JP2015194687A - 撮像装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】本開示の撮像装置は、レンズ交換可能な撮像装置において、カメラ本体と交換レンズの両方に像振れ補正機能を有する場合に、より効果的に像振れ補正を実現する撮像装置を提供する。【解決手段】本開示の撮像装置は、カメラ本体と交換レンズと、を備え、カメラ本体は、被写体像を撮像する撮像素子と、撮像素子を光軸に直交する平面で駆動する撮像素子駆動部と、撮像素子と一体に駆動され、光軸に直交する平面の位置を測定するセンサと、カメラ本体のぶれを検知するぶれ検知部と、ぶれ検知部で検知したぶれを、撮像素子駆動部を駆動させることで補正する第1のぶれ補正部と、を含み、交換レンズは、光路を調節してぶれを補正するぶれ補正レンズと、ぶれ補正レンズを光軸に直交する平面で駆動するぶれ補正レンズ駆動部と、カメラ本体の前記センサで測定した位置に基づくぶれを、ぶれ補正レンズ駆動部を駆動させることで補正する第2のぶれ補正部と、を含む。【選択図】図1

Description

本開示は、撮像素子を備える撮像装置に関する。
鮮明な撮像画像の取得を目的として、撮像時における光学像の振れを補正する機構(以下、像振れ補正機構)を有する撮像装置が広く用いられている。
このような像振れ補正機構は、光学レンズの一部または全部を、光軸に垂直な面内または、光軸に対する傾き方向に補正駆動する光学式手振れ補正機構と、撮像素子を光軸に垂直な面内で補正駆動する撮像素子駆動式手振れ補正機構がある。レンズ一体型撮像装置では、撮像装置の性能に応じて、光学式手振れ補正機構と撮像素子駆動式手振れ補正機構のどちらか一方の方式を採用している。レンズ交換可能な撮像装置では、メーカーの設計思想によって、光学式手振れ補正機構か撮像素子駆動式手振れ補正機構を採用している(例えば、特許文献1および、特許文献2参照)。
特開2010−107709号公報 特開2012−48215号公報
レンズ交換可能な撮像装置において、カメラ本体と交換レンズの両方に像振れ補正機構を有する場合、それぞれが独立して像振れ補正を行うと、補正動作の相違の発生や、補正残りが生じてしまう可能性がある。
そこで本開示は、レンズ交換可能な撮像装置において、カメラ本体と交換レンズの両方に像振れ補正機能を有する場合に、より効果的に像振れ補正を実現する撮像装置を提供する。
本開示の撮像装置は、カメラ本体と交換レンズと、を備え、カメラ本体は、被写体像を撮像する撮像素子と、撮像素子を光軸に直交する平面で駆動する撮像素子駆動部と、撮像素子と一体に駆動され、光軸に直交する平面の位置を測定するセンサと、カメラ本体のぶれを検知するぶれ検知部と、ぶれ検知部で検知したぶれを、撮像素子駆動部を駆動させることで補正する第1のぶれ補正部と、を含み、交換レンズは、光路を調節してぶれを補正するぶれ補正レンズと、ぶれ補正レンズを光軸に直交する平面で駆動するぶれ補正レンズ駆動部と、カメラ本体の前記センサで測定した位置に基づくぶれを、ぶれ補正レンズ駆動部を駆動させることで補正する第2のぶれ補正部と、を含む。
本開示の撮像装置は、レンズ交換可能な撮像装置のカメラボディと交換レンズの両方に像振れ補正機能を有する場合に、より効果的に像振れ補正を実現することができる。
図1は、実施の形態1に係る撮像装置の概略構成図である。 図2は、図1の撮像装置のうち、ぶれ補正動作に係る構成を中心に取り出した図である。 図3は、実施の形態1に係るぶれ補正を説明する図である。
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために、提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。
(実施の形態1)
以下、図1〜3を用いて、実施の形態1を説明する。
[1.構成]
[1−1:撮像装置の構成]
図1は、実施の形態1における撮像装置100の構成図である。撮像装置100は、レンズ交換式のデジタルカメラである。
撮像装置100は、カメラ本体101と、交換レンズ102で構成される。交換レンズ102は、カメラ本体101に取り外し可能に装着される。
カメラ本体101は、ボディマウント103、撮像センサ104、シャッターユニット105、ボディマイコン106、シャッター制御部107、撮像センサ制御部108、アナログフロントエンド(AFE:Analog Front End)109、画像表示部110、メモリスロット111、ぶれ補正部112、ぶれ検知部113と不揮発性メモリ114で構成される。
交換レンズ102は、カメラ本体101の撮像センサ104に被写体の光学像を結像する。交換レンズ102は、レンズマウント115、フォーカスレンズ群116、フォーカスレンズ群駆動部117、絞り118、絞り駆動部119、ぶれ補正レンズ120、ぶれ補正部121、レンズマイコン122、不揮発性メモリ123とぶれ検知部124で構成される。
[1−2:カメラ本体の構成]
まず、カメラ本体101の構成について説明する。
ボディマウント103は、交換レンズ102のレンズマウント115と相俟って、カメラ本体101と交換レンズ102を機械的及び電気的に接続するための接続部材である。カメラ本体101と交換レンズ102が機械的及び電気的に接続されると、ボディマイコン106とレンズマイコン122は通信可能な状態となる。ボディマウント103は、ボディマイコン106から受信した露光同期信号やその他制御信号を、レンズマウント115を介してレンズマイコン122に通知する。また、ボディマウント103は、レンズマウント115を介してレンズマイコン122から受信した信号をボディマイコン106に通知する。
撮像センサ104は、交換レンズ102を介して入射される被写体像を撮像して、画像データを生成する。生成された画像情報は、AFE109でアナログ形式のデータからデジタル形式のデータに変換される。AFE109でデジタル形式のデータに変換された画像データは、ボディマイコン106で各種の画像処理が施される。各種の画像処理とは、例えば、ガンマ補正処理、ホワイトバランス補正処理、キズ補正処理、YC変換処理、電子ズーム処理、圧縮処理、静止画ファイル生成、動画ファイル生成等である。
撮像センサ104は、撮像素子として例えば、CCD(Charge Coupled Device)イメージセンサやCMOS(Complementary Metal−Oxide Semiconductor)イメージセンサなどを用いる。
撮像センサ104は、光軸xに直交する平面で駆動する撮像センサ駆動部104aと、撮像センサ104と一体に駆動される加速度センサ104bと、撮像センサ104の移動量を検出する移動量検出部104cを含む。本実施の形態において、加速度センサ104bは、光軸xに直交する平面の水平方向及び垂直方向の2方向を検出するために、2個の加速度センサを備えている。加速度センサ104bで検出された加速度信号は、ボディマイコン106に出力される。移動量検出部104cは、撮像センサ104の実際の移動量を検出する検出部である。
ぶれ補正部112は、撮像センサ104の駆動を制御し、移動量検出部104cと共に撮像センサ104を駆動制御するための帰還制御ループを形成している。
ぶれ検知部113は、手振れなどに起因するカメラ本体101の動きを検出する角速度センサを備える。この角速度センサは、カメラ本体101が静止している状態での出力を基準として、カメラ本体101が動く方向に応じて正負の角速度信号をボディマイコン106へ出力する。本実施の形態では、ヨーイング方向及びピッチング方向の2方向を検出するために2個の角速度センサを設けている。
撮像センサ制御部108は、ボディマイコン106からの制御信号に基づいて、撮像センサ104の動作を制御する。
シャッターユニット105は、撮像センサ104に対して被写体側に配置され、撮像センサ104の露光状態を調節する。シャッターユニット105は、交換レンズ102からの被写体光を遮蔽し、あるいは、透過することにより、撮像センサ104を露光する時間を調節する。シャッターユニット105は、例えば、幕を有するフォーカルプレーンシャッターである。
シャッター制御部107は、ボディマイコン106からの制御信号に基づいてシャッターユニット105の駆動を制御する。
メモリスロット111は、図示しないメモリが着脱可能に装着される。ボディマイコン106は、メモリスロット111に装着されたメモリに記録されている画像データまたは動画データ等を読み出す。また、ボディマイコン106は、生成された画像データまたは動画データ等をメモリスロット111に装着されたメモリに記録する。メモリスロット111は、例えば、カード型記録媒体等のメモリを装着する。
なお、メモリスロット111に装着されたメモリの代わりに、不揮発性メモリ114を用いてもよい。
画像表示部110は、画像データを可視画像として表示する。また、画像表示部110は、ライブビュー画像を表示する。さらに、画像表示部110は、カメラ本体101の状態、撮影条件等の各種情報を表示する。ライブビュー画像とは、撮像センサ104により撮影される画像を、画像表示部110に逐次表示される画像である。言い換えると、ライブビュー画像とは、被写体像のほぼリアルタイムの動画像である。
ボディマイコン106は、カメラ本体101全体を制御し、各種シーケンスをコントロールする。ボディマイコン106はCPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等で構成されており、ROMに格納されたプログラムがCPUに読み込まれることで、ボディマイコン106は様々な機能を実現することができる。例えば、ボディマイコン106は、交換レンズ102がカメラ本体101に装着されたことを検知する機能、ぶれ補正を補正可能状態または補正不可能状態に設定する機能などを有している。ボディマイコン106は、カメラ本体101に設けられた各構成と接続されている。さらに、ボディマイコン106は、画像データに処理を施す画像処理を行う。
また、カメラ本体101には、撮像装置100の電源の入切を操作する、図示しない電源スイッチと、使用者がフォーカシング時およびレリーズ時に操作する、図示しないレリーズボタンが設けられている。電源スイッチにより電源が入状態になると、カメラ本体101および交換レンズ102の各構成に電源が供給される。
不揮発性メモリ114には、カメラ本体101に関する各種情報である本体情報が格納されている。本体情報は、例えば、カメラ本体101のメーカー名、製造年月日、型番、ボディマイコン106にインストールされているソフトのバージョン、およびファームアップに関する情報などのカメラ本体101を特定するための型式に関する情報や、カメラ本体101がぶれ補正機能を搭載しているか否かに関する情報および感度などの検出性能に関する情報、エラー履歴なども含まれている。なお、本体情報は、不揮発性メモリ114の代わりにボディマイコン106内のメモリに格納されていてもよい。
[1−3:交換レンズの構成]
続いて、交換レンズ102の構成について説明する。
レンズマウント115は、カメラ本体101のボディマウント103に嵌合されることにより、交換レンズ102がカメラ本体101に装着される。レンズマウント115は、ボディマウント103と相俟って、交換レンズ102とカメラ本体101を機械的及び電気的に接続するための接続部材である。交換レンズ102とカメラ本体101が機械的及び電気的に接続されると、レンズマイコン122とボディマイコン106は通信可能な状態となる。レンズマウント115は、レンズマイコン122から受信した信号をボディマイコン106に通知する。また、ボディマウント103を介してボディマイコン106から受信した露光同期信号やその他制御信号を、レンズマイコン122に通知する。
フォーカスレンズ群116は、複数のレンズで構成され、フォーカスを調整する。フォーカスレンズ群116は、交換レンズ102の規格として定められた最至近合焦位置から無限合焦位置までの区間で光軸方向に移動可能である。
フォーカスレンズ群駆動部117は、使用者の撮像装置100の操作やカメラ本体101のボディマイコン106からの制御信号に応じて、フォーカスレンズ群116を駆動する。
絞り118は、フォーカスレンズ群116を通過して、カメラ本体101の撮像センサ104に入射する光の量を調節する。絞り118は、絞り駆動部119により駆動される。
絞り駆動部119は、カメラ本体101のボディマイコン106からの制御信号に応じて、絞り118を駆動する。
ぶれ補正レンズ120は、光路を調節することで像振れを補正するレンズである。ぶれ補正レンズ120は、光軸xに直交する平面で駆動するぶれ補正レンズ駆動部120aと、ぶれ補正レンズ120の実際の移動量を検出する移動量検出部120bを含む。
ぶれ補正部121は、ぶれ補正レンズ120の駆動を制御し、移動量検出部120bと共にぶれ補正レンズ120を駆動制御するための帰還制御ループを形成している。
レンズマイコン122は、交換レンズ102全体を制御し、交換レンズ102の各構成と接続している。レンズマイコン122は、CPU、ROM、RAM等で構成されており、ROMに格納されたプログラムがCPUに読み込まれることで、様々な機能を実現することができる。例えば、レンズマイコン122は、ボディマイコン106からの制御信号に基づいて、ぶれ補正を補正可能状態または補正不可能状態に設定する機能を有している。
不揮発性メモリ123には、交換レンズ102に関する各種情報であるレンズ情報が格納されている。レンズ情報は、例えば、交換レンズ102のメーカー名、製造年月日、型番、レンズマイコン122にインストールされているソフトのバージョンおよびファームアップに関する情報などの交換レンズ102を特定するための型式に関する情報や、交換レンズ102がぶれ補正機能を搭載しているか否かに関する情報、ぶれ補正機能を搭載している場合は、ぶれ検知部124の型番および感度などの検出性能に関する情報、ぶれ補正部121の型番および最大補正可能角度などの補正性能に関する情報、ぶれ補正を行うためのソフトのバージョンなどが含まれている。さらに、レンズ情報には、ぶれ補正部121の駆動に必要な消費電力に関する情報およびぶれ補正部121の駆動方式に関する情報も含まれる。また、不揮発性メモリ123は、ボディマイコン106から送信された情報も格納可能である。
なお、レンズ情報は、不揮発性メモリ123の代わりに、レンズマイコン122内のメモリに格納されていてもよい。
ぶれ検知部124は、手振れなどに起因する交換レンズ102の動きを検出する角速度センサを含む。この角速度センサは、交換レンズ102が静止している状態での出力を基準として、交換レンズ102が動く方向に応じて正負の角速度信号を出力する。角速度センサは、ヨーイング方向及びピッチング方向の2方向を検出するために2個備えている。角速度センサで出力された角速度信号は、レンズマイコン122に出力される。このぶれ検知部124は、交換レンズ102単独でぶれ補正を実施する場合に用いられる構成であり、本実施の形態におけるぶれ補正の動作では使用しない。
[2.ぶれ補正動作]
実施の形態1における撮像装置100のぶれ補正動作を説明する。図2は、図1で説明した撮像装置100のうち、ぶれ補正動作に係る構成を中心に取り出した図である。
本実施の形態におけるぶれ補正動作の制御は、カメラ本体101のボディマイコン106が行い、ぶれ補正動作を実施する時には、ボディマイコン106からレンズマイコン122へぶれ補正動作の開始を通知し、交換レンズ102単独でぶれ補正は実施しないように指令する。
カメラ本体101のぶれ検知部113にて、撮像装置100に発生するぶれを検知する。検知したぶれは、ヨーイング方向及びピッチング方向の2方向の角速度信号である。検知した2方向の角速度信号をボディマイコン106に通知する。ボディマイコン106は、ぶれ補正部112へ、通知された2方向の角速度信号を送信し、ぶれの補正量を算出するように制御する。ぶれ補正部112は、2方向の角速度信号に基づいてぶれの「補正量A」を算出し、撮像センサ駆動部104aへ通知する。
撮像センサ駆動部104aは、通知された「補正量A」に基づき撮像センサ104を補正駆動する。
撮像センサ駆動部104aの補正駆動で「補正量A」全ての補正ができているか否かを、移動量検出部104cで確認する。移動量検出部104cは、撮像センサ104の実際の「移動量B」を検出する。検出した「移動量B」が、「補正量A」と同じであれば、ぶれ補正が完了するが、同じでない場合は、「移動量B」をぶれ補正部112に通知し、ぶれ補正部112は、「残りの補正量C」を補正駆動するように、撮像センサ駆動部104aへ「残りの補正量C」を通知する。しかし、帰還制御ループでフィードバックを行うと補正に時間がかかってしまう。
そこで、帰還制御ループのフィードバックを待たずに、加速度センサ104bを用いて、交換レンズ102側で「残りの補正量C」の補正を行う。
図3は、本実施の形態のぶれ補正を説明する図である。図3において、撮像センサ104が点線から実線の位置まで移動したとする。この移動によるぶれの補正量が「補正量A」である。撮像センサ駆動部104aにより撮像センサ104を補正した後、移動量検出部104cで検出した実際の「移動量B」を「補正量A」から引いた「残りの補正量C」が補正できていない。
「補正量A」は、2つの角速度センサによって2方向の回転方向によるぶれを検出することで算出した。同様に「残りの補正量C」をぶれ検知部113の2つの角速度センサで検知すると、検知する角速度センサのそれぞれの回転角は、それぞれ一方向の並進運動と近似できる程度に小さい。そこで、加速度センサ104bを用いて、撮像装置100に残るぶれを測定する。測定したぶれは、水平方向と垂直方向の並進運動である加速度信号である。測定した加速度信号をボディマイコン106へ通知する。加速度信号の通知をうけたボディマイコン106は、レンズマイコン122へ加速度信号を通知する。
レンズマイコン122は、通知された加速度信号をぶれ補正部121へ送信し、ぶれの補正量を算出するように制御する。ぶれ補正部121は、加速度信号に基づいて、「残りの補正量C」を算出し、ぶれ補正レンズ駆動部120aへ通知する。
ぶれ補正レンズ駆動部120aは、通知された「残りの補正量C」に基づきぶれ補正レンズ120を補正駆動する。
ぶれ補正レンズ駆動部120aにおける補正駆動で「残りの補正量C」全ての補正ができているか否かを、移動量検出部120bで確認する。移動量検出部120bは、ぶれ補正レンズ120の実際の「移動量D」を検出する。検出した「移動量D」が、「残り補正量C」と同じであれば、補正が完了するが、同じでない場合は、「移動量D」をぶれ補正部121に通知し、ぶれ補正部121は、残りの補正量を補正駆動するようにぶれ補正レンズ駆動部120aへ残りの補正量を通知する。このように帰還制御ループにより補正を行う。
なお、「残りの補正量C」は、レンズマイコン122で演算したが、ボディマイコン106で演算後、演算結果をレンズマイコン122へ送信してもよい。
なお、「残りの補正量C」の算出に加速度センサを用いたが、これに限られない。並進運動の測定が可能なセンサであれば別のセンサを用いてもよい。
なお、撮像センサと一体に駆動され、光軸に直交する平面の位置を測定するセンサとしては、加速度センサを用いたが、これに限られない。加速度センサの代わりに画像による検出を行ってもよいし、これらを併用してもよいし、別の検出方法で検出してもよい。
[3.効果]
以上のように、本実施の形態において、撮像装置は、カメラ本体と交換レンズと、を備え、カメラ本体は、被写体像を撮像する撮像素子と、撮像素子を光軸に直交する平面で駆動する撮像素子駆動部と、撮像素子と一体に駆動され、光軸に直交する平面の位置を測定するセンサと、カメラ本体のぶれを検知するぶれ検知部と、ぶれ検知部で検知したぶれを、撮像素子駆動部を駆動させることで補正する第1のぶれ補正部と、を含み、交換レンズは、光路を調節してぶれを補正するぶれ補正レンズと、ぶれ補正レンズを光軸に直交する平面で駆動するぶれ補正レンズ駆動部と、カメラ本体の前記センサで測定した位置に基づくぶれを、ぶれ補正レンズ駆動部を駆動させることで補正する第2のぶれ補正部と、を含む。
これにより、本開示の撮像装置は、レンズ交換可能な撮像装置のカメラボディと交換レンズの両方に像振れ補正機能を有する場合に、より効果的に像振れ補正を実現することができる。
さらに、本実施の形態において、撮像装置のセンサは、加速度センサであり、ぶれ検知部は、カメラ本体の角速度を検知する角速度センサである。
これにより、回転方向の像振れ補正だけでなく、カメラ本体のぶれ検知部では検出できない水平方向および垂直方向の並進方向のぶれも検出でき、並進方向の像ぶれの補正ができる。
本開示の撮像装置は、交換レンズとカメラ本体とを備えるカメラである、ミラーレスカメラ、一眼レフカメラ等に適用可能である。
100 撮像装置
101 カメラ本体
102 交換レンズ
103 ボディマウント
104 撮像センサ
104a 撮像センサ駆動部
104b 加速度センサ
104c 移動量検出部
105 シャッターユニット
106 ボディマイコン
107 シャッター制御部
108 撮像センサ制御部
109 AFE
110 画像表示部
111 メモリスロット
112 ぶれ補正部
113 ぶれ検知部
114 不揮発性メモリ
115 レンズマウント
116 フォーカスレンズ群
117 フォーカスレンズ群駆動部
118 絞り
119 絞り駆動部
120 ぶれ補正レンズ
120a ぶれ補正レンズ駆動部
120b 移動量検出部
121 ぶれ補正部
122 レンズマイコン
123 不揮発性メモリ
124 ぶれ検知部

Claims (2)

  1. カメラ本体と交換レンズと、を備え、
    前記カメラ本体は、
    被写体像を撮像する撮像素子と、
    前記撮像素子を光軸に直交する平面で駆動する撮像素子駆動部と、
    前記撮像素子と一体に駆動され、光軸に直交する平面の位置を測定するセンサと、
    前記カメラ本体のぶれを検知するぶれ検知部と、
    前記ぶれ検知部で検知したぶれを、前記撮像素子駆動部を駆動させることで補正する第1のぶれ補正部と、を含み、
    前記交換レンズは、
    光路を調節してぶれを補正するぶれ補正レンズと、
    前記ぶれ補正レンズを光軸に直交する平面で駆動するぶれ補正レンズ駆動部と、
    前記カメラ本体の前記センサで測定した位置に基づくぶれを、前記ぶれ補正レンズ駆動部を駆動させることで補正する第2のぶれ補正部と、を含む、
    撮像装置。
  2. 前記センサは、加速度センサであり、
    前記ぶれ検知部は、前記カメラ本体の角速度を検知する角速度センサである、
    請求項1に記載の撮像装置。
JP2014228832A 2014-03-24 2014-11-11 撮像装置 Expired - Fee Related JP6454869B2 (ja)

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