確実に防止することができる。

また、動画撮影時と静止画撮影時とで、振れ検出手段からの信号が所定時間以上の間、前記所定値以上であったことにより高くされた所定周波数領域の下限周波数を互いに同じにするようにしてもよい。たとえば、パンニング時の振れは被写体の移動に依存するため、動画時と静止画撮影時での下限周波数を同じにするので、制御回路（レンズコントローラ）の記憶手段の容量を節約する事が可能である。

また、動画撮影時において振れ検出手段からの信号が所定時間以上の間、所定値以上であったときに所定周波数領域の下限周波数を変更する速度を第１の速度とし、静止画撮影時において振れ検出手段からの信号が所定時間以上の間、所定値以上であったときに所定周波数領域の下限周波数を変更する速度を第１の速度とは異なる第２の速度とするようにしてもよい。これにより、動画撮影時と静止画撮影時とにおいてそれぞれ、より最適な像振れ補正動作を行うことができる。

例えば、動画撮影時にこの変更速度が速いと撮影される画像の動きも速くなって動画が不自然に見えてしまう一方、静止画撮影時には、動画撮影時と違い、素早くパンニング動作に移ること事があり、その素早い動作に反応しない周波数特性に直に変更した方がよいので、第１の速度を第２の速度よりも遅くするとよい。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

図１には、本発明の実施例１であるカメラシステムの要部構成を示している。図中の左側がカメラアクセサリである交換レンズ（レンズ装置）を示し、右側がカメラを示している。

１は交換レンズであり、撮影光学系を構成する３つのレンズユニット２，３，４を有する。レンズユニット２は光軸方向に移動して変倍を行うズームレンズユニット、レンズユニット３は光軸直交面内で移動して像振れを補正する補正レンズユニット、レンズユニット４は光軸方向に移動して焦点調節を行うフォーカスレンズユニットである。

５は絞りであり、不図示の伝達機構を介して絞りモータ７により開閉駆動される。交換レンズ１内の各種動作を制御するＣＰＵやＭＰＵ等のレンズコントローラ２０は、絞り位置検出器６の出力に基づいて、絞り駆動回路８を介して絞り５の開閉状態を制御する。

補正レンズ位置検出器１０，１１はそれぞれ、光軸直交面内において互いに直交するピッチ軸方向とヨー軸方向の補正レンズ３の位置を検出する。例えば、投光用ＬＥＤを補正レンズユニット３とともに移動するように配置し、受光用のＰＳＤで投光用ＬＥＤの移動量を検出するみとにより、補正レンズユニット３の位置を検出し、レンズコントローラ２０に伝える。

補正レンズ位置検出器１０，１１からの出力に基づいて、レンズコントローラ２０はＩＳ（Image Stabilizer）駆動回路１６を介してピッチモータ１４およびヨーモータ１５に通電することにより、補正レンズユニット３をピッチ軸方向とヨー軸方向に駆動する。なお、補正レンズユニット３は、ピッチ軸方向とヨー軸方向とに独立して駆動される。

なお、９はロック検出器であり、１２は補正レンズユニット３を所定位置（例えば、補正レンズユニット３の光軸が撮影光学系の光軸に一致する位置）に固定するロック機構である。１３はロック機構１２をロック動作およびロック解除動作させるロック機構駆動回路である。カメラの電源ＯＦＦ時等、振れ補正動作を行わないときには、レンズコントローラ２０は、ロック機構駆動回路１３を介して固定機構１２をロック動作させ、補正レンズユニット３を所定位置にロック保持させる。

１７はフォーカスレンズ位置検出器であり、フォーカスモータ１８の回転に連動して回転する不図示のパルス板とフォトインタラプタとにより構成され、フォーカスモータ１８の回転に応じた信号を出力してレンズコントローラ２０に入力する。フォーカスモータ１８は、レンズコントローラ２０からの駆動信号を受けたフォーカス駆動回路１９により駆動され、これによりフォーカスレンズユニット４が移動する。

２１はフォーカスレンズゾーン検出器であり、交換レンズ１の固定部分の平面または曲面上に配置したパターン電極上を、フォーカスレンズユニット４の移動に応じて導電ブラシが移動する構成とすることにより、フォーカスレンズユニット４の位置に応じた信号を出力してレンズコントローラ２０に入力する。

２２はズームレンズ位置検出器であり、交換レンズ１の固定部分の平面または曲面上に配置したパターン電極上を、ズームレンズユニット２の移動に応じて導電ブラシが移動する構成とすることにより、ズームレンズユニット２の位置に応じた信号を出力してレンズコントローラ２０に入力する。ズームレンズユニット２は不図示のズームモータにより駆動され、ズームモータはレンズコントローラ２０からの駆動信号を受けた不図示のズーム駆動回路によって駆動される。

また、レンズコントローラ２０は、レンズ通信インターフェース２３およびカメラ通信インターフェース４７を介して、カメラ側およびカメラシステム全体の各種制御を司るＣＰＵやＭＰＵ等のカメラコントローラ３１と通信を行う。レンズコントローラ２０は、カメラコントローラ３１との通信で得た情報や指令に基づいてレンズ側の各種動作を制御する。通信方法としては、接点を介した電気的な通信や、ＬＥＤとフォトトランジスタ等を用いた光による通信や、コイル同士の磁気的結合による通信や、電波を用いた無線による通信を採用することができる。

レンズ電力供給インターフェース２４は、カメラ電力供給インターフェース４８を介してカメラ側からの電力供給を受ける。電力供給方法としては、接点を介した電気的接続による方法や、コイル同士の磁気的結合を用いた方法を採用することができる。

なお、レンズコントローラ２０内に設けられたＲＯＭ２０ａは、交換レンズ１の製品の種類、型番等を示すＩＤデータ、像振れ補正用のＩＳ用光学データ、自動露出制御用のＡＥ用光学データ、自動焦点調節用のＡＦ用光学データ、分光透過率データを含む画像処理用光学データを格納している。フォーカスレンズユニット４の位置とズームレンズユニット２の位置によって上記光学データが変化する場合は、レンズコントローラ２０は、フォーカスレンズゾーン位置検出器２１の出力に応じてその光学データをカメラコントローラ３１に通信する。

２５は静止画撮影および動画撮影のうち少なくとも一方が可能なカメラである。カメラコントローラ３１は、上述したように、カメラ２５内の各種動作の制御を司るとともに、上述した通信によってレンズコントローラ２０を介してレンズ内の各種動作の制御も司る。

カメラコントローラ３１内のＲＯＭ３１ａには、すでに製造されてカメラ２５に装着可能な様々な交換レンズの光学データとカメラ２５の設計時又は製造時に測定した撮像素子２８の各画素の感度を補正するためのデータが格納されている。

３０はカメラ２５および交換レンズ１の電源となる電池である。

２９は安定化電源であり、外部入力端子３２から供給される電流により電池３０を充電したり、電池３０の電圧を所定レベルの電圧に安定化させたりする。

４６はスイッチ制御回路であり、後述するスイッチの状態をカメラコントローラ３１に伝える。

スイッチ制御回路４６には、測光・焦点検出開始用のスイッチ（Ｓ１）４９、レリーズスイッチ（Ｓ２）５０、電源スイッチ５１、動画・静止画切替えスイッチ５２、各種撮影モード（スポーツモード、ポートレイトモード、風景撮影モード、クローズアップモード、夜景撮影モード、プログラムＡＥ、シャッター優先ＡＥ、絞り優先ＡＥ、マニュアル露出、深度優先ＡＥ等）を設定するための第１撮影モード設定スイッチ５３、各種ＩＳモード（撮影時にのみ像振れ補正動作を行わせる撮影時ＩＳモード、常時像振れ補正動作を行わせる常時ＩＳモード、三脚に設置された場合に適した像振れ補正動作を行わせる三脚用ＩＳモード、パンニング動作に適した像振れ補正動作を行うパンニング用ＩＳモード等）を設定するＩＳモード設定スイッチ５４が接続されている。

さらに、スイッチ制御回路４６には、各種ＡＦモード（合焦してから画像蓄積するワンショットＡＦモード、移動する被写体に焦点位置を合わせ続けるサーボＡＦモード、合焦後の被写体移動に応じて焦点位置を変更するＡＩフォーカスモード等）、セルフタイマー撮影、リモコン撮影、一枚撮影、連続撮影、時刻優先連続撮影、ＡＦ優先連続撮影等の撮影モードを設定するための第２撮影モードスイッチ５５も接続されている。

２６は撮像素子でのエリアジング防止のための光学ローパスフィルタである。

２７は光学ローパスフィルタ２６の装着状況を検出するフィルタ検出器である。カメラコントローラ３１は、フィルタ検出器２７を通じて検出した光学ローパスフィルタ２６の有無を、電子ビューファインダーを兼ねるＬＣＤ、自発光素子等からなるディスプレイパネル４５に表示する。

また、カメラコントローラ３１は、スイッチ制御回路４６で検出した各スイッチの設定や光学ローパスフィルタ２８の有無によって、後述する画像処理方法を変更する場合がある。

２８はＣＣＤ、ＣＭＯＳセンサ等からなる光電変換素子からなる撮像素子である。この撮像素子２８は、撮影光学系により形成された被写体像を受けてこれを光電変換する。撮像素子２８からの出力信号を用いて、被写体画像データを記録したり、特開平２００１−８３４０７号公報にて提案されているように位相差検出方式による撮影光学系の焦点状態の検出と受光量の検出（測光）とが可能である。

さらに、撮像素子２８からの出力信号を用いて、カメラシステムの振れに起因した像振れの周波数や量を示す信号（像振れ信号）を得ることも可能である。すなわち、撮像素子２８を振れ検出センサとして用いることができる。本実施例でも撮像素子２８からの出力信号を用いて像振れ信号を得て、レンズコントローラ２０に送信する。

３３は撮像素子２８の各画素の水平駆動並びに垂直駆動を行うドライバー回路であり、撮像素子２８はドライバー回路３３からの出力によって駆動されることにより、画像信号を発生し出力する。

５９は撮像素子２８への露光量を制御するシャッターである。

３４はＣＤＳ／ＡＧＣ回路で、ＣＤＳ回路部で撮像素子２８の出力信号の雑音除去を行い、ＡＧＣ回路部で出力信号の増幅度を調整する。

３５はタイミングジェネレータ（ＴＧ）であり、カメラコントローラ３１により制御され、全体の駆動タイミングを決定する。画像処理は決められた動作を短時間で実施する必要があるため、カメラコントローラ３１だけでなく短い時間の管理をタイミングジェネレータ３５により行う。

なお、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路３４も同様に、カメラコントローラ３１とタイミングジェネレータ３５からの出力に応じて制御される。

３６はＡＤ変換回路で、カメラコントローラ３１とタイミングジェネレータ３５からの出力に応じて、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路３４の出力をＡＤ変換し、各画素のデジタルデータを出力する。

３７はフレームメモリで、ＡＤ変換回路３６の出力を格納する。さらに、静止画連続撮影等の場合は全ての画素データをフレームメモリ３７に一時的に格納する。また、動画撮影の場合は、一部の画素データをフレームメモリ３７に一時的に格納する。

３８はカメラＤＳＰで、カメラコントローラ３１とタイミングジェネレータ３５からの出力に応じて、ＡＤ変換回路３６の出力またはフレームメモリ３７に格納それた画素データからＲＧＢの各色信号を生成する。このとき交換レンズ１から通信により取り込んだ画像処理用データを用いて画像処理を行う。

３９はビデオメモリで、ディスプレイパネル４５の表示に適した画像データを格納する。スイッチ制御回路４６に接続されたスイッチの操作がなされた場合、カメラコントローラ３１とタイミングジェネレータ３５からの出力により、カメラＤＳＰ３８で作成した画像データを格納し、ディスプレイパネル４５に表示する。

ディスプレイパネル４５は表示用光源４４とともに表示駆動部４０により駆動される。

４１はワークメモリで、カメラＤＳＰ３８が画像処理を行った出力を格納する。

４２は圧縮／伸張部でカメラコントローラ３１とタイミングジェネレータ３５からの出力に応じて、所定の圧縮フォーマットに基づきデータの圧縮と伸張を行う。

４３は不揮発性メモリで、圧縮／伸張部４２で圧縮されたデータを格納する。例えば、フラッシュメモリ等の半導体メモリや、ハードディスク、磁気テープを用いた磁気メモリ等の不揮発性メモリが使用される。

また、不揮発性メモリ４３に格納した撮影済みの圧縮画像データを観察する場合は、圧縮／伸張部４２で圧縮画像データをディスプレイパネル４５の表示に適した画素データに伸張し、これをビデオメモリ３９へ格納する。表示駆動部４０はビデオメモリ３９へ格納された画素データによりディスプレイパネル４５を駆動し、撮影済み画像を表示する。

撮影された画像については、撮影後すぐにワークメモリ４１から不揮発性メモリ４３へデータとして格納され、かつディスプレイパネル４５に表示される。

５６は音声記録回路であり、動画撮影時および静止画撮影時に不図示のマイクロフォンを通じて得られた音声をデジタルデータに変換し、不揮発性メモリ４３に記録する。

次に、カメラ−レンズ間の通信の例について説明する。カメラコントローラ３１からレンズコントローラ２０に対しては以下の命令又は情報が送信され、レンズコントローラ２０は受信した命令に対応するデータをカメラコントローラ３１に送信したり、命令又は情報に対応した動作制御を行ったりする。

・レンズの種類、製品バージョン、保有する機能のデータを含むレンズ固有データの受信要求命令
・撮影光学系の像振れ補正敏感度、像振れ補正の誤差補正量等のＩＳ用光学データの受信要求命令
・撮影光学系の焦点距離、ＡＦ敏感度、ＡＦ誤差補正量等のＡＦ用光学データの受信要求命令
・撮影光学系の開放ｆ値、最小絞り値、絞り段数等の絞りデータおよびＡＥ用光学データの受信要求命令
・補正レンズユニット３のロック命令、ロック解除命令
・像振れ信号（振れの周波数および量を示す情報）
・デフォーカス量の設定命令
・絞り５の駆動方向および駆動量の設定命令
・動画撮影か静止画撮影かを示す動画・静止画撮影情報
・ＩＳモードの設定情報
等。

次に、像振れ補正動作について説明する。まず、カメラコントローラ３１は、カメラＤＳＰ３８を介して、撮像素子２８から露光中に複数の像出力を得たり、または複数の画像出力を得る事により画像中の被写体の動きを検出する。その検出結果を用いて、撮像素子２８上に結像した像の振れが少なくなるようにレンズコントローラ２０に補正レンズユニット３の駆動命令を送信する。

レンズコントローラ２０は、受信した駆動命令とＩＳ用光学データと動画・静止画撮影情報とに基づいてＩＳ駆動回路１６を介してピッチモータ１４およびヨーモータ１５を駆動し、補正レンズユニット３を駆動する。これにより、撮像素子２８上に結像している像の振れが抑制される。

次に、フォーカシング動作について説明する。まず、カメラコントローラ３１は、レンズ１側から、撮影光学系内のフォーカスに関するＡＦ用光学データを通信により得る。カメラコントローラ３１はこのＡＦ用光学データと撮像素子２８の位相差検出方式による焦点検出結果とに基づいてデフォーカス量を演算する。そして、この演算結果（デフォーカス量）をレンズコントローラ２０に通信する。

レンズコントローラ２０は、受信したデフォーカス量とＡＦ用光学データとに基づいてフォーカスレンズユニット４の駆動量、駆動速度を演算する。このとき、動画・静止画撮影情報をカメラコントローラ３１から受け取り、動画撮影か静止画撮影かに応じてフォーカスレンズユニット４の駆動速度を変更する。具体的には、フォーカスレンズユニット４の駆動量が同じ場合に、動画撮影時よりも静止画撮影時の駆動速度を速くする。

そして、レンズコントローラ２０は、その演算結果に応じてフォーカス駆動回路１９を介してフォーカスモータ１８を駆動する。フォーカスモータ１８の回転に伴いフォーカスレンズユニット４が移動する。こうして、合焦状態が得られる。

次に、絞り制御動作について説明する。カメラコントローラ３１は、レンズコントローラ２０との通信により撮影光学系の明るさと絞り５に関するＡＥ用光学データを得る。カメラコントローラ３１は、そのＡＥ用光学データと撮像素子２８の受光量出力とに基づいて絞り５の開口径を演算し、レンズコントローラ２０に通信する。

レンズコントローラ２０は、絞り駆動回路８を介して絞りモータ７を駆動し、カメラコントローラ３１が設定したとおりの開口径となるように絞り５を駆動する。

次に、図２に示すカメラのメインルーチンのフローチャートに沿って本実施形態のカメラ２５（カメラコントローラ３１）の動作を説明する。

ステップＳ１００でスタートすると、カメラコントローラ３１は、ステップＳ１０１でカメラ内通信インターフェース４７およびレンズ内通信インターフェース２３を介してレンズコントローラ２０と通信することにより交換レンズ１がカメラ２５に装着されたことを確認する。装着を確認すると、ステップＳ１０２へ進み、動画・静止画切替えスイッチ５２、第１撮影モードスイッチ５３または第２撮影モードスイッチ５５の設定により、記録する画像を動画とするか静止画とするかを判断する。

動画撮影の場合は、ステップＳ１０３へ進み、動画撮影を示す情報をレンズコントローラ２０に送信する。静止画撮影の場合はステップＳ１０４へ進み、静止画撮影を示す情報をレンズコントローラ２０に送信する。

次に、ステップＳ１０５では、カメラコントローラ３１は、レンズコントローラ２０からレンズ種類情報、レンズ機能の有無情報、画像処理用データ、ＩＳ用光学データ、ＡＦ用光学データ、ＡＥ用光学データ等のレンズ情報を受信する。以下、前述した撮影時ＩＳモードが設定されているものとして説明を続ける。

次に、ステップＳ１０６では、カメラコントローラ３１は、スイッチＳ１（４９）がＯＮされたかどうかを検出し、ＯＮされた場合はステップＳ１０７へ進み、像振れ補正を行う。ＯＮされなかった場合にはステップＳ１０１に戻る。

次に、ステップＳ１０７では、カメラコントローラ３１は、撮像素子２８上に結像した像の振れが少なくなるようにレンズコントローラ２０に補正レンズユニット３の駆動命令を送信し、像振れ補正動作を実行させる。交換レンズ１側では、後述するように、ＩＳモードに応じて、スイッチＳ１（４９）が押されている間に像振れ補正動作を実行する（常時ＩＳモード）か、スイッチＳ２（５０）が押されている間のみ像振れ補正動作を実行する（撮影時ＩＳモード）。

補正レンズユニット３の駆動命令を送信する際に、補正レンズユニット３のロック解除命令もレンズコントローラ２０に送信する。これを受けたレンズコントローラ２０は、ロック検出器９を通じてロック機構１２がロック状態か否かを検出し、ロック状態であればロック機構駆動回路１３を介してそのロックの解除を行う。

次に、ステップＳ１０８では、カメラコントローラ３１は、ＡＥ用光学データと撮像素子２８の受光量出力とに応じて測光動作を行う。

続いて、ステップＳ１０９では、カメラコントローラ３１は、ＡＦ用光学データと撮像素子２８からの出力による位相差検出方式での焦点検出結果とに基づいてデフォーカス量を演算する。そして、この演算結果（デフォーカス量）をレンズコントローラ２０に通信する。レンズコントローラ２０は、デフォーカス量とＡＦ用光学データと動画撮影・静止画撮影情報とに基づいてフォーカスレンズユニット４の駆動量、駆動速度を演算する。そしてその演算結果に基づいて、フォーカス駆動回路１９を介してフォーカスモータ１８を駆動する。フォーカスモータ１８の回転に伴いフォーカスレンズユニット４が移動して、合焦が得られる。

次に、ステップＳ１１０では、カメラコントローラ３１は、スイッチＳ２（５０）がＯＮされたか否かを検出する。スイッチ５０がＯＮであるときは、ステップＳ１１１に進む。

ステップ１１１では、ステップＳ１０８での測光結果に応じて演算した絞り設定値をレンズコントローラ２０に通信し、絞り５を該設定値まで駆動させる。

次に、ステップＳ１１２では、カメラコントローラ３１は、撮像素子２８からの出力を用いて記録する画像を蓄積し、ステップＳ１１３では、通信でレンズコントローラ２０から得た画像処理用データを用いて画像処理を行い、画像データを前述のように不揮発性メモリ４３に記録する。

ステップＳ１１４では、カメラコントローラ３１は、不揮発性メモリ４３の未記録容量があるか否かを判別し、未記録容量がある場合はステップＳ１０１へ戻る。なくなった場合ステップＳ１１５へ進む。

そしてステップＳ１１５では、不揮発性メモリ４３に未記録容量がないことをディスプレイパネル４５に表示し、ステップＳ１１６でメインフローを終了する。

次に、図３のフローチャートを用いて、カメラコントローラ３１から命令および情報を受けるレンズコントローラ２０の動作について説明する。

カメラコントローラ３１から通信により命令又は情報を受けると、レンズコントローラ２０は、ステップＳ２０１より動作を開始し、ステップＳ２０２以降において、カメラコントローラ３１からの命令又は情報を解析する。

まず、ステップＳ２０２において、カメラコントローラ３１からの命令又は情報がステップＳ１０３で送信されたものかステップＳ１０４で送信されたものか、すなわち動画撮影・静止画撮影情報かを判別する。これらを受信したときは、ステップＳ２０３へ進み、受信した情報に応じて動画用データ又は静止画用データをカメラコントローラ３１に送信する事により、カメラコントローラ３１が装着したレンズが静止画または動画対応である事を認識する。ステップＳ２０３の動作を終了後は、ステップＳ２０２へ戻る。

また、ステップＳ２０２にて、動画撮影・静止画撮影情報ではないと判定した場合は、ステップＳ２０４へ進む。ここでは、レンズコントローラ２０は、カメラコントローラ３１からの命令が画像処理用光学データの受信要求命令か否かを判定し、そうであればステップＳ２０５へ進み、画像処理用光学データをカメラコントローラ３１に送信する。ステップＳ２０５の動作を終了後は、ステップＳ２０２へ戻る。

また、ステップＳ２０４にて、画像処理用光学データの受信要求命令ではないと判定した場合は、ステップＳ２０６へ進む。ここでは、レンズコントローラ２０は、カメラコントローラ３１からの命令がＩＳ用光学データの受信要求命令であるか否かを判定し、そうであればステップＳ２０７へ進み、ＩＳ用光学データをカメラコントローラ３１に送信する。ステップＳ２０７の動作を終了後は、ステップＳ２０２へ戻る。

また、ステップＳ２０６にて、ＩＳ用光学データの受信要求命令でないと判定した場合はステップＳ２０８へ進む。ここでは、レンズコントローラ２０は、カメラコントローラ３１からの命令がＡＦ用光学データの受信要求命令か否かを判定し、そうであればステップＳ２０９へ進み、ＡＦ用光学データをカメラコントローラ３１に送信する。ステップＳ２０９の動作を終了後は、ステップＳ２０２へ戻る。

また、ステップＳ２０８にて、ＡＦ用光学データ要求命令でないと判定した場合はステップＳ２１０へ進む。ここでは、レンズコントローラ２０は、カメラコントローラ３１からの命令がＡＥ用光学データの受信要求命令か否かを判定し、そうであればステップＳ２１１へ進み、ＡＥ用光学データをカメラコントローラ３１に送信する。ステップＳ２１１の動作を終了後は、ステップＳ２０２へ戻る。

また、ステップＳ２１０にて、ＡＥ用光学データ要求命令でないと判定した場合はステップＳ２１２へ進む。ここでは、カメラコントローラ３１からの命令がロック機構の解除命令と像振れ補正駆動命令か否かを判定し、そうであればステップＳ２１３へ進む。ステップＳ２１３において、ステップＳ２０２で受信した情報が動画撮影を示す情報であればステップＳ２１４へ進む。

ステップＳ２１４では、カメラコントローラ３１から送信された像振れ補正のための駆動命令とＩＳ用光学データとに基づいて動画撮影用の補正レンズユニット３の駆動（振れ補正動作）を行う。ここで、動画撮影の場合には、静止画撮影時に比べて、静粛で円滑な振れ補正動作が必要である。また、パンニング時には、振れ補正動作を一旦中断してパンニング後に再び振れ補正動作を開始するが、その移行が滑らかであることも必要である（これについては後述する）。これらを考慮して、動画撮影時には、特に像振れ補正の低周波特性を重視したロック機構１２のロック／ロック解除および補正レンズユニット３の駆動制御を実行する。

また、ステップＳ２１３において、ステップＳ２０２で受信した情報が静止画撮影を示す情報であればステップＳ２１５へ進む。ステップＳ２１５では、ＩＳモード設定スイッチ５４により設定されたＩＳモードの情報をカメラコントローラ３１から受信し、撮影中ＩＳモードか常時ＩＳモードかを判別する。撮影中ＩＳモードの場合はステップＳ２１６に、常時ＩＳモードの場合はステップＳ２１８に進む。

ステップＳ２１６では、カメラコントローラ３１から送信された情報により、スイッチＳ２（５０）がＯＮされたか否かを判別する。ＯＮされたときはステップ２１７に進み、ＯＮされていないときはこの判別を繰り返す。

ステップＳ２１７，２１８では、カメラコントローラ３１から送信された像振れ補正のための駆動命令とＩＳ用光学データとに基づいて、静止画撮影用の補正レンズユニット３の駆動（振れ補正動作）を行う。ここで、静止画撮影の場合には、動画撮影時に比べて、振れ補正精度が高精度であることが必要である。また、パンニング時には、振れ補正動作を一旦中断してパンニング後に再び振れ補正動作を開始するが、その移行が速やかであることも必要である（これについては後述する）。これらを考慮して、静止画撮影時には、特に像振れ補正の高低周波特性を重視したロック機構１２のロック／ロック解除および補正レンズユニット３の駆動制御を実行する。

なお、ステップＳ２１７では、スイッチＳ２（５０）がオンされた後に上記制御を行い、ステップＳ２１８では、スイッチＳ１（４９）がオンされた（カメラコントローラ３１から像振れ補正の駆動命令を受信することにより判別することができる）後に上記制御を行う。

ステップＳ２１４，２１７，２１８の動作を終了後は、ステップＳ２０２へ戻る。

また、ステップＳ２１２にて、像振れ補正駆動命令でないと判定した場合はステップＳ２１９へ進む。ここでは、レンズコントローラ２０は、カメラコントローラ３１からの命令がデフォーカス量の設定命令か否かを判定し、そうであればステップＳ２２０へ進む。

ステップＳ２２０では、受信したデフォーカス量とＡＦ用光学データと動画・静止画撮影情報とに基づいてフォーカスレンズユニット４の駆動量、駆動速度を演算する。そしてその演算結果に応じてフォーカス駆動回路１９を介してフォーカスモータ１８を駆動し、フォーカスレンズユニット４を合焦に向けて駆動する。ステップＳ２２０の動作を終了後は、ステップＳ２０２へ戻る。

また、ステップＳ２１９にて、デフォーカス量の設定命令でないと判定した場合はステップＳ２２１へ進む。ここでは、レンズコントローラ２０は、カメラコントローラ３１からの命令が絞り駆動命令であるか否かを判定し、そうであればステップＳ２２２へ進み、絞り５を駆動する。ステップＳ２２２の動作を終了後は、ステップＳ２０２へ戻る。

また、ステップＳ２２１にて、絞り駆動命令でないと判定した場合はステップＳ２２３へ進む。ここでは、レンズコントローラ２０は、カメラコントローラ３１からの命令がその他の命令、例えば前述した以外の光学情報の受信要求命令であれば、当該光学情報をカメラコントローラ３１へ送信する。そして、ステップＳ２０２へ戻る。

次に、図４（ａ），（ｂ）を用いてカメラコントローラ３１からの像振れ補正駆動命令（像振れ信号）を用いたレンズコントローラ２０における像振れ補正動作についてさらに詳しく説明する。図４（ａ），（ｂ）はレンズコントローラ２０における像振れ補正の周波数特性を示す。縦軸は像振れ信号の増幅度であり、横軸は像振れ信号の周波数である。

図４（ａ）は動画撮影時の周波数特性を示す。実線は通常動作時の周波数特性を示し、この周波数特性は、カットオフ周波数ｆｈｐｆｍ１のハイパスフィルタとカットオフ周波数ｆｌｐｆｍのローパスフィルタとにより特徴付けられている。

点線はパンニング時の周波数特性を示し、カットオフ周波数ｆｈｐｆｍ２のハイパスフィルタとカットオフ周波数ｆｌｐｆｍのローパスフィルタとにより特徴付けられている。

レンズコントローラ２０は、所定時間以上、像ぶれ信号の値が所定値以上に大きくなった場合、パンニング中であると判断し、周波数特性を通常動作時のものからパンニング時のものに変更する。

図４（ｂ）は静止画撮影時の周波数特性を示す。実線は通常動作時の周波数特性を示し、この周波数特性は、カットオフ周波数ｆｈｐｆｓ１のハイパスフィルタとカットオフ周波数ｆｌｐｆｓのローパスフィルタとにより特徴付けられている。

点線はパンニング時の周波数特性を示し、カットオフ周波数ｆｈｐｆｓ２のハイパスフィルタとカットオフ周波数ｆｌｐｆｓのローパスフィルタとにより特徴付けられている。

レンズコントローラ２０は、所定時間以上、像ぶれ信号の値が所定値以上に大きくなった場合、パンニング中であると判断し、周波数特性を通常動作時のものからパンニング時のものに変更する。

ここで、動画撮影時と静止画撮影時の低周波数側の周波数特性の関係は、
ｆｈｐｆｍ１＜ｆｈｐｆｓ１
のようになっている。

動画撮影時には、撮影画像にゆっくりとした動きがあるとそのまま記録してしまうので、このようなときも像振れ補正動作が行われるように低周波特性を良くしている。また、静止画撮影時には画像の撮影時にゆっくりとした動きは長時間露光の場合を除いて記録されないので、動画撮影時の方が静止画撮影時よりも低周波特性を良くしている。つまり、動画撮影時の方がより低い振れ周波数にまで反応して像振れ補正動作を行う。

なお、動画撮影時と静止画撮影時とで低周波特性を同等とすると、静止画撮影時において必要のないときまで像振れ補正動作が行われることになり、無駄な電力が消費されることになり好ましくない。

また、動画撮影時と静止画撮影時におけるパンニング時の周波数特性の関係は、
ｆｈｐｆｍ２＝ｆｈｐｆｓ２
のようになっている。

パンニング時は、動画撮影時も静止画撮影時もほぼ同様の特性でよいからである。但し、この場合でも、ｆｈｐｆｍ２＜ｆｈｐｆｓ２としてもよい。

動画撮影時と静止画撮影時の高周波数側の周波数特性の関係は、
ｆｌｐｆｍ＜ｆｌｐｆｓ
のようになっている。

動画撮影時には、高周波の振れが少ない一方、静止画撮影時では使用者によるシャッターボタン（スイッチＳ１）を押す操作やシャッター５９の動作といったカメラ動作に起因する振れが生じる可能性が高いため、動画撮影時よりも静止画撮影時の高周波特性を良くしている。つまり、静止画撮影時の方がより高い振れ周波数にまで反応して像振れ補正動作を行う。

次に、通常撮影時からパンニング時への周波数特性の変更における動画撮影時と静止画撮影時とでの違いについて説明する。

動画撮影時では、通常撮影時の周波数特性からパンニング撮影時の周波数特性への変更を速く行うと、撮影される画像の動きも速くなって不自然に見えてしまうため、例えば、数十ｍｓから百ｍｓ程度のゆっくりとした速度で周波数特性を変更する。一方、静止画撮影時には、動画撮影時と違い素早くパンニング動作に移ること事があり、その素早い動作に反応しない周波数特性に直に変更した方がよいので、例えば数ｍＳから十ｍＳ程度の速い速度で、通常撮影時の周波数特性からパンニング時の周波数特性への変更を行う。

なお、上述した通常撮影時の周波数特性からパンニング時の周波数特性への変更速度の関係は、チルティングにおいても同様である。

図５（ａ）は、レンズコントローラ２０内に設けられたローパスフィルタ演算回路を説明する図である。

この図において、６０はカメラコントローラ３１からの像振れ信号をＤＡ変換した信号の入力端子、６１はＬＥＤ６７の光量により抵抗値が変わるＰＳＤ素子を用いた抵抗素子（抵抗値Ｒ１）、６２はコンデンサ（容量Ｃ１）、６３は抵抗素子Ｒ１とコンデンサＣ１とによりローパスフィルタを構成するＯＰアンプ、６４は出力端子、６５はＤＡコンバータ６６の制御信号の入力端子、６７はＤＡＣの出力により光量を変更するＬＥＤ、６８はＯＰアンプ６３の正入力端子に基準信号を入力する入力端子である。

この構成におけるローパスフィルタのカットオフ周波数ｆｃｌｐｆは、
ｆｃｌｐｆ＝１／（２・π・Ｒ１・Ｃ１）
で与えられ、入力端子６５の制御入力値により抵抗素子の抵抗値Ｒ１を変更することによりカットオフ周波数を、上記ｆｌｐｆｍやｆｌｐｆｓに設定することができる。

また、図５（ｂ）は、レンズコントローラ２０内に設けられたハイパスフィルタ演算回路を説明する図である。

７０はカメラコントローラ３１からの像振れ信号をＤＡ変換した信号の入力端子、７１はＬＥＤ７７の光量により抵抗値が変わるＰＳＤ素子を用いた抵抗素子（抵抗値Ｒ２）、７２はコンデンサ（容量Ｃ２）、７３は抵抗素子Ｒ２とコンデンサＣ２とによりハイパスフィルタを構成するＯＰアンプ、７４は出力端子、７５はＤＡコンバータ７６の制御信号の入力端子、７７はＤＡＣの出力により光量を変更するＬＥＤ、７７はＯＰアンプ７３の正入力端子に基準信号を入力する入力端子である。

この構成におけるハイパスフィルタのカットオフ周波数ｆｃｈｐｆは、
ｆｃｈｐｆ＝１／（２・π・Ｒ２・Ｃ２）
で与えられ、入力端子７５の制御入力値により抵抗素子の抵抗値Ｒ２を変更することによりカットオフ周波数を、上記ｆｈｐｆｍ１，ｆｈｐｆｍ２，ｆｈｐｆｓ１，ｆｈｐｆｓ２に設定することができる。

図６には、撮影中ＩＳモードと常時ＩＳモードでの振れ補正動作のタイミングチャートを示す。

図６（ａ）は、スイッチＳ１（４９）の状態を示す。ここでは、スイッチＳ１（４９）が時刻ｔ０〜ｔ８でＯＮしている例を示す。

図６（ｂ）は、スイッチＳ２（５０）の状態を示す。ここでは、スイッチＳ２（５０）が時刻ｔ２〜ｔ７でＯＮしている例を示す。

図６（ｃ）は、カメラの撮影／非撮影状態を示し、Ｈは撮影（画像記録）中、Ｌは非撮影状態を示す。ここでは、時刻ｔ４〜ｔ５で撮影中となっている。

図６（ｄ）は、図３のステップＳ２１７で行われる像振れ補正（ＩＳ）動作の状態を示し、ＯＮは動作中を、ＯＦＦは動作していないことを示す。ここでは、時刻ｔ３〜ｔ６で駆動している。

図６（ｅ）は、図３のステップＳ２１８で行われる像振れ補正（ＩＳ）動作の状態を示し、ＯＮは動作中を、ＯＦＦは動作していないことを示す。ここでは、時刻ｔ１〜ｔ９で駆動している。

ステップＳ２１７の振れ補正動作を実行する場合、スイッチＳ２（５０）が時刻ｔ２でＯＮした直後であって、撮影が開始される時刻ｔ４の直前の時刻ｔ３で像振れ補正動作を開始し、時刻ｔ５で撮影を終了した直後の時刻ｔ６までしか像振れ補正動作を行っていないので、撮影時の像振れ補正効果を確保しながら、電力消費を抑えることができる。

一方、ステップＳ２１８の振れ補正動作を実行する場合、スイッチＳ１（４９）が時刻ｔ０でＯＮした直後の時刻ｔ１で像振れ補正動作を開始し、時刻ｔ５で撮影を終了した後、時刻ｔ９（時刻ｔ６でもよい）まで像振れ補正動作を継続するので、ディプレイパネル４５上で像振れ補正効果を確認しながら、所望のタイミングで撮影を行うことができる。

図７には、本発明の実施例２であるカメラシステムを示している。本実施例において、交換レンズ１は実施例１にて説明したものと同じものである。一方、カメラ２５’は動画撮影専用のものであり、実施例１に設けられていた動画・静止画切替えスイッチ５２およびシャッター５９は有していない。他の実施例１と同じ構成要素には同符号を付している。

図８には、本実施例のカメラ（カメラコントローラ３１）の動作フローチャートを示している。実施例１（図２）にて説明したステップＳ１０２とステップＳ１０４を削除し、ステップＳ１０３の代わりにステップＳ３０３を設けている。

ステップＳ３０３では、カメラコントローラ３１は、動画撮影を示す情報をレンズコントローラ２０に送信する。レンズコントローラ２０は、図３に示したフローチャートに従い、動画用の像振れ補正動作を行う（ステップＳ２１４）。

このように、交換レンズ１は、動画撮影専用のカメラ２５’と接続した場合には動画に適した像振れ補正動作を行う。

図９には、本発明の実施例３であるカメラシステムにおけるカメラ（カメラコントローラ）の動作フローチャートを示している。本実施例において、図示しないが、交換レンズ１は実施例１にて説明したものと同じものである。一方、カメラは静止画撮影専用のものであり、実施例１に設けられていた動画・静止画切替えスイッチ５２は有していない。他の実施例１と同じ構成要素には同符号を付して以下説明する。

本実施例では、実施例１（図２）にて説明したステップＳ１０２とステップＳ１０４を削除し、ステップＳ１０３の代わりにステップＳ４０３を設けている。

ステップＳ４０３では、カメラコントローラ３１は、静止画撮影を示す情報をレンズコントローラ２０に送信する。レンズコントローラ２０は、図３に示したフローチャートに従い、静止画用の像振れ補正動作を行う（ステップＳ２１５〜２１８）。

このように、交換レンズ１は、静止画撮影専用のカメラと接続した場合には静止画に適した像振れ補正動作を行う。

なお、上記各実施例では、カメラに設けられた撮影用の撮像素子を振れ検出センサとして用いて像振れ信号を得る場合について説明したが、加速度センサやジャイロセンサ等を振れ検出センサとして用い、これらの出力から像振れ信号を得るようにしてもよい。また、この場合、振れ検出センサは、交換レンズ側に設けてもよい。

また、上記各実施例では、補正レンズユニット３を光軸直交面内で移動させて像振れを補正する場合について説明したが、本発明における像振れ補正方法はこの方法に限らず、補正レンズユニットを光軸上の所定点を中心に揺動させたり、可変頂角プリズム（ＶＡＰ）を駆動したりすることもできる。さらに、これら光学的な像振れ補正ではなく、撮像素子により得られる画像の切り取り範囲を移動させる電子的な振れ補正方法も行う際にも、本発明を適用することができる。

さらに、上記各実施例では、交換レンズタイプのカメラシステムについて説明したが、本発明はレンズ一体型のカメラにも適用することができる。この場合、レンズコントローラの機能をカメラコントローラに併せ持たせればよい。

本発明の実施例１であるカメラシステムの構成を示すブロック図。 実施例１におけるカメラ側の処理を示すフローチャート。 実施例１における交換レンズ側の処理を示すフローチャート。 （ａ）は実施例１における動画撮影時の像振れ補正の周波数特性の説明図、（ｂ）は静止画撮影時の像振れ補正の周波数特性の説明図。 （ａ）はローパスフィルタ演算回路の説明図、（ｂ）はハイパスフィルタ演算回路の説明図。 実施例１における像振れ補正の動作タイミングを説明するタイミングチャート。 本発明の実施例２であるカメラシステムの構成図。 実施例２におけるカメラ側の処理を示すフローチャート。 本発明の実施例３であるカメラシステムにおけるカメラ側の処理を示すフローチャート。

符号の説明

１ 交換レンズ
２０ レンズコントローラ
２５ カメラ
２８ 撮像素子
３１ カメラコントローラ
３４ ＣＤＳ／ＡＧＣ回路
３８ カメラＤＳＰ
４９ スイッチＳ１
５０ スイッチＳ２
５２ 動画・静止画切替えスイッチ
５３ 第１撮影モード設定スイッチ
５４ ＩＳモードスイッチ
５５ 第２撮影モード設定スイッチ

Claims (11)

1. 動画撮影および静止画撮影が可能であるカメラ又は動画撮影および静止画撮影のうち少なくとも一方が可能なカメラに装着されるレンズ装置に搭載される像振れ補正装置であって、
   像振れを補正するための動作を行う補正手段と、
   前記カメラ又はレンズ装置の振れに応じた振れ信号を出力する振れ検出手段と、
   前記振れ信号に基づいて前記補正手段を制御し、かつ該振れ信号の周波数が所定周波数領域内か否かに応じて前記補正手段の作動・不作動を切り換える前記制御手段とを有し、
   前記制御手段は、前記カメラによる撮影が動画撮影か静止画撮影かを判別し、動画撮影時と静止画撮影時とで前記所定周波数領域を変更することを特徴とする像振れ補正装置。
2. 前記制御手段は、動画撮影に対応する前記所定周波数領域の下限周波数を、静止画撮影に対応する前記所定周波数領域の下限周波数よりも低くすることを特徴とする請求項１に記載の像振れ補正装置。
3. 前記制御手段は、静止画撮影に対応する前記所定周波数領域の上限周波数を、動画撮影に対応する前記所定周波数領域の上限周波数よりも高くすることを特徴とする請求項１又は２に記載の像振れ補正装置。
4. 前記制御手段は、前記振れ信号が所定時間以上の間、所定値以上であったときは、それ以外のときよりも前記所定周波数領域の下限周波数を高くすることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の像振れ補正装置。
5. 動画撮影時と静止画撮影時とで、前記振れ信号が前記所定時間以上の間、前記所定値以上であったことにより高くされる前記所定周波数領域の下限周波数が互いに同じであることを特徴とする請求項４に記載の像振れ補正装置。
6. 前記制御手段は、動画撮影時において前記振れ信号が前記所定時間以上の間、前記所定値以上であったときは、前記所定周波数領域の下限周波数を変更する速度を第１の速度とし、静止画撮影時において前記振れ信号が前記所定時間以上の間、前記所定値以上であったときは、前記第１の速度とは異なる第２の速度とすることを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の像振れ補正装置。
7. 前記第１の速度は、前記第２の速度よりも遅い速度であることを特徴とする請求項６に記載の像振れ補正装置。
8. 動画撮影および静止画撮影のうち少なくとも一方が可能なカメラに装着されるレンズ装置であって、
   請求項１から７のいずれか１つに記載の像振れ補正装置を備えたことを特徴とするレンズ装置。
9. 動画撮影および静止画撮影が可能なカメラであって、
   請求項１から７のいずれか１つに記載の像振れ補正装置を備えたことを特徴とするカメラ。
10. 動画撮影および静止画撮影のうち少なくとも一方が可能なカメラと該カメラに装着されるレンズ装置とを有するカメラシステムであって、
    請求項１から７のいずれか１つに記載の像振れ補正装置を備えたことを特徴とするカメラシステム。
11. 前記像振れ補正装置が前記レンズ装置に搭載されており、
    前記制御手段は、前記カメラから動画撮影か静止画撮影かを示す情報を受け取り、該情報に基づいて前記カメラによる撮影が動画撮影か静止画撮影かを判別することを特徴とする請求項１１に記載のカメラシステム。
    
    

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