JP2007139952A

JP2007139952A - 撮像装置

Info

Publication number: JP2007139952A
Application number: JP2005331425A
Authority: JP
Inventors: Shinji Imada; 今田　　信司
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2005-11-16
Filing date: 2005-11-16
Publication date: 2007-06-07
Anticipated expiration: 2025-11-16
Also published as: US7639932B2; JP4769553B2; US20070110418A1

Abstract

【課題】効果的な流し撮り写真を容易に撮影できるようにする。
【解決手段】主被写体の撮像面上の移動速度を検出し、撮影者が行う流し撮り速度との差から主被写体移動速度を算出し、露光中は算出した主被写体移動速度と撮影者が行う流し撮り速度との差、つまり流し撮り速度誤差を検出し、その誤差を補正するように光学偏心することで、撮影者がきれいな流し撮り写真を撮影できるようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、手振れを検出し補正することで撮影画像の精度を向上させる撮影装置において、効果的な流し撮りを容易に撮影できる撮影装置に関するものである。

現在のカメラは露出決定やピント合わせ等の撮影にとって重要な作業は全て自動化され、カメラ操作に未熟な人でも撮影失敗を起こす可能性は非常に少なくなっている。
また、最近では、カメラに加わる手振れを防ぐシステムも研究されており、撮影者の撮影ミスを誘発する要因は殆ど無くなってきている。

ここで、手振れを防ぐ防振システムについて簡単に説明する。
撮影時のカメラの手振れは、周波数として通常１Ｈｚないし１０Ｈｚの振動である。露光時点においてこのような手振れを起こしていても像振れの無い写真を撮影可能とするための基本的な考えとして、手振れによるカメラの振動を検出し、この検出結果に応じて補正レンズを光軸直交面内で変位させなければならない。これが光学防振システムである。
この場合、カメラ振れが生じても像振れが生じない写真を撮影するためには、第１にカメラの振動を正確に検出し、第２に手振れによる光軸変化を補正することが必要となる。
像振れの補正は、角速度センサ等でカメラ振れを検出し、カメラ振れの検出情報に基づき撮影光軸を偏心させる補正光学装置を駆動することにより像振れ補正が行われる（例えば、特許文献１参照）。

また、カメラでの撮影方法の一つに流し撮りがある。これは、例えば水平方向に移動している主被写体の動きにカメラを追従させながら撮影する手法で、被写体の躍動感を出すためにシャッター速度を遅くするのが一般的である。
しかしながら、被写体の動きに上手にカメラを追従させるには、長年の経験が必要であり、初心者にとって流し撮りは難しい撮影方法である。
これに対して、カメラは静止したまま自動的に流し撮りを行うものが開示されている。これは、流し撮りモードにしたとき、予め主要被写体の速度と測距データをカメラに入力しておき、カメラを固定したまま待機する。すると、主要被写体が画面内に現れたときカメラは静止したままカメラブレ補正光学系が動いて、予め入力された速度と距離に従って主要被写体を追いかけて流し撮りができるものである（例えば、特許文献２参照）。

また、動画撮影において、被写体の移動方向に追従し、かつ被写体の撮影像の大きさを一定に保つ機能が開示されている（例えば、特許文献３参照）。これは、時間の異なる複数の映像信号から被写体像の移動方向及び大きさの変化量を検出する。そして、移動方向については振れ補正レンズを、大きさについてはズームレンズを変化量がゼロになるように駆動する。これにより、被写体の移動方向に追従し、かつ被写体の撮影像の大きさを一定に保つのである。
特開平７−２１８９６７号公報特開平２−１５４２１４号公報特開昭６４−８６７６６号公報

きれいな流し撮り写真とは、写真上で主被写体が静止しており、背景が主被写体の移動方向に流れている写真である。このきれいな流し撮り写真を撮影する条件として、主被写体の動きにカメラを追従させながら撮影する必要がある。ファインダなどで被写体像を観測できていれば、主被写体の動きにカメラを追従させることはある程度容易である。しかし、例えば一眼レフカメラの場合、露光動作に入るとクイックリターンミラーをアップさせるので被写体像を観測することができなくなるので、主被写体の動きにカメラを追従させることは難しくなる。

また、上記特許文献２においては、予め主被写体の速度と測距データをカメラに入力しておかなければならず、主被写体の移動速度が変わるたびにデータを入力し直さなければならず動作がわずらわしい。また、実際の撮影時に、入力した速度データどおり主被写体が移動するとも限らないので、そうなるときれいな流し撮り写真を撮ることは難しい。
また上記特許文献３においては、動画撮影前提のため、異なる時間の複数の映像信号から被写体像の移動方向の変化量を検出できる。しかし、静止画撮影に適用した場合は、露光中撮像素子は撮像信号を蓄積しているだけなので、異なる時間の複数の撮像信号から被写体像の移動量を検出することは難しい。つまり肝心の露光中に被写体像の移動量を検出することは困難である。
そこで、本発明の課題は、主被写体の移動速度を検出し、きれいな流し撮り写真を撮影することのできるカメラ及びカメラシステム等の撮像装置を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明の撮像装置は、本体または撮影レンズに加わる振れを検出する第１の振れ検出手段と、撮影レンズを通過した被写体像を検出する被写体像検出手段とを備える。また、前記被写体像検出手段の被写体像信号から被写体像の振れを検出する第２の振れ検出手段と、撮影レンズの光軸を偏心することのできる光軸偏心手段とを備える。また、前記第１の振れ検出手段の検出結果と前記第２の振れ検出手段の検出結果から被写体移動速度を算出する信号処理手段を備える。さらに、前記算出した被写体移動速度と前記第１の振れ検出手段の検出結果の差に基づいて光軸偏心手段を偏心させる光軸偏心制御手段を備える。
本発明において、被写体移動速度は撮影準備中に算出するのが好ましい。また、被写体移動速度と撮影レンズの焦点距離情報と被写体距離情報とから望ましい流し撮り速度を予め算出しておき、露光中は第１の振れ検出手段が検出する実際の流し撮り速度との差を光軸偏心手段により補うようにしてもよい。ここで、撮影レンズの焦点距離とは例えばズームレンズのズーム位置のことであり、被写体距離情報は測距手段などにより得られる距離情報である。

本発明によれば、主被写体の撮像面上の移動速度を検出し、撮影者が行う流し撮り速度との差から主被写体移動速度を算出する。そして、露光中は算出した主被写体移動速度と撮影者が行う流し撮り速度との差、つまり流し撮り速度誤差を検出し、その誤差を補正するように光学偏心する。これにより、撮影者がきれいな流し撮り写真を撮影できるようになる。

以下、本発明の実施態様を列挙する。
本発明の実施態様１に係るカメラ、レンズ及びカメラシステムは、カメラに加わる振れを検出する第1の振れ検出手段と、撮影レンズを通過した被写体像を検出する被写体像検出手段とを備える。また、前記被写体像検出手段の被写体像信号から被写体像の振れを検出する第２の振れ検出手段と、撮影レンズの光軸を偏心することのできる光軸偏心手段とを備える。また、前記第１の振れ検出手段の検出結果と前記第２の振れ検出手段の検出結果から被写体移動速度を算出する信号処理手段を備える。さらに、前記算出した被写体移動速度と前記第１の振れ検出手段の検出結果の差に基づいて光軸偏心手段を偏心させる光軸偏心制御手段を備える。

本発明の実施態様２に係るカメラ、レンズ及びカメラシステムは、カメラに加わる振れを検出する第1の振れ検出手段と、撮影レンズを通過した被写体像を検出する被写体像検出手段とを備える。また、前記被写体像検出手段の被写体像信号から被写体像の振れを検出する第２の振れ検出手段と、撮影レンズの光軸を偏心することのできる光軸偏心手段とを備える。また、撮影準備中の前記第１の振れ検出手段の検出結果と前記第２の振れ検出手段の検出結果から被写体移動速度を算出する信号処理手段を備える。さらに、露光中は前記算出した被写体移動速度と前記第１の振れ検出手段の検出結果の差に基づいて光軸偏心手段を偏心させる光軸偏心制御手段を備える。

本発明の実施態様３に係るカメラ、レンズ及びカメラシステムは、カメラに加わる振れを検出する第1の振れ検出手段と、撮影レンズを通過した被写体像を検出する被写体像検出手段とを備える。また、前記被写体像検出手段の被写体像信号から被写体像の振れを検出する第２の振れ検出手段と、撮影レンズの光軸を偏心することのできる光軸偏心手段とを備える。また、前記第１の振れ検出手段の検出結果と前記第２の振れ検出手段の検出結果から被写体移動速度を算出する信号処理手段を備える。また、前記算出した被写体移動速度と焦点距離情報及び被写体距離情報から流し撮り速度を算出する流し撮り速度算出手段を備える。さらに、前記第１の振れ検出手段の検出結果と前記流し撮り速度の差を算出し、この算出結果に基づいて光軸偏心手段を偏心させる光軸偏心制御手段を備える。

本発明の実施態様４に係るカメラ、レンズ及びカメラシステムは、上記実施態様１から３のいずれかにおいて、前記第１の振れ検出手段は回転振れ検出手段であることを特徴とする。
本発明の実施態様５に係るカメラ、レンズ及びカメラシステムは、上記実施態様１から３のいずれかにおいて、前記被写体像検出手段は、撮影レンズを通過した被写体像の焦点状態を検出する焦点検出手段であることを特徴とする。
本発明の実施態様６に係るカメラ、レンズ及びカメラシステムは、上記実施態様１から３のいずれかにおいて、前記被写体像検出手段は、撮影レンズを通過した被写体像を撮像する撮像手段であることを特徴とする。

以下に、本発明の実施例を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、カメラ本体１と交換レンズ２とからなるカメラシステムの構成を示す。被写体からの撮影光束は交換レンズ２の撮影光学系を通り、撮影準備中は中央部分がハーフミラーとなっているクイックリターン主ミラー３で一部が反射され、ペンタプリズム４において正立像となる。撮影者はこの正立像を光学ファインダ５において被写体像として確認することができる。６は測光回路であり、不図示のピント板面上の照度を測定して、その測定結果をカメラシステム制御用ＭＰＵ７に入力する。カメラシステム制御用ＭＰＵ７は露光時間、絞りなどの撮影条件を決定する。測光回路６内の測光センサは、複数のエリアに分割されており、エリアごとの測光結果を得ることができる。
８はサブミラーであり、クイックリターン主ミラー３の裏面に配置されており、クイックリターン主ミラー３のハーフミラー面を通過した光束を測距手段９に入射させる。測距手段９は入射した光束を光電変換及び信号処理して測距データを作成し、カメラシステム制御用ＭＰＵ７に入力する。

撮影動作に入ると、クイックリターン主ミラー３及びサブミラー８はペンタプリズム４側へ退避し、フォーカルプレーンシャッター１０がシャッター駆動回路１１により駆動される。すると、撮影光束は撮影光学画像として撮像部（ＣＣＤやＣＭＯＳ）１２面上に結像する。その撮影光学画像は、撮像部１２によって光電変換され撮像信号となる。
１３はタイミングジェネレータであり、撮像部１２の蓄積動作、読み出し動作及びリセット動作などを制御する。１４は撮像部１２の蓄積電荷ノイズを低減するＣＤＳ回路（２重相関サンプリング回路）、１５は撮像信号を増幅するゲインコントロール回路である。１６は増幅された撮像信号をアナログからデジタルの画像データへ変換するＡ／Ｄ変換器である。

１７は映像信号処理回路であり、Ａ／Ｄ変換器１６でデジタル化された画像データに、フィルタ処理、色変換処理及びガンマ処理などを行う。映像信号処理回路１７で信号処理された画像信号はバッファメモリ１８に格納され、ＬＣＤ１９に表示されたり、着脱可能なメモリカード２０に記録される。
操作部２１はカメラの撮影モードの設定や、記録画像ファイルサイズの設定や、撮影時のレリーズを行うためのスイッチ類である。
カメラシステム制御用ＭＰＵ７はカメラ本体１の上記動作を制御するほか、カメラ本体１側のインターフェース回路２２及び交換レンズ２側のインターフェース回路２３を介して、レンズＭＰＵ２４と相互に通信する。この通信では、交換レンズ２へフォーカス駆動命令を送信したり、デジタルカメラ本体１や交換レンズ２内部の動作状態や光学情報などのデータを送受信したりする。

交換レンズ２には、撮影光学系の一部として、フォーカスレンズ２５、ズームレンズ２６、像振れ補正用レンズ２７、絞り２８が配置されている。
フォーカスレンズ２５は、レンズＭＰＵ２４からの制御信号によりフォーカス制御回路２９及びフォーカスレンズ駆動用モータ３０を介して駆動される。フォーカス制御回路２８には、フォーカスレンズ駆動回路のほか、フォーカスレンズの移動に応じたゾーンパターン信号やパルス信号を出力するフォーカスエンコーダなども含まれている。被写体距離はこのフォーカスエンコーダにより検知することができる。
ズームレンズ２６は、撮影者が不図示のズーム操作環を操作することにより移動する。ズームエンコーダ３１はズームレンズの移動に応じたゾーンパターン信号を出力する。撮影像倍率は、レンズＭＰＵ２４がフォーカスエンコーダとズームエンコーダ３１からの信号を読み取り、被写体距離と焦点距離の組み合わせにより予め記憶されている撮影像倍率データを読み出すことによって得られる。

像振れ補正レンズ２７は、像振れ補正制御回路３２、リニアモータ３３を介して駆動される。像振れ補正は、次のようにして行われる。すなわち、回転振れを検出する角速度センサ３５の振れ信号が信号処理回路３６で信号処理されレンズＭＰＵ２４に入力される。レンズＭＰＵ２４は、補正レンズ駆動目標信号を算出し、この補正レンズ駆動目標信号と補正レンズエンコーダ３４から出力される補正レンズ位置信号との差に応じた駆動信号を像振れ補正制御回路３２に出力する。像振れ補正は、このように補正レンズエンコーダ３４から出力される補正レンズ位置信号を像振れ補正制御回路３２にフィードバックすることで行われる。
絞り２８は、レンズＭＰＵ２４からの制御信号により絞り制御回路３７及びステッピングモータ３８を介して駆動される。
スイッチ３９は像振れ補正ＯＮ／ＯＦＦ及び像振れ補正動作モードの選択用スイッチである。像振れ補正モードは、通常の像振れ補正動作と流し撮り動作モードを選択することができる。

ここで、カメラの測距手段９を用いて被写体の振れ量を検知する従来技術は、本出願人による特開昭６０−１６６９１０号公報や特開昭６３−８３６２１号公報等に開示されている様に多数提案されている。
このカメラの測距手段９を用いて被写体の振れ量を検知する方法について簡単に説明する。先ず、被写体像を検出し、その像のデータを記憶しておく。次に、一定時間経過後、もう一度同じ被写体の像データを取り込み、この像データと先の記憶しておいた像データとを比較する。この時、被写体の振れが無ければ像データ（被写体像）は一致するが、振れがある場合はずれ量から被写体の振れ量を検出することができる。

図２の（Ａ）から（Ｃ）は、流し撮り時の被写体像と測距センサ出力を示す図である。主被写体である自動車５１は紙面右から左方向へ一定速度で移動しており、主被写体が撮像画面５２の中央に位置するよう撮影者５３が流し撮りをしている。同図における上段の図がその撮影状況を示す図であり、中段の図が被写体像を示す図であり、下段の図が測距センサ（複数の画素を持つラインセンサ）の出力を示す図である。
図２（Ａ）はある時刻における撮影状況を示しており、図２（Ｂ）は図２（Ａ）の時刻から所定時間経過後の撮影状況を示している。図２（Ａ）と図２（Ｂ）の中段の図において主被写体である自動車５１は撮影画面中央の同じ位置にあり、そのときの測距センサの出力（図２下段の図）も図２（Ａ）と図２（Ｂ）とは同様である。この場合、撮影者が行っている流し撮り速度と被写体の移動速度とが一致しており、きれいな流し撮りができていることを表している。
ところが、撮影者が行っている流し撮り速度と被写体の移動速度とが一致していない場合は、図２（Ｃ）のように主被写体である自動車５１は撮影画面中央からはずれて、測距センサの出力も図２（Ａ）とずれてしまう。図２（Ｃ）は図２（Ａ）に対するタイミングが図２（Ｂ）と同一であるものとする。図２（Ｃ）において点線が図２（Ａ）に相当し、点線と実線の差がずれに相当する。

図３に、きれいに流し撮りが行えている場合の測距センサから得られる被写体振れ速度と、角速度センサ出力の時間変化を示す。きれいに流し撮りが行われている場合は、測距センサ上での被写体振れ速度はほぼゼロである。また、一定速度で移動する被写体と同じ角速度で流し撮りを行えているので、角速度センサ出力はほぼ一定の角速度信号となる。
これに対して、図４にきれいに流し撮りができていない場合の測距センサから得られる被写体振れ速度と、角速度センサ出力の時間変化を示す。きれいに流し撮りができていない場合は、測距センサ上で被写体が左右に振れてしまうので、被写体振れ速度は図４（Ａ）の実線のように変動してしまう。このとき、角速度センサ出力も一定速度で移動する被写体とは異なる角速度で流し撮りしているので図４（Ｂ）の実線で示すように変動してしまう。

ここで、被写体振れ速度の変動と角速度センサ出力の変動には相関関係があり、図５に示すように、変動の角変位をθ_ａ［ｄｅｇ］、被写体距離をＬ、撮影倍率をβ、被写体振れ変位をＤ_ａとすると、以下のような関係式が成り立つ。
Ｄ_ａ＝βＬπθ_ａ／１８０・・・（１）
したがって、被写体振れ速度をＶ_ａ、変動の角速度をω_ａとすると、以下のような関係式が成り立つ。
Ｖ_ａ＝βＬπω_ａ／１８０・・・（２）
実際に検出された角速度センサ出力ωから、上記変動角速度ω_ａを差し引くと、きれいに流し撮りを行うため、つまり移動する被写体を正確に追従するための角速度ω_０が、以下のように算出される。
ω_０＝ω−ω_ａ＝ω−１８０Ｖ_ａ／（βＬπ）・・・（３）
また、カメラが露光シーケンスに入ってミラーアップした場合、式（３）のＶ_ａが得られなくなるが、変動角速度ω_ａは、実際に検出された角速度センサ出力ωから追従角速度ω_０を差し引けば得られる。したがって、この変動角速度ω_ａから被写体振れをキャンセルするように像振れ補正用レンズ２７を駆動すれば、流し撮り時の被写体振れが無くなり、きれいな流し撮り写真を撮影することが可能となる。

以上の動作を図６から図９のフローチャートに従って説明する。
まず図６のフローチャートに従ってカメラ本体（以下、カメラとも称する)１側の撮影動作を説明する。
カメラ本体１側でメインスイッチがＯＮされていると、カメラシステム制御用ＭＰＵ７は、ステップ１００から動作を開始する。
（ステップ１００）カメラ本体１の操作部２１にあるレリーズスイッチが半押し（ＳＷ１ＯＮ）されたかどうかの判定を行う。半押しされたら、ステップ１０１へ進む。半押しされていなかったらステップ１２１へ進み、ここでの処理は終了する。
（ステップ１０１）インターフェース回路２２、２３を介し、交換レンズ（以下、レンズとも称する）２側のレンズＭＰＵ２４とカメラレンズステータス通信を行う。ここでは、カメラの状態（レリーズスイッチの状態ＳＷ１ＯＮ、撮影モード、シャッター速度など）をレンズへ送信したり、レンズの状態（焦点距離、絞りの状態、フォーカスレンズの駆動状態など）を受信したりする。このカメラレンズステータス通信は、本実施例のフローチャートには主要な個所のみ記載したが、カメラの状態が変化したときや、カメラがレンズの状態を確認したいときなどに随時行われるものである。

（ステップ１０２）レリーズスイッチが半押し（ＳＷ１ＯＮ）されたので測距手段９で測距を行い、被写体にピントを合わせるためのフォーカスレンズ駆動量を演算する。
（ステップ１０３）フォーカスレンズ駆動量を交換レンズ２へ送信する。このデータは、例えばフォーカスエンコーダの駆動目標パルス量として送信する。
（ステップ１０４）フォーカスレンズ駆動が終了すると、再測距を行う。
（ステップ１０５）合焦深度内であるかどうかの判定を行い、合焦深度内であればステップ１０６へ進む。
（ステップ１０６）合焦深度内であるので、合焦表示を行う。これはカメラ本体１の光学ファインダ５内にＬＥＤを点灯させたり、音を発生させたりすることで行う。
（ステップ１０７）前述したような方法により、測距手段９の信号から被写体振れ速度を検出する。検出した被写体振れ速度データは交換レンズ２側へ送信される。
（ステップ１０８）測光回路６からの測光結果（輝度）を得て、露光時間Ｔｖ及び絞り値（絞り駆動量）を算出する。

（ステップ１０９）カメラ本体１の操作部２１にあるレリーズスイッチが全押し（ＳＷ２ＯＮ）されたかどうかの判定を行う。全押しされたら、ステップ１１０へ進む。
（ステップ１１０）クイックリターン主ミラー３のミラーアップを行う。このときサブミラー８も主ミラー３とともにペンタプリズム４側へ駆動される。このとき、測距手段９へ入射していた被写体像は遮断される。
（ステップ１１１）ステップ１０８で求めた絞り駆動量を交換レンズ２へ送信し、絞り２８の駆動を行わせる。
（ステップ１１２）先幕シャッターを駆動する。
（ステップ１１３）被写体像を撮像部１２に露光し電荷を蓄積する。
（ステップ１１４）露光時間が経過したら、後幕シャッターを駆動し、露光を終了する。
（ステップ１１５）撮像部１２からの電荷転送（読み出し）を行う。
（ステップ１１６）読み出した撮影画像信号は、ＣＤＳ回路１４、ゲインコントロール回路１５、Ａ／Ｄ変換器１６を経てデジタルデータ(画像データ)へ変換され、バッファメモリ１８に保存される。
（ステップ１１７）絞り開放命令を交換レンズ２へ送信し、絞り２８を開放に戻す。
（ステップ１１８）クイックリターン主ミラー３及びサブミラー８のミラーダウンを行う。
（ステップ１１９）ガンマ補正や圧縮処理などの画像補正処理を行う。
（ステップ１２０）画像補正処理された画像データはＬＣＤ１９に表示されるとともにメモリカード２０に記録され、撮影までの一連の動作は終了する。

次に、図７、図８及び図９に示したフローチャートに従って、交換レンズ２側の動作を説明する。
交換レンズ２をカメラ本体１に装着したり、カメラ本体１側でメインスイッチがＯＮされると、カメラ本体１から交換レンズ２へシリアル通信がなされ、レンズＭＰＵ２４は、図７のステップ２００から動作を開始する。
（ステップ２００）レンズ制御、像振れ補正制御のための初期設定を行う。
（ステップ２０１）不図示のスイッチ類の状態検出、ズーム・フォーカスの位置検出を行う。スイッチ類は例えば、オートフォーカスとマニュアルフォーカスの切り換えスイッチや、像振れ補正機能のＯＮ／ＯＦＦスイッチなどがある。
（ステップ２０２）カメラからフォーカス駆動命令通信があったかどうかを判定する。フォーカス駆動命令が受信されていればステップ２０３へ、受信されていなければステップ２０７へ進む。

（ステップ２０３）カメラからのフォーカス駆動命令通信では、フォーカスレンズの目標駆動量（パルス数）も送信されてくるので、フォーカス制御回路２９にあるフォーカスエンコーダのパルス数を検出して、目標パルス数駆動するようフォーカス駆動制御を行う。
（ステップ２０４）目標パルス数Ｐに達したかどうかの判定を行う。目標に達していればステップ２０５へ、達していなければステップ２０６へ進む。
（ステップ２０５）目標パルス数に達したので、フォーカスレンズの駆動を停止する。
（ステップ２０６）目標パルス数に達していないので、残り駆動パルス数に応じて、フォーカスレンズ駆動用モータ２９の速度設定を行う。残り駆動パルス数が少なくなっていくにしたがって減速していく。

（ステップ２０７）ステップ２０１で像振れ補正機能ＯＮ／ＯＦＦスイッチのＯＦＦが検出されていたら像振れ補正用レンズ２６を光軸中心にロックする。そして、ＯＮが検出されていて、カメラのレリーズスイッチＳＷ１ＯＮをカメラレンズステータス通信により検出したら、ロックを解除（アンロック）し、像振れ補正動作が動作可能な状態とする。
（ステップ２０８）カメラから全駆動停止（レンズ内のアクチュエータの全駆動を停止する）命令を受信したかどうかの判定を行う。カメラ側で何も操作がなされないと、しばらくしてからカメラからこの全駆動停止命令が送信される。
（ステップ２０９）全駆動停止制御を行う。ここでは全アクチュエータ駆動を停止し、マイコンをスリープ（停止）状態にする。像振れ補正装置への給電も停止する。その後、カメラ側で何か操作が行われると、カメラはレンズに通信を送り、スリープ状態を解除する。

これらの動作の間に、カメラからの通信によるシリアル通信割込み、像振れ補正制御割込みの要求があれば、それらの割込み処理を行う。
シリアル通信割込み処理は、通信データのデコードを行いデコード結果に応じて、例えば絞り駆動、フォーカスレンズ駆動などのレンズ処理を行う。そして、通信データのデコードによって、ＳＷ１ＯＮ、ＳＷ２ＯＮ、シャッター速度、カメラの機種等も判別できる。
また、像振れ補正割込みは一定周期毎に発生するタイマー割り込みであり、ピッチ方向（縦方向）制御とヨー方向（横方向）の像振れ補正制御を行っている。

まず、シリアル通信割り込みについて、図８のフローチャートを用いて説明する。
レンズ２はカメラ１からの通信を受信するとステップ３００から動作を開始する。
ステップ３００でカメラからの命令（コマンド）解析を行い、各命令に応じた処理へ分岐する。
ステップ３０１では、フォーカス駆動命令を受信したので、ステップ３０２に進む。ステップ３０２では、目標駆動パルス数に応じて、フォーカスレンズ駆動用モータ３０の速度設定を行い、フォーカスレンズ駆動を開始する。
ステップ３０３では、絞り駆動命令を受信したので、送信されてきた絞り駆動データをもとに絞り２８を駆動するため、ステップ３０４に進む。ステップ３０４では、ステッピングモータ３８の駆動パターンを設定し、設定した駆動パターンを絞り制御回路３７を介してステッピングモータ３８に出力し、絞り２８を駆動する。
ステップ３０５では、カメラレンズステータス通信を受信したので、ステップ３０６に進む。ステップ３０６で、レンズの焦点距離情報やＩＳ動作状態などをカメラに送信したり、カメラのステータス状態（レリーズスイッチの状態、撮影モード、シャッター速度など）を受信する。
ステップ３０７では、被写体振れ速度データ受信命令を受信したので、ステップ３０８に進む。ステップ３０８では、受信した被写体振れ速度データＶｏｂｊをレンズＭＰＵ２４内のＲＡＭに格納する。
ステップ３０９は、その他の命令、例えばレンズのフォーカス敏感度データ通信や、レンズ光学データ通信などを受信した場合であり、ステップ３１０でそれらの処理を行う。

次に像振れ補正割り込みについて、図９のフローチャートを用いて説明する。
レンズのメイン動作中に像振れ補正割り込みが発生すると、レンズＭＰＵ２４は図９のステップ４００から像振れ補正の制御を開始する。
（ステップ４００）角速度センサ３５の信号が信号処理回路３６で処理された出力信号をＡ／Ｄ変換する。Ａ／Ｄ変換結果はＷａｄとする。
（ステップ４０１）スイッチ３９の状態を判別して、流し撮りモードであるか、通常防振モードであるかを判定する。通常防振モードであるならステップ４０２へ進み、流し撮りモードであればステップ４０５へ進む。
（ステップ４０２）低周波成分をカットするためハイパスフィルタ演算を行う。演算開始から所定時間はハイパスフィルタの時定数切り換えを行い、早急に信号が安定するための動作も行う。
（ステップ４０３）ハイパスフィルタの演算結果を入力として積分演算を行う。この結果は角変位データである。
（ステップ４０４）ズーム位置、フォーカス位置に応じた防振敏感度を読み出し、振れ補正レンズ２７の目標駆動量ＳＦＴＤＲＶを算出する。

（ステップ４０５）流し撮りモードが選択されているので、ＳＷ２がＯＮ、つまり露光動作を選択されたか否かを判定する。ＳＷ２がＯＦＦであれば、ステップ４０６へ進み、ＳＷ２がＯＮされていれば、ステップ４０８へ進む。
（ステップ４０６）振れ補正レンズ２７の目標駆動量ＳＦＴＤＲＶに０を設定する。これは補正レンズ２７を電気的に中心保持状態にするためである。
（ステップ４０７）角速度センサＡ／Ｄ変換結果Ｗａｄとカメラから受信した被写体振れ速度データＶｏｂｊから、移動する被写体を正確に追従するための角速度Ｗｏｂｊを前述のように算出する。ここで、角速度センサ出力Ｗａｄは前述の式（３）のωに、被写体振れ速度データＶｏｂｊは式（３）のＶａに、角速度Ｗｏｂｊは式(３)のω_０に相当する。
（ステップ４０８）ＳＷ２ＯＮ、つまり撮影者が露光動作を選択したので、変動角速度ΔＷを算出する。変動角速度ΔＷは式（３）のω_ａに相当する。
（ステップ４０９）変動角速度ΔＷを積分し、変動角変位データを得る。
（ステップ４１０）ズーム位置、フォーカス位置に応じた防振敏感度を読み出し、振れ補正レンズ２７の目標駆動量ＳＦＴＤＲＶを算出する。このように、変動角速度ΔＷから算出されたに目標駆動量ＳＦＴＤＲＶに応じて振れ補正レンズ２７を駆動することで、被写体振れをキャンセルするように動作するので、流し撮り時の被写体振れが無くなり、きれいな流し撮り写真を撮影することが可能となる。

（ステップ４１１）像振れ補正レンズ２７の偏心量を検出する補正レンズエンコーダ３４の信号をＡ／Ｄ変換し、Ａ／Ｄ結果をレンズＭＰＵ２４内のＳＦＴＰＳＴで設定されるＲＡＭ領域に格納する。
（ステップ４１２）フィードバック演算（ＳＦＴＤＲＶ−ＳＦＴＰＳＴ）を行う。演算結果はレンズＭＰＵ２４内のＳＦＴ＿ＤＴで設定されるＲＡＭ領域に格納する。
（ステップ４１３）ループゲインＬＰＧ＿ＤＴとステップ４１２の演算結果ＳＦＴ＿ＤＴを乗算する。演算結果はレンズＭＰＵ２４内のＳＦＴ＿ＰＷＭで設定されるＲＡＭ領域に格納する。
（ステップ４１４）安定な制御系にするために位相補償演算を行う。
（ステップ４１５）ステップ４１４の演算結果をＰＷＭとしてレンズＭＰＵ２４のポートに出力し、像振れ補正割込みを終了する。その出力はＩＳ制御回路３２内のドライバー回路に入力し、リニアモータ３３によって像振れ補正レンズ２７が駆動され、像振れ補正が行われる。

以上のように、流し撮りモードが選択されたら、カメラシステム制御用ＭＰＵ７は露光動作前のエイミング中にカメラ本体１の測距手段９から得られた被写体振れ情報を交換レンズ２へ送信する。交換レンズ２では、レンズＭＰＵ２４が受信した被写体振れ情報と角速度センサ３５の角速度振れ情報から被写体移動速度に合った流し撮り角速度を算出する。露光動作に入ったら、レンズＭＰＵ２４が、算出した流し撮り角速度信号と、検出した角速度センサの信号の差をとり、その差、つまり被写体移動速度と流し撮り角速度の誤差を補正レンズ２７で補正する。
これにより、撮影者は、主被写体の振れがなく背景が流れているきれいな流し撮り写真を容易に撮影することが可能となる。

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
例えば、本実施例では、被写体振れ速度の検出をカメラの測距手段により行った例を示したが、クイックリターンミラーや光学ファインダ等が無く、電子ビューファインダで被写体像を観察するカメラでも同様の効果が得られる。この場合、撮像部１２により得られる被写体像から動きベクトルを検出することにより、被写体振れ速度を検出することができる。

本発明の一実施例に係るカメラシステムの構成を示すブロック図である。図１のシステムにおける、流し撮り撮影時の撮影状況とファインダ画像と測距センサ出力信号とを示す図である。図１のシステムにおける、きれいに流し撮りが行えている場合の被写体振れ速度と角速度センサ出力の時間変化を示す図である。本発明の比較例としての、きれいに流し撮りができていない場合の被写体振れ速度と角速度センサ出力の時間変化を示す図である。図１のシステムにおける、流し撮り撮影時の撮影状況を示す図である。図１のシステムのカメラ本体側の動作を示すフローチャートである。図１のシステムの交換レンズ側の動作を示すフローチャートである。図１のシステムの交換レンズ側の動作を示すフローチャートである。図１のシステムの像振れ補正の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１…カメラ本体、２…交換レンズ、３…クイックリターン主ミラー、７…カメラシステムＭＰＵ、８…サブミラー、１２…撮像部、１７…映像信号処理回路、１９…ＬＣＤ、２２…カメラ側インターフェース回路、２３…レンズ側インターフェース回路、２４…レンズＭＰＵ、２５…フォーカスレンズ、２６…ズームレンズ、２７…像振れ補正用レンズ、２９…フォーカス制御回路、３０…フォーカスレンズ駆動用モータ、３１…ズームエンコーダ、３２…像振れ補正制御回路、３３…像振れ補正レンズ駆動用モータ、３４…像振れ補正用レンズエンコーダ、３５…角速度センサ、３６…信号処理回路、３９…像振れ補正用スイッチ。

Claims

本体または撮影レンズに加わる振れを検出する第１の振れ検出手段と、撮影レンズを通過した被写体像を検出する被写体像検出手段と、前記被写体像検出手段の被写体像信号から被写体像の振れを検出する第２の振れ検出手段と、撮影レンズの光軸を偏心することのできる光軸偏心手段と、前記第１の振れ検出手段の検出結果と前記第２の振れ検出手段の検出結果から被写体移動速度を算出する信号処理手段と、前記算出した被写体移動速度と前記第１の振れ検出手段の検出結果の差に基づいて光軸偏心手段を偏心させる光軸偏心制御手段を有することを特徴とする撮像装置。
前記信号処理手段は、撮影準備中の前記第１の振れ検出手段の検出結果と前記第２の振れ検出手段の検出結果から前記被写体移動速度を算出し、前記光軸偏心制御手段は、露光中、前記算出した被写体移動速度と実時間における前記第１の振れ検出手段の検出結果との差に基づいて前記光軸偏心手段を偏心させることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記光軸偏心制御手段は、前記信号処理手段により算出された被写体移動速度と前記撮影レンズの焦点距離情報と測距された被写体距離情報とから流し撮り速度を算出し、前記第１の振れ検出手段の検出結果と前記流し撮り速度の差を算出し、この算出結果に基づいて光軸偏心手段を偏心させることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記信号処理手段は、撮影準備中の前記第１の振れ検出手段の検出結果と前記第２の振れ検出手段の検出結果から前記被写体移動速度を算出し、前記光軸偏心制御手段は、撮影準備中、前記信号処理手段により算出された被写体移動速度と前記撮影レンズの焦点距離情報と測距された被写体距離情報とから流し撮り速度を算出し、露光中、前記流し撮り速度と実時間における前記第１の振れ検出手段の検出結果との差を算出し、この算出結果に基づいて光軸偏心手段を偏心させることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記第１の振れ検出手段は回転振れ検出手段であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の撮像装置。
前記被写体像検出手段は、撮影レンズを通過した被写体像の焦点状態を検出する焦点検出手段であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の撮像装置。
前記被写体像検出手段は、撮影レンズを通過した被写体像を撮像する撮像手段であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の撮像装置。
カメラ本体と該カメラ本体に装着される交換レンズとを備えるカメラシステムであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の撮像装置。
請求項８に記載の交換レンズ。
請求項８に記載のカメラ本体。