JP6663217B2 - 撮像装置およびその制御方法 - Google Patents

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Description

本発明は撮像装置およびその制御方法に関する。
撮像装置の動きに応じてレンズや撮像素子を移動させたり、画像の切り出し位置を変更したりすることにより、像ぶれを抑制する手振れ補正技術が知られている。また、手振れ補正技術を他の用途に利用することも提案されている。特許文献1では、手振れ補正技術を用いて天体を追尾し、長時間露光時でも天体を点として撮影可能とする機能が開示されている。以下、手振れ補正技術を用いて画角内における被写体の位置を安定させる機能をIS(Image Stabilization)追尾と呼ぶ。
特開2015−141284号公報
しかしながら、IS追尾の実行中にズームアップされると、追尾被写体が撮影範囲の周辺方向に移動し、IS追尾で制御可能な範囲の限界に達する場合がある。この場合、手振れ補正機能は一方向について補正限界の状態にあるため、像ぶれ補正の能力も低下してしまう。しかし、IS追尾中のズームアップによる像ぶれ補正の能力の低下を抑制する手段は従来提供されていなかった。
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、手振れ補正機能を用いた被写体追尾の実行中であっても、手振れ補正機能の能力低下を抑制しつつズームアップを可能とすることにある。
上述の目的は、画角内における被写体の位置を特定位置に近づかせる追尾機能を有する撮像装置であって、ズーム倍率の変更指示を受け付ける操作部材と、ズーム倍率の変更動作を制御する制御手段と、を有し、制御手段は、追尾機能の実行中にズーム倍率の変更指示が入力された場合には、追尾機能を実行していないときにズーム倍率の変更指示が入力された場合よりも遅い速度でズーム倍率を変更するように制御する、ことを特徴とする撮像装置によって達成される。
このような構成により、本発明によれば、手振れ補正機能を用いた被写体追尾の実行中であっても、手振れ補正機能の能力低下を抑制しつつズームアップを可能とすることができる。
本発明の実施形態に係るデジタルカメラの外観例を示す図 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2のシステム制御部の振れ補正機能を表すブロック図 実施形態に係るデジタルカメラの全体的な動作に関するフローチャート 図4の撮影モード処理に関するフローチャート 図4の撮影モード処理における表示例を示す模式図 図5の被写体指定処理に関するフローチャート 図5の撮影処理、FAオート処理、FA探索処理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のいくつかを、添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下では本発明を撮像装置の一例としてのデジタルカメラに適用した例に関して説明するが、撮影機能を有する任意の電子機器において実施可能である。このような電子機器の例には、デジタルスチルまたはビデオカメラ、パーソナルコンピュータ、ゲーム機、携帯電話機、携帯情報端末、カーナビゲーションシステム、ドライブレコーダ、ロボットなどが含まれるが、これらに限定されない。また、手振れ補正の方式は、撮像素子やシフトレンズを駆動する光学式であっても、画素の切り出し位置を制御する電子式であってもよい。また、光学式と電子式とを併用してもよい。
図1は、本実施形態に係るデジタルカメラ100の外観例を示す斜視図である。図1(a)は背面側からの、図1(b)は正面側からの外観例を示している。
表示部28は、ライブビュー画像、再生画像、メニュー画面、デジタルカメラの各種情報などを表示する。筐体表面にはユーザが各種の入力を行うためのスイッチやボタンなどが設けられており、それらを総称して操作部70と呼ぶ。操作部70には、シャッターボタン61、動作モードを切り替えるためのモードスイッチ60、方向キー、決定キーおよびホイールが一体化された複合スイッチ73、電源スイッチ72、メニューボタン74、動画撮影ボタン75、ズームレバーなどが含まれる。また、表示部28がタッチディスプレイであれば、表示部28のタッチパネルも操作部70に含まれる。
また、図1(b)に示す様に、デジタルカメラ100の正面側にも操作部70に含まれるスイッチやボタンを配置してもよい。スイッチやボタンを鏡筒部300に配置することで、例えばユーザが鏡筒部300を手で支えた状態で設定変更することを可能とすることができる。なお、操作部70に含まれるスイッチ、ボタン類は上述したものに限られず、また上述したものの一部が存在しなくてもよい。また、操作部70に含まれるスイッチ、ボタン類の配置についても図示の形態に限定されない。
デジタルカメラ100は、パーソナルコンピュータやプリンタなどの外部機器をケーブル111で有線接続するためのコネクタ112を有する。図1(a)ではケーブル111をコネクタ112に挿入した状態を示している。
記録媒体スロット201は記録媒体200を収容するとともに記録媒体200との電気的接点を有する。記録媒体スロット201に格納された記録媒体200は、デジタルカメラ100から読み書き可能である。図1(a)に示した記録媒体200はメモリカードを代表とする着脱可能な記録媒体であるが、デジタルカメラ100に内蔵された記録媒体を有してもよい。記録媒体スロット201には開閉可能な蓋202が設けられている。図1(a)では、蓋202が開いており、記録媒体スロット201から記録媒体200の一部が出ている状態を示している。
図2は、デジタルカメラ100の機能構成例を示すブロック図である。撮影光学系を構成する撮影レンズ103はズームレンズ(変倍レンズ)、フォーカスレンズ、シフトレンズ(シフトレンズ)のような可動レンズと、固定レンズとを含む。撮影レンズ103が有する可動レンズの駆動機構(変更手段)の動作は、後述するシステム制御部50によって制御される。すなわち、本実施形態においては、ズームレンズ(変倍レンズ)を光軸方向に移動させることにより、ズーム倍率を変更する(画角を変更する)ことが可能であり、システム制御部50がズーム倍率の変更動作を制御する。
シャッター101は絞り機能を備える。撮影レンズ103の前面を覆う可動式のバリア102は、電源オフ状態における撮影レンズ103の汚れや破損を防止する。撮像素子22は光電変換領域を有する画素が2次元配置された構成を有する。撮像素子22はCCDもしくはCMOSイメージセンサであってよい。撮像素子22は、撮影レンズ103が結像面に形成する光学像を画素ごとの電気信号に変換して出力する。A/D変換器23は、撮像素子22の出力するアナログ電気信号をデジタル電気信号(RAWデータ)に変換する。
画像処理部24は、A/D変換器23からのRAWデータ、又は、メモリ制御部15からの画像データに対して所定の画像処理を適用する。画像処理部24が行う画像処理の例としては、ホワイトバランス調整、デモザイク、色空間の変換、リサイズ処理、符号化または復号処理、色変換、被写体検出、自動焦点検出(AF)や自動露出制御(AE)に用いる評価値の算出、動きベクトル検出などがある。なお、これらの画像処理は例示であって、他の画像処理が実行されてもよいし、例示した処理の一部が行われなくてもよい。
画像処理部24が算出した評価値を用いて、後述するシステム制御部50がTTL(スルー・ザ・レンズ)方式のAF(オートフォーカス)処理、AE(自動露出)処理、EF(フラッシュプリ発光)処理を実行する。AF処理は、撮影画像の焦点検出領域についてのAF評価値が最大になる位置にフォーカスレンズを移動させるコントラスト方式によって行うことができる。なお、焦点検出領域は1つまたは複数設定できる。また、顔検出を行う場合には顔領域を焦点検出領域に含めてもよい。
A/D変換器23からのRAWデータは、画像処理部24とメモリ制御部15の両方を介して、またはメモリ制御部15だけを介してメモリ32に書き込まれる。メモリ32はRAWデータ、表示用画像データ、記録用画像データなどの画像データを格納するための画像バッファとして用いられる。メモリ32は、所定枚数の静止画像や所定時間の動画像および音声を格納するのに十分な記憶容量を備えている。
また、メモリ32はビデオメモリを兼ねている。D/A変換器13は、メモリ32に格納されている表示用画像データをアナログ信号に変換して表示部28に供給する。こうして、メモリ32に書き込まれた表示用画像データはD/A変換器13を介して表示部28により表示される。動画撮影を行い、撮影された動画を表示部28に逐次表示させることにより、表示部28を電子ビューファインダとして機能させることができる。なお、表示部28を電子ビューファインダとして機能させるための表示用画像データをライブビュー画像データと呼ぶ。表示用画像データはライブビュー画像データ以外に、メニュー画面の様なGUIを表示するための画像データや、記録媒体200に記録されている画像データを表示部28に表示するための画像データなどを含むが、これらに限定されない。
不揮発性メモリ56は、システム制御部50が実行するプログラム、定数、デジタルカメラ100の固有情報、各種の設定値、GUIデータなどを記憶する。不揮発性メモリ56の少なくとも一部は書き換え可能であってよい。
システム制御部50は、例えば1つ以上のプログラマブルプロセッサ(以下、便宜上MPUと呼ぶ)を有する。不揮発性メモリ56に記憶されたプログラムをシステムメモリ52に読み込んでシステム制御部50のMPUで実行することにより、デジタルカメラ100の各部を制御し、デジタルカメラ100の各種の機能を実現する。システムタイマー53は各種制御に用いるタイミング信号を発生する。
モードスイッチ60は、システム制御部50の動作モードを静止画記録モード、動画撮影モード、再生モード等のいずれかに切り替える。静止画記録モードに含まれるモードとして、オート撮影モード、オートシーン判別モード、マニュアルモード、撮影シーン別の撮影設定となる各種シーンモード、プログラムAEモード、カスタムモード等がある。モード切り替えスイッチ60で、静止画撮影モードに含まれるこれらのモードのいずれかに直接切り替えることができる。あるいは、モード切り替えスイッチ60で静止画撮影モードに一旦切り換えた後に、他の操作部材を用いて静止画撮影モードに含まれるこれらのモードのいずれかに切り替えるようにしてもよい。同様に、動画撮影モードにも複数のモードが含まれていてもよい。
第1シャッタースイッチ62は、シャッターボタン61の操作途中、いわゆる半押しでオンとなり第1シャッタースイッチ信号SW1(撮影準備指示)を発生する。第1シャッタースイッチ信号SW1が発生すると、AF(オートフォーカス)処理、AE(自動露出)処理、AWB(オートホワイトバランス)処理、EF(フラッシュプリ発光)処理等の撮影準備動作を開始する。
第2シャッタースイッチ64は、シャッターボタン61の操作完了、いわゆる全押しでオンとなり、第2シャッタースイッチ信号SW2(撮影指示)を発生する。システム制御部50は、第2シャッタースイッチ信号SW2が発生すると、撮像素子22からの信号読み出しから記録媒体200に画像データを書き込むまでの一連の撮影・記録動作を開始する。なお、撮影スタンバイ状態において表示部28を電子ビューファインダとして機能させるための撮影動作は表示用の撮影動作、第2シャッタースイッチ信号SW2の発生によって行う撮影動作を記録用の撮影動作と呼ぶ。
操作部70に含まれるボタン、スイッチなどのそれぞれに割り当てられる機能は固定であってもよいし、状況に応じて異なる機能が割り当てられてもよい。例えば、複合スイッチ73に含まれる方向キー、決定キー、ホイールには、表示部28の表示内容に応じた機能が割り当てられてよい。
電源制御部80は、電源部30の装着状態、種類、残量、充放電回数、電圧などを検出する。また、電源制御部80は、検出結果及びシステム制御部50の指示に基づいて、必要な電圧を必要な期間、記録媒体200を含む各部へ供給する。
電源部30は、一次電池、二次電池、ACアダプター等である。記録媒体I/F18は、記録媒体200との通信インターフェースである。
通信部54は、外部装置との通信インターフェースであり、有線および無線による通信をサポートする。有線通信用のコネクタ12(図1(a))は通信部54の一部を構成する。通信部54は撮像素子22で撮像した画像(ライブビュー画像を含む)や、記録媒体200に記録された画像を外部装置に送信したり、外部機器から画像データやプログラムなど各種情報を受信したりすることができる。
姿勢検知部55は例えばジャイロなどの角速度センサであり、重力方向に対するデジタルカメラ100の姿勢や動き(振れ)を示す信号を出力する。従って、姿勢検知部55はデジタルカメラ100の振れ検出部として機能する。姿勢検知部55が出力する信号に基づいて、撮影時のデジタルカメラ100が横位置だったか縦位置だったかを判別できる。姿勢検知部55で検知された撮影時のデジタルカメラ100の姿勢に関する情報は、撮影で得られた画像データのファイルヘッダなどに付加することができる。
システム制御部50は、姿勢検知部55が出力する角速度信号を振れ量である角度信号に変換し、像ぶれを抑制するための、撮影レンズ103に含まれるシフトレンズの移動方向および移動量を算出する。そして、算出した移動方向および移動量に基づいて、シフトレンズを駆動する。
図3(a)は、手振れ補正を行うシステム制御部50を、振れ補正部501として記載した機能ブロック図である。
姿勢検知部55の出力する角速度信号は、振れ補正部501に入力される。振れ補正部501ではまず増幅器1001が角速度信号を所定の増幅率で増幅する。増幅された角速度信号をA/D変換器1002がデジタル信号に変換する。デジタルハイパスフィルタ(HPF)1003は、カットオフ周波数が変更可能であり、角速度信号のDC成分を除去する。デジタルローパスフィルタ(LPF)1004は、DC成分が除去された角速度信号を角度信号に変換する。振れ補正量算出部1005は、角度信号に基づいて、像振れを補正するためのシフトレンズの振れ補正量(駆動方向および駆動量)を算出する。レンズ駆動部1006は、振れ補正量に基づいて、撮影レンズ103に含まれるシフトレンズを駆動する。
振れ補正部501が有する各機能ブロックは、システム制御部50がプログラムを実行することによって実現することができるが、少なくとも一部がシステム制御部50とは別のハードウェアによって実現されてもよい。例えば振れ補正部501の機能を実現するASICが用いられてもよい。
なお、HPF1003のカットオフ周波数は、姿勢検知部55の出力する角速度信号の大きさなどに応じて動的に変更することができる。例えば、パンニング操作や撮影レンズ103のズームレンズの駆動などによって生じるような大きな振れが検出された場合、シフトレンズを駆動範囲の端まで移動させる振れ補正量が継続して算出されうる。この場合、シフトレンズは振れと逆の方向に限界まで移動した状態に留まることになり、シフトレンズの可動域が制限されるため、振れ補正の性能が低下する。
そのため、シフトレンズを駆動範囲の端まで移動させる振れ補正量が予想される大きな揺れを検知した場合、HPF1003は、カットオフ周波数を上昇させて、シフトレンズの応答性を下げる。これにより、シフトレンズは可動域の中央付近で駆動されるようになる。検出される振れ量が小さくなるにつれ、HPF1003はカットオフ周波数を徐々に元の低い周波数に戻す。このように、姿勢検知部55の出力する角速度信号の大きさに応じてHPF1003のカットオフ周波数を動的に変更することで、大きな振れが発生した際にシフトレンズが可動範囲の端に留まることを防止できる。
画角を狭くする(ズーム倍率を大きくする)と、身体の揺れのような低い周波数の動きが、例えばライブビュー画像の表示から分かるようになってくる。画角が狭い場合に、このような周波数の低い動きによる像ぶれを補正しないと、静止している被写体すらフレームアウトする可能性がある。
そこで、HPF1003は、例えばズーム倍率が所定値以上の場合には、ズーム倍率が所定値より小さい場合よりもカットオフ周波数を低くし、シフトレンズの応答性を上げる。これにより、可動範囲の限界近くまでシフトレンズが稼働されるようになり、体の揺れによる像振れを抑制して、被写体が意図せずフレームアウトすることを抑制できる。
このように、像振れの大きさや周波数に応じてHPF1003のカットオフ周波数を動的に変更することにより、パンニングのように比較的周波数の高い大きな揺れと、身体の揺れのような比較的周波数の低い揺れとの両方に対して良好な像振れ補正が実現できる。
図3(b)は、本実施形態における画角変更に係る構成を示す機能ブロック図である。
画角変更指示部701は、例えば操作部70に含まれるズームレバーである。なお、画角変更指示部701には、複数の操作部材が含まれてもよい。
システム制御部50は、画角変更指示部701を通じて画角の変更指示(ズーム倍率の変更指示)が入力されたかどうかを監視する。そして、システム制御部50は、画角の変更指示が入力された場合、広角方向への変更指示か、望遠方向への変更指示かを判別する。そして、システム制御部50は、ズームレンズ駆動部51を制御し、後述するように設定した速度で、変更指示に応じた方向にズームレンズを駆動させ、画角を変更する。
図4のフローチャートを参照してデジタルカメラ100の全体的な動作について説明する。システム制御部50は、電源スイッチ72がオンされると以下の動作を開始する。
S301でシステム制御部50は、フラグや制御変数等を初期化する。
S302でシステム制御部50は、モードスイッチ60で撮影モードに設定されていれば処理をS304へ進め、それ以外のモードが設定されていれば処理をS303へ進める。
S303でシステム制御部50は、モードスイッチ60で再生モードに設定されていれば処理をS305へ進め、それ以外のモードが設定されていれば処理をS306へ進める。
S304でシステム制御部50は、撮影モードの処理を実行する。詳細は後述する。
S305でシステム制御部50は、再生モードの処理を実行する。再生モードでシステム制御部50は、例えば記録媒体200に記録された画像データのうち、ユーザが選択したものについて再生し、表示部28で表示するための処理を行う。再生モード処理の実行中、システム制御部50は例えば定期的に、あるいは任意のタイミングで処理をS307に進め、電源スイッチがオフされたり、他の動作モードに切り替えられたかを判定する。
S306でシステム制御部50は、(撮影モードおよび再生モード以外の)設定された動作モードに応じた処理を実行する。例えば、システム制御部50は、通信モードが設定されている場合には、記録媒体200に格納されたファイルを外部装置に送信する処理や、外部機器から受信したファイルを記録媒体200に格納する処理を実行する。なお、他の動作モードに関する処理の説明は省略する。
S307でシステム制御部50は、電源スイッチ72がオフされか否かを判定し、オンであれば処理をS302へ戻し、オフであれば処理をS308へ進める。なお、システム制御部50は、S307の処理を、各動作モードの処理の実行中にも定期的もしくは所定の条件を満たした際に実行する。
S308でシステム制御部50は、フラグや制御変数等を不揮発性メモリ56に格納するなど、電源オフ時の処理を実行し、処理が終了したら電源制御部80に対して電源オフを指示して動作を終了する。
図5のフローチャートを参照して、図4のS304における撮影モードの処理について説明する。
本実施形態では、システム制御部50(振れ補正部501)が、シフトレンズの駆動制御について、以下の(A)〜(C)の3通りから選択的に実行可能であるものとする。
(A):身体の揺れによる像振れ(被写体のフレームアウト)のような、周波数の低い振れを抑制するために、第1のカットオフ周波数(通常のカットオフ周波数)より低い第2のカットオフ周波数をHPF1003に設定して、シフトレンズを駆動する。これは、手振れ補正機能を第2のモードで動作させることに相当する。
(B):(A)に加え、指定された被写体が画角内の特定位置に近づくようにシフトレンズを駆動する。これは、手振れ補正機能が第2のモードで動作中に追尾機能を実行することに相当する。
(C):第1のカットオフ周波数をHPF1003に設定してシフトレンズを駆動する。これは、手振れ補正機能を第1のモードで動作させることに相当する。
また、システム制御部50が、画角の変更指示に対して行う、画角変更制御(ズームレンズの駆動制御)について、以下の(1)〜(3)の3通りから選択的に実行可能であるものとする。画角の変更指示は、例えば操作部70に含まれるズームレバーなどの操作によってユーザから入力される。
(1):第1の速度(通常の速度)より低速な第2の速度でズームレンズを駆動する。
(2):第2の速度よりも低速な第3の速度でズームレンズを駆動する。
(3):第1の速度でズームレンズを駆動する。
また、以下では、シフトレンズの駆動制御(A)における「HPFのカットオフ周波数を通常より低くする」機能を「フレーミングアシスト固定(以下、FA固定もしくは第1のフレーミングアシスト機能)」と呼ぶ。フレーミングアシストは、ライブビュー画像の振れを抑制する機能であり、例えば望遠撮影時に有用である。また、シフトレンズの駆動制御(B)における「指定された被写体を画角内の特定位置に近づくようにシフトレンズを駆動させる」機能(IS追尾機能)において、特定位置を画角中央とした駆動制御を「センタリング」と呼ぶ。また、FA固定をユーザが指定することのできるFA固定ボタンおよび、被写体を指定する被写体指定ボタン、FA探索ボタンがそれぞれ操作部70に含まれるものとする。
S401でシステム制御部50は、撮影モード初期化処理を行う。初期化処理においてシステム制御部50は、フラグや制御変数等を含むパラメータ、設定値、設定モードを不揮発性メモリ56から読み出す。また、システム制御部50は、記録媒体200の装着有無や空き容量などを確認し、警告を表示すべき状態か否かを判定する。
S402でシステム制御部50は、ライブビュー表示動作を開始する。具体的には、システム制御部50は撮像素子22によって動画撮影を行い、得られた動画像を表示部28に逐次表示させることにより、表示部28を電子ビューファインダとして機能させる。システム制御部50および画像処理部24が主に行う、動画撮影時の露出条件の設定、撮影された動画像フレームの現像処理、ライブビュー画像の生成処理などは、公知技術を用いて実行可能であるため説明を省略する。
S403でシステム制御部50は、シフトレンズの駆動制御を(C)に、ズームレンズの駆動制御を(3)に設定する(つまり、通常動作を行う状態に設定する)。
S404でシステム制御部50は、撮影モードに関わる情報を、ライブビュー画像に重畳して表示部28に表示する。図6は、実施形態における撮影モードにおける情報表示例を示す模式図である。図6(a)は、撮影情報の表示例を示す。
被写体903を含むライブビュー画像901には撮影情報902が重畳して表示されている。撮影情報902には記録可能な静止画枚数、動画時間、各種の撮影パラメータのような情報に加え、記録媒体の異常を含む、各種エラーに関する情報が含まれる。
S405でシステム制御部50は、操作部70に含まれるメニューボタンが押下されたか否かを判定する。システム制御部50は、押下されたと判定された場合はS406へ、押下されたと判定されなければS407へ処理を進める。
S406でシステム制御部50は、ユーザ操作に応じてセンタリングのオン/オフ(有効/無効)設定を切り替え、設定を不揮発性メモリ56内のフラグに保持する。
S407でシステム制御部50は、操作部70に含まれるFA固定ボタンが押下されたか否かを判定する。システム制御部50は、押下されたと判定された場合はS408へ、押下されたと判定されなければS413へ処理を進める。
S408でシステム制御部50は、FA固定がオン(有効)か否かを判定し、オン(有効)と判定された場合はS409へ、オンと判定されなければS411へ処理を進める。
S409でシステム制御部50は、FA固定をオフ(無効)にし、処理をS410に進める。
S410でシステム制御部50は、シフトレンズの駆動制御を(C)に、ズームレンズの駆動制御を(3)に設定(通常動作を行う状態に設定)し、処理をS413に進める。FA固定がオフの時は通常のズーム速度とすることで、ユーザが素早く目的の倍率にズームできるようにする。
S411でシステム制御部50は、FA固定をオンにする。FA固定がオンの状態における表示例を図6(b)に示す。FA固定がオンの場合、ライブビュー画像に振れ補正が適用されていることを示すアイコン904と、後述する被写体指定の際の照準となる指標905が表示される。なお、図6(b)はセンタリングもオンの場合の表示例であり、センタリングがオフの場合の表示例は図6(e)となる。センタリングがオフの場合には、FA固定がオンの状態で必ずしも被写体指定を必要としないため、被写体指定用の指標905は表示しない。
S412でシステム制御部50は、シフトレンズの駆動制御を(A)に、ズームレンズの駆動制御を(1)に設定し、処理をS413に進める。FA固定がオンの状態において、ユーザは、既に画角内に存在する被写体について、画角を微調整しようとしているものと考えられる。そのため、画角の微調整に適するように、ズームレンズの駆動速度(移動速度)を通常よりも遅い第2のズーム速度に変更する。
S413でシステム制御部50は、操作部70に含まれる被写体指定ボタンが押下されたか否かを判定し、押下されたと判定された場合はS414へ、押下されたと判定されなければS415へ処理を進める。なお、ここでは被写体指定ボタンの押下によって被写体指定を行うものとしているが、例えばタッチパネルによるタッチ操作など、他の指定操作によって被写体を指定してもよい。また、画像処理部24による被写体検出結果を用いて自動的に被写体を指定してもよく、この場合、システム制御部50は指定操作なしに処理をS414へ進めてもよい。S414でシステム制御部50は被写体指定処理を実行する。S414における被写体指定処理の詳細については後述する。
S415でシステム制御部50は、第1シャッタースイッチ信号SW1がオン状態であるか否かを判定し、オン状態と判定された場合はS416へ、オン状態と判定されなければS417へ処理を進める。第1シャッタースイッチ信号SW1をオンにする操作は撮影準備を指示する操作であり、当該操作に応じて、後述する自動露出制御(AE)および自動焦点検出(AF)が行われる。S416でシステム制御部50は撮影処理を実行する。S416における撮影処理の詳細については後述する。
S417でシステム制御部50は、FA探索ボタンが短押しされた状態であるか否かを判定し、短押しされたと判定された場合はS418へ、短押しされたと判定されなければS419へ処理を進める。S418でシステム制御部50はFAオート処理(第2のフレーミングアシスト機能)を実行する。S418におけるFAオート処理の詳細については後述する。
S419でシステム制御部50は、FA探索ボタンが長押しされた状態であるか否かを判定し、長押しされたと判定された場合はS420へ、長押しされたと判定されなければS421へ処理を進める。S420でシステム制御部50はFA探索処理を実行する。S420におけるFA探索処理の詳細については後述する。なお、システム制御部50は、所定時間以上継続して押下されている場合に長押しと判定し、押下されているが、継続時間が所定時間未満の場合に短押しと判定する。
S421でシステム制御部50は、操作部70に含まれるズームレバーが操作されたか否かを判定し、操作されたと判定された場合はS422へ、操作されたと判定されなければS404に処理を戻す。
S422でシステム制御部50は、ズームレバーの操作方向に応じた方向に、ズームレンズを駆動し、画角を変更し、S404に処理を戻す。単位時間あたりのズームレンズの移動量(駆動速度あるいは移動速度)は、その時点の設定に応じて、第1〜第3のズーム速度のいずれかである。
なお、上述したように、システム制御部50は、撮影モード処理の間も電源スイッチ72やモードスイッチ60の操作を監視している。そして、電源スイッチ72がオフされたりモードスイッチ60が操作されて他の動作モードに切り替えられたりした場合、システム制御部50は撮影モードの処理を終了する。
次に、S414における被写体指定処理の詳細について、図7に示すフローチャートを用いて説明する。
S501でシステム制御部50は、被写体が既に指定されているか否か(被写体の指定中か否か)を判定し、指定中であると判定されればS502へ、指定中であると判定されなければS506へ処理を進める。S502でシステム制御部50は、被写体の指定を解除し、処理をS503に進める。
S503でシステム制御部50は、FA固定がオンの状態か否かを判断する。オンの場合はS504へ進み、そうでなければS505へ進む。
S504でシステム制御部50は、FA固定がオンであることからシフトレンズの駆動制御を(A)にする。また、システム制御部50は、ズームレンズの駆動制御を(1)に設定し、処理を終了する。
S505でシステム制御部50は、シフトレンズの駆動制御を(C)に、ズームレンズの駆動制御を(3)に設定し、処理を終了する。
S506でシステム制御部50は、指定被写体を設定し、処理をS507に進める。S413において被写体指定ボタンが押下された場合、システム制御部50は、例えばその時点で画像処理部24で検出されている被写体のうち、画角の中央に最も近い被写体を指定被写体として設定することができる。また、S413においてタッチパネル操作によって画面内の位置や範囲が指定された場合、システム制御部50は例えばその時点で画像処理部24で検出されている被写体のうち、指定された位置や範囲に存在する被写体を指定被写体として設定することができる。図6(c)は被写体が指定された状態の表示例を示し、指定被写体として設定された被写体を囲うように指定枠906が表示される。
S507でシステム制御部50は、FA固定がオンか否かを判定し、オンと判定されればS508へ、オンと判定されなければS511へ処理を進める。
S508でシステム制御部50は、センタリングがオンか否かを判定し、オンと判定されればS509へ、オンと判定されなければS510へ処理を進める。
S509でシステム制御部50は、センタリングがオンであることからシフトレンズの駆動制御を(B)にし、指定被写体が画角中央に近づくようにシフトレンズを駆動する。また、システム制御部50は、ズームレンズの駆動制御を(2)に設定し、処理を終了する。指定被写体が画角から外れるとセンタリングの効果が得られないため、FA固定がオンの場合よりもさらにズーム速度を低速にし、被写体が画角から外れにくくしながら、画角の調整を可能としている。
S510でシステム制御部50は、S504と同様に、シフトレンズの駆動制御を(A)に、ズームレンズの駆動制御を(1)に設定し、処理を終了する。
S511でシステム制御部50は、シフトレンズの駆動制御を(C)に、ズームレンズの駆動制御を(3)に設定し、処理を終了する。
なお、被写体の指定/解除は、他の方法で行ってもよい。例えば表示部28に対するタッチ操作で画面の位置や領域を指定することにより被写体を指定した場合は、解除ボタンの操作によって指定を解除するようにしてもよい。また、指定する被写体は複数であってもよい。複数の被写体が指定され、センタリングがオンの場合、システム制御部50は、指定被写体の位置の重心を画角の中心に寄せるようにシフトレンズを駆動してもよい。
次に、S416における撮影処理の詳細について、図8(a)に示すフローチャートを用いて説明する。
S601でシステム制御部50は、FA固定がオンで、被写体が未指定か否かを判定し、FA固定がオンで、被写体が未指定であると判定されればS602へ、判定されなければS614へ処理を進める。
S602でシステム制御部50は、指定被写体を設定し、S603へ処理を進める。システム制御部50はここではユーザによる指定操作を要求せずに、例えば画像処理部24によって検出されている被写体のうち、例えば画角の中心に最も近い被写体を自動的に指定被写体として設定する。
例えば望遠撮影時のように被写体を画角内に安定して収めづらい場合、被写体指定ボタンを押下することが困難な場合も考えられる。そのため、S601において、FA固定がオンの状態で、かつ被写体が未指定と判定された場合、システム制御部50は自動的に指定被写体を設定し、さらにセンタリングをオンにする。これによってユーザは、シャッタースイッチを半押しするという操作により、特定の被写体を画角中央に寄せるように設定することができる。そのため、望遠撮影時など、できるだけ指の動きを少なくして手振れの発生を抑えたい場面において有用である。しかしながら、画角内に存在する被写体の距離が遠い場合、焦点検出や露出制御に時間がかかる場合がある。そのため、被写体指定のみ素早く実行できるよう、被写体指定ボタンなどを用いて直接指定することも可能としている。
S614でシステム制御部50は、FA固定がオンで、被写体が指定されているか否かを判定し、FA固定がオンで、被写体が指定されていると判定されればS603へ、判定されなければS604へ処理を進める。
S603でシステム制御部50は、シフトレンズの駆動制御を(B)にして、指定被写体が画角中央に近づくようなシフトレンズの駆動を開始し、処理をS604に進める。
S604でシステム制御部50は、自動露出制御(AE)および自動焦点検出(AF)を行う。図6(d)は、指定被写体に基づいて焦点検出領域を設定してAEおよびAFを行った際の表示例を示す。指定被写体に合焦させるようにAFを行った場合、被写体指定枠906が合焦時に合焦枠907に変化する。
S605でシステム制御部50は、第2シャッタースイッチ信号SW2がオンであるか否かを判定し、オンと判定されればS606へ、オンと判定されなければS610へ処理を進める。
S606でシステム制御部50は、AEおよびAFの結果に基づいて各部を制御し、記録用の撮影処理を実行し、処理をS607に進める。撮影により得られた画像データは、画像処理部24によって処理され、メモリ32に格納される。
S607でシステム制御部50は、メモリ32に格納された画像データから、画像処理部24を用いて表示画像データを生成し、表示部28にレビュー表示する。
S608でシステム制御部50は、メモリ32に格納された画像データを、メタデータなどの付加情報と共に画像ファイルの形式で記録媒体200に記録する。この際、必要に応じて画像処理部24によって画像データを符号化する。
S609でシステム制御部50は、ライブビュー表示動作を再開し、処理をS610に進める。
S610でシステム制御部50は、第1シャッタースイッチ信号SW1がオフになったか否かを判定し、オフになったと判定されればS611へ、オフになったと判定されなければS605へ処理を進める。
S611でシステム制御部50は、FA固定がオンで、被写体が指定されているか否かを判定し、FA固定がオンで、被写体が指定されていると判定されればS612へ、判定されなければ処理を終了する。
S612でシステム制御部50は、被写体指定を解除し、処理をS613に進める。
S613でシステム制御部50は、シフトレンズの駆動制御を(A)に変更して処理を終了する。
次に、S418におけるFA(フレーミングアシスト)オート処理の詳細について、図8(b)に示すフローチャートを用いて説明する。
FAオート処理(第2のフレーミングアシスト機能)は、指定された被写体が画角内に継続して存在するように、ユーザ操作なしで画角を自動的に変更する処理である。具体的には、指定被写体が画角中央付近に存在する場合には、被写体領域(例えば顔)が所定の範囲の大きさを維持するように自動的に画角を変更する。また、指定被写体が画角から外れそうになると、指定被写体が収まるように画角を広角側に変更する。この際、被写体領域が一定の大きさを維持できなくても指定被写体が画角内に存在し続けることを優先する。
S701でシステム制御部50は、FA固定がオンか否かを判定し、FA固定がオンと判定されればS702へ、FA固定がオンと判定されなければS704へ処理を進める。
S702でシステム制御部50は、FA固定をオフにし、処理をS703に進める。
S703でシステム制御部50は、指定被写体を設定して処理をS704へ進める。本実施形態ではFAオート処理を開始した時点で、例えばライブビュー表示用に撮影している動画像において画像処理部24が検出した被写体を自動的に指定被写体とする。しかし、FAオート処理の開始前にユーザに被写体の指定を要求し、ユーザが指定した被写体をS703で設定してもよい。
S704でシステム制御部50は、シフトレンズの駆動制御を(C)に、ズームレンズ に対する駆動制御を(3)に変更し、処理をS705に進める。
S705でシステム制御部50は、画像処理部24が検出した指定被写体の画像領域の大きさや位置に基づいて、指定被写体の大きさが所定の範囲を維持するよう、また、指定被写体が画角内に留まるよう、必要に応じてズームレンズを駆動して画角調整する。
S706でシステム制御部50は、予め定められた終了操作が行われたか否かを判定し、終了操作が行われたと判定されればS707へ処理を進め、終了操作が行われたと判定されなければS705に処理を戻す。ここで、終了操作は例えば電源スイッチ72のオフや、モードスイッチ60による他の動作モードへの切り替えであってよい。
S707でシステム制御部50は、指定被写体の設定を解除し、処理をS708に進める。
S708でシステム制御部50は、各種パラメータの初期化など、撮影モード処理を再開するための処理を行ったのち、FAオート処理を終了する。なお、S702でオフにしたFA固定をS708でオンに戻してもよい。
次に、S420におけるFA(フレーミングアシスト)探索処理の詳細について、図8(c)に示すフローチャートを用いて説明する。FA探索処理は、FA探索ボタンが長押しされた際に、一時的に画角を所定量広角側に変更(ズームアウト)し、FA探索ボタンの押下が終了するとズームアウト前の画角に復帰させる処理である。FA探索機能によりユーザは、望遠撮影時などに画角から外れた(フレームアウトした)被写体の位置を確認しやすくなる。
S801でシステム制御部50は、シフトレンズの駆動制御を(C)に、ズームレンズの駆動制御を(3)に変更し、処理をS802に進める。
S802でシステム制御部50は、ズームレンズを所定量駆動して、画角を広角側に所定量変更(ズームアウト)し、処理をS803に進める。
S803でシステム制御部50は、FA探索ボタンの押下が終了したか否かを判定し、終了したと判定されればS804へ処理を進め、終了したと判定されなければ処理をS803へ戻す。なお、FA探索ボタンの押下が終了したと判定されない場合、処理をS802に戻すようにしてもよい。これにより、FA探索ボタンの押下が継続している間、徐々に画角を広角側に変更することができる。
S804でシステム制御部50は、撮影レンズ103の画角がS802の処理を行う前の画角に戻るようにズームレンズを駆動し、処理をS805に進める。
S805でシステム制御部50は、シフトレンズおよびズームレンズの駆動制御をFA探索処理の開始前の状態(S801で変更する前の状態)に戻して処理を終了する。
本実施形態では、FA固定およびセンタリングがオンの状態では、ズームレンズの駆動制御を(2)にしてズーム速度を最も遅くし、被写体が画角から外れることを防ぐ。一方、被写体が画角から外れ、FA探索が要求されると、被写体の場所を素早く把握できるようにズームレンズの駆動制御を(3)にして通常のズーム速度とする。そして、FA探索処理が終了すると元の駆動制御に戻す。なお、本実施形態では、ズーム速度をズームレンズの駆動速度(移動速度)として説明したが、画角の変更速度でもよい。
以上説明したように本実施形態によれば、手振れ補正機能を用いた被写体追尾の実行中(センタリングオン時)には、非実行時よりもズームレンズの駆動速度を低下させる。そのため、ズームレンズを通常速度で駆動する場合よりも追尾対象の被写体が画角から外れにくくなり、ひいては手振れ補正機能の補正限界に達しにくくなる。そのため、手振れ補正機能を用いた被写体追尾の実行中であっても、手振れ補正機能の能力低下を抑制しつつ画角変更を可能とすることができる。
(その他の実施形態)
上述の実施形態では撮影レンズ103に含まれるレンズ(振れ補正レンズまたはシフトレンズ)を振れに応じて駆動する手振れ補正機能を例示した。しかしながら、撮像素子を振れに応じて駆動する手振れ補正機能や、撮像素子からの読出範囲を振れに応じて移動させる手振れ補正機能を用いる場合でも本発明は同様に適用可能である。
なお、上述の実施形態におけるシフトレンズおよびズームレンズの駆動制御は単なる例示であり、他の駆動制御を用いることもできる。
例えば、ズームレンズの速度制御において、(1)の場合も(3)と同じ速度としてもよい。これにより、ユーザが画角を大きく変更したい場合の利便性が向上する。また、FAオートにおける画角の変更量についても変更することができる。例えば、本実施形態ではFA固定とFAオートは排他的な機能としたが、同時に実施してもよい。この場合、被写体が画角から外れそうになった際にはFAオートのズームアウト処理によって被写体が一気に小さくなり、被写体検出が正常に行えなくなる可能性がある。そのため、FAオートにおけるズームアウト/ズームイン時の画角変更量を、FA固定オンの場合はオフの場合よりも少なくしてもよい。
また、動画記録中は画角の急変化やズームレンズの駆動音の記録を抑制するため、ズームレンズの駆動速度を低速にしてもよい。この場合は本実施形態におけるズーム駆動をすべて(1)または(2)にしてもよい。
また、操作部70に含まれるズームレバー以外にも、撮影レンズ103の画角を変更可能な操作部材がある場合、本実施形態で述べた駆動制御の対象とする操作部材と、例えば常にズーム駆動(3)を適用する操作部材とに分けてもよい。そして、常にズーム駆動(3)を適用する操作部材が操作された場合には、FA固定やIS追尾のオンオフとは無関係にズーム駆動(3)を実行することができる。操作部材を使い分けることで、ユーザの意図に沿った画角変更を実現することができる。なお、システム制御部50は1つのハードウェアが実現してもよいし、複数のハードウェアが処理を分担して実現してもよい。
また、本発明を例示的な実施形態に基づいて説明してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られない。特許請求の範囲によって規定される発明の範囲内で様々な変形例を実施することができる。
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。
22…撮像素子、24…画像処理部、28…表示部、50…システム制御部、51…ズームレンズ駆動部、55…姿勢検知部、70…操作部、100…デジタルカメラ、103…撮影レンズ

Claims (17)

  1. 画角内における被写体の位置を特定位置に近づかせる追尾機能を有する撮像装置であって、
    ズーム倍率の変更指示を受け付ける操作部材と、
    ズーム倍率の変更動作を制御する制御手段と、を有し、
    前記制御手段は、前記追尾機能の実行中に前記ズーム倍率の変更指示が入力された場合には、前記追尾機能を実行していないときに前記ズーム倍率の変更指示が入力された場合よりも遅い速度で前記ズーム倍率を変更するように制御する、
    ことを特徴とする撮像装置。
  2. 前記追尾機能は手振れ補正機能を用いて前記画角内における被写体の位置を特定位置に近づかせる機能であることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
  3. 前記手振れ補正機能は、第1のモードと、第1のモードよりも大きな振れに対する補正が可能な第2のモードとを切り替え可能であり、
    前記追尾機能は、前記手振れ補正機能が前記第2のモードで動作する際に実行されることを特徴とする請求項に記載の撮像装置。
  4. 前記制御手段は、前記手振れ補正機能が前記第2のモードで動作中に前記ズーム倍率の変更指示が入力された場合には、前記手振れ補正機能が前記第1のモードで動作中に前記ズーム倍率の変更指示が入力された場合よりも遅い速度で前記ズーム倍率を変更するように制御する、
    ことを特徴とする請求項に記載の撮像装置。
  5. 前記制御手段は、前記手振れ補正機能が前記第のモードで動作しながら前記追尾機能の実行中に前記ズーム倍率の変更指示が入力された場合には、前記手振れ補正機能が前記第のモードで動作しながら前記追尾機能を実行していないときに前記ズーム倍率の変更指示が入力された場合よりも遅い速度で前記ズーム倍率を変更するように制御する、
    ことを特徴とする請求項または請求項に記載の撮像装置。
  6. 前記手振れ補正機能を用いてライブビュー画像の振れを抑制する第1のフレーミングアシスト機能を有し、
    前記第1のフレーミングアシスト機能の実行中、前記手振れ補正機能は前記第のモードで動作することを特徴とする請求項から請求項のいずれか1項に記載の撮像装置。
  7. 前記第1のフレーミングアシスト機能の実行中、被写体が指定された場合に前記追尾機能が実行されることを特徴とする請求項に記載の撮像装置。
  8. 振れを示す信号が入力されるハイパスフィルタのカットオフ周波数が変更可能であって、前記第2のモードにおける前記カットオフ周波数は、前記第1のモードにおける前記カットオフ周波数よりも低いことを特徴とする請求項から請求項のいずれか1項に記載の撮像装置。
  9. 前記手振れ補正機能は、前記ズーム倍率が所定値より小さい場合には前記第1のモードで動作し、前記ズーム倍率が前記所定値以上の場合には前記第2のモードで動作することを特徴とする請求項からのいずれか1項に記載の撮像装置。
  10. 前記手振れ補正機能が、撮影光学系に含まれる補正レンズもしくは前記撮像装置が有する撮像素子を前記撮像装置の振れに応じて駆動する構成を有することを特徴とする請求項から請求項のいずれか1項に記載の撮像装置。
  11. 前記制御手段は、予め定められた指示が入力されている間、前記追尾機能の実行中に前記ズーム倍率の変更指示が入力された場合よりも速い速度で前記ズーム倍率を広角側に所定量変更し、前記予め定められた指示の入力が終了すると、前記ズーム倍率の変更指示に対して前記ズーム倍率を変更する速度を前記予め定められた指示の入力がなされる前の速度に戻すように制御することを特徴とする請求項から請求項10のいずれか1項に記載の撮像装置。
  12. 被写体の大きさが所定の範囲を維持するように前記ズーム倍率を自動的に調整する第2のフレーミングアシスト機能を有し、
    前記第2のフレーミングアシスト機能の実行中、前記制御手段は、前記追尾機能の実行中に前記ズーム倍率の変更指示が入力された場合よりも速い速度で前記ズーム倍率を調整するように制御することを特徴とする請求項から請求項11のいずれか1項に記載の撮像装置。
  13. 前記撮像装置は、手振れ補正機能を用いてライブビュー画像の振れを抑制する第1のフレーミングアシスト機能と、画角内における被写体の大きさが所定の範囲を維持するように前記ズーム倍率を自動的に調整する第2のフレーミングアシスト機能を有し、
    前記制御手段は、前記第1のフレーミングアシスト機能と前記第2のフレーミングアシスト機能の両方を実行中は、前記第2のフレーミングアシスト機能を実行中で前記第1のフレーミングアシスト機能を実行していない場合よりも、前記第2のフレーミングアシスト機能における前記ズーム倍率の変更量を少なくするように制御することを特徴とする請求項12に記載の撮像装置。
  14. 前記操作部材と異なる操作部材によって前記ズーム倍率の変更指示が入力された場合、前記制御手段は、前記追尾機能の実行中に前記ズーム倍率の変更指示が入力された場合でも、前記追尾機能を実行していないときに前記ズーム倍率の変更指示が入力された場合と同じ速度で前記ズーム倍率を変更するように制御することを特徴とする請求項から請求項13のいずれか1項に記載の撮像装置。
  15. 撮影準備を指示する操作が行われた場合、前記追尾機能を自動的に実行することを特徴とする請求項1から請求項1のいずれか1項に記載の撮像装置。
  16. 前記制御手段は、撮影光学系に含まれるズームレンズを光軸方向に移動させることにより前記ズーム倍率の変更動作を制御することを特徴とする請求項1から請求項1のいずれか1項に記載の撮像装置。
  17. 画角内における被写体の位置を特定位置に近づかせる追尾機能を有する撮像装置の制御方法であって、前記追尾機能の実行中にズーム倍率の変更指示が入力された場合、前記追尾機能を実行していないときに前記ズーム倍率の変更指示が入力された場合よりも遅い速度で前記ズーム倍率を変更する工程、を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
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