JP2017021253A - カメラシステム、そのブレ補正方法、カメラボディ、及び交換レンズ - Google Patents

カメラシステム、そのブレ補正方法、カメラボディ、及び交換レンズ Download PDF

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Abstract

【課題】交換レンズとカメラボディとで分担してブレ補正を行う場合に、その両方のブレ補正範囲を有効に使いきることでブレ補正範囲を拡大し、ブレ補正性能を向上させる。
【解決手段】交換レンズとカメラボディとを含むカメラシステムであって、カメラボディは、交換レンズがブレ補正(ピッチ及びヨー方向のブレ補正)を実施可能でない場合に、カメラボディでのロール方向のブレ補正範囲をθ1に設定し、又は、交換レンズがブレ補正を実施可能である場合に、それをθ2(≧θ1)に設定するロールブレ補正範囲設定部と、設定されたロール方向のブレ補正範囲に基づいてカメラボディでのピッチ方向及びヨー方向のブレ補正範囲を設定するピッチ及びヨーブレ補正範囲設定部と、交換レンズとカメラボディとで分担してブレ補正を行う場合のそれぞれのブレ補正比率を算出するブレ補正比率算出部とを含む。
【選択図】図2

Description

本発明は、手ブレに起因した像ブレによる画質劣化を補正する像ブレ補正機構を搭載した、交換レンズとカメラボディとを含むカメラシステム、及びそのブレ補正方法に関する。
近年、手ブレ補正機能を搭載したカメラが一般的になり、手持ち撮影において、特に注意しなくても、像ブレの無い良好な画像を撮影できるようになってきた。
また、撮影用途に応じて撮影レンズを交換できるレンズ交換式カメラがある。このようなカメラシステムでは、前述の手ブレ補正機能を、交換レンズ又はカメラボディが搭載する場合がある。
手ブレ補正機能を交換レンズが搭載する場合、交換レンズは、ブレを検出するセンサを搭載し、検出したブレを打ち消す方向に撮影レンズ群の一部を光軸と直交する面上で移動させることで、ブレを補正している。
一方、手ブレ補正機能をカメラボディが搭載する場合、カメラボディは、ブレを検出するセンサを搭載し、検出したブレを打ち消す方向に撮像素子を移動させることで、ブレを補正している。
なお、手ブレ補正機能を、交換レンズ及びカメラボディのいずれが搭載するかは、それぞれにメリット及びデメリットがあるため、カメラシステムや製造メーカーによって異なる。最近では、共通のカメラシステムにおいて、交換レンズ及びカメラボディの両方に手ブレ補正機能を搭載する場合もあり、その組合せで使用される場合もある。
このような場合、両方の手ブレ補正機能が同時に動作してしまうと、いずれの手ブレ補正機能も、それぞれが検出したブレに対して、それぞれ同様に、検出したブレを打ち消すようにブレを補正してしまう。このために、本来補正すべきブレを補正する補正量に対して、ブレが過剰に補正されてしまい、所望の手ブレ補正機能の効果が得られなくなる。そこで、このような場合には、交換レンズ及びカメラボディの一方の手ブレ補正機能を停止させる等の対応が必要になる。
このような問題に着眼した解決方法として、例えば特許文献1に開示の技術がある。
特許文献1には、例えば2つのブレ補正機能を持つ装置が接続された場合に、その一方のみを動作させたり、その両方をそれぞれ所定の割合で動作させたりする等の技術が開示されている。
特開平7−104338号公報
特許文献1には、例えば2つのブレ補正機能を持つ装置が接続された場合に、その両方をそれぞれ所定の割合で動作させること等の開示はあるものの、その所定の割合の具体的な算出方法は何ら開示されておらず、その所定の割合として1対1の割合で動作させることが開示されているだけである。また、1対1の割合で動作させる場合、両方のブレ補正範囲に違いがあると、一方が他方よりも先にブレ補正範囲を超えてしまう場合があり、この場合には、それ以上のブレ補正に支障が生じることになる。
本発明は、上記実状に鑑み、交換レンズとカメラボディとで分担してブレ補正を行う場合に、その両方のブレ補正範囲を有効に使いきることでブレ補正範囲を拡大し、ブレ補正性能を向上させることができる、カメラシステム、そのブレ補正方法、カメラボディ、及び交換レンズを提供することを目的とする。
本発明の第1の態様は、交換レンズと当該交換レンズを着脱自在に構成されたカメラボディとを含むカメラシステムであって、前記カメラボディは、当該カメラボディに装着された前記交換レンズの光軸を回転軸とする回転方向であるロール方向と、前記光軸に対して垂直な軸を回転軸とする回転方向であるピッチ方向と、前記光軸及び前記光軸に対して垂直な軸の両方に対して垂直な軸を回転軸とする回転方向であるヨー方向とを含む、複数方向のブレ補正を実施するブレ補正部と、当該カメラボディに装着された前記交換レンズが前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正を実施可能であるか否かを判定する判定部と、当該カメラボディに装着された前記交換レンズが前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正を実施可能でないと前記判定部により判定された場合に、前記ブレ補正部が前記ロール方向のブレ補正を実施するときの前記ロール方向のブレ補正範囲を第1のブレ補正範囲に設定し、又は、当該カメラボディに装着された前記交換レンズが前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正を実施可能であると前記判定部により判定された場合に、前記ブレ補正部が前記ロール方向のブレ補正を実施するときの前記ロール方向のブレ補正範囲を前記第1のブレ補正範囲以上の第2のブレ補正範囲に設定するロールブレ補正範囲設定部と、前記ブレ補正部が前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正を実施するときの前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正範囲を、前記ロールブレ補正範囲設定部により設定された前記第1のブレ補正範囲又は前記第2のブレ補正範囲に基づいて設定するピッチ及びヨーブレ補正範囲設定部と、当該カメラボディに装着された前記交換レンズが前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正を実施可能であると前記判定部により判定された場合に、前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正を当該カメラボディと前記交換レンズとで分担して行うときのカメラボディ側ブレ補正比率及び交換レンズ側ブレ補正比率を算出するブレ補正比率算出部と、を備え、前記カメラボディに装着された前記交換レンズが前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正を実施可能であると前記判定部により判定された場合に、前記ブレ補正部は、前記ロール方向のブレ補正を、前記ロールブレ補正範囲設定部により設定された前記第2のブレ補正範囲内で実施すると共に、前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正を、前記ブレ補正比率算出部により算出された前記カメラボディ側ブレ補正比率に従って、前記ピッチ及びヨーブレ補正範囲設定部により前記第2のブレ補正範囲に基づいて設定された前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正範囲内で実施し、前記交換レンズは、前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正を、前記ブレ補正比率算出部により算出された前記交換レンズ側ブレ補正比率に従って実施する、カメラシステムを提供する。
本発明の第2の態様は、第1の態様において、前記ブレ補正比率算出部は、前記カメラボディ側ブレ補正比率及び前記交換レンズ側ブレ補正比率を、前記ブレ補正部が前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正を実施可能な最大ブレ補正範囲と前記交換レンズが前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正を実施可能な最大ブレ補正範囲とに基づいて算出する、カメラシステムを提供する。
本発明の第3の態様は、第1又は第2の態様において、前記カメラボディに装着された前記交換レンズが前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正を実施可能でないと前記判定部により判定された場合に、前記ブレ補正部は、前記ロール方向のブレ補正を、前記ロールブレ補正範囲設定部により設定された前記第1のブレ補正範囲内で実施すると共に、前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正を、前記ピッチ及びヨーブレ補正範囲設定部により前記第1のブレ補正範囲に基づいて設定された前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正範囲内で実施する、カメラシステムを提供する。
本発明の第4の態様は、第1乃至第3のいずれか1つの態様において、前記カメラボディは、前記交換レンズの焦点距離情報を含む、前記交換レンズの光学情報を前記交換レンズから取得する光学情報取得部、を更に備え、前記ロールブレ補正範囲設定部は、前記光学情報取得部により取得された前記光学情報に含まれる前記焦点距離情報に基づいて、前記第1のブレ補正範囲又は前記第2のブレ補正範囲を可変させて設定する、カメラシステムを提供する。
本発明の第5の態様は、第1乃至第3のいずれか1つの態様において、前記カメラボディは、前記ロール方向のブレを検出するブレ検出部と、前記ブレ検出部の検出結果に基づいて、前記ロール方向のブレが大きいか否かを判定するブレ判定部と、を更に備え、前記ロールブレ補正範囲設定部は、前記カメラボディに装着された前記交換レンズが前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正を実施可能でないと前記判定部により判定され、或いは、前記ロール方向のブレが大きくないと前記ブレ判定部により判定された場合に、前記ブレ補正部が前記ロール方向のブレ補正を実施するときの前記ロール方向のブレ補正範囲を前記第1のブレ補正範囲に設定し、又は、前記カメラボディに装着された前記交換レンズが前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正を実施可能であると前記判定部により判定され、且つ、前記ロール方向のブレが大きいと前記ブレ判定部により判定された場合に、前記ブレ補正部が前記ロール方向のブレ補正を実施するときの前記ロール方向のブレ補正範囲を前記第2のブレ補正範囲に設定する、カメラシステムを提供する。
本発明の第6の態様は、交換レンズと、当該交換レンズを着脱自在に構成されたカメラボディとを含み、前記カメラボディが、当該カメラボディに装着された前記交換レンズの光軸を回転軸とする回転方向であるロール方向と、前記光軸に対して垂直な軸を回転軸とする回転方向であるピッチ方向と、前記光軸及び前記光軸に対して垂直な軸の両方に対して垂直な軸を回転軸とする回転方向であるヨー方向とを含む、複数方向のブレ補正を実施するブレ補正部を備えた、カメラシステムのブレ補正方法であって、前記カメラボディに装着された前記交換レンズが前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正を実施可能であるか否かを判定し、前記カメラボディに装着された前記交換レンズが前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正を実施可能でないと判定した場合に、前記ブレ補正部が前記ロール方向のブレ補正を実施するときの前記ロール方向のブレ補正範囲を第1のブレ補正範囲に設定し、又は、前記カメラボディに装着された前記交換レンズが前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正を実施可能であると判定した場合に、前記ブレ補正部が前記ロール方向のブレ補正を実施するときの前記ロール方向のブレ補正範囲を前記第1のブレ補正範囲以上の第2のブレ補正範囲に設定し、前記ブレ補正部が前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正を実施するときの前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正範囲を、前記第1のブレ補正範囲又は前記第2のブレ補正範囲に基づいて設定し、前記カメラボディに装着された前記交換レンズが前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正を実施可能であると判定した場合に、前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正を前記カメラボディと前記交換レンズとで分担して行うときのカメラボディ側ブレ補正比率及び交換レンズ側ブレ補正比率を算出し、前記カメラボディに装着された前記交換レンズが前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正を実施可能であると判定した場合に、前記ブレ補正部が、前記ロール方向のブレ補正を前記第2のブレ補正範囲内で実施すると共に、前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正を、前記カメラボディ側ブレ補正比率に従って、前記第2のブレ補正範囲に基づいて設定した前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正範囲内で実施し、前記交換レンズが、前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正を前記交換レンズ側ブレ補正比率に従って実施する、ブレ補正方法を提供する。
本発明の第7の態様は、交換レンズを着脱自在に構成されたカメラボディであって、当該カメラボディに装着された前記交換レンズの光軸を回転軸とする回転方向であるロール方向と、前記光軸に対して垂直な軸を回転軸とする回転方向であるピッチ方向と、前記光軸及び前記光軸に対して垂直な軸の両方に対して垂直な軸を回転軸とする回転方向であるヨー方向とを含む、複数方向のブレ補正を実施するブレ補正部と、当該カメラボディに装着された前記交換レンズが前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正を実施可能であるか否かを判定する判定部と、当該カメラボディに装着された前記交換レンズが前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正を実施可能でないと前記判定部により判定された場合に、前記ブレ補正部が前記ロール方向のブレ補正を実施するときの前記ロール方向のブレ補正範囲を第1のブレ補正範囲に設定し、又は、当該カメラボディに装着された前記交換レンズが前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正を実施可能であると前記判定部により判定された場合に、前記ブレ補正部が前記ロール方向のブレ補正を実施するときの前記ロール方向のブレ補正範囲を前記第1のブレ補正範囲以上の第2のブレ補正範囲に設定するロールブレ補正範囲設定部と、前記ブレ補正部が前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正を実施するときの前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正範囲を、前記ロールブレ補正範囲設定部により設定された前記第1のブレ補正範囲又は前記第2のブレ補正範囲に基づいて設定するピッチ及びヨーブレ補正範囲設定部と、当該カメラボディに装着された前記交換レンズが前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正を実施可能であると前記判定部により判定された場合に、前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正を当該カメラボディと前記交換レンズとで分担して行うときのカメラボディ側ブレ補正比率及び交換レンズ側ブレ補正比率を算出するブレ補正比率算出部と、を備え、当該カメラボディに装着された前記交換レンズが前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正を実施可能であると前記判定部により判定された場合に、前記ブレ補正部は、前記ロール方向のブレ補正を、前記ロールブレ補正範囲設定部により設定された前記第2のブレ補正範囲内で実施すると共に、前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正を、前記ブレ補正比率算出部により算出された前記カメラボディ側ブレ補正比率に従って、前記ピッチ及びヨーブレ補正範囲設定部により前記第2のブレ補正範囲に基づいて設定された前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正範囲内で実施する、カメラボディを提供する。
本発明の第8の態様は、カメラボディから着脱自在に構成された交換レンズであって、前記カメラボディに装着された当該交換レンズの光軸に対して垂直な軸を回転軸とする回転方向であるピッチ方向と、前記光軸に対して垂直な軸を回転軸とする回転方向であるヨー方向とを含む、複数方向のブレ補正を実施するブレ補正部を備え、前記ブレ補正部は、前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正を当該交換レンズと前記カメラボディとで分担して行う場合に、前記カメラボディから取得された交換レンズ側ブレ補正比率に従って、前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正を実施する、交換レンズを提供する。
本発明によれば、交換レンズとカメラボディとで分担してブレ補正を行う場合に、その両方のブレ補正範囲を有効に使いきることでブレ補正範囲を拡大し、ブレ補正性能を向上させることができる、という効果を奏する。
各実施形態に係るカメラシステムの外観構成例を示すと共に、そのカメラシステムにおいて定義される方向を示す図である。 第1の実施形態に係るカメラシステムの構成例を示す図である。 第1の実施形態に係るシステムコントローラに含まれる、カメラボディ側補正比率及び交換レンズ側補正比率の算出に係る構成の一例を示す図である。 第1の実施形態において、光学系に含まれるブレ補正用レンズの位置と、ブレ補正用レンズが並進移動可能な最大並進移動範囲との関係の一例を示す第1の図である。 第1の実施形態において、光学系に含まれるブレ補正用レンズの位置と、ブレ補正用レンズが並進移動可能な最大並進移動範囲との関係の一例を示す第2の図である。 第1の実施形態に係るブレ補正マイコンの構成例を示す図である。 第1の実施形態に係るブレ補正マイコンのYaw角度ブレ量算出部及びPitch角度ブレ量算出部の各々の構成例を示す図である。 第1の実施形態に係るRoll角度ブレ量算出部の構成例を示す図である。 第1の実施形態に係る補正量算出部の構成例を示す図である。 第1の実施形態に係る補正範囲長算出部の構成例を示す図である。 第1の実施形態に係る撮像素子駆動部の構成例を模式的に示す図である。 第1の実施形態において、撮像素子の有効画素領域とイメージサークルとの位置関係の一例を示す第1の図である。 第1の実施形態において、撮像素子の有効画素領域とイメージサークルとの位置関係の一例を示す第2の図である。 第1の実施形態において、最大回転量(θmax)とX方向及びY方向の各々の最大並進移動量(a)との関係の一例を示す図である。 第1の実施形態に係るLCUの構成例を詳細に示す図である。 第1の実施形態に係るLCUのYaw角度ブレ量算出部及びPitch角度ブレ量算出部の各々の構成例を示す図である。 第1の実施形態に係るブレ補正マイコンが行う動作の一例を示すフローチャートである。 第1の実施形態に係るLCUが行う動作の一例を示すフローチャートである。 第1の実施形態において、撮像素子が最大回転すると共に最大並進移動したときの位置の一例を示す第1の図である。 第1の実施形態において、撮像素子が最大回転すると共に最大並進移動したときの位置の一例を示す第2の図である。 図16Aに示した撮像素子の最大回転量θ1及び最大並進移動量(a1とする)と、図16Bに示した撮像素子の最大回転量θ2及び最大並進移動量(a2とする)との関係を示す図である。 第2の実施形態に係る補正範囲長算出部の構成例を示す図である。 第2の実施形態に係るブレ補正マイコンが行う動作の一例を示すフローチャートである。 第2の実施形態において、焦点距離が短い場合(広角時)の、図19のS302で設定されたRoll補正範囲長θ1と図19のS303で設定されたYaw補正範囲長及びPitch補正範囲長(共にa1とする)との関係、及び、図19のS304で設定されたRoll補正範囲長θ2と図19のS305で設定されたYaw補正範囲長及びPitch補正範囲長(共にa2とする)との関係の一例を示す図である。 第2の実施形態において、焦点距離が長い場合(望遠時)の、図19のS302で設定されたRoll補正範囲長θ1と図19のS303で設定されたYaw補正範囲長及びPitch補正範囲長(共にa1とする)との関係、及び、図19のS304で設定されたRoll補正範囲長θ2と図19のS305で設定されたYaw補正範囲長及びPitch補正範囲長(共にa2とする)との関係の一例を示す図である。 焦点距離と、図20及び図21に示したθ1及びθ2との関係の一例を示す図である。 焦点距離と、図20及び図21に示したa1及びa2との関係の一例を示す図である。 第3の実施形態に係るブレ補正マイコンの構成例を示す図である。 第3の実施形態に係るRoll角度ブレ量算出部の構成例を示す図である。 第3の実施形態において、Roll方向の角速度の時間推移の一例を示す図である。 第3の実施形態に係る補正範囲長算出部の構成例を示す図である。 第3の実施形態に係るブレ補正マイコンが行う動作の一例を示すフローチャートである。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
はじめに、図1を用いて、後述する各実施形態に係るカメラシステムの説明に用いる方向について定義する。
図1は、後述する各実施形態に係るカメラシステムの外観構成例を示すと共に、そのカメラシステムにおいて定義される方向を示す図である。
図1に示したように、後述する各実施形態に係るカメラシステムは、カメラボディ1に交換レンズ(レンズユニットとも言う)2が装着されたレンズ交換式のカメラシステムであって、そのカメラシステムにおいて、X方向、Y方向、Z方向、Pitch(ピッチ)方向、Yaw(ヨー)方向、及びRoll(ロール)方向を、次のように定義する。
カメラボディ1の左右方向(水平方向)をX方向とする。また、そのX方向において、カメラボディ1を正面から見たときの右方向を+X方向とし、その左方向を−X方向とする。なお、X方向は、後述の撮像素子の撮像面の左右方向にも対応する。
カメラボディ1の上下方向(垂直方向)をY方向とする。また、そのY方向において、上方向を+Y方向とし、下方向を−Y方向とする。なお、Y方向は、後述の撮像素子の撮像面の上下方向にも対応する。
カメラボディ1に装着された交換レンズ2の光軸方向をZ方向とする。また、そのZ方向において、カメラボディ1の背面側から正面側への方向を+Z方向とし、カメラボディ1の正面側から背面側への方向を−Z方向とする。
X方向の軸を回転軸とする回転方向をPitch方向とする。また、そのPitch方向において、+X方向へ向かって左回転を+Pitch方向とし、+X方向に向かって右回転を−Pitch方向とする。
Y方向の軸を回転軸とする回転方向をYaw方向とする。また、そのYaw方向において、+Y方向へ向かって右回転を+Yaw方向とし、+Y方向に向かって左回転を−Yaw方向とする。
Z方向の軸を回転軸とする回転方向をRoll方向とする。また、そのRoll方向において、+Z方向に向かって左回転を+Roll方向とし、+Z方向に向かって右回転を−Roll方向とする。
なお、上述のように定義した方向の正負(+,−)は、後述する角速度センサの実装方向に依存するため、上記に限定されるものでないことは勿論のことである。
<第1の実施形態>
図2は、本発明の第1の実施形態に係るカメラシステムの構成例を示す図である。
図2に示したように、本実施形態に係るカメラシステムは、カメラボディ1に交換レンズ2が装着された構成を有する。なお、カメラボディ1は、交換レンズ2を着脱自在に構成されており、カメラボディ1への交換レンズ2の装着は、交換レンズ2に設けられている図示しないレンズマウント接続部とカメラボディ1に設けられている図示しないボディマウント接続部とが互いに勘合することによって行われる。これにより、交換レンズ2がカメラボディ1に固定されると共に、各々のマウント接続部に設けられている端子同士も電気的に接続され、その接点3を介して、カメラボディ1と交換レンズ2との間での通信が可能になる。
カメラボディ1は、フォーカルプレーンシャッター11、撮像素子12、撮像素子駆動部13、システムコントローラ14、ブレ補正マイコン15、Yaw角速度センサ16a、Pitch角速度センサ16b、Roll角速度センサ16c、及びSW(Switch)17を含む。
フォーカルプレーンシャッター11は、撮像素子12の前面に配置され、システムコントローラ14の制御の下にシャッター幕を開閉させることで、撮像素子12の撮像面を露光状態又は遮光状態にする。これにより、露光時間が制御される。
撮像素子12は、例えばCCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等のイメージセンサであって、システムコントローラ14の制御の下に、撮像面に結像されている被写体像を電気信号に変換する(光電変換する)。変換された電気信号は、システムコントローラ14によって映像信号として読み出される。
撮像素子駆動部13は、ブレ補正マイコン15の制御の下に、撮像素子12をX方向及びY方向に並進移動させると共に、撮像素子12の中心を回転中心として撮像素子12を回転させる。なお、撮像素子12の中心は、撮像素子12の撮像面の有効画素領域の中心でもある。撮像素子駆動部13の詳細については、図9を用いて後述する。
システムコントローラ14は、カメラボディ1の動作を制御すると共に、接点3を介して交換レンズ2のLCU(Lens Control Unit)22との間で通信を行い、交換レンズ2の動作も制御する。すなわち、システムコントローラ14は、カメラシステム(カメラボディ1及び交換レンズ2)の全体動作を制御する。例えば、システムコントローラ14は、SW17から通知された、ユーザからの操作指示に応じて、対応する動作を制御する。また、例えば、システムコントローラ14は、フォーカルプレーンシャッター11及び撮像素子12を制御する。また、例えば、システムコントローラ14は、撮像素子12から映像信号を読み出し、それを所定の形式の画像データに変換する。また、例えば、システムコントローラ14は、ブレ補正マイコン15及びLCU22との間で通信を行ってブレ補正の開始、終了等を制御する。また、例えば、システムコントローラ14は、交換レンズ2がPitch方向及びYaw方向のブレ補正を実施可能である場合に、後述のカメラボディ側ブレ補正比率及び交換レンズ側ブレ補正比率の算出を行う。なお、この算出に係る構成の詳細については、図3を用いて後述する。
ブレ補正マイコン15は、システムコントローラ14の制御の下、Yaw角速度センサ16a、Pitch角速度センサ16b、及びRoll角速度センサ16cの出力に基づいて、ブレに伴う像ブレを打ち消す方向に撮像素子12を移動させるように撮像素子駆動部13を制御する。なお、ブレ補正マイコン15の詳細については、図5を用いて後述する。
Yaw角速度センサ16aは、Yaw方向の角速度を検出する。Pitch角速度センサ16bは、Pitch方向の角速度を検出する。Roll角速度センサ16cは、Roll方向の角速度を検出する。なお、Yaw角速度センサ16a、Pitch角速度センサ16b、及びRoll角速度センサ16cは、同じ角速度センサであるが、検出する角速度の方向に応じて実装方向が異なる。
SW17は、ユーザからの各種の操作指示(例えば撮影開始の操作指示)を受け付け、それをシステムコントローラ14へ通知する。
交換レンズ2は、光学系21、LCU22、光学系駆動部23、Yaw角速度センサ24a、及びPitch角速度センサ24bを含む。
光学系21は、被写体からの光束を被写体像として撮像素子12の撮像面に結像する。なお、光学系21は、像ブレを補正するためのブレ補正光学系である図示しないブレ補正用レンズを含む。
LCU22は、接点3を介してシステムコントローラ14との間で通信を行い、システムコントローラ14の制御の下、交換レンズ2の動作(ブレ補正動作を含む)を制御する。例えば、LCU22は、Yaw角速度センサ24a及びPitch角速度センサ24bの出力に基づいて、ブレに伴う像ブレを打ち消す方向にブレ補正用レンズを移動させるように光学系駆動部23を制御する。また、例えば、LCU22は、詳しくは述べないが、フォーカシングや絞り等を制御する。なお、LCU22の詳細については、図12を用いて後述する。
光学系駆動部23は、LCU22の制御の下、光学系21に含まれるブレ補正用レンズを、X方向及びY方向に並進移動させる。
Yaw角速度センサ24aは、Yaw方向の角速度を検出する。Pitch角速度センサ24bは、Pitch方向の角速度を検出する。なお、Yaw角速度センサ24a及びPitch角速度センサ24bは、同じ角速度センサであるが、検出する角速度の方向に応じて実装方向が異なる。
図3は、システムコントローラ14に含まれる、カメラボディ側補正比率及び交換レンズ側補正比率の算出に係る構成の一例を示す図である。
図3に示したように、システムコントローラ14は、ボディ側補正比率算出部141a、及びレンズ側補正比率算出部141bを含む。
ボディ側補正比率算出部141aは、カメラボディ1に装着された交換レンズ2がPitch方向及びYaw方向のブレ補正を実施可能である場合に、例えば定期的に、カメラボディ補正範囲長と交換レンズ補正範囲長と補正感度とに基づいて、カメラボディ側補正比率を算出し、それをブレ補正マイコン15へ出力する。但し、カメラボディ1に装着された交換レンズ2がPitch方向及びYaw方向のブレ補正を実施可能でない場合には、上述の算出を行わず、カメラボディ側補正比率として1をブレ補正マイコン15へ出力する。あるいは、ブレ補正マイコン15の後述するYaw角度ブレ量算出部及びPitch角度ブレ量算出部の各々において、カメラボディ側補正比率の乗算を行わないようにしてもよい。
レンズ側補正比率算出部141bは、カメラボディ1に装着された交換レンズ2がPitch方向及びYaw方向のブレ補正を実施可能である場合に、例えば定期的に、カメラボディ補正範囲長と交換レンズ補正範囲長と補正感度とに基づいて、交換レンズ側補正比率を算出し、算出した交換レンズ側補正比率の情報に基づく出力信号を、接点3を介してLCU22へ出力する。但し、カメラボディ1に装着された交換レンズ2がPitch方向及びYaw方向のブレ補正を実施可能でない場合には、上述の算出及び出力を行わない。
なお、カメラボディ補正範囲長は、カメラボディ1の図示しないメモリから読み出されるものであり、交換レンズ補正範囲長及び補正感度は、LCU22から接点3を介して取得されるものである。
カメラボディ補正範囲長は、撮像素子12が物理的に並進移動可能な(X方向及びY方向の各々に移動可能な)最大並進移動範囲長のことであり、例えば絶対値で表される。
交換レンズ補正範囲長は、光学系21に含まれるブレ補正用レンズが物理的に並進移動可能な(X方向及びY方向の各々に移動可能な)最大並進移動範囲長のことであり、例えば絶対値で表される。
なお、交換レンズ2において、交換レンズ補正範囲長を光学系21の焦点距離によらず一定値とした場合には、光学系21に含まれるブレ補正用レンズによりブレ補正可能な像面移動量範囲(撮像面上の被写体像の移動量の範囲)が焦点距離によって変化することになる(後述のように補正感度が光学系21の焦点距離に応じて変化することによる)。但し、これに限らず、交換レンズ補正範囲長を光学系21の焦点距離に応じて変化させるようにし、ブレ補正用レンズによりブレ補正可能な像面移動量範囲を焦点距離によらず一定値とさせるようにしてもよい。
補正感度は、光学系21に含まれるブレ補正用レンズの並進移動量に対する、像面移動量(撮像面上の被写体像の移動量)の変化率のことである。補正感度は、交換レンズ2の光学系21の焦点距離(ズーム倍率)によって変化する。
カメラボディ側補正比率は、カメラボディ1と交換レンズ2とで分担してPitch方向及びYaw方向のブレ補正を実施する場合の、カメラボディ側で行うPitch方向及びYaw方向のブレ補正の比率のことである。
交換レンズ側補正比率は、カメラボディ1と交換レンズ2とで分担してPitch方向及びYaw方向のブレ補正を実施する場合の、交換レンズ側で行うPitch方向及びYaw方向のブレ補正の比率のことである。
カメラボディ側補正比率は、例えば下記式(1)により算出され、交換レンズ側補正比率は、例えば下記式(2)により算出される。
Ratio_b=L_b/(L_b+L_l×K) 式(1)
Ratio_l=L_l×K/(L_b+L_l×K) 式(2)
上記の式(1)及び式(2)において、Ratio_bは、カメラボディ側補正比率である。Ratio_lは、交換レンズ側補正比率である。L_bは、カメラボディ補正範囲長である。L_lは、交換レンズ補正範囲長である。K は、補正感度である。
なお、カメラボディ側補正比率及び交換レンズ側補正比率の算出方法は、これに限らず、例えば、一方の補正比率を上記の式(1)又は式(2)により算出したら、その算出結果を1から減算することによって、他方の補正比率を算出するようにしてもよい。
ここで、交換レンズ補正範囲長L_lについて更に述べる。
図4A及び図4Bは、光学系21に含まれるブレ補正用レンズの位置と、ブレ補正用レンズが並進移動可能な最大並進移動範囲との関係の一例を示す図である。図4Aは、ブレ補正用レンズの位置(ブレ補正用レンズの光軸中心の位置)が初期位置O(X:0,Y:0)である場合を示し、図4Bは、ブレ補正用レンズの位置が、初期位置からX方向及びY方向へそれぞれ交換レンズ補正範囲長L_lだけ並進移動した位置O´(X:L_l,Y:L_l)である場合を示している。なお、図4A及び図4Bにおいて、Rl_mは、ブレ補正用レンズが物理的に並進移動可能な最大並進移動範囲を示す。
このように、交換レンズ補正範囲長L_lは、ブレ補正用レンズが、初期位置Oから、最大並進移動範囲Rl_m内を最大並進移動したときの(例えばOからO´への並進移動)、X方向及びY方向のブレ補正用レンズの光軸中心位置の変位量を示すものである。
図5は、ブレ補正マイコン15の構成例を示す図である。
図5に示したように、ブレ補正マイコン15は、ADC(Analog-to-digital converter)151(151a、151b、151c)、Yaw角度ブレ量算出部152a、Pitch角度ブレ量算出部152b、Roll角度ブレ量算出部152c、補正量算出部153、ドライバ154(154a、154b、154c)、通信部155、及び補正範囲長算出部156を含む。
ADC151aは、Yaw角速度センサ16aの出力信号であるアナログ信号(Yaw角速度)をデジタル信号に変換する。ADC151bは、Pitch角速度センサ16bの出力信号であるアナログ信号(Pitch角速度)をデジタル信号に変換する。ADC151cは、Roll角速度センサ16cの出力信号であるアナログ信号(Roll角速度)をデジタル信号に変換する。
Yaw角度ブレ量算出部152aは、ADC151aの出力、交換レンズ2の光学系21の光学特性(焦点距離)、及びカメラボディ側補正比率に基づいて、X方向の像面移動量(Yaw角度ブレ量とも言う)を算出する。Pitch角度ブレ量算出部152bは、ADC151bの出力、交換レンズ2の光学系21の光学特性(焦点距離)、及びカメラボディ側補正比率に基づいて、Y方向の像面移動量(Pitch角度ブレ量とも言う)を算出する。なお、交換レンズ2の光学系21の光学特性(焦点距離)は、LCU22から接点3、システムコントローラ14、及び通信部155を介して、例えば定期的に取得される。カメラボディ側補正比率は、システムコントローラ14のボディ側補正比率算出部141aから通信部155を介して、例えば定期的に取得される。Yaw角度ブレ量算出部152a及びPitch角度ブレ量算出部152bの詳細については、図6Aを用いて後述する。
Roll角度ブレ量算出部152cは、ADC151cの出力に基づいて、像面回転量(撮像面上の被写体像の回転量)(Roll角度ブレ量とも言う)を算出する。なお、Roll角度ブレ量算出部152cの詳細については、図6Bを用いて後述する。
補正量算出部153は、Yaw角度ブレ量算出部152a、Pitch角度ブレ量算出部152b、及びRoll角度ブレ量算出部152cの算出結果(Yaw角度ブレ量、Pitch角度ブレ量、及びRoll角度ブレ量)と、補正範囲長算出部156により設定された後述のRoll補正範囲長、Yaw補正範囲長、及びPitch補正範囲長とに基づいて、Yaw角度ブレ量、Pitch角度ブレ量、及びRoll角度ブレ量を打ち消す方向に撮像素子12を移動させるための、撮像素子駆動部13の駆動量(後述するX1駆動部、X2駆動部、及びY駆動部の駆動量)を算出する。なお、補正量算出部153の詳細については、図7を用いて後述する。
ドライバ154aは、補正量算出部153により算出された後述するX1駆動部の駆動量に応じた駆動パルスを、撮像素子駆動部13へ出力する。ドライバ154bは、補正量算出部153により算出された後述するX2駆動部の駆動量に応じた駆動パルスを、撮像素子駆動部13へ出力する。ドライバ154cは、補正量算出部153により算出された後述するY駆動部の駆動量に応じた駆動パルスを、撮像素子駆動部13へ出力する。これにより、各駆動パルスに応じて、撮像素子駆動部13の後述するX1駆動部、X2駆動部、及びY駆動部が駆動し、上述のYaw角度ブレ量、Pitch角度ブレ量、及びRoll角度ブレ量を打ち消す方向に撮像素子12が移動する。
通信部155は、システムコントローラ14との間で通信を行うと共に、Yaw角度ブレ量算出部152a、Pitch角度ブレ量算出部152b、補正量算出部153、及び補正範囲長算出部156の各々との間でデータの送受を行う。例えば、通信部155は、システムコントローラ14から、ブレ補正の開始、終了等の指示を受ける。また、通信部155は、システムコントローラ14から、カメラボディ1に装着された交換レンズ2が、Pitch方向及びYaw方向のブレ補正を実施可能であるか否かの情報(レンズブレ補正情報)を受ける。
補正範囲長算出部156は、システムコントローラ14から通信部155を介してレンズブレ補正情報が入力される。そして、入力されたレンズブレ補正情報に基づいて、カメラボディ1に装着された交換レンズ2がPitch方向及びYaw方向のブレ補正を実施可能であるか否かに応じて、Roll補正範囲長、Yaw補正範囲長、及びPitch補正範囲長の各々を決定又は算出し、それらを補正量算出部153に通信部155を介して設定する。なお、補正範囲長算出部156の詳細については、図8を用いて後述する。
図6Aは、Yaw角度ブレ量算出部152a及びPitch角度ブレ量算出部152bの各々の構成例を示す図である。なお、Yaw角度ブレ量算出部152a及びPitch角度ブレ量算出部152bは、同様の構成を有する。
図6Aに示したように、Yaw角度ブレ量算出部152a及びPitch角度ブレ量算出部152bの各々は、乗算器1521、乗算器1522、及び積分器1523を含む。
乗算器1521は、ADC151(ADC151a又はADC151b)の出力(角速度)と、交換レンズ2の光学系21の光学特性(焦点距離)とを乗算する。乗算器1522は、乗算器1521の乗算結果と、カメラボディ側補正比率とを乗算する。積分器1523は、乗算器1522の乗算結果を時間積分し、その結果(像面移動量)を出力する。
図6Bは、Roll角度ブレ量算出部152cの構成例を示す図である。
図6Bに示したように、Roll角度ブレ量算出部152cは、積分器1524を含む。積分器1524は、ADC151cの出力を時間積分し、その結果(像面回転量)を出力する。
図7は、補正量算出部153の構成例を示す図である。
図7に示したように、補正量算出部153は、Yaw角度リミット処理部1531a、Pitch角度リミット処理部1531b、Roll角度リミット処理部1531c、及び駆動量算出部1532を含む。
Yaw角度リミット処理部1531aは、Yaw角度ブレ量算出部152aの算出結果であるYaw角度ブレ量が、補正範囲長算出部156により設定されたYaw補正範囲長を超える場合に、そのYaw角度ブレ量を、Yaw補正範囲長までに制限して出力する。なお、Yaw角度ブレ量がYaw補正範囲を超えない場合には、そのまま、そのYaw角度ブレ量を出力する。
Pitch角度リミット処理部1531bは、Pitch角度ブレ量算出部152bの算出結果であるPitch角度ブレ量が、補正範囲長算出部156により設定されたPitch補正範囲長を超える場合に、そのPitch角度ブレ量を、Pitch補正範囲長までに制限して出力する。なお、Pitch角度ブレ量がPitch補正範囲を超えない場合には、そのまま、そのPitch角度ブレ量を出力する。
Roll角度リミット処理部1531cは、Roll角度ブレ量算出部152bの算出結果であるRoll角度ブレ量が、補正範囲長算出部156により設定されたRoll補正範囲長を超える場合に、そのRoll角度ブレ量を、Roll補正範囲長までに制限して出力する。なお、Roll角度ブレ量がRoll補正範囲を超えない場合には、そのまま、そのRoll角度ブレ量を出力する。
駆動量算出部1532は、Yaw角度リミット処理部1531a、Pitch角度リミット処理部1531b、及びRoll角度リミット処理部1531cの出力(Yaw角度ブレ量、Pitch角度ブレ量、及びRoll角度ブレ量)に基づいて、そのYaw角度ブレ量、Pitch角度ブレ量、及びRoll角度ブレ量を打ち消す方向に撮像素子12を移動させるための、撮像素子駆動部13の駆動量(後述するX1駆動部、X2駆動部、及びY駆動部の駆動量)を算出する。
図8は、補正範囲長算出部156の構成例を示す図である。
図8に示したように、補正範囲長算出部156は、Roll補正範囲長算出部156a、及びYaw/Pitch補正範囲長算出部156bを含む。
Roll補正範囲長算出部156aは、システムコントローラ14から、通信部155を介してレンズブレ補正情報が入力される。そして、レンズブレ補正情報に基づき、カメラボディ1に装着された交換レンズ2がPitch方向及びYaw方向のブレ補正を実施可能であるか否かに応じて、Roll補正範囲長を決定する。なお、Roll補正範囲長は、例えば絶対値として表される。
Yaw/Pitch補正範囲長算出部156bは、Roll補正範囲長算出部156aにより決定されたRoll補正範囲長に基づいて、Yaw補正範囲長及びPitch補正範囲長を算出する。なお、Yaw補正範囲長及びPitch補正範囲長は、例えば絶対値として表される。
そして、補正範囲長算出部156は、Roll補正範囲長算出部156aにより決定されたRoll補正範囲長と、Yaw/Pitch補正範囲長算出部156bにより算出されたYaw補正範囲長及びPitch補正範囲長とを、補正量算出部153に通信部155を介して設定する。
なお、Roll補正範囲長、Yaw補正範囲長、及びPitch補正範囲長の詳細については、図10A、図10B、及び図11を用いて後述する。
図9は、撮像素子駆動部13の構成例を模式的に示す図である。
図9に示したように、撮像素子駆動部13は、X1駆動部131、X2駆動部132、Y駆動部133、固定部134、可動部135を含む。
X1駆動部131は、ドライバ154aの出力に従って駆動する。X2駆動部132は、ドライバ154bの出力に従って駆動する。Y駆動部133は、ドライバ154cの出力に従って駆動する。
固定部134は、可動部135がX方向及びY方向への並進移動及びXY平面上での回転が可能なように可動部135を支持する。可動部135には、撮像素子12が固定されている。これにより、撮像素子12は、可動部135に連動する。なお、可動部135の回転中心は、撮像素子12の中心(有効画素領域の中心)と一致する。
このような構成の撮像素子駆動部13では、撮像素子12と連動する可動部135のX方向への並進移動及びXY平面上での回転がX1駆動部131及びX2駆動部132の駆動によって行われ、撮像素子12と連動する可動部135のY方向への並進移動がY駆動部133の駆動によって行われる。なお、撮像素子12と連動する可動部135のX方向への並進移動は、X1駆動部131の駆動量及び駆動方向とX2駆動部132の駆動量及び駆動方向とが同じにされることで、行われる。また、撮像素子12と連動する可動部135のXY平面上での回転は、X1駆動部131の駆動量とX2駆動部132の駆動量とが同じにされ、且つ、X1駆動部131の駆動方向とX2駆動部132の駆動方向とが逆方向にされることで、行われる。
このような構成の撮像素子駆動部13において、X1駆動部131、X2駆動部132、及びY駆動部133の各々は、例えば、可動部135に連動して配置される電磁コイルと固定部に配置される固定磁石とを含む電磁式リニアモーター(例えばヴォイスコイルモーター)を用いて構成される。この場合、X1駆動部131、X2駆動部132、及びY駆動部133の各々では、対応するドライバの出力(駆動電圧又は駆動電流)が供給されると、それに比例した駆動電流が電磁コイルに流れ、これにより電磁コイルと固定磁石との間に発生した磁界の相互作用により可動部135が移動する。
また、この場合において、撮像素子12と連動する可動部135を回転させるときの回転量である回転角は、その回転角が微小であるならば、X1駆動部131(X1駆動部131の電磁コイル)の移動量とX2駆動部132(X2駆動部132の電磁コイル)の移動量との差に比例する値となり、下記式(3)により求められる。
θ=A×(D2−D1) 式(3)
上記式(3)において、θは、回転角である。Aは、比例定数であり、可動部135に連動して配置される、X1駆動部131(X1駆動部131の電磁コイル)及びX2駆動部132(X2駆動部132の電磁コイル)の位置で決定される。D2は、X2駆動部132(X2駆動部132の電磁コイル)の移動量であり、D1は、X1駆動部131(X1駆動部131の電磁コイル)の移動量である。但し、D1及びD2は、移動方向に応じた正負の符号を有する値である。
なお、撮像素子駆動部13の駆動により移動した撮像素子12は、その撮像面に結像される被写体像の光学性能を確保するために、その撮像面の有効画素領域全体がイメージサークル内に含まれていなければならない。ここでイメージサークルとは、撮影レンズによって撮像面に結像される被写体像に対して、光学性能を満たせる像範囲のことを言う。この撮像面の有効画素領域の一部でもイメージサークル内からはみ出してしまうと、そのはみ出した部分で光量低下や解像度低下等を招き、画質が劣化してしまうからである。
そこで、本実施形態では、撮像素子駆動部13の駆動により移動した撮像素子12の有効画素領域がイメージサークル内からはみ出さないように、撮像素子駆動部13の駆動を、補正範囲長算出部156により設定されるRoll補正範囲長、Yaw補正範囲長、及びPitch補正範囲長により制限するようにしている。
ここで、そのRoll補正範囲長、Yaw補正範囲長、及びPitch補正範囲長について、図10A、図10B、及び図11を用いて説明する。
図10A及び図10Bは、撮像素子12の有効画素領域とイメージサークルとの位置関係の一例を示す図である。なお、図10A及び図10Bでは、説明の便宜のため、撮像素子12の範囲と、撮像素子12の有効画素領域の範囲とを同じ範囲として示している。
図10Aは、撮像素子12が原点位置(初期位置)にいるときの、撮像素子12の有効画素領域とイメージサークルとの位置関係の一例を示す図である。なお、図10Aにおいて、Rは、イメージサークルの半径である。Lは、撮像素子12の有効画素領域の対角線長さを1/2にしたものである。θLは、撮像素子12の有効画素領域の対角線と、撮像素子12の有効画素領域の長辺に垂直な線とのなす角度である。
図10Bは、撮像素子駆動部13の駆動により、撮像素子12の有効画素領域がイメージサークル内からはみ出すことなく、撮像素子12の有効画素領域の外周の一部がイメージサークルの外周の一部に接する位置へ、撮像素子12が並進移動及び回転したときの、撮像素子12の有効画素領域とイメージサークルとの位置関係の一例を示す図である。なお、図10Bにおいて、aは、撮像素子12の原点位置からのX方向及びY方向の各々の並進移動量であり、θmaxは、撮像素子12の回転量である。
本実施形態では、図10Bに示した位置関係のように、撮像素子12の有効画素領域がイメージサークル内からはみ出すことなく、撮像素子12の有効画素領域の外周の一部がイメージサークルの外周の一部に接する位置関係にあるときの、撮像素子12の原点位置からのX方向及びY方向の各々の並進移動量(a)を、最大並進移動量とも言い、Yaw補正範囲長及びPitch補正範囲長の各々としている。また、そのような位置関係にあるときの撮像素子12の回転量(θmax)を、最大回転量とも言い、Roll補正範囲長としている。
このようなX方向及びY方向の各々の最大並進移動量(a)と最大回転量(θmax)との関係は、下記式(4)から、下記の式(5)及び式(6)のように表される。
なお、上記式(5)は、最大回転量(θmax)に対する、X方向及びY方向の各々の最大並進移動量(a)の関係と言うこともできる。また、上記式(6)は、X方向及びY方向の各々の最大並進移動量(a)に対する、最大回転量(θmax)の関係と言うこともできる。
上記の式(5)及び式(6)によれば、X方向及びY方向の各々の最大並進移動量(a)と最大回転量(θmax)は、その両方が同時に決まるものではなく、一方が決まると他方が上記の式(5)又は式(6)によって算出されるものである。
本実施形態では、最大回転量(θmax)を決定し、その最大回転量(θmax)から上記式(5)によりX方向及びY方向の各々の最大並進移動量(a)を算出するようにしている。すなわち、本実施形態では、図8を用いて説明したように、Roll補正範囲長を決定し、そのRoll補正範囲長から上記式(5)によりYaw補正範囲長及びPitch補正範囲長を算出するようにしている。
図11は、最大回転量(θmax)とX方向及びY方向の各々の最大並進移動量(a)との関係の一例を示す図である。
図11に示したように、最大回転量(θmax)とX方向及びY方向の各々の最大並進移動量(a)との関係は、一方を大きくすると他方が小さくなる関係になる。すなわち、最大回転量(θmax)を大きくすると(Roll補正範囲長を大きくすると)、X方向及びY方向の各々の最大並進移動量(a)が小さくなる(Yaw補正範囲長及びPitch補正範囲長の各々が小さくなる)。逆に、最大回転量(θmax)を小さくすると(Roll補正範囲長を小さくすると)、X方向及びY方向の各々の最大並進移動量(a)が大きくなる(Yaw補正範囲長及びPitch補正範囲長の各々が大きくなる)。
図12は、LCU22の構成例を示す図である。
図12に示したように、LCU22は、ADC221(221a、221b)、Yaw角度ブレ量算出部222a、Pitch角度ブレ量算出部222b、補正量算出部223、ドライバ224(224a、224b)、レンズ制御部225、及び通信部226を含む。
ADC221aは、Yaw角速度センサ24aの出力信号であるアナログ信号をデジタル信号に変換する。ADC221bは、Pitch角速度センサ24bの出力信号であるアナログ信号をデジタル信号に変換する。
Yaw角度ブレ量算出部222aは、ADC221aの出力、交換レンズ2の光学系21の光学特性、及び交換レンズ側補正比率に基づいて、X方向の像面移動量に対応するブレ補正用レンズのX方向の移動量(Yaw角度ブレ量とも言う)を算出する。Pitch角度ブレ量算出部222bは、ADC221bの出力、交換レンズ2の光学系21の光学特性、及び交換レンズ側補正比率に基づいて、Y方向の像面移動量に対応するブレ補正用レンズのY方向の移動量(Pitch角度ブレ量とも言う)を算出する。なお、交換レンズ2の光学系21の光学特性は、レンズ制御部225から通信部226を介して例えば定期的に取得される。交換レンズ側補正比率は、システムコントローラ14(レンズ側補正比率算出部141b)から接点3及び通信部226を介して例えば定期的に取得される。なお、Yaw角度ブレ量算出部222a及びPitch角度ブレ量算出部222bの詳細については、図13を用いて後述する。
補正量算出部223は、Yaw角度ブレ量算出部222a及びPitch角度ブレ量算出部222bの算出結果(Yaw角度ブレ量及びPitch角度ブレ量)に基づいて、Yaw角度ブレ量及びPitch角度ブレ量を打ち消す方向に、光学系21に含まれるブレ補正用レンズを移動させるための、光学系駆動部23のX方向駆動量及びY方向駆動量を算出する。なお、X方向駆動量は、ブレ補正用レンズをX方向に移動させるための駆動量であり、Y方向駆動量は、ブレ補正用レンズをY方向に移動させるための駆動量である。
ドライバ224aは、補正量算出部223により算出されたX方向駆動量に応じた駆動パルスを、光学系駆動部23へ出力する。ドライバ224bは、補正量算出部223により算出されたY方向駆動量に応じた駆動パルスを、光学系駆動部23へ出力する。これにより、各駆動パルスに応じて光学系駆動部23が駆動し、上述のYaw角度ブレ量及びPitch角度ブレ量を打ち消す方向にブレ補正用レンズが移動する。
レンズ制御部225は、交換レンズ2のレンズ情報を、通信部226及び接点3を介してシステムコントローラ14へ通知する。なお、交換レンズ2のレンズ情報は、交換レンズ2のブレ補正機能に関する情報、交換レンズ補正範囲長、光学系21の焦点距離、及び補正感度の一つ以上を含む。交換レンズ2のブレ補正機能に関する情報は、交換レンズ2のブレ補正機能が有効に設定されているか又は無効に設定されているかを示す情報を含む。この有効又は無効の設定は、例えば、交換レンズ2の図示しない操作部に対するユーザ操作によって行われる。また、レンズ制御部225は、光学系21の焦点距離及び補正感度を、通信部226を介してYaw角度ブレ量算出部222a及びPitch角度ブレ量算出部222bへ通知する。また、レンズ制御部225は、詳しくは述べないが、フォーカシングや絞り等を制御する。
通信部226は、接点3を介してシステムコントローラ14との間で通信を行うと共に、Yaw角度ブレ量算出部222a、Pitch角度ブレ量算出部222b、及びレンズ制御部225の各々との間でデータの送受を行う。例えば、通信部226は、システムコントローラ14から接点3を介してブレ補正の開始、終了等の指示を受ける。
図13は、Yaw角度ブレ量算出部222a及びPitch角度ブレ量算出部222bの各々の構成例を示す図である。なお、Yaw角度ブレ量算出部222a及びPitch角度ブレ量算出部222bは、同様の構成を有する。
図13に示したように、Yaw角度ブレ量算出部222a及びPitch角度ブレ量算出部222bの各々は、乗算器2221、乗算器2222、及び積分器2223を含む。
乗算器2221は、ADC221(ADC221a又はADC221b)の出力(角速度)と、光学系21の光学特性とを乗算する。ここで、光学系21の光学特性は、下記式(7)により表される。
OP=f/K 式(7)
上記式(7)において、OPは光学系21の光学特性であり、fは光学系21の焦点距離であり、Kは補正感度である。
乗算器2222は、乗算器2221の乗算結果と、交換レンズ側補正比率とを乗算する。積分器2223は、乗算器2222の乗算結果を時間積分し、その結果(像面移動量に対応するブレ補正用レンズの移動量(角度ブレ量とも言う))を出力する。
なお、以上のように構成された本実施形態に係るカメラシステムにおいて、カメラボディ1のブレ補正マイコン15の一部は、カメラボディに装着された交換レンズの光軸を回転軸とする回転方向であるロール方向と、その光軸に対して垂直な軸を回転軸とする回転方向であるピッチ方向と、その光軸及び当該光軸に対して垂直な軸の両方に対して垂直な軸を回転軸とする回転方向であるヨー方向とを含む、複数方向のブレ補正を実施するブレ補正部の一例である。ブレ補正マイコン15の他の一部は、カメラボディに装着された交換レンズがピッチ方向及びヨー方向のブレ補正を実施可能であるか否かを判定する判定部の一例である。ブレ補正マイコン15の補正量算出部153の一部(Roll補正範囲長算出部156aを含む)は、カメラボディに装着された交換レンズがピッチ方向及びヨー方向のブレ補正を実施可能でないと判定部により判定された場合に、ブレ補正部がロール方向のブレ補正を実施するときのロール方向のブレ補正範囲を第1のブレ補正範囲に設定し、又は、カメラボディに装着された交換レンズがピッチ方向及びヨー方向のブレ補正を実施可能であると判定部により判定された場合に、ブレ補正部がロール方向のブレ補正を実施するときのロール方向のブレ補正範囲を第1のブレ補正範囲以上の第2のブレ補正範囲に設定するロールブレ補正範囲設定部の一例である。ブレ補正マイコン15の補正量算出部153の他の一部(Yaw/Pitch補正範囲長算出部156bを含む)は、ブレ補正部がピッチ方向及びヨー方向のブレ補正を実施するときのピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正範囲を、ロールブレ補正範囲設定部により設定された第1のブレ補正範囲又は第2のブレ補正範囲に基づいて設定するピッチ及びヨーブレ補正範囲設定部の一例である。カメラボディ1のシステムコントローラ14の一部(ボディ側補正比率算出部141a及びレンズ側補正比率算出部141bを含む)は、カメラボディに装着された交換レンズがピッチ方向及びヨー方向のブレ補正を実施可能であると判定部により判定された場合に、ピッチ方向及びヨー方向のブレ補正をカメラボディと交換レンズとで分担して行うときのカメラボディ側ブレ補正比率及び交換レンズ側ブレ補正比率を算出するブレ補正比率算出部の一例である。システムコントローラ14の他の一部は、交換レンズの焦点距離情報を含む、交換レンズの光学情報を交換レンズから取得する光学情報取得部の一例である。交換レンズ2のLCU22の一部は、カメラボディに装着された交換レンズの光軸に対して垂直な軸を回転軸とする回転方向であるピッチ方向と、その光軸に対して垂直な軸を回転軸とする回転方向であるヨー方向とを含む、複数方向のブレ補正を実施するブレ補正部の一例である。
次に、カメラボディ1に交換レンズ2が装着された本実施形態に係るカメラシステムで行われるブレ補正動作(手ブレ補正動作)について説明する。
図14は、ブレ補正動作中にカメラボディ1のブレ補正マイコン15が繰り返し行う動作の一例を示すフローチャートである。図15は、ブレ補正動作中に交換レンズ2のLCU22が繰り返し行う動作の一例を示すフローチャートである。
なお、図14及び図15に示した動作は、カメラボディ1に装着された交換レンズ2がYaw方向及びPitch方向のブレ補正を実施可能である場合(交換レンズ2のブレ補正機能が有効に設定されている場合)には、並行して繰り返し行われるが、そうでない場合(交換レンズ2のブレ補正機能が無効に設定されている場合)には、図14に示した動作のみが繰り返し行われる(図15に示した動作は行われない)。
本例では、カメラボディ1に交換レンズ2が装着された場合の例を説明するが、例えば、カメラボディ1にブレ補正機能自体を備えていない交換レンズが装着された場合には、カメラボディ1に装着された交換レンズ2がYaw方向及びPitch方向のブレ補正を実施可能でない場合と同様の動作が行われる。
図14に示したように、カメラボディ1では、ブレ補正動作が開始すると、ブレ補正マイコン15が、まず、カメラボディ1に装着されている交換レンズ2がYaw方向及びPitch方向のブレ補正を実施可能であるか否か(交換レンズ2のブレ補正機能が有効に設定されているか否か)を判定する(S101)。
なお、このS101の判定は、例えば、次のようにして行われる。まず、カメラボディ1のシステムコントローラ14は、交換レンズ2のLCU22と通信を行い、交換レンズ2のブレ補正機能に関する情報をLCU22から取得する。この情報は、例えば、システムコントローラ14からLCU22への問い合わせに対する応答として、LCU22から取得される。そして、システムコントローラ14は、その情報から、交換レンズ2のブレ補正機能が有効に設定されているか又は無効に設定されているかを示す情報を抽出し、その情報(レンズブレ補正情報)をブレ補正マイコン15へ通知する。ブレ補正マイコン15は、その情報に基づいて、S101の判定を行う。
なお、交換レンズ2では、ブレ補正機能の有効又は無効の設定が変更されると、その都度、ブレ補正機能に関する情報が、LCU22からシステムコントローラ14へ通知され、そして、その情報から抽出された、交換レンズ2のブレ補正が有効に設定されているか又は無効に設定されているかを示す情報(レンズブレ補正情報)が、システムコントローラ14からブレ補正マイコン15へ通知される。
S101の判定結果がNoの場合、ブレ補正マイコン15の補正範囲長算出部156のRoll補正範囲長算出部156aは、Roll補正範囲長をθ1に決定し、そのRoll補正範囲長θ1を、補正範囲長算出部156が通信部155を介して補正量算出部153のRoll角度リミット処理部1531cに設定する(S102)。
S102の後、ブレ補正マイコン15の補正範囲長算出部156のYaw/Pitch補正範囲長算出部156bは、S102で決定されたRoll補正範囲長θ1に応じて、Yaw補正範囲長及びPitch補正範囲長を算出し、そのYaw補正範囲長及びPitch補正範囲長(Yaw/Pitch補正範囲長)を、補正範囲長算出部156が通信部155を介して補正量算出部153のYaw角度リミット処理部1531a及びPitch角度リミット処理部1531bに設定する(S103)。
一方、S101の判定結果がYesの場合、ブレ補正マイコン15の補正範囲長算出部156のRoll補正範囲長算出部156aは、Roll補正範囲長をθ2(但しθ2>θ1)に決定し、そのRoll補正範囲長θ2を、補正範囲長算出部156が通信部155を介して補正量算出部153のRoll角度リミット処理部1531cに設定する(S104)。
S104の後、ブレ補正マイコン15の補正範囲長算出部156のYaw/Pitch補正範囲長算出部156bは、S104で決定されたRoll補正範囲長θ2に応じて、Yaw補正範囲長及びPitch補正範囲長を算出し、そのYaw補正範囲長及びPitch補正範囲長(Yaw/Pitch補正範囲長)を、補正範囲長算出部156が通信部155を介して補正量算出部153のYaw角度リミット処理部1531a及びPitch角度リミット処理部1531bに設定する(S105)。
なお、S102及びS103と、S104及びS105では、先にRoll補正範囲長を決定及び設定し、後にYaw補正範囲長及びPitch補正範囲長を算出及び設定しているが、先にYaw補正範囲長及びPitch補正範囲長を決定及び設定し、後にRoll補正範囲長を算出及び設定するようにしてもよい。
S105の後、ブレ補正マイコン15は、システムコントローラ14により通知されたカメラボディ側補正比率(Yaw/Pitch補正比率)を、Yaw角度ブレ量算出部152a及びPitch角度ブレ量算出部152bに設定する(S106)。なお、カメラボディ側補正比率は、システムコントローラ14のボディ側補正比率算出部141aにより算出されたものである。
S106又はS103の後は、ブレ補正マイコン15が、ブレ検出処理を行う(S107)。より詳しくは、ブレ補正マイコン15のYaw角度ブレ量算出部152a、Pitch角度ブレ量算出部152b、及びRoll角度ブレ量算出部152cが、それぞれ角度ブレ量を算出する。
S107の後、ブレ補正マイコン15は、補正処理を行う(S108)。より詳しくは、ブレ補正マイコン15の補正量算出部153が、S107で算出された各角度ブレ量に基づいて撮像素子駆動部13の駆動量を算出し、撮像素子駆動部13が、その駆動量に応じて撮像素子12を移動させる。
一方、図15に示したように、交換レンズ2では、ブレ補正動作が開始すると、LCU22が、まず、システムコントローラ14により通知された交換レンズ側補正比率(Yaw/Pitch補正比率)を、Yaw角度ブレ量算出部222a及びPitch角度ブレ量算出部222bに設定する(S201)。なお、交換レンズ側補正比率は、システムコントローラ14のレンズ側補正比率算出部141bにより算出されたものである。
S201の後、LCU22は、ブレ検出処理を行う(S202)。より詳しくは、LCU22のYaw角度ブレ量算出部222a及びPitch角度ブレ量算出部222bが、それぞれ角度ブレ量を算出する。
S202の後、LCU22は、補正処理を行う(S203)。より詳しくは、LCU22の補正量算出部223が、S202で算出された各角度ブレ量に基づいて光学系駆動部23の駆動量を算出し、光学系駆動部23が、その駆動量に応じてブレ補正用レンズを移動させる。
図16A及び図16Bは、図14に示した動作により、撮像素子12が最大回転すると共に最大並進移動したときの位置の一例を示す図である。より詳しくは、図16Aは、図14に示したS101の判定結果がNoである場合に、撮像素子12が、Roll補正範囲長の範囲内で最大回転(θ1回転)すると共に、Yaw補正範囲長及びPitch補正範囲長の範囲内で最大並進移動したときの、撮像素子12の位置を示す図である。図16Bは、図14に示したS101の判定結果がYesである場合に、撮像素子12が、Roll補正範囲長の範囲内で最大回転(θ2回転)すると共に、Yaw補正範囲長及びPitch補正範囲長の範囲内で最大並進移動したときの、撮像素子12の位置を示す図である。
図16A及び図16Bに示したように、図14に示したS101の判定結果がYesである場合(図16B参照)には、それがNoである場合(図16A参照)よりも、撮像素子12の最大回転量が大きくなる(θ2>θ1)。これは、前者の場合には、Yaw方向及びPitch方向のブレ補正がカメラボディ1と交換レンズ2とで分担して行われるため、それがカメラボディ1のみで行われる後者の場合よりも、カメラボディ1でのYaw方向及びPitch方向のブレ補正量を小さくすることができ、その分、カメラボディ1でのRoll方向のブレ補正量を大きくすることができることによる。
以上のように、本実施形態に係るカメラシステムでは、カメラボディ1に装着された交換レンズ2がYaw方向及びPitch方向のブレ補正を実施可能である場合には、そうでない場合よりも、Roll補正範囲長が大きく設定される。また、この場合には、Yaw方向及びPitch方向のブレ補正が、ボディ側補正比率及びレンズ側補正比率に従って、カメラボディ1と交換レンズ2とで分担して行われる。従って、カメラボディ1のみによるブレ補正では補正しきれない状況(例えば、Roll方向、Yaw方向、及びPitch方向の各々のブレが大きい場合)でも、ブレ補正性能を向上させることができる。
図17は、図16Aに示した撮像素子12の最大回転量θ1及び最大並進移動量(a1とする)と、図16Bに示した撮像素子12の最大回転量θ2及び最大並進移動量(a2とする)との関係を示す図である。なお、このときの交換レンズ2では、交換レンズ補正範囲長と補正感度の積(L_l×K)が、a1−a2であるとする。
図17に示したように、撮像素子12の最大回転量θ2、θ1の関係はθ2>θ1になるのに対し、撮像素子12の最大並進移動量a2、a1の関係はa2<a1になる。しかしながら、交換レンズ2における交換レンズ補正範囲長と補正感度の積(L_l×K)がa1−a2であることから、Yaw方向及びPitch方向の補正性能は、カメラボディ1のみによるブレ補正を行う場合と変わらずに、Roll方向の補正性能を向上させることができる。従って、例えばRoll方向のブレが大きくなる歩行中又は走行中の動画撮影時や静止画の長秒撮影時等であっても、適切にブレ補正を行うことができる。
<第2の実施形態>
本発明の第2の実施形態に係るカメラシステムは、第1の実施形態に係るカメラシステムに対して、Roll補正範囲長の決定方法が異なる。より詳しくは、第1の実施形態では、光学系21の焦点距離に係らずRoll補正範囲長が決定されていたのに対し、第2の実施形態では、光学系21の焦点距離に応じてRoll補正範囲長が可変して決定される。
図18は、第2の実施形態に係る補正範囲長算出部156の構成例を示す図である。
図18に示したように、第2の実施形態に係る補正範囲長算出部156では、カメラボディ1に装着された交換レンズ2がPitch方向及びYaw方向のブレ補正を実施可能な交換レンズであるか否かの情報(レンズブレ補正情報)に加えて、光学系21の焦点距離がRoll補正範囲長算出部156aに、さらに入力される点が、図8に示した第1の実施形態に係る補正範囲長算出部156と異なる。
すなわち、第2の実施形態に係るRoll補正範囲長算出部156aは、カメラボディ1に装着された交換レンズ2がPitch方向及びYaw方向のブレ補正を実施可能な交換レンズであるか否かに応じて、光学系21の焦点距離に応じたRoll補正範囲長を決定する。従って、焦点距離が変化するとRoll補正範囲長も変化することになる。なお、光学系21の焦点距離は、LCU22から接点3、システムコントローラ14、及び通信部155を介して例えば定期的に取得される。
第2の実施形態に係るカメラシステムのその他の構成は、第1の実施形態に係るカメラシステムと同様であるので、ここでは説明を省略する。
図19は、第2の実施形態に係るカメラシステムで行われるブレ補正動作において、カメラボディ1のブレ補正マイコン15が行う動作の一例を示すフローチャートである。
なお、図19に示したフローチャートは、第1の実施形態で説明した図14に示したフローチャートに対応し、図19のS301、S303、S305乃至S308は、図14のS101、S103、及びS105乃至S108と同様であるので、ここでは説明を省略する。
図19において、S301の判定結果がNoの場合、ブレ補正マイコン15の補正範囲長算出部156のRoll補正範囲長算出部156aは、Roll補正範囲長を、焦点距離に応じたθ1に決定し、そのRoll補正範囲長θ1を、補正範囲長算出部156が通信部155を介して補正量算出部153のRoll角度リミット処理部1531cに設定する(S302)。
一方、S301の判定結果がYesの場合、ブレ補正マイコン15の補正範囲長算出部156のRoll補正範囲長算出部156aは、Roll補正範囲長を、焦点距離に応じたθ2(但し、θ2≧θ1)に決定し、そのRoll補正範囲長θ2を、補正範囲長算出部156が通信部155を介して補正量算出部153のRoll角度リミット処理部1531cに設定する(S304)。
なお、第2の実施形態に係るカメラシステムで行われるブレ補正動作において、図19に示したカメラボディ1のブレ補正マイコン15が行う動作と並行して行われ得る、交換レンズ2のLCU22が行う動作は、第1の実施形態で説明した図15に示したフローチャートと同様になるので、ここでは説明を省略する。
ここで、図19に示した動作によって設定されるRoll補正範囲長、Yaw補正範囲長、及びPitch補正範囲長について、更に述べる。
一般的に被写体が無限遠にいる場合、Yaw方向及びPitch方向のブレ角度による像ブレ量は、下記の式(8)及び式(9)により表される。
b_Yaw=f×tanθ_Yaw 式(8)
b_Pitch=f×tanθ_Pitch 式(9)
上記の式(8)及び式(9)において、b_Yawは、Yaw方向のブレ角度による像ブレ量である。b_Pitchは、Pitch方向のブレ角度による像ブレ量である。fは、光学系21の焦点距離である。θ_YawはYaw方向のブレ角度である。θ_Pitchは、Pitch方向のブレ角度である。
上記の式(8)及び式(9)から明らかなように、Yaw方向及びPitch方向の各々においては、ブレ角度が同じであっても焦点距離が長くなると像ブレ量が大きくなることから、焦点距離が長い場合には、Yaw補正範囲長及びPitch補正範囲長を大きくする必要がある。
カメラシステムを用いた撮影状況において、動画撮影の代表的な撮影シーンとして歩行撮影や手持ち撮影等がある。
例えば、歩行撮影時には、比較的に短い焦点距離で撮影が行われることが多いため、Yaw方向及びPitch方向のブレによる像ブレよりも、Roll方向のブレによる像ブレの方が大きくなりやすい。これは、上記の式(8)及び(9)から明らかなように、焦点距離が短いとYaw方向及びPitch方向のブレによる像ブレが大きくならないことによる。
図20は、焦点距離が短い場合(広角時)において、図19のS302で設定されたRoll補正範囲長θ1と図19のS303で設定されたYaw補正範囲長及びPitch補正範囲長(共にa1とする)との関係、及び、図19のS304で設定されたRoll補正範囲長θ2と図19のS305で設定されたYaw補正範囲長及びPitch補正範囲長(共にa2とする)との関係の一例を示す図である。但し、本例では、交換レンズ2において、交換レンズ補正範囲長と補正感度の積(L_l×K)が、a1−a2であるとする。
図20に示したように、焦点距離が短い場合には、Roll方向のブレが大きい歩行撮影等の撮影シーンが想定される。そこで、この場合には、θ2をθ1より大きくし(θ2>θ1)、それにより小さくなったa2を、交換レンズ2のブレ補正で補うことで、Roll方向のブレに対する補正性能を、カメラボディ1のみでブレ補正を行う場合よりも向上させることができる。
また、例えば、立ち止まった状態等での手持ち撮影時には、Roll方向のブレは歩行撮影時に比べて小さくなるが、その手持ち撮影が焦点距離を長くして行われる場合には、Yaw方向及びPitch方向のブレによる像ブレが大きくなる。これは、上記の式(8)及び式(9)から明らかなように、焦点距離が長いと、Yaw方向及びPitch方向のブレによる像ブレが大きくなることによる。
図21は、焦点距離が長い場合(望遠時)において、図19のS302で設定されたRoll補正範囲長θ1と図19のS303で設定されたYaw補正範囲長及びPitch補正範囲長(共にa1とする)との関係、及び、図19のS304で設定されたRoll補正範囲長θ2と図19のS305で設定されたYaw補正範囲長及びPitch補正範囲長(共にa2とする)との関係の一例を示す図である。
図21に示したように、焦点距離が長い場合には、Roll方向のブレが大きくならない立ち止まった状態等での手持ち撮影等の撮影シーンが想定される。そこで、この場合には、θ2をθ1と同じにし(θ2=θ1(a1=a2))、交換レンズ2のブレ補正を並行して行うことで、Yaw方向及びPitch方向のブレに対する補正性能を、カメラボディ1のみでブレ補正を行う場合よりも向上させることができる。
図22Aは、焦点距離と、図20及び図21に示したθ1及びθ2との関係の一例を示す図である。図22Bは、焦点距離と、図20及び図21に示したa1及びa2との関係の一例を示す図である。
図22A及び図22Bに示したように、焦点距離が短い場合(広角時)には、Roll補正範囲長が大きな値に設定されると共に、Yaw補正範囲長及びPitch補正範囲長が小さな値に設定される。一方、焦点距離が長い場合(望遠時)には、Roll補正範囲長が小さな値に設定されると共に、Yaw補正範囲長及びPitch補正範囲長が大きな値に設定される。
以上のように、第2の実施形態に係るカメラシステムでは、Roll補正範囲長が焦点距離に応じて可変する。例えば広角時には、Roll方向のブレが大きくなる歩行撮影等の撮影シーンが想定されるため、図20を用いて説明したように、θ2>θ1となるようにRoll補正範囲長が設定される。また、例えば望遠時には、Roll方向のブレが大きくならない立ち止まった状態等での手持ち撮影等の撮影シーンが想定されるため、図21を用いて説明したように、θ2=θ1となるようにRoll補正範囲長が設定される。これにより、焦点距離に応じて適切なRoll補正範囲長を設定することができる。また、そのRoll補正範囲長に応じてYaw補正範囲長及びPitch補正範囲長が算出されることで、補正範囲を有効に使用することができ、補正性能を向上させることができる。
<第3の実施形態>
本発明の第3の実施形態に係るカメラシステムは、第1の実施形態に係るカメラシステムに対して、Roll補正範囲長の決定方法が異なる。より詳しくは、第1の実施形態では、カメラボディ1に装着された交換レンズ2がPitch方向及びYaw方向のブレ補正を実施可能であるか否かに応じて、Roll補正範囲長が決定されていた。これに対し、第3の実施形態では、カメラボディ1に装着された交換レンズ2がPitch方向及びYaw方向のブレ補正を実施可能な交換レンズであるか否かということと、Roll方向のブレが大きいか否かということとに応じて、Roll補正範囲長が決定される。
図23は、第3の実施形態に係るブレ補正マイコン15の構成例を示す図である。
図23に示したように、第3の実施形態では、Roll角度ブレ量算出部152cが、詳しくは図24を用いて後述するように、更に、Roll方向のブレが大きいか否かを判定し、その判定結果を示す判定信号を補正範囲長算出部156へ出力する。そして、補正範囲長算出部156は、詳しくは図26を用いて後述するように、Roll補正範囲長の決定を、カメラボディ1に装着された交換レンズ2がPitch方向及びYaw方向のブレ補正を実施可能であるか否かということと(レンズブレ補正情報)、Roll角度ブレ量算出部152cにより出力された判定信号に応じた判定結果とに応じて、行う。
図24は、第3の実施形態に係るRoll角度ブレ量算出部152cの構成例を示す図である。
図24に示したように、第3の実施形態では、Roll角度ブレ量算出部152cが、更に判定部1525を含む。判定部1525は、ADC151cの出力に基づいて、Roll方向のブレが大きいか否かを判定し、その判定結果を示す判定信号を出力する。
なお、判定部1525による判定は、例えば、次のようにして行われる。
まず、Roll方向の角速度(ADC151cの出力)が、+側閾値又は−側閾値の一方を超えるか否かを、逐次検出する。そして、Roll方向の角速度(ADC151cの出力)が、+側閾値又は−側閾値の一方を超えた時刻から、その後に、その+側閾値又は−側閾値の他方を超えた時刻までの時間が、閾値時間未満になるという条件を条件1とする。また、Roll方向の角速度が、+側閾値又は−側閾値の一方を超えた時刻から、条件1を満たさずに、閾値時間以上経過したという条件を条件2とする。
そうした上で、Roll方向の角速度が条件1を満たした時刻に、Roll方向のブレが大きいか否かの判定を開始し、その後、条件2を満たすことなく、再び条件1を満たした場合には、Roll方向のブレが大きいと判定する。一方、判定を開始した後、条件2を満たした場合には、Roll方向のブレが小さいと判定する。そして、判定部1525は、補正範囲長算出部156へ、Roll方向のブレが大きいか、若しくは小さいかのどちらか一方の判定結果を示す判定信号を出力する。
このようにして行われる判定の具体例を、図25を用いて説明する。
図25は、Roll方向の角速度(ADC151cの出力)の時間推移の一例を示す図である。
図25に示した例では、Roll方向の角速度が、時刻taで+側閾値を超え、その後、時刻tbで−側閾値を超える。このときの時刻taから時刻tbまでの時間T1は、閾値時間Ts未満である。従って、条件1を満たし、時刻tbでRoll方向のブレが大きいと判定する(大ブレ判定開始)。
その後、Roll方向の角速度は、時刻tcで再び+側閾値を超える。このときの時刻tbから時刻tcまでの時間T2は、閾値時間Ts未満である。従って、判定を開始してから条件2を満たすことなく条件1を満たしたことから、Roll方向のブレが大きいと判定される。そして、判定部1525は、補正範囲長算出部156へ、Roll方向のブレが大きいとの判定結果を示す判定信号が、継続して出力される。
その後、Roll方向の角速度は、閾値時間Ts経過した時刻tdまで、−側閾値を越えることがない。従って、条件2を満たしたことから、時刻tdの時点で判定が終了する(大ブレ判定終了)。そして、判定部1525は、補正範囲長算出部156へ、Roll方向のブレが小さいとの判定結果を示す判定信号が出力される。
図25に示した例では、時刻tbから時刻tdまでの期間が、Roll方向のブレが大きいと判定する期間(大ブレ判定期間)となる。
なお、Roll方向のブレが大きいか否かの判定方法は、これに限らず、例えば、条件1を連続して2回以上満たせばRoll方向のブレが大きいと判定するようにしてもよい。
図26は、第3の実施形態に係る補正範囲長算出部156の構成例を示す図である。
図26に示したように、第3の実施形態では、Roll補正範囲長算出部156aが、カメラボディ1に装着された交換レンズ2がPitch方向及びYaw方向のブレ補正を実施可能な交換レンズであるか否かということ(レンズブレ補正情報)と、Roll角度ブレ量算出部152cにより出力された判定信号に基づく判定結果とに応じて、Roll補正範囲長を決定する。
第3の実施形態に係るカメラシステムにおいて、その他の構成は、第1の実施形態に係るカメラシステムと同様であるので、ここでは説明を省略する。
なお、このように構成された第3の実施形態に係るカメラシステムにおいて、カメラボディ1のRoll角速度センサ16cは、ロール方向のブレを検出するブレ検出部の一例である。カメラボディ1のブレ補正マイコン15のRoll角度ブレ量算出部152cの判定部1525は、ロール方向のブレを検出するブレ検出部の検出結果に基づいて、ロール方向のブレが大きいか否かを判定するブレ判定部の一例である。
図27は、第3の実施形態に係るカメラシステムで行われるブレ補正動作において、カメラボディ1のブレ補正マイコン15が行う動作の一例を示すフローチャートである。
なお、図27に示したフローチャートは、第1の実施形態で説明した図14に示したフローチャートに対応し、図27のS403乃至S409は、図14のS102乃至S108と同様であるので、ここでは説明を省略する。
図27に示したように、カメラボディ1では、ブレ補正動作が開始すると、ブレ補正マイコン15のRoll角度ブレ量算出部152cの判定部1525が、Roll方向のブレが大きいか否かを判定する(S401)。
S401の後、ブレ補正マイコン15は、カメラボディ1に装着されている交換レンズ2がYaw方向及びPitch方向のブレ補正を実施可能であり且つS401での判定結果がRoll方向のブレが大きいという判定結果であるか否かを判定する(S402)。
そして、S402の判定結果がNoの場合にはS403へ進み、その判定結果がYesの場合にはS405へ進む。
なお、第3の実施形態に係るカメラシステムで行われるブレ補正動作において、図27に示したカメラボディ1のブレ補正マイコン15が行う動作と並行して行われ得る、交換レンズ2のLCU22が行う動作は、第1の実施形態で説明した図15に示したフローチャートと同様になるので、ここでは説明を省略する。
以上のように、第3の実施形態に係るカメラシステムでは、カメラボディ1に装着された交換レンズがYaw方向及びPitch方向のブレ補正を実施可能であって、且つ、Roll方向のブレが大きい場合には、Roll補正範囲長が大きく設定される。また、この場合には、Yaw方向及びPitch方向のブレ補正が、ボディ側補正比率及びレンズ側補正比率に従って、カメラボディ1と交換レンズ2とで分担して行われる。これにより、Roll方向のブレが大きくなる歩行撮影時等の撮影シーンにおけるブレ補正性能を向上させることができる。
本発明は、上記実施形態にそのまま限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、様々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素のいくつかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
1 カメラボディ
2 交換レンズ
3 接点
11 フォーカルプレーンシャッター
12 撮像素子
13 撮像素子駆動部
14 システムコントローラ
15 ブレ補正マイコン
16a Yaw角速度センサ
16b Pitch角速度センサ
16c Roll角速度センサ
17 SW
21 光学系
22 LCU
23 光学系駆動部
24a Yaw角速度センサ
24b Pitch角速度センサ
131 X1駆動部
132 X2駆動部
133 Y駆動部
134 固定部
135 可動部
141a ボディ側補正比率算出部
141b レンズ側補正比率算出部
151a、151b、151c ADC
152a Yaw角度ブレ量算出部
152b Pitch角度ブレ量算出部
152c Roll角度ブレ量算出部
153 補正量算出部
154a、154b、154c ドライバ
155 通信部
156 補正範囲長算出部
156a Roll補正範囲長算出部
156b Yaw/Pitch補正範囲長算出部
221a、221b ADC
222a Yaw角度ブレ量算出部
222b Pitch角度ブレ量算出部
223 補正量算出部
224a、224b ドライバ
225 レンズ制御部
226 通信部
1521、1522 乗算器
1523、1524 積分器
1525 判定部
1531a Yaw角度リミット処理部
1531b Pitch角度リミット処理部
1531c Roll角度リミット処理部
1532 駆動量算出部
2221、2222 乗算器
2223 積分器

Claims (8)

  1. 交換レンズと当該交換レンズを着脱自在に構成されたカメラボディとを含むカメラシステムであって、
    前記カメラボディは、
    当該カメラボディに装着された前記交換レンズの光軸を回転軸とする回転方向であるロール方向と、前記光軸に対して垂直な軸を回転軸とする回転方向であるピッチ方向と、前記光軸及び前記光軸に対して垂直な軸の両方に対して垂直な軸を回転軸とする回転方向であるヨー方向とを含む、複数方向のブレ補正を実施するブレ補正部と、
    当該カメラボディに装着された前記交換レンズが前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正を実施可能であるか否かを判定する判定部と、
    当該カメラボディに装着された前記交換レンズが前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正を実施可能でないと前記判定部により判定された場合に、前記ブレ補正部が前記ロール方向のブレ補正を実施するときの前記ロール方向のブレ補正範囲を第1のブレ補正範囲に設定し、又は、当該カメラボディに装着された前記交換レンズが前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正を実施可能であると前記判定部により判定された場合に、前記ブレ補正部が前記ロール方向のブレ補正を実施するときの前記ロール方向のブレ補正範囲を前記第1のブレ補正範囲以上の第2のブレ補正範囲に設定するロールブレ補正範囲設定部と、
    前記ブレ補正部が前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正を実施するときの前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正範囲を、前記ロールブレ補正範囲設定部により設定された前記第1のブレ補正範囲又は前記第2のブレ補正範囲に基づいて設定するピッチ及びヨーブレ補正範囲設定部と、
    当該カメラボディに装着された前記交換レンズが前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正を実施可能であると前記判定部により判定された場合に、前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正を当該カメラボディと前記交換レンズとで分担して行うときのカメラボディ側ブレ補正比率及び交換レンズ側ブレ補正比率を算出するブレ補正比率算出部と、
    を備え、
    前記カメラボディに装着された前記交換レンズが前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正を実施可能であると前記判定部により判定された場合に、前記ブレ補正部は、前記ロール方向のブレ補正を、前記ロールブレ補正範囲設定部により設定された前記第2のブレ補正範囲内で実施すると共に、前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正を、前記ブレ補正比率算出部により算出された前記カメラボディ側ブレ補正比率に従って、前記ピッチ及びヨーブレ補正範囲設定部により前記第2のブレ補正範囲に基づいて設定された前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正範囲内で実施し、前記交換レンズは、前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正を、前記ブレ補正比率算出部により算出された前記交換レンズ側ブレ補正比率に従って実施する、
    ことを特徴とするカメラシステム。
  2. 前記ブレ補正比率算出部は、前記カメラボディ側ブレ補正比率及び前記交換レンズ側ブレ補正比率を、前記ブレ補正部が前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正を実施可能な最大ブレ補正範囲と前記交換レンズが前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正を実施可能な最大ブレ補正範囲とに基づいて算出する、
    ことを特徴とする請求項1記載のカメラシステム。
  3. 前記カメラボディに装着された前記交換レンズが前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正を実施可能でないと前記判定部により判定された場合に、前記ブレ補正部は、前記ロール方向のブレ補正を、前記ロールブレ補正範囲設定部により設定された前記第1のブレ補正範囲内で実施すると共に、前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正を、前記ピッチ及びヨーブレ補正範囲設定部により前記第1のブレ補正範囲に基づいて設定された前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正範囲内で実施する、
    ことを特徴とする請求項1又は2記載のカメラシステム。
  4. 前記カメラボディは、
    前記交換レンズの焦点距離情報を含む、前記交換レンズの光学情報を前記交換レンズから取得する光学情報取得部、
    を更に備え、
    前記ロールブレ補正範囲設定部は、前記光学情報取得部により取得された前記光学情報に含まれる前記焦点距離情報に基づいて、前記第1のブレ補正範囲又は前記第2のブレ補正範囲を可変させて設定する、
    ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1つに記載のカメラシステム。
  5. 前記カメラボディは、
    前記ロール方向のブレを検出するブレ検出部と、
    前記ブレ検出部の検出結果に基づいて、前記ロール方向のブレが大きいか否かを判定するブレ判定部と、
    を更に備え、
    前記ロールブレ補正範囲設定部は、前記カメラボディに装着された前記交換レンズが前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正を実施可能でないと前記判定部により判定され、或いは、前記ロール方向のブレが大きくないと前記ブレ判定部により判定された場合に、前記ブレ補正部が前記ロール方向のブレ補正を実施するときの前記ロール方向のブレ補正範囲を前記第1のブレ補正範囲に設定し、又は、前記カメラボディに装着された前記交換レンズが前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正を実施可能であると前記判定部により判定され、且つ、前記ロール方向のブレが大きいと前記ブレ判定部により判定された場合に、前記ブレ補正部が前記ロール方向のブレ補正を実施するときの前記ロール方向のブレ補正範囲を前記第2のブレ補正範囲に設定する、
    ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1つに記載のカメラシステム。
  6. 交換レンズと、当該交換レンズを着脱自在に構成されたカメラボディとを含み、前記カメラボディが、当該カメラボディに装着された前記交換レンズの光軸を回転軸とする回転方向であるロール方向と、前記光軸に対して垂直な軸を回転軸とする回転方向であるピッチ方向と、前記光軸及び前記光軸に対して垂直な軸の両方に対して垂直な軸を回転軸とする回転方向であるヨー方向とを含む、複数方向のブレ補正を実施するブレ補正部を備えた、カメラシステムのブレ補正方法であって、
    前記カメラボディに装着された前記交換レンズが前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正を実施可能であるか否かを判定し、
    前記カメラボディに装着された前記交換レンズが前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正を実施可能でないと判定した場合に、前記ブレ補正部が前記ロール方向のブレ補正を実施するときの前記ロール方向のブレ補正範囲を第1のブレ補正範囲に設定し、又は、前記カメラボディに装着された前記交換レンズが前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正を実施可能であると判定した場合に、前記ブレ補正部が前記ロール方向のブレ補正を実施するときの前記ロール方向のブレ補正範囲を前記第1のブレ補正範囲以上の第2のブレ補正範囲に設定し、
    前記ブレ補正部が前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正を実施するときの前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正範囲を、前記第1のブレ補正範囲又は前記第2のブレ補正範囲に基づいて設定し、
    前記カメラボディに装着された前記交換レンズが前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正を実施可能であると判定した場合に、前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正を前記カメラボディと前記交換レンズとで分担して行うときのカメラボディ側ブレ補正比率及び交換レンズ側ブレ補正比率を算出し、
    前記カメラボディに装着された前記交換レンズが前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正を実施可能であると判定した場合に、前記ブレ補正部が、前記ロール方向のブレ補正を前記第2のブレ補正範囲内で実施すると共に、前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正を、前記カメラボディ側ブレ補正比率に従って、前記第2のブレ補正範囲に基づいて設定した前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正範囲内で実施し、前記交換レンズが、前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正を前記交換レンズ側ブレ補正比率に従って実施する、
    ことを特徴とするブレ補正方法。
  7. 交換レンズを着脱自在に構成されたカメラボディであって、
    当該カメラボディに装着された前記交換レンズの光軸を回転軸とする回転方向であるロール方向と、前記光軸に対して垂直な軸を回転軸とする回転方向であるピッチ方向と、前記光軸及び前記光軸に対して垂直な軸の両方に対して垂直な軸を回転軸とする回転方向であるヨー方向とを含む、複数方向のブレ補正を実施するブレ補正部と、
    当該カメラボディに装着された前記交換レンズが前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正を実施可能であるか否かを判定する判定部と、
    当該カメラボディに装着された前記交換レンズが前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正を実施可能でないと前記判定部により判定された場合に、前記ブレ補正部が前記ロール方向のブレ補正を実施するときの前記ロール方向のブレ補正範囲を第1のブレ補正範囲に設定し、又は、当該カメラボディに装着された前記交換レンズが前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正を実施可能であると前記判定部により判定された場合に、前記ブレ補正部が前記ロール方向のブレ補正を実施するときの前記ロール方向のブレ補正範囲を前記第1のブレ補正範囲以上の第2のブレ補正範囲に設定するロールブレ補正範囲設定部と、
    前記ブレ補正部が前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正を実施するときの前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正範囲を、前記ロールブレ補正範囲設定部により設定された前記第1のブレ補正範囲又は前記第2のブレ補正範囲に基づいて設定するピッチ及びヨーブレ補正範囲設定部と、
    当該カメラボディに装着された前記交換レンズが前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正を実施可能であると前記判定部により判定された場合に、前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正を当該カメラボディと前記交換レンズとで分担して行うときのカメラボディ側ブレ補正比率及び交換レンズ側ブレ補正比率を算出するブレ補正比率算出部と、
    を備え、
    当該カメラボディに装着された前記交換レンズが前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正を実施可能であると前記判定部により判定された場合に、前記ブレ補正部は、前記ロール方向のブレ補正を、前記ロールブレ補正範囲設定部により設定された前記第2のブレ補正範囲内で実施すると共に、前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正を、前記ブレ補正比率算出部により算出された前記カメラボディ側ブレ補正比率に従って、前記ピッチ及びヨーブレ補正範囲設定部により前記第2のブレ補正範囲に基づいて設定された前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正範囲内で実施する、
    ことを特徴とするカメラボディ。
  8. カメラボディから着脱自在に構成された交換レンズであって、
    前記カメラボディに装着された当該交換レンズの光軸に対して垂直な軸を回転軸とする回転方向であるピッチ方向と、前記光軸に対して垂直な軸を回転軸とする回転方向であるヨー方向とを含む、複数方向のブレ補正を実施するブレ補正部を備え、
    前記ブレ補正部は、前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正を当該交換レンズと前記カメラボディとで分担して行う場合に、前記カメラボディから取得された交換レンズ側ブレ補正比率に従って、前記ピッチ方向及び前記ヨー方向のブレ補正を実施する、
    ことを特徴とする交換レンズ。
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