JP2010224166A - デジタルカメラ及び交換レンズ - Google Patents

Abstract

【課題】レンズ駆動時に発生する機械的ガタによるレンズの芯ズレの影響を解消すること。
【解決手段】フォーカスレンズ２２の駆動に伴うレンズ内の機械的ガタによる芯ズレ量を記憶しておくズレ量記録メモリ２５を設け、フォーカスレンズの駆動時に発生する画像ズレを、該ズレ量記録メモリ２５に記憶された芯ズレ量に基づいて補正する。
【選択図】図１

Description

本発明は、デジタルカメラ及び交換レンズに関し、特に、ライブビュー表示が可能なデジタルカメラに関する。

レンズ一体型のコンパクトデジタルカメラでは、多機能、高画質化が進展するに伴い、光学ファインダと同じ様に、撮影時の画角の視認や、微妙なフォーカス調整といった操作を表示装置で行いたいという要求に対して、撮像素子上に結像している像を動画像の映像として、液晶モニタ等に表示するスルー画表示（以下、ライブビュー）機能を備えたデジタルカメラが普及している。また、近年では、コンパクトデジタルカメラだけでなく、レンズ交換式デジタル一眼レフカメラにおいても、このライブビュー機能を搭載したものも見られるようになってきている。

このライブビュー機能の動作は、通常、例えば図６（Ａ）に示すようにデジタルカメラ１００にて被写体２００を撮影しようとするとき、デジタルカメラ１００において、撮像素子から定期的な間隔で画素間引きあるいは画素加算などを行いながら電荷を読み出して画像信号を生成し、撮影における画角等を決定する為に、図６（Ｂ）に示すように最終的に液晶モニタ１０１等へ表示する動作である。

また、例えば特許文献１に開示されているように、液晶モニタ１０１等に表示されているライブビュー表示を拡大表示する機能をさらに備えた機種も増えてきている。これは、図６（Ｂ）に示すようにユーザが手動操作により拡大したい部分（拡大表示枠１０２の部分）を選ぶことで、図６（Ｃ）に示すように、その拡大表示枠１０２の部分を液晶モニタ１０１等の画面全体に拡大表示するものである。

このようなライブビュー機能を備えるデジタルカメラのオートフォーカス（以下、ＡＦと略記する。）には、コントラスト検出方式による焦点検出方法が採用されている。これは、「山登り法」として知られているように、合焦状態では高周波が多いことを利用して合焦させる方法である。一例として、撮像素子から得られた画像データの輝度データの高周波成分を累積加算したデータをＡＦ評価値として、各フォーカスレンズ位置ごとに比較し、最も大きなＡＦ評価値を出力するフォーカスレンズ位置を合焦位置とするものがある。最も大きなＡＦ評価値と判断するためには、最大値を越えて、ＡＦ評価値が下がった時点で初めて最大値が判別可能となる。このため、合焦位置へフォーカスレンズを駆動させるために、フォーカスレンズ駆動を反転させる必要がある。

しかしながら、レンズ内にはフォーカスレンズを駆動するギアのガタやカム溝とカムピンのガタ等の機械的ガタが存在するため、この機械的ガタの影響で、図７に示すように、フォーカスレンズを反転駆動させる際にレンズの芯位置のズレが発生する。なお、図７では、Ｘ座標をフォーカスレンズの位置、Ｙ座標をレンズ芯位置とし、Ｙ座標となる芯ズレは水平−垂直の２次元となるが説明を簡単にするため１次元として図示している。

このようなレンズ芯位置のズレにより、ライブビュー表示画像にも芯ズレが発生してしまい、これは特に図６（Ｃ）に示すように拡大表示時に顕著に表示されてしまう。即ち、あるフォーカス位置では破線の画像が得られたが、フォーカスレンズ駆動に伴い発生する機械的ガタの影響で、フォーカスレンズ反転駆動後には実線の画像となってしまう。矢印が機械的ガタに起因する画像のズレ量を示している。従って、レンズ駆動方向の反転時に、画像全体が急に移動するような表示となってしまう。

このような画像の芯ズレを、レンズ内で発生するガタに応じて補正しようとしても、そのようなレンズ内で発生するガタは、通常の手振れとは周波数や振幅も大きく異なるため、機械的手振れ補正検出回路では検出ができないため、画像を補正することが難しい。

そこで、特許文献２では、レンズ反転時には、ライブビュー表示を制限することで、画像の芯ズレをユーザに見せないようにすることが提案されている。

特開平５−２４４４７１号公報 特開２００５−１０２１９９号公報

しかしながら、上記特許文献２に開示されているような手法では、ライブビュー表示を常時表示とすることができない。

また、図７に示すように、反転時だけではなく一方向へのレンズ駆動時にも機械的ガタの影響によるレンズの芯位置のズレは発生し、特に、コンパクトカメラに比べ、レンズ交換式カメラでは、レンズの枚数も大きく重たいものが用いられ、レンズ内の機構も複雑であるため、レンズ駆動に伴う機械的ガタの累積量も大きくなる。従って、反転時だけではなく一方向へのレンズ駆動時にも機械的ガタの影響による画像の芯ズレが見え易くなっており、上記特許文献２に開示の手法ではこれに対処することができない。

さらに、レンズ駆動時の芯ズレによる影響は、ライブビュー表示だけではなく、動画像を記録する場合にも発生する。即ち、動画記録においては、ＭＰＥＧ等のデータ圧縮法により動画像データを圧縮して記録することで記録データ量を抑えるようにしている。この圧縮時に、フレーム間差分またはフィールド間差分から動ベクトル検出する機能に対して、フォーカスレンズの駆動に伴い発生する芯ズレ量が動ベクトル検索範囲外であった場合には、動ベクトルが検出できないためにフレーム間圧縮またはフィールド間圧縮ではなく、フレーム内またはフィールド内圧縮となり符号量が増えてしまうという問題点がある。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、レンズ駆動時に発生する機械的ガタによるレンズの芯ズレの影響を解消することが可能なデジタルカメラ及び交換レンズを提供することを目的とする。

本発明のデジタルカメラの一態様は、
フォーカスレンズを駆動するフォーカスレンズ駆動手段と、
上記フォーカスレンズの駆動に伴うレンズ内の機械的ガタによる芯ズレ量を記憶しておくメモリと、
上記フォーカスレンズの駆動時に発生する画像ズレを、上記メモリに記憶された芯ズレ量に基づいて補正する補正手段と、
を具備することを特徴とする。

また、本発明のデジタルカメラの別の態様は、
フォーカスレンズを駆動するフォーカスレンズ駆動手段と、
上記フォーカスレンズの駆動に伴うレンズ内の機械的ガタによる芯ズレ量を記憶しておくメモリと、
フレーム間またはフィールド間での動ベクトルを検出して動画像を圧縮する圧縮回路と、
上記フォーカスレンズの駆動時に、上記メモリに記憶された芯ズレ量を用いて上記圧縮回路における動ベクトルを制御する制御手段と、
を具備することを特徴とする。

また、本発明の交換レンズの一態様は、
フォーカスレンズを駆動するフォーカスレンズ駆動手段と、
上記フォーカスレンズの駆動に伴うレンズ内の機械的ガタによる芯ズレ量を記憶しておくメモリと、
上記フォーカスレンズの駆動時に、該交換レンズが装着されるカメラボディ側における撮像画像上に発生する画像ズレを、上記メモリに記憶された芯ズレ量に基づいて補正する補正手段と、
を具備することを特徴とする。

本発明によれば、レンズ駆動時に発生する機械的ガタによるレンズの芯ズレの影響を解消することが可能なデジタルカメラ及び交換レンズを提供することができる。

図１（Ａ）は、本発明の第１実施形態に係るデジタルカメラの構成を示す図であり、図１（Ｂ）は、本発明の第２実施形態に係るデジタルカメラの構成を示す図である。 図２は、第１実施形態に係るデジタルカメラのフォーカスレンズ駆動動作を説明するためのフローチャートを示す図である。 図３は、本発明の第３実施形態に係るデジタルカメラの構成を示す図である。 図４は、図３中の圧縮回路の構成を示す図である。 図５は、第３実施形態に係るデジタルカメラのフォーカスレンズ駆動動作を説明するためのフローチャートを示す図である。 図６（Ａ）は、デジタルカメラによる撮影状況を示す図であり、図６（Ｂ）は、ライブビュー表示の例を示す図であり、図６（Ｃ）は、ライブビュー表示の拡大表示の例を示す図である。 図７は、フォーカスレンズの駆動に伴うズレ量を模式的に示す図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面を参照して説明する。

［第１実施形態］
本第１実施形態は、フォーカスレンズの駆動に伴って発生する芯ズレを補正し、なめらかな画像を取得可能なデジタルカメラを提供しようとするものである。

本第１実施形態に係るデジタルカメラは、図１（Ａ）に示すように、ボディ部１０とレンズ部２０とからなるレンズ交換式デジタルカメラである。

上記レンズ部２０は、上記ボディ部１０に対して着脱自在に構成された交換レンズとして提供されるものであり、レンズＣＰＵ２１、フォーカスレンズ２２、通信部２３、フォーカス駆動部２４、ズレ量記録メモリ２５等を備える。

ここで、レンズＣＰＵ２１は、当該レンズ部２０内の各部を制御するものである。フォーカスレンズ２２は、被写体からの光束を結像する撮影光学系であり、通信部２３を介したボディ部１０から指示されたレンズ駆動量に従って、レンズＣＰＵ２１がフォーカス駆動部２４によって光軸方向に駆動することでフォーカスを調整できるようになっている。ズレ量記録メモリ２５は、図７に示す実線矢印部分を芯ズレ量として記録しているものであり、即ち、フォーカスレンズ位置に対する芯位置情報が、フォーカスレンズ駆動方向ごとに保持されている。このズレ量記録メモリ２５に記録された芯位置情報は、レンズＣＰＵ２１によって読み出され、通信部２３を介してボディ部１０に送信されるようになっている。また、レンズ部２０は、特に図示はしていないが、上記フォーカスレンズ２２のフォーカスレンズ位置を検出するフォーカスエンコーダを備え、その検出結果もレンズＣＰＵ２１から通信部２３を介してボディ部１０に送信される。

一方、ボディ部１０は、カメラＣＰＵ１１、撮像素子１２、画像処理回路１３、表示回路１４、表示部１５、手振れ補正駆動部１６、通信部１７等を備える。

ここで、カメラＣＰＵ１１は、当該ボディ部１０内の各部を制御するものである。撮像素子１２は、上記フォーカスレンズ２２を透過した被写体光を受光して、上記カメラＣＰＵ１１の制御の下に被写体像を映像信号に光電変換する。画像処理回路１３は、上記カメラＣＰＵ１１の制御の下に、上記撮像素子１２から定期的な間隔で画素間引きあるいは画素加算などを行いながら電荷を読み出して画像信号を生成し、ゲイン制御やサンプルホールド制御等の処理を施した後、Ａ／Ｄ変換して出力する。そして、表示回路１４は、そのＡ／Ｄ変換された画像信号を記憶するメモリを備え、上記カメラＣＰＵ１１の制御の下に、該メモリに記憶された画像信号を読み出し、Ｄ／Ａ変換して液晶モニタ等の表示部１５に表示することで、ライブビュー表示を行う。また、カメラＣＰＵ１１は、図示しない操作部材によってユーザが指示した倍率でユーザが指定した部分の画像を表示するよう、画像処理回路１３または表示回路１４を制御する。例えば、拡大表示方式が、表示のみ変更するデジタル拡大方式の場合には、拡大する部分の画素を連続的に複数回読み出すよう表示回路１４を制御する。また、拡大表示方式が、撮像素子１２の読み出し方法まで変更する拡大方式の場合には、撮像素子１２から拡大する部分の画素の電荷をそのまま読み出す画素等倍読み出しを行うよう画像処理回路１３を制御する。

手振れ補正駆動部１６は、加速度センサや角速度センサといった図示しない機械的手振れ補正検出回路で検出した手振れに応じて、撮像素子１２を手振れを相殺する方向に移動させる等、光学的に手振れを補正するものである。また、通信部１７を介して取得した上記レンズ部２０のズレ量記録メモリ２５に記録されている芯位置情報に基づいてカメラＣＰＵ１１にて演算された芯ズレ量に応じて、レンズの芯ズレによる影響を解消するよう撮像素子１２を移動させる。

また、ボディ部１０は、特に図示はしていないが、上記撮像素子１２で撮像した画像からＡＦ評価値を求めるＡＦ評価値演算部と、このＡＦ評価値演算部１１５での演算結果に基づいて合焦位置を演算する合焦位置演算部とを備える。ＡＦ評価値演算部は、撮像素子１２で撮像した画像を取り込むためのフレームメモリを備え、該フレームメモリに取り込んだ現画面の画像より鮮鋭度抽出を行うことで、例えば、ハイパスフィルタを通した積算値を演算することで、ＡＦ評価値を求める。また、合焦位置演算部は、カメラＣＰＵ１１を介して与えられる上記レンズ部２０からのフォーカス位置と上記ＡＦ評価値演算部で演算された複数のＡＦ評価値（現在までのＡＦ評価値）とを格納する内部ＲＡＭを備え、それら２つの情報を用いて、例えば過去３点の情報から補間演算して合焦位置（合焦ピーク）を推定する。そして、現在のフォーカス位置と推定した合焦位置との差分（デフォーカス量）をカメラＣＰＵ１１を介してレンズ部２０に送信することで、レンズ部２０のレンズＣＰＵ２１は、その送信されてきたデフォーカス量に基づきフォーカス駆動部２４によりレンズ駆動を行うこととなる。

なお、レリーズボタン操作による撮影要求がなされた際には、画像処理回路１３は、上記カメラＣＰＵ１１の制御の下に、上記撮像素子１２から全ての電荷を画素等倍で読み出して画像信号を生成し、ゲイン制御やサンプルホールド制御等の処理を施した後、Ａ／Ｄ変換して出力する。そして、そのＡ／Ｄ変換された画像信号に、不図示の圧縮回路により上記カメラＣＰＵ１１の制御の下に、ＪＰＥＧ等の所定の圧縮処理を施して、ボディ部１０に内蔵又は着脱自在な不図示の記録部に記録する。

次に、上記のような構成のデジタルカメラにおけるフォーカスレンズ駆動動作を、図２に示すフローチャートを参照して説明する。

フォーカスレンズ位置の任意の２点間で発生する芯位置のズレ量は、対応する２点位置に対する芯位置情報をズレ量記録メモリから読み出し、差分をとれば良い。そして、この差分値を元に画像の補正を行なう。

即ち、まず、現在のフォーカスレンズ位置を取得する（ステップＳ１１）。これは、カメラＣＰＵ１１より、通信部１７を介してレンズ部２０のレンズＣＰＵ２１に現在のフォーカスレンズ位置の取得要求を送信し、レンズＣＰＵ２１がそれに応じて、不図示のフォーカスエンコーダによって検出したフォーカスレンズ位置を通信部２３を介して返信することによって行われる。その後、現在フォーカスレンズ位置における芯位置情報をズレ量記録メモリ２５から取得する（ステップＳ１２）。即ち、カメラＣＰＵ１１より、通信部１７を介してレンズ部２０のレンズＣＰＵ２１に芯位置情報の取得要求を送信し、レンズＣＰＵ２１がそれに応じて、不図示のフォーカスエンコーダによって検出した現在のフォーカスレンズ位置における芯位置情報をズレ量記録メモリ２５から読み出し、通信部２３を介して返信する。

その後、カメラＣＰＵ１１は、駆動要求待ち、つまり図示しない合焦位置演算部からのデフォーカス量の送信要求待ちとなる（ステップＳ１３）。

ここで、駆動要求があると、カメラＣＰＵ１１は、デフォーカス量より駆動方向及び駆動量を取得して（ステップＳ１４、ステップＳ１５）、駆動後のフォーカスレンズ位置を演算する（ステップＳ１６）。そして、その駆動後のフォーカスレンズ位置における芯位置情報をズレ量記録メモリ２５から取得する（ステップＳ１７）。即ち、カメラＣＰＵ１１より、通信部１７を介してレンズ部２０のレンズＣＰＵ２１に、演算した駆動後のフォーカスレンズ位置における芯位置情報の取得要求を送信し、レンズＣＰＵ２１がそれに応じて、該駆動後のフォーカスレンズ位置における芯位置情報をズレ量記録メモリ２５から読み出し、通信部２３を介して返信する。

その後、カメラＣＰＵ１１は、上記ステップＳ１２で取得した現在のフォーカスレンズ位置における芯位置情報と、このステップＳ１７で取得した駆動後のフォーカスレンズ位置における芯位置情報との差分を取ることで、芯ズレ量を演算する（ステップＳ１８）。そして、上記デフォーカス量を通信部１７を介してレンズ部２０に送信することでフォーカスレンズ２２のレンズ駆動を行うと同時に、手振れ補正駆動部１６によりその演算した芯ズレ量に応じてレンズの芯ズレによる影響を解消するように撮像素子１２を移動する画像ズレ補正を行う（ステップＳ１９）。

以上のように、本第１実施形態によれば、フォーカスレンズ２２を駆動するフォーカスレンズ駆動手段として機能するレンズＣＰＵ２１及びフォーカス駆動部２４と、上記フォーカスレンズの駆動に伴うレンズ内の機械的ガタによる芯ズレ量を記憶しておくメモリとして機能するズレ量記録メモリ２５と、上記フォーカスレンズの駆動時に発生する画像ズレを、上記メモリに記憶された芯ズレ量に基づいて補正する補正手段として機能するカメラＣＰＵ１１及び手振れ補正駆動部１６と、を備えるようにしたので、レンズ駆動時に発生する機械的ガタによるレンズの芯ズレの影響を解消することが可能なデジタルカメラを提供することかできる。

特に、コントラスト検出方式による焦点検出の際に、フォーカスレンズ２２の駆動で発生する機械的ガタの影響を受ける画像の芯ズレを補正することができ、なめらかな画像を取得することができる。よって、フォーカスレンズの反転駆動時は勿論のこと、一方向への駆動においても、表示画像の芯ズレが無いライブビュー表示を行うことができる。

また、上記補正手段は、手振れを補正する手振れ補正手段として機能する手振れ補正駆動部１６を含み、上記メモリに記憶された芯ズレ量に基づいて上記手振れ補正手段を動作させることで、上記画像ズレを補正するようにしたので、カメラが既に有しているハードウェア又はソフトウェアを有効に利用できる。

なお、上記手振れ補正手段は、撮像素子１２を機械的に移動させることで手振れ補正を行うものに限定するものではなく、撮像素子１２で撮像された画像の表示部１５への表示位置を移動する電子的手振れ補正手段であっても構わない。

また、ズレ量記録メモリ２５は、レンズ部２０内ではなくてボディ部１０内に設けても良い。この場合、様々なレンズ部２０に対応可能なように、多数のレンズ部２０における芯ズレ量を記録しておくことが望ましい。勿論、ネットワークを通じて通信によりズレ量記録メモリ２５に任意のレンズ部２０の芯ズレ量をダウンロード記録できるようにしても良い。

また、ズレ量記録メモリ２５に記録する芯ズレ量についても、フォーカスレンズ駆動方向ごとの、フォーカスレンズ位置に対する芯位置情報という、直接機械的なズレ量として記述したが、ズレ量に対応する撮像素子１２の画素数をデータとして記録しておくようにしても良い。

さらに、ズームレンズなどでは焦点距離を考慮したデータとすることも可能である。また、絞りを考慮したデータとしても良い。さらには、姿勢差を考慮したデータとしても良いし、温度情報を考慮したデータとしても良い。

［第２実施形態］
本第２実施形態に係るデジタルカメラは、図１（Ｂ）に示すように、ボディ部１０とレンズ部２０とからなるレンズ交換式デジタルカメラである。

上記レンズ部２０は、上記ボディ部１０に対して着脱自在に構成された交換レンズとして提供されるものであり、レンズＣＰＵ２１、フォーカスレンズ２２、通信部２３、フォーカス駆動部２４、ズレ量記録メモリ２５、手振れ補正レンズ２６、手振れ補正駆動部２７等を備える。

ここで、レンズＣＰＵ２１は、フォーカスレンズ２２、通信部２３、フォーカス駆動部２４及びズレ量記録メモリ２５は、上記第１実施形態と同様のものであるので、ここではその説明を省略する。手振れ補正レンズ２６は、フォーカスレンズ２２の光軸上に配置され、図示しない機械的手振れ補正検出回路で検出した手振れに応じたレンズＣＰＵ２１の制御の下、手振れ補正駆動部２７によって手振れを相殺する方向に移動されるようになっている。

一方、ボディ部１０は、カメラＣＰＵ１１、撮像素子１２、画像処理回路１３、表示回路１４、表示部１５、通信部１７等を備える。これらは、上記第１実施形態と同様のものであるので、ここではその説明を省略する。

このような構成のデジタルカメラでは、ボディ部１０から送信されてくるデフォーカス量に基づいて、レンズＣＰＵ２１が芯ズレ量を演算し、レンズ駆動及び画像ズレ補正を実施する。

従って、本第２実施形態によれば、フォーカスレンズ２２を駆動するフォーカスレンズ駆動手段として機能するレンズＣＰＵ２１及びフォーカス駆動部２４と、上記フォーカスレンズの駆動に伴うレンズ内の機械的ガタによる芯ズレ量を記憶しておくメモリとして機能するズレ量記録メモリ２５と、上記フォーカスレンズの駆動時に発生する画像ズレを、上記メモリに記憶された芯ズレ量に基づいて補正する補正手段として機能するレンズＣＰＵ２１、手振れ補正レンズ２６及び手振れ補正駆動部２７と、を備えるようにしたので、レンズ駆動時に発生する機械的ガタによるレンズの芯ズレの影響を解消することが可能なデジタルカメラを提供することができる。

特に、コントラスト検出方式による焦点検出の際に、フォーカスレンズ２２の駆動で発生する機械的ガタの影響を受ける画像の芯ズレを補正することができ、なめらかな画像を取得することができる。よって、フォーカスレンズの反転駆動時は勿論のこと、一方向への駆動においても、表示画像の芯ズレが無いライブビュー表示を行うことができる。

また、上記補正手段は、手振れを補正する手振れ補正手段として機能する手振れ補正駆動部２７を含み、上記メモリに記憶された芯ズレ量に基づいて上記手振れ補正手段を動作させることで、上記画像ズレを補正するようにしたので、交換レンズであるレンズ部２０が既に有しているハードウェア又はソフトウェアを有効に利用できる。

さらに、本第２実施形態によれば、フォーカスレンズ２２を駆動するフォーカスレンズ駆動手段として機能するレンズＣＰＵ２１及びフォーカス駆動部２４と、上記フォーカスレンズの駆動に伴うレンズ内の機械的ガタによる芯ズレ量を記憶しておくメモリとして機能するズレ量記録メモリ２５と、上記フォーカスレンズの駆動時に、該交換レンズが装着されるボディ部１０側における撮像画像上に発生する画像ズレを、上記メモリに記憶された芯ズレ量に基づいて補正する補正手段として機能するレンズＣＰＵ２１、手振れ補正レンズ２６及び手振れ補正駆動部２７と、を備えるようにしたので、レンズ駆動時に発生する機械的ガタによるレンズの芯ズレの影響を解消することが可能な交換レンズを提供することができる。

特に、コントラスト検出方式による焦点検出の際に、フォーカスレンズ２２の駆動で発生する機械的ガタの影響を受ける画像の芯ズレを補正することができ、なめらかな画像を取得することができる交換レンズを提供することができる。よって、フォーカスレンズの反転駆動時は勿論のこと、一方向への駆動においても、表示画像の芯ズレが無いライブビュー表示を行うことができる。

また、上記補正手段は、光学的に手振れを補正する手振れ補正手段として機能する手振れ補正レンズ２６及び手振れ補正駆動部２７を含み、上記メモリに記憶された芯ズレ量に基づいて上記手振れ補正手段を動作させることで、上記画像ズレを補正するようにしたので、交換レンズであるレンズ部２０が既に有しているハードウェア又はソフトウェアを有効に利用できる。

なお、ズレ量記録メモリ２５は、レンズ部２０内ではなくてボディ部１０内に設け、通信部１７によりカメラＣＰＵ１１からデフォーカス量と共に芯ズレ量を通信する構成とすれば良い。またこの場合、様々なレンズ部２０に対応可能なように、ズレ量記録メモリ２５には、多数のレンズ部２０における芯ズレ量を記録しておくことが望ましい。勿論、ネットワークを通じて通信によりズレ量記録メモリ２５に任意のレンズ部２０の芯ズレ量をダウンロード記録できるようにしても良い。

また、上記第１実施形態と同様、ズレ量記録メモリ２５に記録する芯ズレ量を、ズレ量に対応する撮像素子１２の画素数をデータとして記録しておくようにしても良いし、ズームレンズなどでは焦点距離を考慮したデータとすることも可能であり、また、絞りを考慮したデータとしても良いし、姿勢差を考慮したデータとしても良いし、温度情報を考慮したデータとしても良い。

［第３実施形態］
本第３実施形態は、フレーム間差分またはフィールド間差分から動ベクトル検出する機能に対して、フォーカスレンズの駆動に伴い発生する芯ズレ量が動ベクトル検索範囲外であっても、動ベクトルを供給可能とするデジタルカメラを提供しようとするものである。

本第３実施形態に係るデジタルカメラは、図３に示すように、ボディ部１０とレンズ部２０とからなるレンズ交換式デジタルカメラであり、動画記録機能を備えている。

上記レンズ部２０は、上記ボディ部１０に対して着脱自在に構成された交換レンズとして提供されるものであり、レンズＣＰＵ２１、フォーカスレンズ２２、通信部２３、フォーカス駆動部２４、ズレ量記録メモリ２５等を備える。これら各部は、上記第１実施形態と同様のものであるので、その説明は省略する。

一方、ボディ部１０は、カメラＣＰＵ１１、撮像素子１２、画像処理回路１３、表示回路１４、表示部１５、通信部１７、圧縮回路１８、記録部１９等を備える。

ここで、カメラＣＰＵ１１、撮像素子１２、画像処理回路１３、表示回路１４、表示部１５及び通信部１７は、上記第１実施形態で説明したものと同様であり、よって、その説明は省略する。圧縮回路１８は、上記カメラＣＰＵ１１の制御の下に、画像処理回路１３からの画像データをＭＰＥＧ等のフレーム間またはフィールド間での動ベクトルを検出して圧縮し、該ボディ部１０に内蔵又は着脱自在なメモリである記録部１９に記録する。

上記圧縮回路１８は、図４に示すように、動き検出部１８１、メモリ１８２、動き補償部１８３、変換部１８４、量子化部１８５、符号化部１８６、逆量子化部１８７、逆変換部１８８、スイッチＳＷ１、等を備える。

ＭＰＥＧ符号化方式としてフレーム間予測符号化方式を例に説明すると、予測符号化には、フレーム間予測を用い、動き処理ではフレーム間の動き検出及び動き補償を用いる。また、変換符号化では離散余弦変換（ＤＣＴ）が行われる。符号割当では、予測差分データは２次元ハフマン符号による可変長符号化（ＶＬＣ）、また動きベクトルデータはハフマン符号による可変長符号化が行われる。

入力された画像データは、フレーム単位に動き検出部１８１及び変換部１８４へ送られる。動き検出部１８１では、入力画像データとメモリ１８２に格納されている予測用参照画像から動きベクトルを検出する。その動きベクトルは、スイッチＳＷ１を介して動き補償部１８３及び符号化部１８６に送られる。動き補償部１８３では、上記メモリ１８２に格納されている予測用参照画像をこの動きベクトルにより動き補償することで、予測画像を生成する。この予測画像は変換部１８４に送られ、上記入力画像との差分が取られ、その差分データに対してＤＣＴが行われる。そして、このＤＣＴ出力に対して量子化部１８５で量子化が行われた後に、符号化部１８６にて２次元ハフマン符号が割当てられる。動き検出部１８１からの動きベクトルデータもハフマン符号が割当てられ、両データは多重化されて、ビットストリームとして出力される。

一方、量子化部１８５の量子化出力データは、逆量子化部１８７で逆量子化され、逆変換部１８８にて逆ＤＣＴされることで、差分データが復元される。そして、動き補償部１８３にて、この復元された差分データと上記予測画像との和により新しい予測用参照画像が生成され、メモリ１８２に格納される。このメモリ１８２に格納された新しい予測用参照画像は、次回の予測符号化に用いられる。

また、本実施形態においては、フォーカスレンズの駆動に伴い発生する芯ズレ量が動ベクトル検索範囲外であった場合には、動き検出部１８１にて動ベクトルが検出できないため、上記スイッチＳＷ１がカメラＣＰＵ１１からの制御信号により切り替えられて、上記動き補償部１８３及び符号化部１８６に、動きベクトルの代わりにカメラＣＰＵ１１からの補正データを供給するようになっている。

次に、上記のような構成のデジタルカメラにおけるフォーカスレンズ駆動動作を、図５に示すフローチャートを参照して説明する。

即ち、まず、現在のフォーカスレンズ位置を取得する（ステップＳ２１）。これは、カメラＣＰＵ１１より、通信部１７を介してレンズ部２０のレンズＣＰＵ２１に現在のフォーカスレンズ位置の取得要求を送信し、レンズＣＰＵ２１がそれに応じて、不図示のフォーカスエンコーダによって検出したフォーカスレンズ位置を通信部２３を介して返信することによって行われる。その後、現在フォーカスレンズ位置における芯位置情報をズレ量記録メモリ２５から取得する（ステップＳ２２）。即ち、カメラＣＰＵ１１より、通信部１７を介してレンズ部２０のレンズＣＰＵ２１に芯位置情報の取得要求を送信し、レンズＣＰＵ２１がそれに応じて、不図示のフォーカスエンコーダによって検出した現在のフォーカスレンズ位置における芯位置情報をズレ量記録メモリ２５から読み出し、通信部２３を介して返信する。

その後、カメラＣＰＵ１１は、駆動要求待ち、つまり図示しない合焦位置演算部からのデフォーカス量の送信要求待ちとなる（ステップＳ２３）。

ここで、駆動要求があると、カメラＣＰＵ１１は、デフォーカス量より駆動方向及び駆動量を取得して（ステップＳ２４、ステップＳ２５）、駆動後のフォーカスレンズ位置を演算する（ステップＳ２６）。そして、その駆動後のフォーカスレンズ位置における芯位置情報をズレ量記録メモリ２５から取得する（ステップＳ２７）。即ち、カメラＣＰＵ１１より、通信部１７を介してレンズ部２０のレンズＣＰＵ２１に、演算した駆動後のフォーカスレンズ位置における芯位置情報の取得要求を送信し、レンズＣＰＵ２１がそれに応じて、該駆動後のフォーカスレンズ位置における芯位置情報をズレ量記録メモリ２５から読み出し、通信部２３を介して返信する。

その後、カメラＣＰＵ１１は、上記ステップＳ１２で取得した現在のフォーカスレンズ位置における芯位置情報と、このステップＳ１７で取得した駆動後のフォーカスレンズ位置における芯位置情報との差分を取ることで、芯ズレ量を演算する（ステップＳ２８）。そして、その演算した芯ズレ量が動ベクトル検索範囲外であるか否かを判別する（ステップＳ２９）。ここで、演算した芯ズレ量が動ベクトル検索範囲内であれば、上記スイッチＳＷ１を動き検出部１８１側にする（ステップ３０）。これは、上記スイッチＳＷ１へ動き検出部１８１側に切り替える制御信号を供給することにより行う。

これに対して、演算した芯ズレ量が動ベクトル検索範囲外である場合には、上記スイッチＳＷ１を補正データ側にする（ステップ３１）。これは、上記スイッチＳＷ１へ補正データ側に切り替える制御信号を供給することにより行う。そして、補正データを圧縮回路１８へ供給することで、動き補償部１８３及び符号化部１８６へ入力する。

以上のように、本第３実施形態によれば、フォーカスレンズ２２を駆動するフォーカスレンズ駆動手段として機能するレンズＣＰＵ２１及びフォーカス駆動部２４と、上記フォーカスレンズの駆動に伴うレンズ内の機械的ガタによる芯ズレ量を記憶しておくメモリとして機能するズレ量記録メモリ２５と、フレーム間またはフィールド間での動ベクトルを検出して動画像を圧縮する圧縮回路１８と、上記フォーカスレンズの駆動時に、上記メモリに記憶された芯ズレ量を用いて上記圧縮回路における動ベクトルを制御する制御手段として機能するカメラＣＰＵ１１を備えるようにしたことにより、レンズ駆動時に発生する機械的ガタによるレンズの芯ズレの影響を解消することが可能なデジタルカメラを提供することができる。

特に、フレーム間差分またはフィールド間差分から動ベクトル検出する機能に対して、フォーカスレンズの駆動に伴い発生する芯ズレ量が動ベクトル検索範囲外であっても、動ベクトルを供給可能となる。

さらには、動ベクトル検出範囲外であっても検出可能となるので、そのような場合には、動き検出部１８１を停止させれば、省電力化も可能となる。

また、ズレ量記録メモリ２５は、レンズ部２０内ではなくてボディ部１０内に設けても良い。この場合、様々なレンズ部２０に対応可能なように、多数のレンズ部２０における芯ズレ量を記録しておくことが望ましい。勿論、ネットワークを通じて通信によりズレ量記録メモリ２５に任意のレンズ部２０の芯ズレ量をダウンロード記録できるようにしても良い。

また、ズレ量記録メモリ２５に記録する芯ズレ量についても、フォーカスレンズ駆動方向ごとの、フォーカスレンズ位置に対する芯位置情報という、直接機械的なズレ量として記述したが、ズレ量に対応する撮像素子１２の画素数をデータとして記録しておくようにしても良い。

さらに、ズームレンズなどでは焦点距離を考慮したデータとすることも可能である。また、絞りを考慮したデータとしても良い。さらには、姿勢差を考慮したデータとしても良いし、温度情報を考慮したデータとしても良い。

以上実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。

例えば、上記第１又は第２の実施形態と上記第３実施形態とを組み合わせたデジタルカメラを構成するようにしても良い。

また、上記第１乃至第３実施形態は、レンズ交換式デジタルカメラを例に説明したが、コンパクトカメラなどのレンズ一体型デジタルカメラにも適用可能なことは勿論である。

なお、画像の芯ズレを補正する対象は、レンズの芯ズレだけではなく、レンズ位置に依存して変化する歪の補正なども対象とすることも可能である。

さらには、フォーカスレンズに対してだけではなくズームレンズや絞りの機械的ガタを要因として発生する芯ズレの影響についても同様に対処可能なのは明らかである。

１０…ボディ部、 １１…カメラＣＰＵ、 １２…撮像素子、 １３…画像処理回路、 １４…表示回路、 １５…表示部、 １６…手振れ補正駆動部、 １７…通信部、 １８…圧縮回路、 １９…記録部、 ２０…レンズ部、 ２１…レンズＣＰＵ、 ２２…フォーカスレンズ、 ２３…通信部、 ２４…フォーカス駆動部、 ２５…ズレ量記録メモリ、 ２６…手振れ補正レンズ、 ２７…手振れ補正駆動部、 １８１…動き検出部、 １８２…メモリ、 １８３…動き補償部、 １８４…変換部、 １８５…量子化部、 １８６…符号化部、 １８７…逆量子化部、 １８８…逆変換部、 ＳＷ１…スイッチ。

Claims (5)

1. フォーカスレンズを駆動するフォーカスレンズ駆動手段と、
   上記フォーカスレンズの駆動に伴うレンズ内の機械的ガタによる芯ズレ量を記憶しておくメモリと、
   上記フォーカスレンズの駆動時に発生する画像ズレを、上記メモリに記憶された芯ズレ量に基づいて補正する補正手段と、
   を具備することを特徴とするデジタルカメラ。
2. 上記補正手段は、手振れを補正する手振れ補正手段を含み、上記メモリに記憶された芯ズレ量に基づいて上記手振れ補正手段を動作させることで、上記画像ズレを補正すること特徴とする請求項１に記載のデジタルカメラ。
3. フォーカスレンズを駆動するフォーカスレンズ駆動手段と、
   上記フォーカスレンズの駆動に伴うレンズ内の機械的ガタによる芯ズレ量を記憶しておくメモリと、
   フレーム間またはフィールド間での動ベクトルを検出して動画像を圧縮する圧縮回路と、
   上記フォーカスレンズの駆動時に、上記メモリに記憶された芯ズレ量を用いて上記圧縮回路における動ベクトルを制御する制御手段と、
   を具備することを特徴とするデジタルカメラ。
4. フォーカスレンズを駆動するフォーカスレンズ駆動手段と、
   上記フォーカスレンズの駆動に伴うレンズ内の機械的ガタによる芯ズレ量を記憶しておくメモリと、
   上記フォーカスレンズの駆動時に、該交換レンズが装着されるカメラボディ側における撮像画像上に発生する画像ズレを、上記メモリに記憶された芯ズレ量に基づいて補正する補正手段と、
   を具備することを特徴とする交換レンズ。
5. 上記補正手段は、光学的に手振れを補正する手振れ補正手段を含み、上記メモリに記憶された芯ズレ量に基づいて上記手振れ補正手段を動作させることで、上記画像ズレを補正すること特徴とする請求項４に記載の交換レンズ。

Images