JP2018066863A - 撮像装置およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】フォーカスレンズを合焦位置に移動させてから撮影を開始するまでの待機時間を、撮像装置の動きと姿勢とを考慮して決定する撮像装置およびその制御方法を提供する。【解決手段】 フォーカスレンズが合焦位置に移動した後、待機時間の経過後に撮像素子の露光動作を開始する撮像装置において、待機時間を、振動量が所定量以上でない場合には検出された姿勢に応じた長さとし、振動量が所定量以上の場合には検出された姿勢にかかわらず、予め定められた固定の長さとする。【選択図】図７

Description

本発明は撮像装置およびその制御方法に関する。

カメラ、ビデオ等に用いられる撮像素子の画素数が増加するにつれ、自動焦点調節（ＡＦ）機能に要求される精度も高まっている。一方で、ＡＦ機能には高速性も求められる。ＡＦ機能を実現する方法はいくつか知られているが、撮影光学系に含まれる、焦点調節用のレンズ（フォーカスレンズ）を、撮影光学系が特定の被写体距離に合焦する位置（合焦位置）に移動させることは共通である。

フォーカスレンズはモータやアクチュエータによって光軸方向に駆動される。そして、駆動を停止すると、慣性の影響によって光軸方向に振動してから静止する。振動中に撮影すると撮影画像の画質、特には尖鋭度に影響を与えるおそれがある。そのため、フォーカスレンズを合焦位置に移動させた後、一定時間経過してから撮影を開始することにより、フォーカスレンズの振動が撮影画像の画質に与える影響を抑制することが知られている（特許文献１）。

また、特許文献１には、撮像装置の姿勢が正位置（光軸が水平方向かつ光軸周りの回転がない姿勢）の場合にはそうでない場合よりもフォーカスレンズ停止から撮影開始までの待ち時間を短く設定して、撮影を早く開始させることが記載されている。

特開2013-3264号公報（段落[0022]）

撮像装置が動いていると、動きによって撮像装置の姿勢を誤って検出する場合がある。特に、撮像素子の姿勢が正位置かどうかはなく、撮像装置の傾きに応じて待ち時間を変更しようとした場合、撮像装置の動きによって傾きが異なって検出されると、適切でない待ち時間が設定されるおそれがある。しかし、特許文献１では撮像装置の動きに関して考慮していない。

本発明はこのような従来技術の課題に鑑みてなされたものである。本発明は、フォーカスレンズを合焦位置に移動させてから撮影を開始するまでの待機時間を、撮像装置の動きと姿勢とを考慮して決定する撮像装置およびその制御方法の提供を目的とする。

上述の目的は、撮像装置の振動量を検出する振動量検出手段と、撮像装置の姿勢を検出する姿勢検出手段と、フォーカスレンズが合焦位置に移動した後、待機時間の経過後に撮像素子の露光動作を開始する制御手段と、を有し、制御手段は、待機時間を、振動量が所定量以上でない場合には検出された姿勢に応じた長さとし、振動量が所定量以上の場合には検出された姿勢にかかわらず、予め定められた固定の長さとする、ことを特徴とする撮像装置によって達成される。

本発明によれば、フォーカスレンズを合焦位置に移動させてから撮影を開始するまでの待機時間を、撮像装置の動きと姿勢とを考慮して決定する撮像装置およびその制御方法を提供できる。

本発明の実施形態に係るデジタルカメラの機能構成例を示すブロック図 図１のフォーカスレンズ駆動部の機構を模式的に示す図 加速度の方向とデジタルカメラの姿勢との関係を模式的に示す図 デジタルカメラの姿勢とフォーカスレンズの振動の関係を模式的に示す図 実施形態における自動焦点調節動作のシーケンスと、整定時間の例を示す図 実施形態における撮影動作に関するフローチャート 実施形態における整定時間の決定動作に関するフローチャート 実施形態における振動量および傾斜角度の算出動作に関するフローチャート 実施形態における整定時間の決定動作の変形例に関するフローチャート

以下、本発明の例示的な実施形態について添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態においては、撮像装置の一例としてのデジタルカメラに本発明を適用した実施形態について説明する。しかしながら、本発明はデジタルカメラに限らず、自動焦点調節機能を有する撮像装置を備える任意の電子機器に適用可能である。このような電子器機器にはスマートフォン、パーソナルコンピュータ、タブレットコンピュータ、メディアプレーヤ、ＰＤＡ、ゲーム機、家電製品、ビデオカメラ、ドライブレコーダ、などが含まれるが、これらに限定されない。

図１は実施形態に係るデジタルカメラの機能構成例を示すブロック図である。
レンズユニット１０１は撮影光学系を形成し、変倍レンズ１０２、防振レンズ１０３、フォーカスレンズ１０４、および絞り兼用シャッタ（絞り／シャッタ）１０５を有し、被写体像を撮像面に形成する。図では便宜上各レンズ１０２〜１０４を１枚のレンズで示しているが、一般にはそれぞれ複数のレンズで構成されている。

変倍レンズ１０２は光軸方向に移動可能であり、光軸方向の位置に応じてレンズユニット１０１の焦点距離（画角）が変化する。防振レンズ１０３は例えば光軸に直交する方向に移動可能であり、振れを打ち消す方向に光軸を補正する。フォーカスレンズ１０４は光軸方向に移動可能であり、光軸方向の位置に応じてレンズユニット１０１の合焦距離が変化する。絞り／シャッタ１０５は光路の開口径を変更する可動部材である。

レンズユニット１０１が形成する被写体像は、ＣＣＤ（電荷結合素子）やＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体）など、光電変換素子が複数配置された撮像素子１０６によって複数の画素信号に変換される。

画像処理回路１０７は画素信号に対して、Ａ／Ｄ変換、ホワイトバランス調整、色補間、色変換などの処理を適用し、画像データとして内部メモリ１０８に記憶する。画像処理回路１０７はまた、画像データに対してスケーリング、被写体検出、被写体認識、シーン判別、符号化、復号などの処理を適用することができる。

内部メモリ１０８はＲＡＭとＲＯＭとを有し、ＲＯＭにはシステム制御部１３１が実行するためのプログラム、各種の設定値、およびＧＵＩデータなどが記憶されている。また、ＲＡＭは画像データの一時的な記憶に用いられたり、システム制御部１３１がプログラムを実行する際のワークメモリとして用いられたりする。

表示部１０９は撮影で得られた画像データや記録媒体から読み出された画像データ、ＧＵＩデータ、デジタルカメラの各種情報、デジタル水準器などを表示する。
操作部１１０はユーザがデジタルカメラに指示などを入力するためのボタンやスイッチなどを有する。代表的には電源スイッチ、シャッターボタン、動作モード切り替えスイッチ、ズームレバー、メニューボタン、方向キー、決定ボタン、撮影・再生モード切り替えスイッチ、動画撮影ボタン、再生ボタンなどが操作部１１０に含まれるが、これらに限定されない。表示部１０９がタッチディスプレイである場合、タッチパネルは操作部１１０に含まれる。また、操作部１１０は音声入力や外部機器からの指示入力を受け付けてもよい。

電源部１１１はデジタルカメラの各部に電源を供給する。記録媒体１１２は例えば半導体メモリカードであり、撮影で得られた画像データを画像データファイルの形式で記憶する。

加速度検出部１１３はデジタルカメラに加わる加速度の変化を例えば直交する３軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ軸）のそれぞれについて表す信号を出力する。本実施形態において加速度検出部１１３はデジタルカメラの振動量および姿勢（傾斜角度）の検出に用いられる。

角速度検出部１１４は例えばジャイロセンサであり、デジタルカメラの動きの角速度を表す信号を出力する。本実施形態で角速度検出部１１４はデジタルカメラの振れやパンニング操作（流し撮り操作）の検出に用いられる。
なお、加速度検出部１１３と角速度検出部１１４は１つのチップに統合されてもよい。

絞りシャッタ駆動部１１５はシステム制御部１３１（露出制御部１２１）の制御に従って絞り／シャッタ１０５を駆動する。
フォーカスレンズ駆動部１１６はシステム制御部１３１（フォーカス制御部１２３）の制御に従ってフォーカスレンズ１０４を駆動する。
防振レンズ駆動部１１７はシステム制御部１３１（防振制御部１２４）の制御に従って防振レンズを駆動する。
変倍レンズ駆動部１１８はシステム制御部１３１（ズーム制御部１３０）の制御に従って変倍レンズ１０２を駆動する。

システム制御部１３１は１つ以上のプログラマブルプロセッサを有し、内部メモリ１０８のＲＯＭに記憶されたプログラムを実行してデジタルカメラの各部の動作を制御することにより、デジタルカメラの機能を実現する。図１における機能ブロック１１９〜１３０は実際にはシステム制御部１３１がプログラムを実行することによって実現される。ただし、機能ブロック１１９〜１３０の少なくとも１つをＡＳＩＣ、ＡＳＳＰ、ＰＬＡ、ＦＰＧＡなどのハードウェア回路として実現してもよい。

以下、機能ブロック１１９〜１３０について説明する。
輝度信号算出部１１９は撮像素子１０６が出力する画素信号から露出制御に用いる輝度情報を算出する。輝度情報は例えば画面全体の平均輝度や、画面の特定領域の平均輝度であってよい。
露出制御部１２１は輝度信号算出部１１９により得られた輝度情報と例えばプログラム線図とから露出制御値（絞り値、シャッタ速度、および撮影感度）を決定し、絞り値およびシャッタ速度に基づいてシャッタ駆動部１１５を制御する。このように、露出制御部１２１は自動露出（ＡＥ）制御を実行する。

評価値算出部１２０は輝度信号算出部１１９が算出した輝度信号から特定周波数成分を抽出し、焦点調節に用いる評価値を算出する。
合焦位置算出部１２２は、フォーカス制御部１２３を通じてフォーカスレンズ１０４を駆動させながら、評価値算出部１２０が算出する評価値の経時変化から評価値が最も高くなるフォーカスレンズ１０４の位置を合焦位置として検出する。そして、合焦位置算出部１２２は、検出した合焦位置にフォーカスレンズ１０４を移動させるようにフォーカス制御部１２３を制御する。
フォーカス制御部１２３は合焦位置算出部１２２の指示に応じてフォーカスレンズ駆動部１１６を制御する。このように、評価値算出部１２０、合焦位置算出部１２２、フォーカス制御部１２３が自動焦点調節（ＡＦ）制御を実行する。

防振制御部１２４は角速度検出部１１４の出力信号からデジタルカメラの振れを検出し、振れをキャンセルするように防振レンズ駆動部１１７を通じて防振レンズ１０３の駆動を制御する。なお、防振レンズ１０３の代わりに撮像素子１０６を移動させる構成であってもよい。

整定時間設定部１２５は、振動量算出部１２６および傾斜角度算出部１２８（必要に応じてさらに流し撮り判定部１２７）の出力に基づいて、フォーカスレンズ１０４の駆動停止後の待機時間を決定し、タイマ制御部１２９に設定する。この待機時間は、フォーカスレンズ１０４の駆動停止直後のフォーカスレンズ１０４の振動が撮像画像に与える影響を抑制するための撮影開始時の待機時間である。本実施形態ではデジタルカメラの振動量と姿勢（ここでは傾斜角度）に応じた複数の待機時間が予め例えば内部メモリ１０８のＲＯＭに記憶されている。

振動量算出部１２６（振動量検出手段）は、加速度検出部１１３が出力する各軸の加速度を表す信号から、デジタルカメラが受ける振動量を算出する。振動量算出部１２６は例えば各軸の加速度を表す信号の絶対値和を、デジタルカメラが受ける振動量として算出することができる。

流し撮り判定部１２７は角速度検出部１１４の出力信号から検出される振れの振幅と周波数を解析し、デジタルカメラが特定の動き、ここでは例えば流し撮り（パンニング）操作による動きをしているか否かを判定する。流し撮り判定部１２７は、判定結果を整定時間設定部１２５に出力する。デジタルカメラの動きが流し撮り操作による動きか否かの判定基準は予め例えば実験的に定めておくことができる。

傾斜角度算出部１２８（姿勢検出手段）は、加速度検出部１１３が出力する各軸の加速度を表す信号に基づいてデジタルカメラの姿勢を表す傾斜角度を算出する。

タイマ制御部１２９は、フォーカス制御部１２３からフォーカスレンズ１０４の合焦位置への移動が終了したことの通知を受信すると時間計測を開始し、計測時間が整定時間設定部１２５により設定された待機時間に達すると、フォーカス制御部１２３へ通知する。

ズーム制御部１３０は操作部１１０を通じて入力されたズーム指示に従って変倍レンズ駆動部１１８を制御する。

図２は、フォーカスレンズ駆動部１１６の機構を模式的に示した図であり、図２（ａ）光軸に直交する方向から見た構成を、図２（ｂ）は光軸に並行な方向から見た構成を示している。
フォーカスホルダ２０１はフォーカスレンズ１０４の支持部材である。フォーカスホルダ２０１は光軸と平行に延びるメインバー２０３とサブバー２０２が挿入される支持部２０１１、２０１２を有する。また、フォーカスホルダ２０１は噛合い歯２０７と付勢歯２０６とが設けられたネジ部２０１３する。ネジ部２０１３は、フォーカスモータ２０５の回転軸であるリードスクリュー２０４とかみ合う。

従って、フォーカス制御部１２３の制御によりフォーカスモータ２０５が動作してリードスクリュー２０４が回転すると、リードスクリュー２０４の回転方向に応じてフォーカスホルダ２０１（およびフォーカスレンズ１０４）が光軸方向に前進または後退する。

図３は、加速度検出部１１３が検出する加速度の方向とデジタルカメラの姿勢との関係を模式的に示す図である。
図３（ａ）はデジタルカメラが正位置（光軸が水平方向で、光軸周りの回転がない姿勢）である場合の、加速度検出部１１３の座標系を示している。光軸方向が＋Ｚ軸、Ｚ軸に対して鉛直上向きが＋Ｙ軸、Ｚ軸に対して水平手前向きが＋Ｘ軸である。なお、図３（ａ）では便宜上、座標系の原点をデジタルカメラの外部に示しているが、実際には図３（ｂ）および（ｃ）に示すようにデジタルカメラの内部に原点が存在する。

図３（ｂ）は図３（ａ）の状態をＸ軸の負方向に向かって見た状態を示している。図示のとおり、加速度検出部１１３はデジタルカメラの姿勢が正位置の状態では−Ｙ軸方向に１Ｇの重力を、Ｚ軸およびＸ軸方向には０Ｇの重力を検出する。

図３（ｃ）はデジタルカメラを正位置からＸ軸を回転中心として角度Θだけ光軸が上方にチルトするように回転させた図である。
デジタルカメラが回転することにより、加速度検出部１１３の直交座標系Ｘ−Ｙ−ＺはＸ−Ｙ'−Ｚ'に変化する。
このとき、加速度検出部１１３の検出するＺ'軸の重力成分はＧ×sinΘとなる。従って、傾斜角度算出部１２８は加速度検出部１１３が出力する各軸の重力成分の変化に基づいて、デジタルカメラの姿勢（各軸の傾斜角度）を算出することができる。

特に、水平方向に対する光軸方向（Ｚ軸方向）の角度（図３（ｃ）の角度Θ）が、フォーカスレンズ１０４に加わる重力の方向と大きさに影響するため、傾斜角度算出部１２８は少なくともＺ軸の角度を傾斜角度として整定時間設定部１２５に出力する。

図４は、デジタルカメラの姿勢がフォーカスレンズ１０４の停止直後の振動に与える影響の違いを模式的に示した図であり、図４（ａ）は光軸が水平の場合、図４（ｂ）は光軸が水平位置に対して９０度上方に回転した場合を示している。図４（ａ），（ｂ）において、左側にデジタルカメラの姿勢を、右側にフォーカスレンズ位置の経時変化をそれぞれ示している。

フォーカスレンズ１０４を駆動開始位置から移動させ、合焦位置で移動を停止させたものとする（停止タイミング）。フォーカスレンズ１０４の慣性により、直後から合焦位置を中心としたフォーカスレンズ１０４の振動が発生する。なお、サブバー２０２およびメインバー２０３でフォーカスホルダ２０１が支持されているため、光軸周りの回転振動は発生しない。

振動は主に、フォーカスホルダ２０１の支持部２０１１とサブバー２０２との摩擦力、および支持部２０１２とメインバー２０３との摩擦力によって減衰する。光軸方向が水平方向である（光軸方向が水平方向となす角が０度の）場合（図３（ａ））、摩擦力は重力方向と同じ方向の垂直抗力と摩擦係数の積で表され、摩擦力は最大となる。
一方、光軸方向が水平方向となす角が＋９０度である場合（図３（ｂ））、摩擦力は重力方向と直行する方向の垂直抗力と摩擦係数の積となる。従って、光軸が水平方向を向いている場合よりも摩擦力は小さくなる。そのため、図３（ｂ）の方が図３（ａ）と比較して振動の収束に要する時間が長くなる。なお、光軸方向と水平方向とがなす角の絶対値が９０度に近いほど振動を減衰させる摩擦力は小さくなるため、例えば光軸方向が水平方向となす角が−９０度（光軸方向が鉛直下方向）の場合も、図３（ｂ）と同様となる。

図５（ａ）は本実施形態における自動焦点調節動作をフォーカスレンズ位置によって模式的に示した図であり、Ｘ軸はフォーカスレンズ位置に対応する被写体距離の一例である。
ここでは、一例としてフォーカスレンズ１０４が被写体距離５Ｍに対応する位置から自動焦点調節（ＡＦ）動作が開始されるものとするが、初期位置に制限は無い。
操作部１１０から撮影開始指示（例えばシャッターボタンの全押し）が入力されると、システム制御部１３１（フォーカス制御部１２３）はフォーカスレンズ駆動部１１６を制御してフォーカスレンズ１０４を予め定められたスキャン開始位置に移動させる。ここでは、スキャン開始位置が無限遠の被写体距離に対応する位置であるとする。

スキャン開始位置にフォーカスレンズ１０４が移動すると、フォーカス制御部１２３はタイマ制御部１２９に通知し、タイマ制御部１２９からの通知を待機する。タイマ制御部１２９はフォーカス制御部１２３から通知を受けると通常駆動後整定時間が経過するのを待ち、フォーカス制御部１２３に通知する。

フォーカス制御部１２３は通知を受けるとスキャン駆動を開始する。スキャン駆動は異なるフォーカスレンズ位置に対応するＡＦ評価値を算出するために行われる。フォーカス制御部１２３は、フォーカスレンズ１０４を予め定められたスキャン範囲（ここでは無限遠から１Ｍの被写体距離に対応する範囲とする）の端に到達するまで所定のステップで順次移動させる。フォーカスレンズ１０４を１ステップ移動させるごとに撮影を行い、評価値算出部１２０でＡＦ評価値を算出する。

フォーカスレンズ１０４の位置がスキャン範囲の端（ここでは被写体距離１Ｍに対応する位置）に達すると、フォーカス制御部１２３はタイマ制御部１２９に通知し、タイマ制御部１２９からの通知を待機する。タイマ制御部１２９はフォーカス制御部１２３から通知を受けると通常駆動後整定時間が経過するのを待ち、フォーカス制御部１２３に通知する。

フォーカス制御部１２３は通知を受けると（すなわち、通常駆動後整定時間の経過後）、合焦位置算出部１２２に通知する。合焦位置算出部１２２は通知を受けると、スキャン駆動中に得られたＡＦ評価値から、ＡＦ評価値が最大となるフォーカスレンズ位置（合焦位置）を算出し、フォーカス制御部１２３に通知する。フォーカス制御部１２３はフォーカスレンズ駆動部１１６を制御して、合焦位置にフォーカスレンズ１０４を移動させる。フォーカスレンズ１０４が合焦位置に移動すると、フォーカス制御部１２３はタイマ制御部１２９に通知し、タイマ制御部１２９からの通知を待機する。タイマ制御部１２９はフォーカス制御部１２３から通知を受けると最終駆動後整定時間が経過するのを待ち、露出制御部１２１に通知する。

露出制御部１２１は通知を受けると、絞りシャッタ駆動部１１５を制御して撮像素子１０６の露光動作を開始する。
なお、通常整定時間は、次の駆動を開始する際のフォーカスレンズ１０４の初期位置が振動によってずれることを抑制するための待機時間である。従って、フォーカスモータ２０５がステッピングモータである場合、通常整定時間は脱調しない程度の時間として定めることができる。
また、最終駆動後整定時間は、露光中にフォーカスレンズ１０４の振動が残っていることによる画質低下を抑制するための待機時間である。

図５（ｂ）は、本実施形態における整定時間の具体例を示している。
なお、
・通常駆動後整定時間の方が最終駆動後整定時間よりも短い
・傾斜角が大きい方が整定時間が長い
という条件を満たす範囲で、具体的なデジタルカメラの構成に応じて値を適宜調整することができる。

例えば、デジタルカメラがレンズ交換型である場合、レンズユニットによってフォーカスレンズの大きさやフォーカスレンズの駆動機構の構造が異なる場合がある。そのため、レンズユニットの型番などに対応付けた整定時間テーブルを内部メモリ１０８に記憶しておき、装着されているレンズユニットの型番に対応した整定時間テーブルを用いるように構成してもよい。また、整定時間テーブルはレンズユニット内のメモリに記憶しておき、例えばレンズユニットが装着された際にシステム制御部１３１が整定時間テーブルをレンズユニットから取得して内部メモリ１０８に記憶して用いるように構成してもよい。

ＡＦ動作を含めた撮影動作について、図６のフローチャートを用いて説明する。撮影動作は、例えば操作部１１０を通じて撮影開始指示が入力されたことをシステム制御部１３１が検出したことによって開始される。
Ｓ６０２でシステム制御部１３１（フォーカス制御部１２３）はフォーカスレンズ駆動部１１６を制御して、フォーカスレンズ１０４をスキャン開始位置に移動させるための駆動を開始する。

Ｓ６０３でフォーカス制御部１２３は、フォーカスレンズ１０４がスキャン開始位置に到達したか否かを判定し、到達したと判定されれば駆動を停止して処理をＳ６０４に進め、到達したと判定されなければ駆動を継続する。

Ｓ６０４でスキャン開始位置にフォーカスレンズ１０４が移動すると、フォーカス制御部１２３はタイマ制御部１２９に通知する。タイマ制御部１２９は通知に応答して時間の計測を開始するとともに、整定時間設定部１２５に通常整定時間の決定を要求する。整定時間設定部１２５はこの要求に応答して振動量算出部１２６から振動量を、傾斜角度算出部１２８から傾斜角度を取得する。そして、整定時間設定部１２５は、振動量と傾斜角度に基づいて通常整定時間を決定し、タイマ制御部１２９に設定する。整定時間設定部１２５の動作の詳細については後述する。

Ｓ６０５で、タイマ制御部１２９は、計測時間が整定時間設定部１２５によって設定された通常整定時間に達したか否かを判定し、達したと判定されればフォーカス制御部１２３に通知してＳ６０６に処理を進める。一方、タイマ制御部１２９は計測時間が通常整定時間に達したと判定されなければ、計測とＳ６０５とを継続的に実行する。

Ｓ６０６でフォーカス制御部１２３はスキャン駆動を開始する。また、システム制御部１３１はスキャン駆動中に撮像素子１０６を制御して継続的に撮影を実行し、輝度信号算出部１１９、評価値算出部１２０によって被写体の輝度情報と、ＡＦ評価値とを順次算出させる。

Ｓ６０７でフォーカス制御部１２３は、フォーカスレンズ１０４がスキャン終了位置に到達したか否か判定し、到達したと判定されればＳ６０９に処理を進め、到達したと判定されなければＳ６０７の判定を継続して行う。

Ｓ６０９では、Ｓ６０４と同様の手順により、通常整定時間が整定時間設定部１２５によって決定され、タイマ制御部１２９に設定される。

Ｓ６１０でタイマ制御部１２９は、計測時間が整定時間設定部１２５によって設定された通常整定時間に達したか否かを判定し、達したと判定されればフォーカス制御部１２３に通知してＳ６１１に処理を進める。一方、タイマ制御部１２９は計測時間が通常整定時間に達したと判定されなければ、計測とＳ６１０とを継続的に実行する。

Ｓ６１１で合焦位置算出部１２２は、スキャン駆動中に得られたＡＦ評価値に基づいて、ＡＦ評価値が最大となるフォーカスレンズ位置（合焦位置）を算出し、フォーカス制御部１２３に通知する。

Ｓ６１２でフォーカス制御部１２３は、合焦位置算出部１２２から合焦位置が通知されたか否かを判定し、通知されたと判定されればＳ６１３へ、通知されたと判定されなければＳ６１４へ処理を進める。
Ｓ６１３でフォーカス制御部１２３は、通知された合焦位置へのフォーカスレンズ１０４の移動を開始する。そして、Ｓ６１５でフォーカス制御部１２３は、フォーカスレンズ１０４が合焦位置に到達したか否かを判定し、到達したと判定されればタイマ制御部１２９に通知してＳ６１７へ処理を進め、到達したと判定されなければＳ６１５を継続的に実行する。

一方、Ｓ６１４でフォーカス制御部１２３は、無限遠の被写体にピントが合う位置（無限位置）へのフォーカスレンズ１０４の移動を開始する。無限位置は被写界深度が無限遠を含む位置であり、例えば絞り値、撮像素子の大きさなどによって定まる。
Ｓ６１６でフォーカス制御部１２３は、フォーカスレンズ１０４が無限位置に到達したか否かを判定し、到達したと判定されればタイマ制御部１２９に通知してＳ６１７へ処理を進め、到達したと判定されなければＳ６１６を継続的に実行する。

Ｓ６１７でタイマ制御部１２９は通知に応答して時間の計測を開始するとともに、整定時間設定部１２５に最終整定時間の決定を要求する。整定時間設定部１２５はこの要求に応答して振動量算出部１２６から振動量を、傾斜角度算出部１２８から傾斜角度を取得する。そして、整定時間設定部１２５は、振動量と傾斜角度に基づいて最終整定時間を決定し、タイマ制御部１２９に設定する。整定時間設定部１２５の動作の詳細については後述する。

このように、合焦位置にフォーカスレンズ１０４が移動してから最終整定時間を決定することにより、仮にフォーカスレンズ１０４の移動中にデジタルカメラの姿勢や振動量が変化したとしても、適切な整定時間を決定することが可能になる。

Ｓ６１８は、タイマ制御部１２９は、計測時間が整定時間設定部１２５によって設定された最終整定時間に達したか否かを判定し、達したと判定されれば露出制御部１２１に通知してＳ６１９に処理を進める。一方、タイマ制御部１２９は計測時間が最終整定時間に達したと判定されなければ、計測を継続する。

Ｓ６１９で露出制御部１２１は通知に応答して、絞りシャッタ駆動部１１５を制御して露光動作を開始する。
Ｓ６２０で露出制御部１２１は所定の露光期間が経過すると、絞りシャッタ駆動部１１５を制御して絞り・シャッタ１０５を撮影動作の開始前の状態に戻す。
以上で撮影動作が終了する。

次に、整定時間設定部１２５の動作について図７のフローチャートを用いて説明する。 図７（ａ）はＳ６０４およびＳ６０９における通常整定時間設定処理を、図７（ｂ）はＳ６１７における最終整定時間設定処理を、それぞれ示している。

まず、通常整定時間設定処理について説明する。
Ｓ７０２で整定時間設定部１２５は、例えば内部メモリ１０８に保存されている初期化フラグがＯＮかＯＦＦかを判定し、ＯＮと判定されればＳ７０７へ、ＯＦＦと判定されればＳ７０３へ処理を進める。
Ｓ７０３で整定時間設定部１２５は、初期化フラグをＯＮにする。
Ｓ７０４で整定時間設定部１２５は、振動量算出部１２６から振動量を取得し、振動量が所定量以上か否かを判定する。ここで、所定量は、整定時間が切り替わる傾斜角度のマージンの大きさに応じて予め定めておくことができる。

例えば、図５（ｂ）に示すように、傾斜角度の絶対値が３０度の範囲で３等分され、個々の範囲に対して１つの整定時間が対応付けられており、範囲の切り替わりには５度のマージンがあるものとする。従って、水平方向±３０度の範囲と±３０度〜±６０度の範囲との切り替わりは水平方向±２５度〜±３５度の範囲に存在する。この場合、デジタルカメラの振動量が、水平方向±５度の回転を超える大きさになると、傾斜角度による切り替わりの精度が保証されなくなる。従って、所定量はＸ軸周りに水平方向±５度の回転に相当する振動量として定めることができる。

整定時間設定部１２５は、振動量が所定量以上と判定されればＳ７０６へ、判定されなければＳ７０５へ、処理を進める。
整定時間設定部１２５はＳ７０６で振動フラグをＯＮにした後、Ｓ７１４で通常整定時間を、予め定められた固定かつ最長の値（ここでは５ｍｓｅｃ）に決定し、タイマ制御部１２９に設定して処理を終了する。このように、所定量以上の振動が検出されている場合には、デジタルカメラの姿勢にかかわらず、固定かつ最長の整定時間を決定する。なお、振動量が所定値以上の場合の整定時間は、振動量が所定値より小さい場合の整定時間の最長時間と同じかそれより長い整定時間とする。固定長の整定時間はフォーカスレンズ１０４の位置がずれない程度、例えばフォーカスモータ２０５がステッピングモータの場合は脱調しない程度まで振動が収束する時間として予め定めておくことができる。
一方、Ｓ７０５で整定時間設定部１２５は振動フラグをＯＦＦにし、処理をＳ７０８に進める。

Ｓ７０７で整定時間設定部１２５は、振動フラグがＯＮかＯＦＦかを判定し、ＯＮと判定されればＳ７１０へ、ＯＦＦと判定されればＳ７０８へ、処理を進める。振動フラグがＯＮであることは、直近にＳ７０４を実行した際に振動量が所定量以上と判定されていることを示す。そのため、処理時間の短縮および処理負荷の軽減を目的として、Ｓ７１０で整定時間設定部１２５は、Ｓ７１４と同様に整定時間を固定かつ最長の５ｍｓｅｃと決定し、タイマ制御部１２９に設定して処理を終了する。

Ｓ７０８で整定時間設定部１２５は、傾斜角度算出部１２８から取得した、水平方向に対する傾斜角度の絶対値が所定角度１（ここでは３０度）より小さいか否かを判定し、小さいと判定されればＳ７１３へ、判定されなければＳ７０９へ処理を進める。
Ｓ７１３で整定時間設定部１２５は、内部メモリ１０８に記憶された整定時間テーブル（図５（ｂ））を参照して、通常整定時間の最小値である３ｍｓｅｃを決定し、タイマ制御部１２９に設定して処理を終了する。

Ｓ７０９で整定時間設定部１２５は、傾斜角度の絶対値が所定角度２（ここでは６０度）より小さいか否かを判定し、小さいと判定されればＳ７１２へ、判定されなければＳ７１１へ処理を進める。
Ｓ７１２で整定時間設定部１２５は、内部メモリ１０８に記憶された整定時間テーブルを参照して、４ｍｓｅｃを通常整定時間として決定し、タイマ制御部１２９に設定して処理を終了する。
Ｓ７１１で整定時間設定部１２５は、内部メモリ１０８に記憶された整定時間テーブルを参照して、５ｍｓｅｃを通常整定時間として決定し、タイマ制御部１２９に設定して処理を終了する。

次に、最終整定時間設定処理について説明する。
通常整定時間内にフォーカスレンズ１０４の振動が完全に収束しなくても、画質には直接影響しない。そのため、フォーカスレンズ１０４の位置がずれない程度、例えばフォーカスモータ２０５がステッピングモータの場合は脱調しない程度まで振動が収束していればよい。

一方、最終整定時間が経過すると露光が開始されるため、最終整定時間の経過後もフォーカスレンズ１０４の振動が収束していないと、画質低下の要因となる。そのため、一般的に、デジタルカメラがどのような姿勢であっても、最終整定時間は通常整定時間よりかなり長い時間に設定する必要がある。

通常整定時間設定処理では、Ｓ７０８で振動フラグがＯＮと判定された場合には直近のＳ７０４の実行時と同様に所定量以上の振動があるものとしてＳ７０１で最長の整定時間を設定した。これは、通常整定時間は図５（ｂ）に示すように最長に設定しても他の整定時間を設定した場合に対して延びる時間が小さいためである。

一方、最終整定時間は最長時間と他の時間との差が大きい。そのため、露光開始時までのタイムラグを短縮することを優先し、振動フラグを用いずに、振動量の大きさを毎回判定する。
Ｓ７１７で整定時間設定部１２５は、内部メモリ１０８内の初期化フラグをＯＦＦにする。また、Ｓ７１８で整定時間設定部１２５は、内部メモリ１０８内の振動フラグをＯＦＦにする。なお、Ｓ７１７およびＳ７１８の処理は、最終整定時間の設定後に実行してもよい。

Ｓ７１９で整定時間設定部１２５は、Ｓ７０４と同様に、振動量算出部１２６から振動量を取得し、振動量が所定量以上と判定されればＳ７２５へ、判定されなければＳ７２０へ、処理を進める。
Ｓ７２５で整定時間設定部１２５は、最終整定時間をデジタルカメラの姿勢にかかわらず固定かつ最長の値（ここでは３０ｍｓｅｃ）に決定し、タイマ制御部１２９に設定して処理を終了する。
このように、所定量以上の振動が検出されている場合には、傾斜角度によらず必ず振動が収束する、最長の整定時間を決定する。

Ｓ７２０で整定時間設定部１２５は、傾斜角度算出部１２８から取得した、水平方向に対する傾斜角度の絶対値が所定角度１（ここでは３０度）より小さいか否かを判定し、小さいと判定されればＳ７２４へ、判定されなければＳ７２１へ処理を進める。
Ｓ７２４で整定時間設定部１２５は、内部メモリ１０８に記憶された整定時間テーブル（図５（ｂ））を参照して、最終整定時間の最小値である２０ｍｓｅｃを決定し、タイマ制御部１２９に設定して処理を終了する。

Ｓ７２１で整定時間設定部１２５は、傾斜角度の絶対値が所定角度２（ここでは６０度）より小さいか否かを判定し、小さいと判定されればＳ７２３へ、判定されなければＳ７２２へ処理を進める。
Ｓ７２３で整定時間設定部１２５は、内部メモリ１０８に記憶された整定時間テーブルを参照して、２５ｍｓｅｃを最終整定時間として決定し、タイマ制御部１２９に設定して処理を終了する。
Ｓ７２２で整定時間設定部１２５は、内部メモリ１０８に記憶された整定時間テーブルを参照して、３０ｍｓｅｃを最終整定時間として決定し、タイマ制御部１２９に設定して処理を終了する。

最後に、図８のフローチャートを用いて、振動量算出部１２６および傾斜角度算出部１２８の動作について説明する。
デジタルカメラが例えば撮影モードで動作している間、図８に示すＳ８０２〜Ｓ８０８の処理が継続的に実行される。
Ｓ８０３で振動量算出部１２６および傾斜角度算出部１２８は、加速度検出部１１３からＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の加速度データを取得する。

Ｓ８０４で振動量算出部１２６および傾斜角度算出部１２８は、Ｓ８０３で取得した加速度データに対して、加速度センサの取り付け誤差や個体差に起因する出力値のずれを補正する調整値を反映させる。調整値は、例えば、デジタルカメラを水平に設置した状態の出力が、Ｙ軸加速度が１Ｇ、他の軸の加速度が０Ｇとなるように補正する値であってよい。この値は工場出荷時に内部メモリ１０８に記憶しておくことができる。また、例えば起動時や一定時間ごとなどに、デジタルカメラを水平に設置するようにユーザに要求し、加速度検出部１１３の出力が安定した時点で得られる出力値を調整値として内部メモリ１０８に記憶してもよい。

Ｓ８０５で振動量算出部１２６は、Ｓ８０４で調整値を反映させた各軸の加速度データの絶対値和を、デジタルカメラに加わる振動量として算出する。振動量は直ちに整定時間設定部１２５に出力してもよいし、振動量算出部１２６の内部に保持し、要求に応答して整定時間設定部１２５に最新の値を出力してもよい。

Ｓ８０６で傾斜角度算出部１２８は、Ｓ８０４で調整値を反映させた各軸の加速度データから、各軸周りの回転に対する傾斜角度を算出する。なお、上述した整定時間の制御に関しては、光軸と水平方向とがなす角度が算出できればよい。傾斜角度は直ちに整定時間設定部１２５に出力してもよいし、傾斜角度算出部１２８の内部に保持し、要求に応答して整定時間設定部１２５に最新の値を出力してもよい。
なお、Ｓ８０５とＳ８０６とは振動量算出部１２６および傾斜角度算出部１２８で並行して実行してよい。

Ｓ８０７で傾斜角度算出部１２８は、Ｓ８０６で算出した傾斜角度に応じて、デジタル水準器の表示用データを生成して表示部１０９に出力し、処理をＳ８０２に戻す。表示部１０９は、例えばライブビュー画像に重畳してデジタル水準器の表示を行う。なお、デジタル水準器の表示は算出された振動量に依存させない。つまり、デジタル水準器の表示にはＳ８０５で算出した振動量は使用しない。

（変形例）
図９は、デジタルカメラの意図的な動き（ここでは流し撮り操作による動き）の判定結果に応じて整定時間を決定する場合の通常整定時間設定処理および最終整定時間設定処理のフローチャートである。Ｓ９０１およびＳ９０２の条件分岐処理が追加されていることを除き、図７と同様であるため、Ｓ９０１およびＳ９０２についてのみ説明する。

通常整定時間設定処理（図９（ａ））のＳ７０４において振動量が所定量以上と判定された場合、Ｓ９０１で整定時間設定部１２５は、流し撮り判定部１２７の判定結果を取得する。そして、整定時間設定部１２５は、デジタルカメラの動きが流し撮り操作に係る動きである（パンニング操作されている）と判定されていれば処理をＳ７０５に、判定されていなければＳ７０６に処理を進める。

また、最終整定時間設定処理（図９（ｂ））のＳ７１９において振動量が所定量以上と判定された場合、Ｓ９０２で整定時間設定部１２５は、流し撮り判定部１２７の判定結果を取得する。そして、整定時間設定部１２５は、デジタルカメラの動きが流し撮り操作に係る動きである（パンニング操作されている）と判定されていればＳ７２０に、判定されていなければＳ７２５に処理を進める。

つまり、所定量以上の振動が検出されていても、それが意図的な操作によるものである（ここでは流し撮りのためのパンニング操作によるものである）と判定される場合には、デジタルカメラの姿勢に応じた整定時間を設定する。

本実施形態では、フォーカスレンズを合焦位置に移動させてから露光を開始するまでの待機時間を、装置の振動量が所定量以上の場合には装置に姿勢にかかわらず固定の長さとし、装置の振動量が所定量より小さい場合には装置に姿勢に応じた長さとする。このように、待機時間を撮像装置の動きと姿勢とを考慮して決定することにより、装置の振動によって装置の姿勢が誤って検出され、適切でない整定時間が設定されることによる、撮影画像の画質低下を抑制することができる。

また、合焦位置にフォーカスレンズが移動してから最終整定時間を決定することにより、仮にフォーカスレンズの移動中にデジタルカメラの姿勢や振動量が変化したとしても、適切な整定時間を決定することが可能になる。

（その他の実施形態）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

１０４…フォーカスレンズ、１０８…内部メモリ、１１３…加速度検出部、１１６…フォーカスレンズ駆動部、１２３…フォーカス制御部、１２５…整定時間設定部、１２６…振動量算出部、１２８…傾斜角度算出部、１３１…システム制御部

Claims (11)

1. 撮像装置の振動量を検出する振動量検出手段と、
   前記撮像装置の姿勢を検出する姿勢検出手段と、
   フォーカスレンズが合焦位置に移動した後、待機時間の経過後に撮像素子の露光動作を開始する制御手段と、を有し、
   前記制御手段は、前記待機時間を、前記振動量が所定量以上でない場合には前記検出された姿勢に応じた長さとし、前記振動量が前記所定量以上の場合には前記検出された姿勢にかかわらず、予め定められた固定の長さとする、ことを特徴とする撮像装置。
2. 前記姿勢検出手段は、前記フォーカスレンズの光軸が水平方向となす角度を前記姿勢として検出することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記予め定められた固定の長さは、前記振動量が前記所定量以上でない場合の前記待機時間の最長時間と同じかそれより長いことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記制御手段は、前記フォーカスレンズが前記合焦位置に移動した後に検出された振動量および姿勢に基づいて前記待機時間を決定することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の撮像装置。
5. 前記制御手段は、前記フォーカスレンズを前記合焦位置とは異なる所定の位置に移動した後の待機時間についても、前記振動量が所定量以上でない場合には前記検出された姿勢に応じた長さとし、前記振動量が前記所定量以上の場合には前記検出された姿勢にかかわらず、予め定められた固定の長さとする、ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の撮像装置。
6. 前記フォーカスレンズが前記合焦位置に移動した後の待機時間は、前記フォーカスレンズを前記合焦位置とは異なる所定の位置に移動した後の待機時間よりも長いことを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
7. 前記撮像装置がレンズ交換型である場合、前記制御手段は、装着されているレンズユニットに応じて前記待機時間を決定することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の撮像装置。
8. さらに、前記撮像装置の特定の動きを検出する動き検出手段を有し、
   前記制御手段は、前記振動量が前記所定量以上であっても、前記特定の動きが検出されている場合には、前記フォーカスレンズが前記合焦位置に移動した後の待機時間を前記検出された姿勢に応じた長さとする、ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の撮像装置。
9. 前記特定の動きがパンニング操作であることを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。
10. 振動量検出手段が、撮像装置の振動量を検出する振動量検出工程と、
    姿勢検出手段が、前記撮像装置の姿勢を検出する姿勢検出工程と、
    制御手段が、フォーカスレンズが合焦位置に移動した後、待機時間の経過後に撮像素子の露光動作を開始する制御工程と、を有し、
    前記制御工程では、前記待機時間を、前記振動量が所定量以上でない場合には前記検出された姿勢に応じた長さとし、前記振動量が前記所定量以上の場合には前記検出された姿勢にかかわらず、予め定められた固定の長さとする、ことを特徴とする撮像装置の制御方法。
11. 撮像装置が有するコンピュータを、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の撮像装置の各手段として動作させるためのプログラム。

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