以下に、本発明の実施の形態による撮像システムの一例について図面を参照して説明する。
[第1の実施形態]
図1は、本発明の第1の実施形態による撮像システムの一例についてその構成を示すブロック図である。
図示の撮像システムは、例えば、デジタルカメラシステム(以下単にカメラと呼ぶ)であり、主に静止画像および動画像を撮像するための所謂レンズ交換式のカメラシステムである。図示の撮像システムは、レンズ装置(以下レンズユニットと呼ぶ)を有し、当該レンズユニットLはカメラ本体(撮像装置)Cに着脱可能に装着される。そして、レンズユニットLがカメラ本体Cに装着された際には、レンズユニットLとカメラ本体Cとは通信可能となる。
レンズユニットLはズーム駆動部102を有しており、ズーム駆動部102はレンズ制御部111の制御下で、変倍レンズ101を光軸に沿って駆動して変倍を行う。絞り103は、その開口径を変化して光量を調節する。絞り駆動部104は、レンズ制御部111の制御下で絞り103を駆動する。防振光学素子として用いられるシフトレンズ(以下補正レンズという)105は、光軸に直交(交差)する方向に移動(シフト)されて、像振れを低減するための光学防振を行う。レンズ防振制御部106は、レンズ制御部111の制御下で、補正レンズ105のシフト駆動、つまり、光学防振を制御する。そして、レンズ防振制御部106および補正レンズ105によってレンズ防振部が構成される。
レンズ防振制御部106は、レンズ支持状態の判定(レンズ支持判定)を行う。例えば、レンズ防振制御部106は、レンズ振れ検出部110の検出出力であるレンズ振れ信号に基づいて、レンズユニットLの支持状態を判定する。具体的には、レンズ防振制御部106は、レンズ振れ検出部110の検出出力であるレンズ振れ信号に基づいてレンズユニットLに加わる振幅量を求めて、当該振幅量に応じてレンズユニットLの支持状態を判定する。
なお、図示の例では、レンズ防振制御部106は振幅量に基づいて、レンズユニットLの支持状態を判定するとしたが、振幅量の代わりに、レンズユニットLに加わる振れの周波数に基づいて支持状態を判定するようにしてもよい。さらには、振幅量および振れの周波数を用いて支持状態を判定するようにしてもよい。
フォーカス駆動部108はレンズ制御部111の制御下で、フォーカスレンズ107を光軸に沿って駆動して焦点調節を行う。なお、変倍レンズ101、絞り103、補正レンズ105、およびフォーカスレンズ107によって撮像光学系が構成される。
レンズ操作部109は、ユーザによって操作される各種スイッチなどを有している。レンズ振れ検出部110は、レンズユニットLに加わった手振れなどのレンズ振れ(角速度)を検出して、レンズ振れを示すレンズ振れ信号をレンズ制御部111に出力する。
レンズ制御部111は、CPUなどを有しており、レンズユニットL全体の動作を制御する。また、レンズ制御部111は、レンズユニットLに設けられたレンズ通信部112とカメラ本体Cに設けられたカメラ通信部125とを介してカメラ本体Cに設けられたカメラ制御部124と相互に通信する。レンズ通信部112およびカメラ通信部125は、複数の通信チャネルを介してレンズ制御部111とカメラ制御部124との間における通知および情報(データ)の通信を可能とする通信回路を備えている。
カメラ本体Cには、シャッタ113および撮像部115が備えられている。カメラ制御部124の制御下で、シャッタ駆動部114はシャッタ113を開閉駆動して撮像部115における露光を制御する。撮像部115は、CMOSセンサなどの撮像素子を有しており、撮像光学系を介して結像した被写体像(光学像)を光電変換して電気信号(撮像信号)を出力する。撮像信号処理部116は、撮像部115の出力である撮像信号をA/D変換によってデジタル信号に変換して、当該デジタル信号に対して所定の映像処理を行って映像信号を生成する。映像信号処理部117は、映像信号に対してその用途に応じた所定の画像処理を行う。
カメラ防振制御部123は、電子防振を行うため映像信号から切り出す切り出し領域(以下映像切り出し領域という)を決定(制御)する。映像信号処理部117は、撮像信号処理部116の出力である映像信号の全体から映像切り出し領域を切り出す処理を行う。
カメラ防振制御部123は、カメラ振れ信号又は後述する電子防振補正量に応じて映像切り出し領域の位置を変更(シフト)して電子防振を行う。そして、カメラ防振制御部123および映像信号処理部117によってカメラ防振部が構成される。
カメラ防振制御部123はカメラ支持状態の判定(カメラ支持判定)を行う。例えば、カメラ防振制御部123は、カメラ振れ検出部122の検出出力であるカメラ振れ信号に基づいてカメラ本体Cの支持状態を判定する。具体的には、カメラ防振制御部123は、カメラ振れ検出部122の検出出力であるカメラ振れ信号に基づいてカメラ本体Cに加わる振幅量を求めて、当該振幅量に応じてカメラ本体Cの支持状態を判定する。
なお、図示の例では、カメラ防振制御部123は振幅量に基づいて、カメラ本体Cの支持状態を判定するとしたが、振幅量の代わりに、カメラ本体Cに加わる振れの周波数に基づいて支持状態を判定するようにしてもよい。さらには、振幅量および振れの周波数を用いて支持状態を判定するようにしてもよい。また、カメラ本体Cでは電子防振を行うが、撮像素子を光軸方向に直交する面内でシフトさせて光学防振を行うようにしてもよい。
表示部118は、映像信号処理部117の出力である映像信号に応じた映像を表示する。記録部119には映像信号などの様々なデータが記録される。電源部120は、カメラ本体CおよびレンズユニットLに電源を供給する。カメラ操作部121は、ユーザによって操作される各種スイッチなどを有し、ユーザ操作に応じた操作信号をカメラ制御部124に出力する。
カメラ振れ検出部122は、カメラ本体Cに加わる手振れなどのカメラ振れ(角速度)を検出して、当該カメラ振れに応じたカメラ振れ信号をカメラ制御部124に出力する。カメラ制御部124はCPUを備え、カメラ全体を統括制御する。カメラ制御部124は、カメラ通信制御部125を介してレンズ通信制御部112と通信する。つまり、レンズユニットLがカメラ本体Cに装着され電気的に接続されると、レンズ通信制御部112とカメラ通信制御部125とによってレンズユニットLおよびカメラ本体Cは相互通信を行う。
前述のレンズ操作部109はレンズ防振制御部106による光学防振のオン/オフを選択するためのレンズ防振スイッチを有している。また、カメラ操作部121はカメラ防振制御部123による電子防振のオン/オフを選択するためのカメラ防振スイッチを有している。
ユーザがレンズ防振スイッチをオン操作すると、レンズ制御部111はレンズ防振制御部106に対して防振動作を指示する。この指示を受けると、レンズ防振制御部106はユーザがレンズをオフ操作するまで、レンズ防振動作として光学防振動作を制御する(防振制御)。
同様に、ユーザがカメラ防振スイッチをオン操作すると、カメラ制御部124はカメラ防振制御部123に対して防振動作を指示する。この指示を受けると、カメラ防振制御部123はユーザがカメラ防振スイッチをオフ操作するまで、カメラ防振動作として電子防振動作を制御する(防振制御)。
カメラ操作部121は、防振制御について第1の防振モードおよび第2の防振モードのいずれかを選択するための防振モード選択スイッチを有している。第1の防振モードは光学防振のみを行うモードであり、第2の防振モードは光学防振および電子防振を行うモードである。
第1の防振モードにおいては、映像信号処理部117による映像切り出し領域が第2の防振モードに比べて広い領域に固定される。これによって、広角な映像信号を出力することができる。
一方、第2の防振モードにおいては、映像信号処理部117における映像切り出し領域は第1の防振モードに比べて狭められものの、映像切り出し領域を大きくシフトさせることが可能となって、大きな像振れを補正することができる。
カメラ操作部121は、第1スイッチ(SW1)および第2スイッチ(SW2)を、押し込み量に応じてオンするシャッタレリーズスイッチを有している。ユーザがシャッタレリーズスイッチを第1のストロークだけ押し込むとSW1がオンし、シャッタレリーズスイッチを第2のストロークまで押し込むとSW2がオンする。
カメラ制御部124は、SW1がオンすると、レンズ制御部111によってフォーカスレンズ107を駆動してオートフォーカス(AF)を行う。さらに、カメラ制御部124は、映像信号から得た輝度情報に基づいてレンズ制御部111によって絞り103を駆動して光量を調節する。
カメラ制御部124は、SW2がオンすると、撮像部115による被写体像の光電変換を行い、撮像信号処理部116によって映像信号(映像データ)を生成する。この際、レンズ防振スイッチ又はカメラ防振スイッチがオンされていると、前述のように光学防振又は電子防振が行われる。そして、生成された映像データは記録部119に記録される。
カメラ操作部121は動画記録スイッチを有している。この動画記録スイッチがユーザによって操作されると、カメラ制御部124は動画の記録を開始し、動画記録中にユーザが再び動画記録スイッチを操作すると、カメラ制御部124は動画の記録を終了する。
動画撮像中に、ユーザがシャッタレリーズスイッチを操作してSW1およびSW2をオンすると、カメラ制御部124は記録中の動画から静止画を得て記録部119に記録する処理を行う。さらに、カメラ操作部121は再生モードを選択するための再生モード選択スイッチを有している。再生モード選択スイッチの操作によって再生モードが選択されると、カメラ制御部124は防振制御を停止する。
図2は、図1に示すカメラにおいて防振制御に係る構成を説明するためのブロック図である。また、図3は、図1に示すカメラにおけるピッチ方向、ヨー方向、およびロール方向を示す斜視図である。なお、図2においては、レンズ制御部111およびカメラ制御部124は省略されている。
図2および図3を参照して、レンズ振れ検出部110およびカメラ振れ検出部122の各々は、振れセンサとして用いられるジャイロセンサによって角速度を検出して、当該角速度に応じた電圧を示す振れ信号を出力する。以下、レンズ振れ検出部110から出力される振れ信号をレンズ振れ信号と呼び、カメラ振れ検出部122から出力される振れ信号をカメラ振れ信号と呼ぶ。
なお、レンズ振れ検出部110は、ピッチ(Pitch)振れセンサおよびヨー(Yaw)振れセンサ(いずれも図示せず)を有している。また、カメラ振れ検出部122は、ピッチ振れセンサ、ヨー振れセンサ、およびロール(Roll)振れセンサ(いずれも図示せず)を有している。
図3に示すように、カメラ本体Cにおいて撮像光学系の光軸をZ軸とし、正位置における鉛直方向をY軸とする。また、Y軸およびZ軸に直交する方向をX軸とする。この場合、ピッチ方向は、X軸回りの方向(チルト方向)であり、ヨー方向はY軸回りの方向(パン方向)である。また、ロール方向はZ軸回りの方向(撮像面が光軸に直交する面内における回転方向)である。つまり、ピッチ方向は水平面に対して垂直方向に傾く方向であり、ヨー方向は鉛直面に対して水平方向に傾く方向であり、そして、ピッチ方向およびヨー方向は互いに直交する。
図2において、レンズ振れ検出部110に備えられたピッチ振れセンサはピッチ方向の振れに応じたピッチ振れ信号を出力する。また、ヨー振れセンサはヨー方向の振れに応じたヨー振れ信号を出力する。これらピッチ振れ信号およびヨー振れ信号はレンズ振れ信号としてAD変換部201に送られる。また、カメラ振れ検出部122に備えられたピッチ振れセンサはピッチ振れ信号を出力し、さらにヨー振れセンサはヨー振れ信号を出力する。そして、ロール振れセンサはロール方向の振れに応じたロール振れ信号を出力する。これらピッチ振れ信号、ヨー振れ信号、およびロール振れ信号はカメラ振れ信号としてカメラ防振制御部123に送られる。
AD変換部201はレンズ振れ信号をA/D変換してデジタル信号である角速度データとする。ハイパスフィルタ(HPF)202は、角速度データにおけるオフセット成分および温度ドリフト成分を除去して角速度データを積分部203に出力する。積分部203は、主にローパスフィルタ(LPF)による疑似積分によって角速度データを積分して角変位データに変換する。
敏感度乗算部204は、積分部203から送られた角変位データを、敏感度を用いて全防振補正量に変換する。当該敏感度は、撮像光学系の焦点距離に応じて変更される。また、敏感度には、ジャイロセンサの感度調整に応じた補正量が反映されて、これによってジャイロセンサの感度ばらつきが吸収される。
分割部205は、敏感度乗算部204の出力である全防振補正量を、光学防振による補正量である光学防振補正量と、電子防振による補正量である電子防振補正量とに分割する。具体的には、分割部205は、光学防振補正量を算出するため、防振補正量に対して係数Kを乗算する。当該係数Kは、撮像光学系の焦点距離毎の光学防振可能範囲(補正レンズ105の最大シフト範囲)Aと電子防振可能範囲(映像切り出し領域の最大シフト範囲)Bとを用いて、以下の式(1)によって決定される。
K=A/(A+B) (1)
式(1)から明らかなように、Kは1以下の値をとる。つまり、全防振補正量に対する係数Kの乗算によってその一部である光学防振補正量(第1の補正量)が算出される。
リミッタ部206は、光学防振補正量を補正レンズ105の可動範囲に応じて制限(クランプ)する。これによって、補正レンズ105がその可動範囲の端に到達したままの状態となることを防ぐことができる。
リミッタ部206の出力は減算部DECに入力される。そして、減算部DECは、リミッタ部206の出力と後述するAD変換部210の出力との減算を行う。減算部DECの出力はPID制御部207に送られる。
PID制御部207は、減算部DECの出力に応じて補正レンズ105の位置制御を行う。当該位置制御は、P(比例)制御、I(積分)制御、およびD(微分)制御の組み合わせによって行われる。ドライバ部208は、光学防振補正量に対応するPID制御部207からの制御信号に応じて、補正レンズ105を駆動するための電流を、ドライバ部に備えられた防振アクチュエータ(ボイスコイルモータなど:図示せず)に供給する。
位置検出部209は、補正レンズ105の位置を検出し、当該検出位置に応じた電圧を示す位置検出信号を出力する。AD変換部210は、位置検出部209の出力である位置検出信号をA/D変換によってデジタル信号である位置検出データに変換して、減算部DECに出力する。減算部DECは、リミッタ部206およびAD変換部210の出力の差分(偏差)を算出して、当該偏差をPID制御部207に出力する。これによって、補正レンズ105の位置を制御するフィードバック位置制御が行われる。
一方、分割部205は、レンズユニットL側からカメラ本体C側に与える電子防振補正量を算出するため、敏感度乗算部204の出力である全防振補正量に対して係数「1-K」を乗算する。前述のように、光学防振補正量については係数Kの乗算によって算出されるのに対して、電子防振補正量については係数「1-K」の乗算により算出される。
角度変換部211は、電子防振補正量(第2の補正量)を角変位データに変換する。この際の変換係数は、撮像光学系の焦点距離毎に異なり、焦点距離が変わる度に変換係数は変更される。変換後の角変位データは、レンズ通信部112およびカメラ通信部125を介してカメラ防振制御部123にレンズ電子防振補正量(防振情報)として送られる(つまり、伝達される)。
カメラ防振制御部123は、レンズ電子防振補正量とカメラ振れ信号に基づいて算出したカメラ電子防振補正量とに基づいて電子防振制御を行う。
図4は、図1に示すカメラで行われる光学防振および電子防振を説明するための図である。そして、図4(a)は撮像光学系の焦点距離と光学防振可能範囲および電子防振可能範囲との関係を示す図であり、図4(b)は焦点距離と係数Kとの関係を示す図である。
図4(a)において、横軸は焦点距離(ズーム位置)fを示し、縦軸は光学防振可能範囲および電子防振可能範囲(単位degree)を示す。そして、曲線aおよびbはそれぞれ光学防振可能範囲Aおよび電子防振可能範囲Bを示す。
光学防振可能範囲Aは、撮像光学系の光学特性(焦点距離、解像度、および周辺光量など)で決まり、電子防振可能範囲Bは映像信号のうち映像切り出し領域外の余剰映像領域で決まる。さらに、光学防振可能範囲Aおよび電子防振可能範囲Bともにズーム位置によって変化する。
具体的には、同一の大きさのレンズ振れおよびカメラ振れであっても、撮像光学系が広角端(Wide)であると、光学防振のために補正レンズ105を駆動すべきシフト量(つまり、光学防振可能範囲A)が望遠端(Tele)におけるシフト量より小さい。このため、シフト量に応じて電子防振可能範囲Bが変わる。なお、光学防振可能範囲Aおよび電子防振可能範囲Bはいずれも防振制御においては角変位量のデータとして管理される。
補正レンズ105を光学防振可能範囲Aにおいてシフトすることによって光学防振が行われ、電子防振可能範囲Bにおいて映像切り出し領域の位置をシフトすることによって電子防振が行われる。これら光学防振および電子防振を組み合わせることによって、曲線cで示す全防振可能範囲(A+B)となる。
図4(a)においては、広角端(Wide)、中間ズーム位置(Middle)、および望遠端(Tele)における光学防振可能範囲Aがそれぞれ、2、0.75、および0.3degreeであり、電子防振可能範囲Bがそれぞれ2.5、1.6、および1.1である場合が示されている。
図4(b)において、横軸は焦点距離fを示し、縦軸は係数Kを示す。係数Kは、光学防振可能範囲Aと電子防振可能範囲Bとによって決定される。図4(a)に示す例における係数Kは、広角端、中間ズーム位置、および望遠端においてそれぞれ、0.444、0.319、および0.214である。光学防振および電子防振を行う第2の防振モードにおいては、係数K=A/(A+B)を用いて得られた光学防振補正量で補正レンズ105の駆動が行われ、係数「1-K」を用いて得られた電子防振補正量で映像切り出し領域の位置が変更される。
光学防振および電子防振をともに行うことによって、光学防振可能範囲Aと電子防振可能範囲Bとの境界が存在しなくなる。この結果、光学防振のオーバーシュートによる画像の乱れを抑えることができる。
一方、光学防振のみを行う第1の防振モードにおいては、光学防振に対する係数Kが1に設定され、電子防振に対する係数「1-K」が0に設定される。これによって、全防振補正量を光学防振補正量として補正レンズ105の駆動が行われる。
ここで、第2の防振モードにおける静止画の撮像について説明する。
カメラ操作部121に備えられたシャッタレリーズスイッチの操作によってSW2がオンとなると、カメラ制御部124は静止画を撮像するための露光動作を開始する。この際、分割部205は光学防振に対する係数Kを1に設定し、電子防振に対する係数1-Kを0に設定する。これによって、全防振補正量を光学防振補正量とする光学防振が行われる。
露光動作が終了すると、分割部205は、光学防振について係数K=A/(A+B)を設定し、電子防振について係数「1-K」を設定する。なお、露光動作の開始と終了の際には、電子防振の中断および再開による急な光学防振補正量の変化を避けるため、所定の時間をかけて徐々に光学防振補正量および電子防振補正量を変化させる処理が行われる。
図5は、図1に示すカメラ防振制御部の構成を示すブロック図である。なお、ここでは、カメラ振れ検出部122およびカメラ通信部125とカメラ防振制御部123との間に配置されたカメラ制御部124は省略されている。
カメラ通信部125は、レンズ通信部112を介してレンズ制御部111から電子防振補正量(レンズ電子防振補正量)を示すピッチ方向およびヨー方向の補正量(角変位換算値)を受ける。ピクセル変換部301は、レンズ電子防振補正量を画素数に応じた補正量(画素数換算補正量)に変換してリミッタ305に出力する。なお、レンズ電子防振補正量を画素数換算補正量に変換する際に用いられる変換係数は、撮像光学系の焦点距離毎に異なり、焦点距離が変わる都度、当該変換係数は変更される。
ハイパスフィルタ(HPF)302はカメラ振れ検出部122に備えられたロール振れセンサからロール振れ信号を受ける。ハイパスフィルタ302はロール振れ信号のオフセットおよびドリフト成分を除去する。さらに、ローパスフィルタ303は、ロール振れ信号の高周波ノイズをカットする。ピクセル変換部304は、ピクセル変換部301と同様に、ロール振れ信号を画素数換算補正量に変換してリミッタ305に出力する。
リミッタ305は、ピクセル変換部301および304の出力である画素数換算補正量を電子防振可能範囲Bに対応する画素数で制限(クランプ)する。つまり、リミッタ305は、ピッチ方向、ヨー方向、およびロール方向の3補正軸方向の各々に対して制限レベルを設定する。そして、リミッタ305は制限レベルを超える補正量を、電子防振補正量設定部306に送る。電子防振補正量設定部306は、各補正軸方向に係る電子防振補正量を設定する。
図6は、図1に示すカメラ制御部とレンズ制御部との間で行われる通信とそのタイミングを示す図である。
光学防振および電子防振を行うためには、カメラ制御部124からレンズ制御部111に、撮像部115における露光量の重心(露光重心)のタイミングである露光重心タイミング406を伝える必要がある。ところが、カメラ制御部124とレンズ制御部111との間の通信は、防振に関するものの他に、AF(オートフォーカス)およびAE(自動露出制御)などのため多くの通信が存在する。他の通信との重なりによって、通信タイミングがばらつき正確な露光重心タイミング406を通信できないと、防振制御が良好に行われない可能性がある。
そこで、図示の例では、カメラ制御部124からレンズ制御部111に露光重心タイミング406を通信する際のタイミングのずれ(通信タイミングずれ)を回避するため、基準時間と相対時間との2回に分けて通信処理を行う。
また、カメラ制御部124とレンズ制御部111との間での通信情報量が多いと、規定の時間内に防振制御を完了することが困難となる。さらに、様々なレンズユニットに対応するためには、各レンズユニットの仕様に関係なく防振制御が行えることが必要となる。そこで、ここでは、レンズユニットL(レンズ制御部111)がレンズユニットLにおける光学防振制御を行うとともに、カメラ本体Cにおける電子防振制御に用いる情報(後述するレンズ電子防振補正量)を供給する。
図6において、VDは垂直同期信号のタイミングを示しており、V_BLKは垂直ブランキング期間のタイミングを示す。「CMOS駆動」は撮像素子の駆動状態を示し、最下段にはカメラ本体CとレンズユニットLとの間の通信を示す。また、F[n]は撮像フレーム(以下単にフレームという)である第nフレームを示す(nは1以上の整数)。
なお、図6に示す各時間は次の通りである。BT:垂直ブランキング期間の長さ、IT:イメージ時間、AT:第1の通信401の通信タイミング404から露光時間が決まるタイミング405までの時間である。また、ET:露光時間、DT:露光時間ETの中心から露光重心タイミング406までの遅延時間である。
タイミング405を基準とする露光重心タイミング406は、露光時間ETの中心に基づいて、IT+BT-ET/2+DTによって求められる。
なお、各フレームに示す平行四辺形は露光量を示し、露光量が少ない程、平行四辺形の面積は小さくなる。そして、平行四辺形の重心におけるタイミングが露光重心タイミング406である。露光開始時点(平行四辺形の左上頂点)から露光時間ETが経過した時点(平行四辺形の右上頂点)において撮像素子から信号読み出しが開始される。
撮像部115に対する垂直同期信号(VD)を起点として、タイミング404においてカメラ制御部124からレンズ制御部111に対する第1の通信401が行われる。第1の通信401では、レンズ制御部111に露光重心タイミング406を取得させるための基準となるタイミングが伝えられる。つまり、レンズ制御部111は、第1の通信401を受信したタイミングで、内蔵タイマーによってカウントされた時刻(タイマー時刻)を、露光重心タイミング406を求めるための基準タイミングとして取得する。
なお、第1の通信401が行われたタイミング(第1の通信タイミング)404は、垂直同期信号と同一のタイミングであってもよく、垂直同期信号の前又は後であってもよい。但し、後者の場合には、フレーム毎に垂直同期信号に対して一定の時間差で第1の通信401が行われるようにする。また、第1の通信タイミング404は、他の通信と重ならないタイミングとする。図6に示す例では、垂直同期信号よりも手前(過去)の時点に第1の通信タイミング404が設定される。
続いて、カメラ制御部124はレンズ制御部111に対して第2の通信402を行う。第2の通信402においては、第1の通信タイミング404からの相対時間407を示す情報と現在の焦点距離における電子防振可能範囲Bを示す情報とがレンズ制御部111に送られる。
第2の通信402が行われるタイミング(第2の通信タイミング)は、カメラ制御部124からレンズ制御部111に露光重心を送るフレームの露光時間が決まるタイミング405の後である。これによって、フレーム毎に露光時間が変わる場合であっても、正確な露光重心タイミング406をレンズ制御部111に取得させることができる。
カメラ制御部124は、決定した露光時間と撮像素子の信号読み出しに要する時間(信号読み出し時間)とに基づいて露光重心タイミング406を求める。そして、カメラ制御部124は、基準となる第1の通信タイミング(基準タイミング)404からの相対時間407を求める。つまり、相対時間407は、AT+IT+BT-ET/2+DTによって求められる。なお、各フレームの露光時間が決まるタイミング405は固定されていない。
レンズ制御部111は、第2の通信402によってカメラ制御部124から相対時間407を示す情報を受信する。これによって、レンズ制御部111は、第1の通信401で得た基準タイミングから相対時間407が経過した時点に相当する露光重心タイミング406を得ることができる。
さらに、レンズ制御部111は、第2の通信402によって電子防振可能範囲Bを示す情報を受信し、レンズユニットLにおける光学防振可能範囲Aと分割部205で用いる係数Kとを算出する。レンズ制御部111は、露光重心タイミング406においてレンズ振れ検出部110からレンズ振れ信号を取り込む。さらに、分割部205は全防振補正量を光学防振補正量とレンズ電子防振補正量とに振り分ける。そして、レンズ制御部111は、カメラ制御部124からの通信要求があるまで、振り分けたレンズ電子防振補正量を内蔵メモリに保持する。
その後、カメラ制御部124はレンズ制御部111に対して第3の通信403を行う。第3の通信403においては、カメラ制御部124から通信要求を受けると、レンズ制御部111は、先に内蔵メモリに保持したレンズ電子防振補正量をカメラ制御部124に送る。
第3の通信403が行われるタイミング(第3の通信タイミング)は、露光重心タイミング406の後である。この際、カメラ制御部124は既に露光重心タイミング406を取得しているので、露光重心タイミング406よりも後の任意のタイミングで第3の通信403が行われる。
カメラ制御部124は、レンズ制御部111から受けたレンズ電子防振補正量をカメラ防振制御部123に送る。カメラ防振制御部123において電子防振補正量設定部306は、当該レンズ電子防振補正量(ピッチおよびヨー方向)とカメラ電子防振補正量(ロール方向)の各々から得られる画素数換算補正量を用いて電子防振補正量を設定する。
カメラ制御部124は、第1~第3の通信401~403をフレーム毎に行い、前述のように、第1の通信401において基準タイミングをレンズ制御部111に送る。そして、カメラ制御部124は、第2の通信402において基準タイミングからの相対時間407と電子防振可能範囲Bとを通知する。さらに、カメラ制御部124は、第3の通信403においてレンズ制御部111からレンズ電子防振補正量を取得する。
一方、レンズ制御部111は、フレーム毎に第1の通信401において上記の基準タイミングを取得して、第2の通信402において基準タイミングからの相対時間407を受信し、露光重心タイミング406を取得する。さらに、レンズ制御部111は、第2の通信402において電子防振可能範囲Bを取得する。そして、レンズ制御部111は、露光重心タイミング406において取得した全防振補正量から振り分けたレンズ電子防振補正量を第3の通信403においてカメラ制御部124に通知する。
図7は、図1に示すカメラ本体で行われるカメラ本体処理の一例を説明するためのフローチャートである。図7に示すフローチャートに係る処理はカメラ制御部124の制御下で行われる。
カメラ制御部124は、第1の通信タイミング404で第1の通信401を行って、レンズ制御部111に露光重心タイミング406に係る基準タイミングを送る(ステップS101)。続いて、カメラ制御部124は、レンズ制御部111と上記の基準タイミングからの相対時間407を送信する第2の通信402を行う。さらに、カメラ制御部124は、第2の通信402によって、レンズ制御部111に現在の焦点距離における電子防振可能範囲Bを示す情報を送信する(ステップS102)。
次に、カメラ制御部124は、露光重心タイミング406から所定の時間(一定時間)が経過したか否かを判定する(ステップS103)。一定時間が経過しないと(ステップS103において、NO)、カメラ制御部124は待機する。ここでは、レンズ制御部111が露光重心タイミング406で取得した全防振補正量からレンズ電子防振補正量を振り分ける処理を完了するまで、カメラ制御部124は待機することになる。そして、レンズ電子防振補正量を振り分ける処理を完了すると、後述するように、カメラ制御部124はレンズ制御部111にレンズ電子防振補正量の送信要求を行うことになる。
一方、一定時間が経過すると(ステップS103において、YES)、カメラ制御部124はレンズ制御部111に対して第3の通信403を行って、露光重心タイミング406においてレンズ制御部111が振り分けたレンズ電子防振補正量を取得する(ステップS104)。その後、カメラ制御部124は、カメラ防振制御部123に、ステップS104で取得したレンズ電子防振補正量に応じて電子防振を実行する(ステップS105)。そして、カメラ制御部124はカメラ本体処理を終了する。
図8は、図1に示すレンズユニットで行われるレンズユニット処理の一例を説明するためのフローチャートである。なお、図8に示すフローチャートに係る処理はレンズ制御部111の制御下で行われる。
レンズ制御部111は、カメラ制御部124から第1の通信401を受けると、第1の通信タイミング404におけるタイマー時刻を露光重心タイミング406に関する基準タイミングとして取得する(ステップS201)。
レンズ制御部111は、カメラ制御部124から第2の通信402を受けて、上記の基準タイミングからの相対時間407を取得する。この際、レンズ制御部111は、基準タイミングと相対時間407とに応じて露光重心タイミング406を得て、当該露光重心タイミング406をレンズ防振制御部106に送る。さらに、レンズ制御部111は、第2の通信402によって電子防振可能範囲Bを取得する(ステップS202)。レンズ制御部111はレンズ防振制御部106によって電子防振可能範囲BとレンズユニットLにおける光学防振可能範囲Aとに基づいて分割部205が用いる係数Kを算出する。さらに、レンズ制御部111はレンズ防振制御部106によって係数Kを用いて光学防振補正量とレンズ電子防振補正量とを算出する。
続いて、レンズ制御部111は、タイマー時刻が露光重心タイミング406に到達したか否かを判定する(ステップS203)。タイマー時刻が露光重心タイミング406に到達しないと(ステップS203において、NO)、レンズ制御部111は待機する。
一方、タイマー時刻が露光重心タイミング406に到達すると(ステップS203において、YES)、レンズ制御部111は、露光重心タイミング406においてレンズ振れ検出部110からレンズ振れ信号を取得する。そして、レンズ制御部111は、レンズ防振制御部106によってレンズ振れ信号に基づいて全防振補正量を算出するとともに、係数Kを用いて全防振補正量を光学防振補正量とレンズ電子防振補正量とに振り分ける(ステップS204)。レンズ制御部111は、カメラ制御部124から通信要求があるまで、レンズ電子防振補正量を内蔵メモリに一時保持する。
レンズ制御部111は、カメラ制御部124から第3の通信403の通信要求があったか否かを判定する(ステップS205)。第3の通信403の通信要求がないと (ステップS205において、NO)、レンズ制御部111は待機する。
一方、第3の通信403の通信要求があると(ステップS205において、YES)、レンズ制御部111は、第3の通信403を受信し、ステップS204において内蔵メモリに保持したレンズ電子防振補正量をカメラ制御部124に送信する(ステップS206)。そして、レンズ制御部111はレンズユニット処理を終了する。
図9は、図1に示すカメラ本体で行われるカメラ本体処理の他の例を説明するためのフローチャートである。
なお、図示のフローチャートに係る処理は、カメラ制御部124の制御下で行われる。また、図示のフローチャートにおいて、図7に示すフローチャートのステップと同一のステップについては同一の参照符号を付して説明を省略する。
ステップS104の処理の後、カメラ制御部124は、レンズ制御部111からレンズ支持状態判定の結果を取得する(ステップS305)。そして、カメラ制御部124は、カメラ防振制御部123によってレンズ電子防振補正量およびレンズ支持状態判定結果に基づいて電子防振を行う(ステップS306)。ここでは、カメラ制御部124は、レンズ支持状態判定結果が固定支持を示していると電子防振制御を停止する。電子防振制御を停止する際には、カメラ制御部124はカメラ防振制御部123によって電子防振に係るゲイン(防振ゲイン)を徐々に低減する。これによって、電子防振制御の停止に移行する際の違和感を少なくする。
なお、ステップS104で得たレンズ電子防振補正量(ピッチおよびヨー方向)には既にレンズ支持状態判定結果が適用されている。よって、カメラ制御部124は、電子防振補正量設定部306によってレンズ電子防振補正量(ピッチおよびヨー方向)とカメラ電子防振補正量(ロール方向)の各々から得られる画素数換算補正量に応じて電子防振補正量を設定する。
一方、ステップS104で得たレンズ電子防振補正量以外の補正軸に対するカメラ電子防振補正量(ロール方向)については、カメラ制御部124は、ステップS305で得たレンズ支持状態判定結果を適用する。つまり、カメラ制御部124は、防振制御の要となるピッチおよびヨー方向の防振制御を行う側の支持状態判定結果を適用して防振の整合性をとって防振制御の精度を向上させる。そして、カメラ制御部124はカメラ本体処理を終了する。
図10は、図1に示すレンズユニットで行われるレンズユニット処理の他の例を説明するためのフローチャートである。
なお、図示のフローチャートに係る処理は、レンズ制御部111の制御下で行われる。また、図示のフローチャートにおいて、図9に示すフローチャートのステップと同一のステップについては同一の参照符号を付して説明を省略する。
ステップS203において、タイマー時刻が露光重心タイミング406に到達すると(ステップS203において、YES)、レンズ制御部111は、露光重心タイミング406においてレンズ振れ検出部110からレンズ振れ信号を取得する。レンズ制御部111は、レンズ防振制御部106によってレンズ振れ信号に基づいて全防振補正量を求めるとともに、係数Kを用いて全防振補正量を光学防振補正量とレンズ電子防振補正量とに振り分ける。そして、レンズ制御部111は、カメラ制御部124から通信要求があるまでレンズ電子防振補正量を内蔵メモリに一時保持する。さらに、レンズ防振制御部106はレンズ振れ信号に基づいて、レンズユニットLの支持状態を判定して、レンズ支持状態判定結果を得る。レンズ制御部111は、カメラ制御部124から通信要求があるまでレンズ支持状態判定結果を内蔵メモリに一時保持する(ステップS404)。
ステップS206の処理の後、レンズ制御部111は、カメラ制御部124からレンズ支持状態判定結果を要求する通信を受信すると、ステップS404で内蔵メモリに保持したレンズ支持状態判定結果をカメラ制御部124に送信する(ステップS407)。そして、レンズ制御部111はレンズユニット処理を終了する。
このように、本発明の第1の実施形態では、カメラ制御部124はレンズ制御部111からレンズ電子防振補正量の他にレンズ支持状態判結果を得る。これによって、防振制御の際に、カメラ本体およびレンズユニットにおける支持状態の整合性をとることができる結果、防止制御を精度よく行うことができる。つまり、カメラ本体およびレンズユニットにおける防振制御(像振れ補正制御)の不整合性を回避することができる。
なお、上述の例では、カメラ制御部124がレンズ電子防振補正量を取得するタイミングと同一のタイミングで、レンズ支持状態判定結果を取得するようにしたが、レンズ支持状態判定結果を異なるタイミングで取得するようにしてもよい。
また、上記の実施形態では、レンズユニットLにて防振補正量の振り分けを行っているため支持状態判定結果をレンズユニットL側の判定結果に合わせているが、カメラ本体Cにて防振補正量の振り分けを行う場合にはカメラ本体C側の判定結果に合わせてもよい。すなわち、カメラ本体CとレンズユニットLのうち、算出した像振れ補正量を他方に伝える側を、マスタとして防振制御を行う側とみなし、マスタとして防振制御を行う側の支持状態の判定結果に基づいて防振制御を行うようにすればよい。前述したように、防振制御の要となるピッチおよびヨー方向の防振制御を行う側も、マスタとして防振制御を行う側とみなしてよい。
[第2の実施形態]
続いて、本発明の第2の実施形態に係るカメラの一例について説明する。なお、第2の実施形態に係るカメラの構成は図1に示すカメラと同様である。
図11は、本発明の第2の実施形態に係るカメラにおいてカメラ制御部で行われるカメラ本体処理の一例を説明するためのフローチャートである。
カメラ制御部124は、レンズ制御部111と通信を行って、カメラ本体Cに装着されたレンズユニットLの種別を判定する。ここでは、カメラ制御部124はレンズユニットLに防振機能が備えられているか否かを判定する(ステップS501)。
レンズユニットLに防振機能が備えられている場合には(ステップS501において、YES)、カメラ制御部124は、レンズ制御部111からレンズ支持状態判定結果を取得する(ステップS502)。つまり、レンズユニットLが防振機能を備えている場合には、防振制御の要となるピッチおよびヨー方向における防振制御を行うレンズユニットLの支持状態判定結果を適用するため、カメラ制御部124はレンズ支持状態判定結果を取得する。
レンズユニットLに防振機能が備えられていない場合には(ステップS501において、NO)、カメラ制御部124はカメラ支持状態判定結果を取得する(ステップS503)。つまり、レンズユニットLに防振機能が備えられていないと、ピッチおよびヨー方向における防振制御を含む全防振制御をカメラ本体Cで行うので、カメラ制御部124はカメラ本体Cの支持状態判定結果を適用するためカメラ支持状態判定結果を取得する。
ステップS502又はS503の処理の後、カメラ制御部124は、カメラ防振制御部123によって、レンズ支持状態判定結果又はカメラ支持状態判定結果に基づいて、前述したように電子防振を行う(ステップS504)。
ここでは、カメラ制御部124の制御下で、電子防振補正量設定部306はカメラ振れ信号に基づいて求められたカメラ電子防振補正量を用いて電子防振補正量を設定する。そして、前述の第1の実施形態と同様に、レンズ支持状態判定結果が固定支持を示していると、カメラ制御部124は電子防振制御を停止する。電子防振制御を停止する際には、カメラ制御部124はカメラ防振制御部123によって電子防振に係るゲイン(防振ゲイン)を徐々に低減する。これによって、電子防振制御の停止に移行する際の違和感を少なくする。
このように、本発明の第2の実施形態では、レンズユニットLの種別に応じて、レンズ支持状態判定結果およびカメラ支持状態判定結果のいずれを適用するか(考慮するか)を決定する。つまり、レンズユニットLに防振機能が備えられている場合には、レンズ支持状態判定結果を適用する。一方、レンズユニットLに防振機能が備えられていない場合には、カメラ支持状態判定結果を適用する。これによって、カメラ本体CおよびレンズユニットLにおける支持状態の整合性をとることができる結果、カメラ本体およびレンズユニットにおける防振制御の不整合性を回避することができる。
なお、レンズユニットLにおいて、カメラ本体Cの種別に応じて、レンズ支持状態判定結果およびカメラ支持状態判定結果のいずれを適用するかを決定するようにしてもよい。つまり、カメラ本体Cに防振機能が備えられている場合には、カメラ支持状態判定結果を適用する。一方、カメラ本体Cに防振機能が備えられていない場合には、レンズ支持状態判定結果を適用する。
また、本実施形態において、カメラ本体CとレンズユニットLのいずれも防振機能が備えられている場合、第1の実施形態と同様の処理を行ってもよい。
以上、本発明について実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、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。
例えば、上記の実施の形態の機能を制御方法として、この制御方法を撮像装置又はレンズ装置に実行させるようにすればよい。また、上述の実施の形態の機能を有するプログラムを制御プログラムとして、当該制御プログラムを撮像装置又はレンズ装置が備えるコンピュータに実行させるようにしてもよい。なお、制御プログラムは、例えば、コンピュータに読み取り可能な記録媒体に記録される。
[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。