JP2016129278A - 撮像装置及びその制御方法、並びにプログラム - Google Patents

撮像装置及びその制御方法、並びにプログラム Download PDF

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Abstract

【課題】ユーザによるボディキャップ装着が不可能な状況下においても、オートブラックバランス調整が可能な撮像装置を提供する。【解決手段】撮像装置に備えられているND(Newtral_Density)フィルタの代わりに、透過率のを切り替えが可能で、かつ、完全遮光が可能な部材をカメラ本体に備える。【選択図】図2

Description

本発明は、撮像装置及びその制御方法に関する。
ビデオカメラ等の撮像装置において、使用環境下における黒レベルの調整を行うことや、宇宙線等に起因する後発性の欠陥画素補正を目的とした、オートブラックバランス調整機能を備えたものが特に業務用機種において多く存在する。本機能の実行によって、センサ温度が変化したことに伴う黒レベルのずれや、後発性の欠陥画素を補正することが可能となる。
しかしながら、交換レンズ式のカメラシステムにおいて、メカ的に完全遮光が出来ない絞りを備えた交換レンズが数多く存在するため、ユーザにボディキャップを装着してもらうことで完全遮光状態を実現し、その上でオートブラックバランス調整を実行するという仕様になっているというのが現状である。
例えば、クレードルに遮光手段を設けることで、メカニカルシャッターの無いカメラ機構を搭載した撮像装置であっても、クレードル装着時に撮像素子を遮光して撮像素子の画素欠陥を容易に検出でき、補正を行うことができるような技術が知られている(特許文献1参照)。
特開2007−329556号公報
従来技術では、ユーザにボディキャップやクレードルを装着してもらうことにより、完全遮光を実現し、その上でオートブラックバランス調整を実行していた。
しかしながら、屋内監視用途やブライダル等で使用される屋内雲台カメラは、高所に設置されることが多く、ユーザからの操作はリモート操作のみとなるユースケースがほとんどである。この場合、ユーザにボディキャップをしてもらうことが出来なくなり、完全遮光状態が実現不可能となるため、オートブラックバランス調整が実行できないという課題が発生する。
また、屋内カメラはカメラケースも使用していないものが多いため、カメラケース側に遮光手段を備えるという解決策も使えない。また、フランジバックの関係から、本体側に完全遮光する為の部材を設けるスペースがない場合も多い。
これを解決する為には、従来の撮像装置に備えられていたND(Neutral Density)フィルタの代わりに、透過率を切り替えることが可能で、かつ完全遮光が可能な部材をカメラ本体に備えることが有効であると考えられる。
本発明の目的は、ユーザにボディキャップをしてもらうことが不可能な状況下においても、オートブラックバランス調整が可能な撮像装置を提供することにある。
上記の目的を達成するために、本発明は、
被写体を撮像する為の撮像手段と、
入射光量及び被写界深度を調整するための被写界深度調整手段とは別に入射光量を調整かつ完全遮光が可能な入射光量調整手段と、
黒画像を取得して撮像装置の画像補正データを生成する補正データ生成手段と、
を備えた撮像装置において、
前記補正データ生成手段を用いて補正データ生成を行う際、前記入射光量調整手段により遮光することを特徴とする。
本発明によれば、従来の撮像装置に備えられていたND(Neutral Density)フィルタの代わりに、透過率を切り替えることが可能で、かつ完全遮光が可能な部材をカメラ本体に備えることで、ユーザにボディキャップをしてもらうことが不可能な状況下においても、オートブラックバランス調整が可能な撮像装置の提供を実現できる。
本発明の撮像装置の一例としてのデジタルビデオカメラの外観図である。 本実施形態によるデジタルビデオカメラの構成例を示すブロック図である。 本発明の第1の実施形態による撮像装置の処理手順を示すフローチャートである。 本発明の第2の実施形態による撮像装置の処理手順を示すフローチャートである。
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。なお、以下では撮像装置の一例として、任意の交換レンズ式のビデオカメラに本発明を適用した例を説明する。
なお、本実施形態では、オートブラックバランス調整とは、光学的に遮光された状態の撮像素子から出力される信号に対して、黒レベルのばらつきを検出し、検出されたデータから補正データを算出するための調整と、光学的に遮光された状態の撮像素子から出力される信号に対して、任意の閾値よりも出力レベルの高い欠陥画素を検出し、検出されたデータから補正データを算出するための調整を含むものとする。
図1、および図2は本実施形態の撮像装置の一例としてビデオカメラ100の外観図および機能構成例を示している。なお、図2に示す機能ブロックの1つ以上は、ASICやプログラマブルロジックアレイ(PLA)などのハードウェアによって実現されてもよいし、CPUやMPU等のプログラマブルプロセッサがソフトウェアを実行することによって実現されてもよい。また、ソフトウェアとハードウェアの組み合わせによって実現されてもよい。従って、以下の説明において、異なる機能ブロックが動作主体として記載されている場合であっても、同じハードウェアが主体として実現されうる。
図1に示すモニタ28およびファインダ29は、画像や各種情報を表示する図2に示す表示部107に含まれる。トリガーボタン61は、撮影指示を行うため操作ボタンであり、電源/モードスイッチ72は、電源オン、電源オフや撮影モード、再生モードを切り替えるための操作ボタンであり、トリガーボタン61と同様、操作部115に含まれる。
また、操作パネル70は、ユーザからの各種操作を受け付ける各種スイッチ、ボタン等の操作部材からなり、同様に操作部115に含まれる。コネクタ12は、ビデオカメラ100から外部モニタや外部記録装置に映像信号を出力するコネクタであり、外部出力I/F部120を構成する。また、バッテリーカバー11は、装填したバッテリーを保持するカバーである。アクセスランプ13は、記録用のカードスロットの状態を表示するランプであり表示部107に含まれる。
次に、図2を参照して、各機能ブロックについて説明する。交換レンズ101は、複数のレンズ群からなる撮影レンズであり、フォーカスレンズ、ズームレンズ、シフトレンズを内部に備えるほか、絞りを含む。撮像素子102は、光電変換素子を有する画素が複数、二次元状に配列された構成を有する。
撮像素子102は、交換レンズ101により結像された被写体光学像を各画素で光電変換し、さらにA/D変換回路によってアナログ・デジタル変換して、画素単位の画像信号(RAW画像データ)を出力する。撮像素子102は、CCD(Charge-Coupled Device)イメージセンサーやCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサーなどにより構成される。
撮像素子102から出力される画素には、被写体光学像の信号強度を表す有効画像領域の画素のほか、撮像素子から出力された画素の補正(ノイズ除去やクランプ処理)を行うために用いられるOB領域の画素が含まれる。
エレクトロクロミック(EC)素子103はレンズに備えられた絞りとは別に入射光量を調整するためにビデオカメラ100に設けられたものである。
画像処理部118は、撮像素子に起因するレベル差を補正する。例えば、OB領域の画素を用いて、有効領域の画素のレベルを補正するほか、欠陥画素に対して周囲画素を用いた補正を行う。また、周辺光量落ちに対する補正、色補正、輪郭強調、ノイズ除去、ガンマ補正、ディベイヤー、圧縮などの各処理を行う。画像処理部118は、撮像素子102から入力されたRAW画像データに対して上記処理を行うと、その他の制御部へ補正した画像データを出力する。
記録媒体I/F部104は、記録媒体105とビデオカメラ100とのインターフェースであり、記録媒体105に対して、画像処理部118から入力された画像データの記録や記録した画像データの読み出しを制御する。記録媒体105は、撮影された映像あるいは画像データを記録するための半導体メモリ等で構成される記録媒体であり、記録媒体I/F部104による制御に応じて画像データの記録や記録された画像データの読み出しを実行する。
表示部107は、表示用I/F部106から出力された画像データを画角確認用に表示するモニタやファインダである。また、ビデオカメラの各種情報を表示するほか、アクセスランプ13に状態表示を行う。
以下に説明するゲイン制御部108、シャッター制御部109、絞り制御部110およびフィルタ制御部111は、それぞれ画像処理部118の出力した画像データを参照してその輝度レベルを本体マイコン130で算出した結果に基づいて制御が行われる。
ゲイン制御部108は、算出された輝度レベルをもとに、撮像素子102の内部でかけるゲインの値を本体マイコン130で算出し、本体マイコンからの指示に基づいて撮像素子102のゲインを制御する。
シャッター制御部109は、算出した輝度レベルをもとに、撮像素子102に設定すべきシャッタースピードの値を本体マイコン130で算出し、本体マイコンからの指示に基づいて撮像素子102のシャッタースピードを制御する。
絞り制御部110は、算出した輝度レベルをもとに、交換レンズ101で設定すべき絞りの値を本体マイコン130で算出し、本体マイコンからの指示に基づいて交換レンズ101の絞りを制御する。
フィルタ制御部111は、例えば算出した輝度レベルをもとに、交換レンズ101で設定すべきエレクトロクロミック(EC)素子103の値を本体マイコン130で算出し、本体マイコンからの指示に基づいてNDフィルタを介して撮像素子102に入射する光量を制御する。
フォーカス制御部112は、用画像処理部118から出力された画像データを参照して本体マイコン130でフォーカスの合焦情報を算出し、算出したフォーカスの合焦情報をもとに交換レンズ101内部のフォーカスレンズを制御する。
ズーム制御部113は、操作部115や外部操作部123より入力された焦点距離情報に基づいて交換レンズ101内部のズームレンズを制御する。
防振制御部114は、画像処理部118から出力された画像データを参照して本体マイコン130で被写体の動きベクトルを算出し、算出した動きベクトルをもとに手ブレを相殺するように交換レンズ101内部のシフトレンズを制御する光学式防振処理を行う。あるいは、防振制御部114は手ブレによる像ブレを相殺する方向に動画の各フレームで画像を切り出す電子式防振処理を行う。
操作部115は、上述のトリガーボタン61や操作パネル70などからなり、ユーザは操作部115に対して操作指示を行うことにより、撮影指示、オートブラックバランス調整等の各種操作、焦点距離の調整等を行う。操作部115は、例えばABB調整を実行する操作指示を受けると本体マイコン130に通知する。
メモリI/F部116は、撮像素子102から出力された全画素分のRAW画像データをメモリ117に書き込み、また、メモリ117に保持されたRAW画像データを読み出して画像処理部118に出力する。
メモリ117は、数フレームの全画素分のRAW画像データを格納する揮発性の記憶媒体である。画像処理部118は、メモリI/F部116から送られた全画素分のRAW画像データに対し、制御に必要な画像処理を行う。制御用画像処理部118により補正されたデータは、本体マイコンを介してフォーカス制御部112や防振制御部114に出力される。
外部出力I/F部120は、画像処理部118からの映像データを外部に出力するインターフェースである。例えば、画像データを外部の表示モニタや外部の記録媒体に出力する。
本体マイコン130は、CPU、ROM、RAMなどを備え、CPUがROMに格納されたプログラムをRAMの作業領域に展開し、実行することにより、ビデオカメラ100の全体の動作を制御する。また、本体マイコン130は、ROMに記憶されたプログラムを実行することで、後述する本実施形態の各処理を実現する。RAMは、本体マイコン130の動作用の定数、変数、ROMから読み出したプログラム等を展開する。また、本体マイコン130は、操作部115から、例えばオートブラックバランス調整を実行する操作指示を受けると、各制御部によるオートブラックバランス調整処理を制御する。
以下、図3〜図4を参照して、本発明の各実施例の動作を説明する。
<実施例1>
実施例1では、ビデオカメラ100に内蔵された完全遮光可能なエレクトロクロミック(EC)素子103を用いてオートブラックバランス調整を行う例を説明する。また、本実施例は、ユーザからのメニュー操作によるオートブラックバランス調整実行要求に基づいて実行されるものとして説明する。
図3は本実施例における撮像装置の処理手順を示すフローチャートである。
ビデオカメラ100は、最初のステップS301において、ユーザからオートブラックバランス調整の要求を受ける。
次のステップS302において、本体に内蔵されたエレクトロクロミック(EC)素子103に対して、濃度が最大、すなわち完全遮光状態となるように制御を行い、次のステップS303において、濃度が最大となったかどうかの判断を行う。
ステップS303において、濃度が最大になっていないと判断された場合、任意の時間経過後に再度ステップS303において、濃度が最大となったかどうかの判断を行う。ステップS303において、濃度が最大になったと判断された場合、次のステップS304において、オートブラックバランス調整を開始する。
次のステップS305において、オートブラックバランス調整が完了したかどうかの判定を行う。ステップS305において、オートブラックバランス調整が完了していないと判断された場合、任意の時間経過後に再度ステップS305において、オートブラックバランス調整が完了したかどうかの判定を行う。ステップS305において、オートブラックバランス調整が完了したと判断された場合、次のステップS306において、エレクトロクロミック(EC)素子103の濃度をオートブラックバランス調整開始前の状態に戻す。
次のステップS307において、エレクトロクロミック(EC)素子103の濃度がオートブラックバランス調整開始前の状態に戻ったかどうかの判断を行う。ステップS307において、エレクトロクロミック(EC)素子103の濃度がオートブラックバランス調整開始前の状態に戻っていないと判断された場合、任意の時間経過後に再度ステップS307において、エレクトロクロミック(EC)素子103の濃度がオートブラックバランス調整開始前の状態に戻ったかどうかの判断を行う。ステップS307において、エレクトロクロミック(EC)素子103の濃度がオートブラックバランス調整開始前の状態に戻ったと判断された場合、次のステップS308において、オートブラックバランス調整が完了した旨の表示を行う。
上述のように、本実施形態では、従来の撮像装置に備えられていたND(Neutral Density)フィルタの代わりに、透過率を切り替えることが可能で、かつ完全遮光が可能なエレクトロクロミック(EC)素子103をビデオカメラ100に備えるものとした。このようにすることで、ユーザにボディキャップをしてもらうことが不可能な状況下においても、オートブラックバランス調整が可能となる。
<実施例2>
実施例2では、完全遮光可能なエレクトロクロミック(EC)素子103が内蔵されたビデオカメラ100において、装着されたレンズに応じて遮光手段を切り替える例を説明する。また、本実施例は、ユーザからのメニュー操作によるオートブラックバランス調整実行要求に基づいて実行されるものとして説明する。
図4は本実施例における撮像装置の処理手順を示すフローチャートである。
ビデオカメラ100は、最初のステップS401において、ユーザからオートブラックバランス調整の要求を受ける。
次のステップS402において、現在装着されている交換レンズ101が、完全遮光可能なレンズかどうかの判断を行う。ステップS402において、現在装着されている交換レンズ101が、完全遮光可能なレンズであると判断された場合、次のステップS403において、交換レンズ101の遮光手段による遮光速度と、ビデオカメラ100に内蔵された完全遮光可能なエレクトロクロミック(EC)素子103の遮光速度のいずれが早いかの比較判断を行う。
ステップS403において、交換レンズ101の遮光手段による遮光速度の方がビデオカメラ100に内蔵された完全遮光可能なエレクトロクロミック(EC)素子103の遮光速度よりも早いと判断された場合、次のステップS404において、ビデオカメラ100は交換レンズ101に対して完全遮光要求を行う。
次のステップS405において、交換レンズ101が完全遮光状態となったかどうかの判断を行う。ステップS405において、交換レンズ101が完全遮光状態となっていないと判断された場合、任意の時間経過後に再度ステップS405において、交換レンズ101が完全遮光状態となったかどうかの判断を行う。ステップS405において、交換レンズ101が完全遮光状態となったと判断された場合、次のステップS408において、オートブラックバランス調整を開始する。
ステップS402において、現在装着されている交換レンズ101が、完全遮光可能なレンズではないと判断された場合、または、ステップS403において、交換レンズ101の遮光手段による遮光速度の方がビデオカメラ100に内蔵された完全遮光可能なエレクトロクロミック(EC)素子103の遮光速度よりも遅いと判断された場合、次のステップS406において、本体に内蔵されたエレクトロクロミック(EC)素子103に対して、濃度が最大、すなわち完全遮光状態となるように制御を行い、さらに次のステップS407において、濃度が最大となったかどうかの判断を行う。
ステップS407において、濃度が最大になっていないと判断された場合、任意の時間経過後に再度ステップS407において、濃度が最大となったかどうかの判断を行う。ステップS407において、濃度が最大になったと判断された場合、次のステップS408において、オートブラックバランス調整を開始する。
次のステップS409において、オートブラックバランス調整が完了したかどうかの判定を行う。ステップS409において、オートブラックバランス調整が完了していないと判断された場合、任意の時間経過後に再度ステップS409において、オートブラックバランス調整が完了したかどうかの判定を行う。ステップS409において、オートブラックバランス調整が完了したと判断された場合、次のステップS410において、ステップS404またはステップS406で制御した遮光手段をオートブラックバランス調整開始前の状態に戻す。
次のステップS411において、ステップS404またはステップS406で制御した遮光手段がオートブラックバランス調整開始前の状態に戻ったかどうかの判断を行う。ステップS411において、ステップS404またはステップS406で制御した遮光手段がオートブラックバランス調整開始前の状態に戻っていないと判断された場合、任意の時間経過後に再度ステップS411において、ステップS404またはステップS406で制御した遮光手段がオートブラックバランス調整開始前の状態に戻ったかどうかの判断を行う。ステップS411において、ステップS404またはステップS406で制御した遮光手段がオートブラックバランス調整開始前の状態に戻ったと判断された場合、次のステップS412において、オートブラックバランス調整が完了した旨の表示を行う。
上述のように、本実施形態では、従来の撮像装置に備えられていたND(Neutral Density)フィルタの代わりに、透過率を切り替えることが可能で、かつ完全遮光が可能なエレクトロクロミック(EC)素子103をビデオカメラ100に備えるものとした。さらに、エレクトロクロミック(EC)素子103には、完全遮光までの動作が遅いという欠点がある場合が考えられるため、装着されている交換レンズ101が完全遮光可能なレンズであった場合に、エレクトロクロミック(EC)素子103ではなく、交換レンズ101で遮光させるようにした。
このようにすることで、ユーザにボディキャップをしてもらうことが不可能な状況下においても、オートブラックバランス調整が可能となる。さらに、装着されているレンズに応じてオートブラックバランス調整を短時間で終わらせることも可能となる。
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。上述の実施形態の一部を適宜組み合わせてもよい。特に本実施例では動画を例にしたが、静止画に適用しても同様の効果が得られることは言うまでもない。
また、上述の実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムを、記録媒体から直接、或いは有線/無線通信を用いてプログラムを実行可能なコンピュータを有するシステム又は装置に供給し、そのプログラムを実行する場合も本発明に含む。
従って、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、該コンピュータに供給、インストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も本発明に含まれる。
その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、OSに供給するスクリプトデータ等、プログラムの形態を問わない。
プログラムを供給するための記録媒体としては、例えば、ハードディスク、磁気テープ等の磁気記録媒体、光/光磁気記憶媒体、不揮発性の半導体メモリでもよい。
また、プログラムの供給方法としては、コンピュータネットワーク上のサーバに本発明を形成するコンピュータプログラムを記憶し、接続のあったクライアントコンピュータはがコンピュータプログラムをダウンロードしてプログラムするような方法も考えられる。
11 バッテリーカバー、12 コネクタ、13 記録媒体スロット、28 表示部、
29 表示部、61 トリガーボタン、80 操作部、72 電源/モードスイッチ、
100 デジタルビデオカメラ本体

Claims (3)

  1. 被写体を撮像する為の撮像手段と、
    入射光量及び被写界深度を調整するための被写界深度調整手段とは別に入射光量を調整かつ遮光が可能な入射光量調整手段と、
    黒画像を取得して撮像装置の画像補正データを生成する補正データ生成手段と、
    を備えた撮像装置において、
    前記補正データ生成手段を用いて補正データ生成を行う際、前記入射光量調整手段により遮光することを特徴とする撮像装置。
  2. 現在装着されているレンズが遮光可能なレンズかどうかを判断する判断手段と、
    現在装着されているレンズの遮光手段の遮光速度と、前記入射光量調整手段による遮光速度を比較する比較手段と、
    をさらに備えた撮像装置において、
    前記判断手段により現在装着されているレンズが遮光可能なレンズであると判断され、前記比較手段による比較結果によりレンズの遮光手段の方が遮光速度が速いと判断された場合は前記補正データ生成手段を用いて補正データ生成を行う際の遮光をレンズ側で実行し、現在装着されているレンズが遮光不可能なレンズではないと判断された場合、または前記判断手段により現在装着されているレンズが遮光可能なレンズであると判断され、前記比較手段による比較結果によりレンズの遮光手段の方が遮光速度が遅いと判断された場合は前記補正データ生成手段を用いて補正データ生成を行う際の遮光を前記入射光量調整手段により実行することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
  3. 前記入射光量調整手段は、液晶NDまたはEC素子のいずれかを含むことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の撮像装置。
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