JP6112761B2

JP6112761B2 - 撮像装置及びその制御方法

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Publication number: JP6112761B2
Application number: JP2011234197A
Authority: JP
Inventors: 宗克前田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2011-10-25
Filing date: 2011-10-25
Publication date: 2017-04-12
Anticipated expiration: 2031-10-25
Also published as: JP2013092630A

Description

本発明は、操作部への操作量に応じた駆動部材の駆動制御に関する。

近年、デジタルスチルカメラ等の静止画撮影を主用途とした撮像装置において、静止画撮影機能だけでなく動画撮影機能も搭載することが要求されてきている。また、静止画撮影を主用途とした撮像装置でも、デジタルビデオカメラ等の動画撮影を主用途とする撮像装置と同様に、ハイビジョン画質で動画撮影が可能なものが多く、動画撮影機能も高性能になってきている。そのため、静止画撮影を主用途とした撮像装置であっても、従来の用途である静止画撮影だけではなく、デジタルビデオカメラの代わりとして動画撮影用途に使用されることが多くなってきている。

しかしながら、静止画撮影を主用途とした撮像装置は、主用途である静止画撮影に最適なメカ仕様で構成されているため、フォーカス、ズーム、絞り制御等が動画撮影には適さないことが多い。例えば、静止画撮影時の絞り駆動制御では、レンズからの入射光を用い適正な露出を算出後、算出した開口径となるように絞りを駆動させ、静止画撮影が終了するまで絞りの開口径を変更しない。このように静止画撮影を行う場合、絞り駆動制御中に次の絞り駆動命令を送信する必要がなく、静止画撮影を主用途とした撮像装置に着脱可能なレンズの中には、絞りが駆動制御中に新たな駆動制御命令を送信できない仕様のものがある。

このようなレンズを用いて動画撮影を行う場合、動画撮影中に被写体の変化に応じて絞りを連続的に駆動させようとしてユーザが操作部を操作しても、操作部への操作と絞り駆動制御が一致せず、違和感を感じてしまう場合がある。例えば、絞りダイアル等の操作部を継続して操作した場合、操作開始直後の操作情報に基づいて絞り駆動制御を行うが、絞り駆動制御中は次の絞りの駆動制御命令を送信できないため、絞り駆動制御が終了するまで通信を待機させる必要がある。すなわち、絞り駆動制御期間において操作された操作量に対応する絞り駆動制御命令は未送信状態で待機させられて操作部への操作がすぐに反映されない。そのため、絞り駆動制御が終了するたびに待機させている新たな絞り駆動制御命令を送信することを繰り返すため、操作部による操作を終了させた後も、送信すべき絞り駆動制御命令が残っている限り絞りの駆動制御を続けてしまう。すなわち、図４に示すように操作部への操作が終了した後も絞り駆動制御が続いてしまうため、絞り操作に遅延を感じてしまう。特に動画撮影時には、急激な露出変化を抑えるために静止画撮影時に比べて絞りの駆動速度を遅くすることがあり、より顕著に現われてしまう。

そこで、特許文献１では、操作部材の操作に応じた出力パルスを検出するために分解能が異なる複数の検出モードを有する光学機器が提案されている。この光学機器では、操作部材を操作した操作量が大きい場合は分解能の荒い検出モードを用い、操作量が小さい場合は分解能の細かい検出モードを用いて操作部材の操作量を検出している。

特開平１１−３８３０６号公報

しかしながら、特許文献１に記載された光学機器では、操作部材の操作量を複数の分解能の検出モードで検出するために特殊なメカ構造を必要とし、絞り構造の大型化やコストアップにつながる。
そこで本発明は、簡易な構成で操作部への操作と駆動部材の駆動制御の不一致による違和感を軽減することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る撮像装置は、光学系に設けられた部材を駆動する駆動手段と、前記部材を駆動させるための操作を受け付ける操作手段と、前記操作手段への操作が開始されてから所定時間の間における前記操作手段への操作量に基づいて、前記駆動手段の駆動速度に関する情報を算出する算出手段と、前記算出手段により算出された前記駆動速度に関する情報に基づき、前記操作手段への操作が開始されてから前記所定時間が経過したことに応じて前記駆動手段の駆動制御を行うための駆動命令を前記駆動手段に送信する制御手段と、前記駆動手段が駆動中であるか否かを判定する第１の判定手段と、前記第１の判定手段により前記駆動手段が駆動中ではないと判定されたことに応じて、前記操作手段への新たな操作が行われたか否かを判定する第２の判定手段と、を有し、前記算出手段は、前記操作量が多いほど前記駆動速度が速くなるように、前記駆動速度に関する情報を算出し、前記制御手段は、前記第１の判定手段により前記駆動手段が駆動中であると判定された場合は前記駆動命令を送信せず、前記第１の判定手段により前記駆動手段が駆動中ではないと判定され前記第２の判定手段により前記操作手段への新たな操作が行われたと判定された場合は、前記操作手段への当該新たな操作に応じて前記駆動命令を送信することで、前記操作と前記駆動制御の不一致を軽減したことを特徴とする。

また、上記の目的を達成するために、本発明に係る撮像装置の制御方法は、光学系に設けられた部材を駆動する駆動手段と、前記部材を駆動させるための操作を受け付ける操作手段と、を有する撮像装置の制御方法であって、前記操作手段への操作が開始されてから所定時間の間における前記操作手段への操作量に基づいて、前記駆動手段の駆動速度に関する情報を算出する算出ステップと、前記算出ステップで算出された前記駆動速度に関する情報に基づき、前記操作手段への操作が開始されてから前記所定時間が経過したことに応じて前記駆動手段の駆動制御を行うための駆動命令を前記駆動手段に送信する制御ステップと、前記駆動手段が駆動中であるか否かを判定する第１の判定ステップと、前記第１の判定ステップにおいて前記駆動手段が駆動中ではないと判定されたことに応じて、前記操作手段への新たな操作が行われたか否かを判定する第２の判定ステップと、を有し、前記算出ステップは、前記操作量が多いほど前記駆動速度が速くなるように、前記駆動速度に関する情報を算出し、前記制御ステップは、前記第１の判定ステップで前記駆動手段が駆動中であると判定された場合は前記駆動命令を送信せず、前記第１の判定ステップで前記駆動手段が駆動中ではないと判定され前記第２の判定ステップで前記操作手段への新たな操作が行われたと判定された場合は、前記操作手段への当該新たな操作に応じて前記駆動命令を送信することで、前記操作と前記駆動制御の不一致を軽減したことを特徴とする。

本発明によれば、簡易な構成で操作部への操作と駆動部材の駆動制御の不一致による違和感を軽減することができる。

本発明の実施形態に係る撮像装置の概略構成の一例を示すブロック図である。本発明の実施形態に係る絞り制御に関する処理のフローチャートを示す図である。本発明の実施形態に係る操作部への操作量の検出処理におけるタイミングチャートを示す図である。従来の絞り駆動制御による絞り操作と絞り駆動制御の不一致を示す図である。

図１は、本発明の実施形態に係る撮像装置１００の概略構成の一例を示すブロック図である。撮像装置１００は、いわゆるデジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラなどの撮像装置であり、カメラ本体側のレンズマウント２６にレンズユニットが着脱可能に装着された交換レンズ方式の撮像装置である。レンズ１、絞り４、ＮＤフィルタ７の駆動制御は、レンズマウント２６を介してカメラ本体側のマイクロコンピュータ１８とレンズ側のレンズマイコン２７とで通信を行うことによって行われる。なお、図１ではレンズ１は１枚のレンズで示しているが、レンズ１は、複数枚のレンズから構成されていてもよい。

レンズ駆動モータ２は、レンズ駆動部１０より供給される駆動電力に応じてレンズ１を駆動（光軸方向に移動）させることでレンズ１の焦点調節などを行う。レンズ状態検出回路３は、レンズ１の駆動状態を検出し、その検出結果をレンズマウント２６を介してマイクロコンピュータ１８に出力する。

なお、本実施形態では、レンズ駆動モータ２によりレンズ１が駆動される撮像装置を例示するが、手動によりレンズ１を駆動させる構成であってもよい。このような構成では、レンズ駆動モータ２、レンズ状態検出回路３、レンズ駆動部１０を設けなくてもよい。

絞り４は、入射する光量を調整する絞り羽根などである。絞り駆動モータ５は、絞り駆動部１１より供給される駆動電力に応じて絞り４を駆動させる。絞り駆動部１１では、レンズマウント２６を介してマイクロコンピュータ１８から得られる絞り駆動量と絞り駆動速度から絞り４に供給する駆動電力を算出する。絞り状態検出回路６は、絞り４の駆動状態を検出し、その検出結果をレンズマウント２６を介してマイクロコンピュータ１８に出力する。

ＮＤ（ＮｅｕｔｒａｌＤｅｎｓｉｔｙ）フィルタ７は、レンズ１を介して入射する光を減衰させる。ＮＤフィルタ駆動モータ８は、ＮＤフィルタ駆動部１２により供給される駆動電力に応じてＮＤフィルタ７を駆動させる。ＮＤフィルタ状態検出回路９は、ＮＤフィルタ７の駆動状態を検出し、その検出結果をレンズマウント２６を介してマイクロコンピュータ１８に出力する。

なお、本実施形態では、ＮＤフィルタ駆動モータ８によりＮＤフィルタ７が駆動される撮像装置を例示するが、ＮＤフィルタ７が固定された構成やＮＤフィルタ７が内蔵されていない構成であってもよい。このような構成では、ＮＤフィルタ駆動モータ８、ＮＤフィルタ状態検出回路９、ＮＤフィルタ駆動部１２を設けなくてよい。また、図１ではＮＤフィルタ７は１枚のＮＤフィルタで示しているが、ＮＤフィルタ７は濃度の異なる複数のＮＤフィルタで構成されていてもよい。

撮像素子１３は、被写体を撮像する。本実施形態では、撮像素子１３は、ＸＹアドレス方式のＣＭＯＳイメージセンサで構成されているものとするが、ＣＣＤイメージセンサで構成されていてもよい。ＣＤＳ／ＡＧＣ回路１５は、撮像素子１３の各画素に蓄積された電荷に基づく画像信号をサンプリング及び増幅する。なお、サンプリングでは相関二重サンプリング（ＣＤＳ：ＣｏｒｒｅｌａｔｅｄＤｏｕｂｌｅＳａｍｐｌｉｎｇ）が、増幅では自動利得調整（ＡＧＣ：ＡｕｔｏＧａｉｎＣｏｎｔｒｏｌ）が行われる。Ａ／Ｄ変換器１６は、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路１５から出力されたアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換する。デジタル信号処理回路１７は、前記Ａ／Ｄ変換器１６から出力されたデジタル画像信号に対して種々の信号処理を行う。マイクロコンピュータ１８は、撮像装置１００の動作を統括的に制御する。例えば、マイクロコンピュータ１８は、デジタル信号処理回路１７からの輝度・色等の情報を受け、各種の演算処理を行うなど各処理部のデータ通信も行う。

レンズ駆動部１０は、マイクロコンピュータ１８による制御に基づき、レンズ駆動モータ２へ駆動電力を供給する。例えば、レンズ駆動部１０は、焦点距離を変更する命令をマイクロコンピュータ１８が受けることにより、レンズ１を光軸方向に駆動するための駆動電力を供給する。これにより、焦点距離の調整を行うことが可能となる。絞り駆動部１１は、マイクロコンピュータ１８による制御（絞り駆動制御命令）に基づき、絞り駆動モータ５へ駆動電力を供給する。例えば、絞り駆動部１１は、撮像素子１３により撮像された画像の測光値（輝度値）に応じたマイクロコンピュータ１８の制御により、絞り４を絞る又は開放するための駆動電力を供給する。これにより、撮像素子１３に適正な光量が入射するように絞り調整を行う。

操作部２０は、絞りを駆動させるための操作を受け付け、操作部２０への操作量を絞り操作検出回路２１により検出し、その検出結果に基づいて、絞り駆動量算出部２２、絞り駆動速度算出部２３にて絞りに送信する駆動量、駆動速度に関する情報を算出する。その算出結果に基づいて、絞り駆動部１１より供給される駆動電力に応じて絞り４を駆動させる。

ＮＤフィルタ駆動部１２は、マイクロコンピュータ１８による制御に基づき、ＮＤフィルタ駆動モータ８へ駆動電力を供給する。例えば、ＮＤフィルタ駆動部１２は、撮像素子１３により撮像された画像の測光値に応じたマイクロコンピュータ１８の制御により、ＮＤフィルタ７において入射する光の減衰量を増加又は減少するための駆動電力を供給する。これにより、撮像された画像の測光値に応じて撮像素子１３に入射する光の減衰量を調整する。

撮像素子駆動部１４は、マイクロコンピュータ１８による制御に基づき、撮像素子１３を駆動するための駆動パルス等を撮像素子１３へ供給し、撮像素子１３で撮像した画像の読み出しや露出時間の調整を行う。例えば、撮像素子駆動部１４は、撮像素子１３により撮像された画像の測光値に応じたマイクロコンピュータ１８の制御により、撮像素子１３の露出を行うための駆動パルスを供給する。これにより、撮像装置では、撮像された画像の測光値に応じて撮像素子１３の露出時間を調整する。

表示装置２４は、デジタル信号処理回路１７で生成された画像データに基づく画像を表示する。記憶媒体２５は、デジタル信号処理回路１７で生成された画像データをメモリカードなどの外部メモリに書き出す。

メモリ１９は、ＲＡＭなどであり、一時的にデータを保存する。例えば、メモリ１９は、撮像素子１３で撮像されてデジタル信号処理回路１７で処理された後の画像データなどを一時的に保存する。また、撮像装置１００を駆動するためのプログラムもメモリ１９に保存され、マイクロコンピュータ１８で逐次呼び出され実行される。

本実施形態では、図１に示すように各部をそれぞれ独立して説明している。しかしながら、図１に示した各部の処理の少なくとも一部をマイクロコンピュータ１８で実行するような構成であってもよい。

次に、本実施形態の撮像装置１００においてマイクロコンピュータ１８が行う絞り制御に関する処理について図２を参照して説明する。なお、本実施形態では、絞り駆動制御中は次の絞りの駆動制御命令を送信できないものとして説明する。

ステップＳ１０１において、マイクロコンピュータ１８は、絞り４が駆動中か否かの判定を行う。絞り４が駆動中であると判定された場合、新たな絞り駆動制御命令を送信することができないため、操作部２０への操作を絞り駆動に反映させず図２に示した処理を終了する。

一方、絞り４が駆動中でないと判定された場合、ステップＳ１０２において、操作部２０が操作されているか否かの判定を行う。

ステップＳ１０２において、絞り操作検出回路２１により操作部２０が操作されているか否かの判定を行う。ここで、操作部２０が操作されていると判定された場合、ステップＳ１０３において、マイクロコンピュータ１８は、操作部２０への操作が開始されてから所定時間が経過したか否かを判定する。所定時間が経過していないと判定された場合、ステップＳ１０４において、所定時間が経過するまで絞り操作検出回路２１による操作量検出処理を行う。ステップＳ１０３において所定時間が経過した判定された場合、ステップＳ１０５において、絞り駆動量算出部２２は、ステップＳ１０４で検出された操作部２０への操作量に基づいて、絞り駆動量に関する情報を算出する。

例えば、ステップＳ１０３における所定時間をＶＤ周期で５Ｖとした場合、図３のタイミングチャートに示すように所定時間が経過するまでに絞り操作検出回路２１が検出した絞り操作回数が３回であれば、操作量を３とする。このときの操作量には、操作開始だと判断したときの操作も含まれている。すなわち、操作部２０への操作が開始されてから所定時間には、操作開始時も含まれている。なお、本実施形態では、操作部２０への操作回数を操作量としたが、操作部２０が回転操作可能な構成であってその回転量を操作量としてもよいし、操作部２０への操作時間に応じて入力値が変化する構成であってその操作時間を操作量としてもよい。

次に、ステップＳ１０６において、絞り駆動速度算出部２３は、ステップＳ１０４で検出された操作部２０への操作量に基づいて、絞り駆動速度に関する情報を算出する。ここで本実施形態では、絞り駆動速度算出部２３で算出する絞り駆動速度に関する情報は、絞りを駆動分解能分だけ駆動させるための駆動時間であるとする。絞り駆動速度算出部２３では、操作部２０への操作が開始されてから所定時間が経過するまでに操作された操作量に基づく絞り駆動が、予め決められた期間で終了するような駆動時間を算出する。例えば、ステップＳ１０３における所定時間をＶＤ周期で５Ｖとし、５Ｖの間に操作された操作量に基づく絞り駆動が１５０ｍｓの間に終了するような駆動時間を算出する場合を考える。この場合、図３に示すように５Ｖの間に操作された操作量が３であれば、１５０ｍｓを操作量３で割った値である５０ｍｓが、絞りの駆動分解能である操作量１に対応する駆動量だけ絞り４を駆動させるための駆動時間となる。以上のような算出方法によって、操作部２０への操作量によらず絞り駆動が予め決められた期間で終了するようになる。

なお、本実施形態では、絞り駆動速度に関する情報として、駆動分解能である駆動量だけ絞り４を駆動させるための駆動時間を算出する場合を説明したが、絞り駆動時の絞り駆動速度を算出しても構わない。

その後、ステップＳ１０７において、マイクロコンピュータ１８は算出された絞り駆動量に関する情報と絞り駆動速度に関する情報を含む絞り駆動制御命令を絞り駆動部１１に送信し、絞り４を駆動させる。すなわち、操作部２０への操作が開始されてから所定時間が経過すると絞り４の駆動を開始させる。

以上のように、所定時間の間における操作部２０への操作量に基づいて絞り駆動速度を制御し、操作量が大きいほど絞り駆動速度を速くする（絞りを駆動分解能分だけ駆動させるための駆動時間を短くする）。これにより、操作量が小さい場合には、急激な露出変化を抑えるためにゆっくりと絞りを駆動させることができ、操作量が大きい場合には、急激な露出変化を抑えることよりも絞り変更操作への追従性を優先させることができる。例えば、従来例の構成では、絞りを駆動分解能分だけ駆動させるための駆動時間を１５０ｍｓとした場合、操作量３に対応するだけ絞りを駆動させるためには４５０ｍｓ程度の時間を要することになる。それに対して、本実施形態の構成では、操作量３に対応するだけ絞りを駆動させるために要する時間は１５０ｍｓ程度であり、絞り操作と絞り駆動制御の不一致による違和感を軽減することができる。

なお、本実施形態では、絞り駆動制御について説明したが、光学ズームの焦点距離、マニュアルフォーカスの調整など、絞り以外の撮像素子へ光束を導く光学系に設けられた駆動部材を駆動させる制御に応用することも可能である。

また、本実施形態では、交換レンズ方式の撮像装置を用いて説明しているが、交換レンズ方式でなくレンズユニットを内蔵した撮像装置であっても構わない。

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。

４絞り
１１絞り駆動部
１８マイクロコンピュータ
２０操作部
２１絞り操作検出回路
２２絞り駆動量算出部
２３絞り駆動速度算出部
２７レンズマイコン
１００撮像装置

Claims

光学系に設けられた部材を駆動する駆動手段と、
前記部材を駆動させるための操作を受け付ける操作手段と、
前記操作手段への操作が開始されてから所定時間の間における前記操作手段への操作量に基づいて、前記駆動手段の駆動速度に関する情報を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された前記駆動速度に関する情報に基づき、前記操作手段への操作が開始されてから前記所定時間が経過したことに応じて前記駆動手段の駆動制御を行うための駆動命令を前記駆動手段に送信する制御手段と、前記駆動手段が駆動中であるか否かを判定する第１の判定手段と、
前記第１の判定手段により前記駆動手段が駆動中ではないと判定されたことに応じて、前記操作手段への新たな操作が行われたか否かを判定する第２の判定手段と、を有し、
前記算出手段は、前記操作量が多いほど前記駆動速度が速くなるように、前記駆動速度に関する情報を算出し、
前記制御手段は、前記第１の判定手段により前記駆動手段が駆動中であると判定された場合は前記駆動命令を送信せず、前記第１の判定手段により前記駆動手段が駆動中ではないと判定され前記第２の判定手段により前記操作手段への新たな操作が行われたと判定された場合は、前記操作手段への当該新たな操作に応じて前記駆動命令を送信することで、前記操作と前記駆動制御の不一致を軽減したことを特徴とする撮像装置。
前記算出手段は、前記所定時間の間に前記操作手段への連続していない複数回の操作がされた場合に、当該連続していない複数回の操作を含む前記操作手段への操作量に基づいて前記駆動速度に関する情報を算出することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記算出手段は、前記第１の判定手段により前記駆動手段が駆動中であると判定された場合は、前記駆動速度に関する情報を算出せず、前記第１の判定手段により前記駆動手段が駆動中ではないと判定され前記第２の判定手段により前記操作手段への新たな操作が行われたと判定された場合は、前記操作手段への当該新たな操作に応じて前記駆動速度に関する情報を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
前記算出手段は、前記所定時間の間における前記操作手段への操作量によらず前記駆動手段の駆動が予め決められた期間で終了するように、前記駆動速度に関する情報を算出することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の撮像装置。
前記駆動速度に関する情報は、前記駆動手段を駆動分解能である駆動量だけ駆動させるための時間に関する情報であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の撮像装置。
前記駆動手段により駆動される前記部材は、前記撮像手段へ入射する光量を調整する絞りであることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の撮像装置。
前記光学系は、前記撮像装置に装着された着脱可能なレンズユニットであることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の撮像装置。
光学系に設けられた部材を駆動する駆動手段と、前記部材を駆動させるための操作を受け付ける操作手段と、を有する撮像装置の制御方法であって、
前記操作手段への操作が開始されてから所定時間の間における前記操作手段への操作量に基づいて、前記駆動手段の駆動速度に関する情報を算出する算出ステップと、前記算出ステップで算出された前記駆動速度に関する情報に基づき、前記操作手段への操作が開始されてから前記所定時間が経過したことに応じて前記駆動手段の駆動制御を行うための駆動命令を前記駆動手段に送信する制御ステップと、前記駆動手段が駆動中であるか否かを判定する第１の判定ステップと、
前記第１の判定ステップにおいて前記駆動手段が駆動中ではないと判定されたことに応じて、前記操作手段への新たな操作が行われたか否かを判定する第２の判定ステップと、を有し、前記算出ステップは、前記操作量が多いほど前記駆動速度が速くなるように、前記駆動速度に関する情報を算出し、
前記制御ステップは、前記第１の判定ステップで前記駆動手段が駆動中であると判定された場合は前記駆動命令を送信せず、前記第１の判定ステップで前記駆動手段が駆動中ではないと判定され前記第２の判定ステップで前記操作手段への新たな操作が行われたと判定された場合は、前記操作手段への当該新たな操作に応じて前記駆動命令を送信することで、前記操作と前記駆動制御の不一致を軽減したことを特徴とする撮像装置の制御方法。