(57)【要約】【課題】振動中心が異なる場合でも、好適なブレ補正機能を実現することを可能にしたレンズ装置を提供すること。【解決手段】撮像装置と接続されることで映像を撮影する撮影システムを形成するレンズ装置であって、光軸を補正する補正レンズと、前記撮影システムに加わる振動角を検出する振動角検出手段と、前記振動検出手段で検出した振動角と前記補正レンズの位置を基に前記補正レンズを制御するための駆動量を算出する駆動量算出手段と、前記駆動量を補正する補正手段と、前記撮影システムの振動中心位置を検出する振動中心位置検出手段と、前記補正手段により補正された駆動量に基づいて前記像振れ補正手段を駆動する駆動手段と、を有し、前記補正手段は、振動中心検出手段の検出した振動中心位置に基づいて駆動量を補正することを特徴とする。【選択図】図１
2020020836.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像装置と接続されることで映像を撮影する撮影システムを形成するレンズ装置であって、
光軸を補正する補正レンズと、
前記撮影システムに加わる振動角を検出する振動角検出手段と、
前記振動検出手段で検出した振動角と前記補正レンズの位置を基に
前記補正レンズを制御するための駆動量を算出する駆動量算出手段と、
前記駆動量を補正する補正手段と、
前記撮影システムの振動中心位置を検出する振動中心位置検出手段と、
前記補正手段により補正された駆動量に基づいて前記像振れ補正手段を駆動する駆動手段と、
を有し、前記補正手段は、振動中心検出手段の検出した振動中心位置に基づいて駆動量を補正することを特徴とするレンズ装置。
【請求項２】
フォーカスレンズを含む光学系と、前記フォーカスレンズの位置を算出する位置検出手段と、を有し、前記補正手段は、前記フォーカスレンズの位置が所定の閾値よりも大きい場合は、前記振動中心位置に基づいた駆動量の補正を実行しないことを特徴とした請求項１に記載のレンズ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ装置に関し、特にブレ補正機能を備えたレンズ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、動画用レンズ装置は、ブレ補正機能が搭載されたものが一般的となっている。ブレ補正機能は、レンズ装置に加わる振動（ブレ）を検出し、該ブレを相殺するように補正光学系を移動させることでレンズ装置に加わるブレを抑制するもの（光学式ブレ補正）が知られている。
【０００３】
さらに、こういったレンズ装置を含む、動画用撮像システムは、使用されるシーンが多岐に渡っており、映画撮影・ＣＭ撮影・動画投稿サイト向け撮影などが挙げられる。そのため、動画用撮像システムは、使用シーンに応じて、手持ちされたり、三脚に載せられたりし、その保持方法・運用形態も一通りではない。
【０００４】
また、レンズ装置の保持方法や運用形態が異なると、レンズ装置に加わる振動周波数が異なることが知られており、これに対し以下のような発明が提案されている。特許文献１では、手振れ又は三脚振れを示す操作信号と、手振れ又は三脚振れを自動検出した検出結果とに基づいて、補正特性を切換える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２９４９９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、レンズ装置に加わる振動は、振動角・周波数が同じでも、レンズ装置に振動が加わる位置（振動中心位置）が異なると、補正光学系を駆動させる駆動量は異なる。
【０００７】
そのため、上述の特許文献に開示された従来技術では、三脚運用時に防振性能を切換えることはできるものの、振動中心位置の変化については言及されておらず、振動中心位置が変化する場合は所望の防振性能を実現することができない。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、振動中心位置が変化する場合でも、好適なブレ補正機能を実現することを可能にしたレンズ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明に係るレンズ装置は、撮像装置と接続されることで映像を撮影する撮影システムを形成するレンズ装置であって、光軸を補正する補正レンズと、前記撮影システムに加わる振動角を検出する振動角検出手段と、前記振動検出手段で検出した振動角と前記補正レンズの位置を基に前記補正レンズを制御するための駆動量を算出する駆動量算出手段と、前記駆動量を補正する補正手段と、前記撮影システムの振動中心位置を検出する振動中心位置検出手段と、前記補正手段により補正された駆動量に基づいて前記像振れ補正手段を駆動する駆動手段と、を有し、前記補正手段は、振動中心検出手段の検出した振動中心位置に基づいて駆動量を補正することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、振動中心位置が変化する場合でも、好適なブレ補正機能を実現するレンズ装置の提供を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例１の構成を示すブロック図
【図２】実施例１における操作部の例
【図３】実施例１における指令演算部のフローチャート
【図４】実施例１における補正演算部のフローチャート
【図５】補正値取得用のテーブルデータの例
【図６】振動中心位置の変位による振れ補正量の差を示した図
【図７】実施例１における振動中心検出部のフローチャート
【図８】実施例２における補正演算部のフローチャート
【図９】物体距離が異なる被写体に対する、振動中心位置の変位による振れ補正量の差を示した図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１３】
以下、図１を参照して、本発明の第１の実施例による、撮影システム１０について説明する。
【００１４】
撮影システム１０は、レンズ装置２０と、撮像装置３０で構成される。レンズ装置２０は、レンズ鏡筒２００と、駆動装置３００で構成され、レンズ装置２０には、撮像素子３１を有する撮像装置３０が接続され、レンズ鏡筒２００からの光を撮像素子３１で受光して光電変換する。
【００１５】
以下、レンズ鏡筒２００について説明する。レンズ鏡筒２００は、ズームレンズ２０１、フォーカスレンズ２０２、絞り２０３、ブレ補正部２５０が構成される。ズームレンズ２０１は、光軸方向に移動することで、レンズ鏡筒２００の焦点距離を変更するための部材である。フォーカスレンズ２０２は、光軸方向に移動することで、レンズ鏡筒２００の結像位置を変位させるための部材である。絞り２０３は、レンズ鏡筒２００の光量を調節するための部材である。
【００１６】
以下、振れ補正部２５０について説明する。振れ補正部２５０は、シフトレンズ２５１、アクチュエータ２５２、２５４、位置検出部２５３、２５５で構成されている。アクチュエータ２５２、２５４は、駆動装置３００からの信号に従って、シフトレンズ２５１をそれぞれ、光軸に直交する面内のヨー方向、ピッチ方向に移動させる。これにより、レンズ鏡筒２００の光軸を偏心させ、撮影光軸の振れを補正する。位置検出部２５３、２５５は、シフトレンズ２５１の光軸直交面内のヨー方向、ピッチ方向の位置を検出し、検出信号は駆動装置３００へ入力される。なお、シフトレンズ２５１は、頂角可変プリズムにおけるプリズム頂角を変更することによって、撮影光軸のブレを補正する構成としてもよい。
【００１７】
以下、駆動装置３００について説明する。駆動装置３００は、アクチュエータ３０１，３０４，３０７、位置検出部３０２，３０５，３０８、駆動回路３０３，３０６，３０９，３１０，３１１、振れ検出部３１２，３１３、操作部３１４、ＣＰＵ３５０で構成される。
【００１８】
構成要素の３０１乃至３０３は、ズームレンズ２０１を変位するためのものであり、アクチュエータ３０１は、例えば、ＤＣモータであり、ズームレンズ２０１とギア列を介して接続され、回転力をズームレンズ２０１へ伝達する。位置検出部３０２は、ズームレンズ２０１とギア列を介して接続され、ズームレンズ２０１の移動量に応じてパルスを発生する。発生したパルスは不図示カウンタでカウントし、ＣＰＵ３５０内で演算することで、ズームレンズ２０１の位置を検出する。駆動回路３０３は、ＣＰＵ３５０からの信号に対し、増幅処理を行い、アクチュエータ３０１に伝達する。
【００１９】
同様に、構成要素３０４乃至３０６はフォーカスレンズ２０２を、３０７乃至３０９は絞り２０３を変位するためのものである。
【００２０】
駆動回路３１０，３１１は、ＣＰＵ３５０からの信号に対し、増幅処理を行い、前記アクチュエータ２５２，２５４に伝達する。
【００２１】
振れ検出部３１２，３１３は、例えば、ジャイロセンサなどであり、それぞれ、撮影システム１０に加わるヨー方向の振れ角速度と、ピッチ方向の振れ角速度を検出する。検出信号は、不図示Ａ／Ｄ変換器により、デジタル信号に変換され、ＣＰＵ３５０に入力される。
【００２２】
操作部３１４は、例えば、スライド型のスイッチであり、撮影システム１０の運用形態に合わせてユーザーが操作するものである。図２は、操作部３１５の一例であり、ユーザーは、撮影システム１０を三脚に乗せて使用する場合は、スライドスイッチを図２（ａ）で示す位置（ＴＲＩＰＯＤ）に操作し、手持ちで使用する場合は、図２（ｂ）で示す位置（ＰＯＲＴＡＢＬＥ）に操作する。これにより、ユーザーが撮影システム１０をどのように運用しているかをＣＰＵ３５０に通知することができる。
【００２３】
以下、ＣＰＵ３５０について説明する。ＣＰＵ３５０は、指令演算部３５１、指令補正部３５２、振動中心検出部３５３、記憶部３５４で構成されている。
【００２４】
指令演算部３５１は、前記振動検出部３１１，３１２から入力された信号をもとに、シフトレンズ２５１の駆動量を演算する。指令補正部３５２は、前記駆動量を、焦点距離、物体距離、後述する振動中心位置に応じて補正する。振動中心検出部３５３は、撮影システム１０に加わる振動の振動中心を検出する。記憶部３５４は、後述するテーブルデータや各種処理を記憶している。
【００２５】
以下、図３を参照して、指令演算部３５１における、指令値演算フローについて説明する。
【００２６】
まず、ＣＰＵ３５０の処理はステップＳ３０００に進み、前記振動検出部３１１，３１２から入力された信号のオフセット成分を除去する。振動検出部３１１，３１２の検出信号には、不必要なオフセット成分が含まれており、後段の積分演算結果に影響を与えるため、積分演算を行う前に、オフセット成分を除去するのが好ましい。オフセット成分の除去は、例えば、ハイパスフィルタ等が挙げられるが、この限りではない。
【００２７】
次に、ステップＳ３００１に進み、オフセット成分を除去した検出信号に対し、積分演算を行う。これにより、検出した振れ角速度信号を振れ角度信号（に相当する値）に変換し、ステップＳ３００２に進む。ステップＳ３００２では、前記振れ角度信号に対し、後述する補正処理（図１に示す指令補正部３５２の処理）を行う。
【００２８】
以下、図４，５を参照して、図１における指令補正部３５２の処理について説明する。図４は、本実施例における補正演算部３５２のフローを示している。
【００２９】
まず、ＣＰＵ３５０の処理は、ステップＳ４０００に進み、焦点距離を取得する。焦点距離は、予めズームレンズ２０１の位置と焦点距離を対応させたテーブルデータを記憶部３５４に記憶させておき、前記テーブルデータに従って、ズームレンズ２０１の位置に応じた焦点距離を取得すればよい。次にステップＳ４００１に進み、物体距離を取得する。物体距離も焦点距離と同様に、フォーカスレンズ２０２の位置と物体距離を対応させたテーブルデータを記憶部３５４に記憶させておくことで、取得すればよい。
【００３０】
なお、ここでいう物体距離は、レンズ鏡筒２００の主平面から被写体までの距離のことである。さらに、焦点距離、物体距離の取得はこれに限らず、各位置を絶対位置に変換する変換式を記憶部３５４に保持し、検出位置をもとに演算する方法でも良い。
【００３１】
次にステップＳ４００２に進み、焦点距離と、物体距離から補正値Ｈｂを取得する。補正値Ｈｂは、例えば、図５に示すようなテーブルデータを予めＣＰＵ内の記憶部３５４に記憶しておき、ステップＳ４０００、４００１で取得した焦点距離と、物体距離から該当するデータを取得すればよい。例えば、取得した焦点距離が「５８ｍｍ」で、物体距離が「１２００ｍｍ」である場合には、該当するデータ（補正値Ｈｂ）は「５．３７」である。このように、補正値Ｈｂは、ズームフォーカス位置（焦点距離・物体距離）に応じて、振れ角度を補正するための値である。これは、検出した振れ角度が同じでも、撮影映像内の被写体の大きさが異なると、振れ補正量（シフトレンズ２５１の駆動量）が異なるためである。
【００３２】
次にステップＳ４００３に進み、後述する振動中心検出部３５３で検出した振動中心ずれ量Ｃｖを取得し、ステップＳ４００４に進む。ステップＳ４００４では、振動中心補正値Ｈｖを演算する。振動中心補正値Ｈｖは、ステップＳ４００３で取得した振動中心ずれ量Ｃｖと、物体距離Ｏｂｊを用いて以下の式でもとめることができる。
【００３３】
Ｈｖ  ＝  （Ｏｂｊ＋Ｃｖ）／Ｏｂｊ            ・・・（式１）
なお、物体距離Ｏｂｊはフォーカスレンズ２０２の位置からもとめることができ、図５のテーブルデータで示した物体距離と同義である。
【００３４】
次に、ステップＳ４００５に進み、ステップＳ４００２でもとめたＨｂと、ステップＳ４００４でもとめた補正値Ｈｖとを乗算し、最終的な補正値Ｈをもとめ、ステップＳ４００６に進む。ステップＳ４００６では、補正値Ｈと、図３のステップＳ３００１でもとめた振れ角度とを乗算した値を出力値（シフトレンズ２５１の駆動量）とし、処理を終了する。
【００３５】
以下、図６，７を参照して、振動中心補正について説明する。
【００３６】
まず、図６を参照して、振動中心位置の変化による振れ補正量の変化について説明する。図６は、撮影システム１０に、振動角が等しく、振動中心位置が異なる２種類の振動が加わっている様子を示している。
【００３７】
図６（ａ）の６０００，６００１は、位置６００７を中心に、角度６００６で撮影システムが振動している様子を示している。一方、図６（ｂ）の６００３，６００４は、位置６００８を中心に、角度６００６で撮影システムが振動している様子を示している。図６（ａ），（ｂ）のどちらの場合も、位置６００９にある被写体を、同倍率で撮影しているものとする。このとき、図６（ａ）における振れ補正量は、矢印６００２である。一方、図６（ｂ）における振れ補正量は、矢印６００５である。矢印６００２と矢印６００５を比べると、大きさが異なっており、振動中心位置が６００７，６００８のように異なると、振れ補正量も異なる。すなわち、検出された振動角が等しくても、振動中心位置の変化により、振れ補正量は差が生じる。
【００３８】
次に図７を用いて、本実施例における振動中心検出部３５３の処理について説明する。
まず、ＣＰＵ３５０の処理は、ステップＳ７０００に進み、三脚モードが選択されていれば、ステップＳ７００１に進み、そうでない場合はステップＳ７００２に進む。三脚モードが選択されているか否かは、前述したように、操作部３１４からＣＰＵ３５０に通知された信号を用いて判断すればよい。ステップＳ７００１では、振動中心ずれ量をＬｔとし、処理を終了する。ステップＳ７００２では、振動中心ずれ量をＬｈとし、処理を終了する。なお、ここでいう振動中心ずれ量とは、前記物体距離の基準になっている位置（すなわち、レンズ鏡筒２００の主平面）から振動中心位置の距離のことである。したがって、振動中心ずれ量Ｌｔは、予め撮影システム１０を三脚運用した際の振動中心位置を測定し、記憶部３５４に記憶させておけばよい。同様に、Ｌｈも、予め撮影システム１０を手持ち運用した際の振動中心位置を測定し、記憶部３５４に記憶させておけばよい。
【００３９】
このように、本実施例では、振動中心検出部で検出した振動中心位置から、補正値をもとめ、振れ角度を補正する。これにより、振動中心位置が変位することが原因で、ブレ補正量に差が生じる場合でも、該差分を考慮した指令値をもとめることができるので、好適なブレ補正機能を実現することができる。
【００４０】
なお、本実施例では、操作部３１４からの情報に基づいて、撮影システム１０が三脚運用されているか、手持ち運用されているかを判断し、振動中心を決定した。しかしながら、振動中心の決定はこれに限らず、例えば、振れ検出部３１２，３１３の検出信号から、三脚運用されているか、手持ち運用されているかを判断してもよい。また、公知の加速度センサをレンズ鏡筒２００や駆動装置３００に配置し、前記加速度センサの出力から振動中心を検出してもよい。
【００４１】
なお、本実施例では、操作部３１４をスライドスイッチとし、検出する振動中心位置を２パターンとしたが、これに限らず、例えば、ボリュームスイッチにしてもよく、振動中心位置をボリュームスイッチの操作量に応じて、連続的に変化させる構成としてもよい。
さらに、本実施例では、式１によって振動中心位置から補正値を演算したが、これに限らず、図５に示すテーブルデータを振動中心位置に応じて複数パターン記憶し、振動中心検出結果に応じて、テーブルデータを切換える構成をとしても良い。
【実施例２】
【００４２】
以下、図８，９を参照して、本発明の第２の実施例による、撮影システム１０について説明する。
【００４３】
実施例１では、振動中心位置の検出結果に応じて、補正値を演算し、該補正値を用いて振れ補正量をもとめた。本実施例では、物体距離に応じて、前記補正値を使用するか否かを切換える。
【００４４】
本実施例における撮影システム１０の構成は、実施例１と同様であるため、説明を省略する。以下、図８を用いて本実施例における指令補正部３５２について説明する。なお、実施例１の図４と同様のフローについては、同一の符号で示し、説明を省略する。
【００４５】
ステップＳ８０００は、物体距離が閾値Ａよりも小さければ、ステップＳ４００３に進み、そうでなければ、ステップＳ８００１に進む。ステップＳ８００１では、最終的な補正値ＨをステップＳ４００２でもとめた補正値Ｈｂとして、ステップＳ４００６に進む。ステップＳ８０００の閾値Ａについては後述する。
【００４６】
以下、図９を用いて、物体距離が近い場合と遠い場合とで、振動中心位置の変位が与える振れ補正量への影響ついて説明する。なお、実施例１の図６と同様の構成要素については、同一の符号で示し、説明を省略する。
【００４７】
矢印６０１０は図９（ａ）において、位置６０１２にある被写体を撮影している場合の、振れ補正量である。矢印６０１１は図９（ｂ）において、位置６０１２にある被写体を撮影している場合の、振れ補正量である。
【００４８】
振れ補正量６００２、６００５、６０１０、６０１１を比較すると、必要な振れ補正量に対して、振動中心位置の違いによる振れ補正量の差は、６００２、６００５の方が大きいことが分かる。これはすなわち、物体距離が遠ければ遠いほど、振動中心位置の変位が引き起こすシフトレンズ２５１駆動量の差が小さくなることを示している。したがって、前記閾値Ａは、振れ補正量の誤差の影響が少なくなる物体距離を設定する事が好ましい。
本実施例では、物体距離が予め設定した閾値よりも大きい場合は、振動中心補正を実施しない。これは、物体距離が遠く、振動中心による振れ補正量の誤差が小さい場合には、演算量を減らすことで、ＣＰＵ３５０の演算に要する負荷を減らす効果がある。
【００４９】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１０  撮影システム、２０  レンズ装置、３０  撮像装置、
２５１  シフトレンズ、２５２  アクチュエータ（駆動手段）、
３１２  振動検出部、３５１  指令演算部、３５２  指令補正部、
３５３  振動中心検出部
【図１】
2020020836.tif 000003
【図２】
2020020836.tif 000004
【図３】
2020020836.tif 000005
【図４】
2020020836.tif 000006
【図５】
2020020836.tif 000007
【図６】
2020020836.tif 000008
【図７】
2020020836.tif 000009
【図８】
2020020836.tif 000010
【図９】
2020020836.tif 000011