(57)【要約】【課題】有効像円径が撮像素子のイメージサイズとほぼ等しくなるような小型レンズを用いても、周辺光量落ち量を抑制することができる撮像装置を提供する。【解決手段】この撮像装置は、光学的に振れ補正を行う振れ補正手段による補正量を制限する補正量制限手段１０７と、変倍レンズ１３３の移動による焦点距離の変化を検出する焦点距離検出手段１２３と、絞り１３２の最大開口径を制限する絞り開口径制限手段１２１と、制御手段１２０と、を備える。制御手段１２０は、焦点距離検出手段１２３の検出値に応じて、補正量制限手段１０７および開口径制限手段１２１を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体像を撮像する撮像素子と、
光学的に振れ補正を行う振れ補正手段と、
該振れ補正手段による補正量を制限する補正量制限手段と、
焦点距離を可変可能な変倍レンズと、
該変倍レンズの移動による焦点距離の変化を検出する焦点距離検出手段と、
絞りの最大開口径を制限する絞り開口径制限手段と、
前記焦点距離検出手段の検出値に応じて、前記補正量制限手段および前記開口径制限手段を制御する制御手段と、を備える
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
撮影モードを変更可能な撮影モード変更手段と、
該撮影モード変更手段により変更された撮影モードに応じて前記撮像素子のイメージサイズを変更可能なイメージサイズ変更手段と、を備え、
前記制御手段は、前記イメージサイズ変更手段によって変更された前記イメージサイズの大きさと前記焦点距離検出手段の検出値とに応じて前記補正量制限手段および前記開口径制限手段を制御する、
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記イメージサイズが大きく変更された場合に、前記補正量制限手段および前記開口径制限手段を制御する、
ことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
被写体像を撮像する撮像素子と、焦点距離を可変可能な変倍レンズと、を備える撮像装置の制御方法であって、
光学的に振れ補正を行う振れ補正ステップと、
該振れ補正ステップでの補正量を制限する補正量制限ステップと、
前記変倍レンズの移動による焦点距離の変化を検出する焦点距離検出ステップと、
絞りの最大開口径を制限する絞り開口径制限ステップと、
前記焦点距離検出ステップでの検出値に応じて、前記補正量制限ステップおよび前記開口径制限ステップを制御する制御ステップと、を備える
ことを特徴とする撮像装置の制御方法。
【請求項５】
撮影モードを変更可能な撮影モード変更ステップと、
該撮影モード変更ステップにより変更された撮影モードに応じて前記撮像素子のイメージサイズを変更可能なイメージサイズ変更ステップと、を備え、
前記制御ステップは、前記イメージサイズ変更ステップによって変更された前記イメージサイズの大きさと前記焦点距離検出ステップでの検出値とに応じて前記補正量制限ステップおよび前記開口径制限ステップを制御する、
ことを特徴とする請求項４に記載の撮像装置の制御方法。
【請求項６】
前記制御ステップは、前記イメージサイズが大きく変更された場合に、前記補正量制限ステップおよび前記開口径制限ステップを制御する、
ことを特徴とする請求項５に記載の撮像装置の制御方法。
【請求項７】
被写体像を撮像する撮像素子と、焦点距離を可変可能な変倍レンズと、を備える撮像装置の制御プログラムであって、
光学的に振れ補正を行う振れ補正モジュールと、
該振れ補正モジュールでの補正量を制限する補正量制限モジュールと、
前記変倍レンズの移動による焦点距離の変化を検出する焦点距離検出モジュールと、
絞りの最大開口径を制限する絞り開口径制限モジュールと、
前記焦点距離検出モジュールでの検出値に応じて、前記補正量制限モジュールおよび前記開口径制限モジュールを制御する制御モジュールと、をコンピュータに実行させる、
ことを特徴とする撮像装置の制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振れ補正機能を備える撮像装置、撮像装置の制御方法、および撮像装置の制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
カメラやビデオカメラ等の撮像装置に搭載される振れ補正装置として、撮像レンズユニットの一部のレンズ、例えばシフトレンズを光軸と垂直方向に駆動し、光軸を変化させることにより補正を行う、光学式の振れ補正装置がある。
【０００３】
この振れ補正装置では、振れ補正のためにシフトレンズを光軸と垂直方向に大きく動かすと、画面周辺部で光量が落ちる、いわゆる周辺光量落ちが目立つようになる。周辺光量落ちの量は、レンズの焦点距離に応じても変化するが、この周辺光量落ちを目立たなくするために、焦点距離に応じて絞りの開放径を制限する技術が提案されている（特許文献１）。
【０００４】
また、静止画撮影と動画撮影の双方を行うことが可能なカメラでは、静止画撮影時の画質をより向上させるために、静止画撮影時のイメージサイズを動画撮影時のイメージサイズよりも大きくする方式が主流となっている。
【０００５】
しかし、この方式では、イメージサイズが大きい分静止画撮影時の光学性能低下が目立つため、静止画撮影時の絞りの開放Ｆ値を動画撮影時よりも大きくし、静止画撮影時の光学性能の低下を防ぐ技術が提案されている（特許文献２）。
【特許文献１】特開平１１−２５８６５２号公報
【特許文献２】特開２００２−２０４３９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、近年では、カメラ、ビデオカメラの小型化が進み、レンズも小さいものが用いられている。小型のレンズでは有効像円径も小さくなるため、撮像素子のイメージサイズとレンズの有効像円径とがほぼ等しい場合がある。
【０００７】
このような小型のレンズを扱う場合、光が撮像素子に当たらないために画面の隅が黒くなる、いわゆるケラレが発生し、しかも周辺光量の変化（落ち）も大きくなる。また、レンズと撮像素子の取り付け誤差により、レンズ光軸中心と撮像素子のイメージエリアの中心位置がずれてしまう。
【０００８】
従って、小型のレンズを使用した場合でも、取り付け誤差を考慮した上で、振れ補正を行ってもケラレが発生せず、周辺光量落ちも目立たなくすることが望まれる。
【０００９】
そこで、本発明は、有効像円径が撮像素子のイメージサイズとほぼ等しくなるような小型レンズを用いても、周辺光量落ち量を抑制することができる撮像装置、撮像装置の制御方法、および撮像装置の制御プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、被写体像を撮像する撮像素子と、光学的に振れ補正を行う振れ補正手段と、該振れ補正手段による補正量を制限する補正量制限手段と、焦点距離を可変可能な変倍レンズと、該変倍レンズの移動による焦点距離の変化を検出する焦点距離検出手段と、絞りの最大開口径を制限する絞り開口径制限手段と、前記焦点距離検出手段の検出値に応じて、前記補正量制限手段および前記開口径制限手段を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明の撮像装置の制御方法は、被写体像を撮像する撮像素子と、焦点距離を可変可能な変倍レンズと、を備える撮像装置の制御方法であって、光学的に振れ補正を行う振れ補正ステップと、該振れ補正ステップでの補正量を制限する補正量制限ステップと、前記変倍レンズの移動による焦点距離の変化を検出する焦点距離検出ステップと、絞りの最大開口径を制限する絞り開口径制限ステップと、前記焦点距離検出ステップでの検出値に応じて、前記補正量制限ステップおよび前記開口径制限ステップを制御する制御ステップと、を備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明の撮像装置の制御プログラムは、被写体像を撮像する撮像素子と、焦点距離を可変可能な変倍レンズと、を備える撮像装置の制御プログラムであって、光学的に振れ補正を行う振れ補正モジュールと、該振れ補正モジュールでの補正量を制限する補正量制限モジュールと、前記変倍レンズの移動による焦点距離の変化を検出する焦点距離検出モジュールと、絞りの最大開口径を制限する絞り開口径制限モジュールと、前記焦点距離検出モジュールでの検出値に応じて、前記補正量制限モジュールおよび前記開口径制限モジュールを制御する制御モジュールと、をコンピュータに実行させる、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、焦点距離に応じて絞りの開口径を制限すると共に、焦点距離に応じて振れ補正手段の補正量を制限する。これにより、レンズの有効像円径と撮像素子のイメージサイズとがほぼ等しい場合であっても、周辺光量落ち量を抑制して周辺光量落ちをできる限り目立たなくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図を参照して説明する。
【００１５】
図１は本発明の第１の実施の形態である撮像装置の装置構成を説明するためのブロック図である。
【００１６】
図１に示すように、撮像装置は、固定レンズ１３０、ズームレンズ１３１、絞り１３２、シフトレンズ１３３およびフォーカスコンペレンズ１３４からなるレンズユニットと、ＣＣＤ、ＣＭＯＳセンサ等からなる撮像素子１３５と、を備える。
【００１７】
また、撮像装置は、アナログ信号処理部１３６、カメラ信号処理回路１３７、絞り１３２の駆動用ＩＧメータ１２２、ズームレンズドライバ１２４、シフトレンズドライバ１１４、シフトレンズ位置センサ１１５、およびアンプ１１６を備える。
【００１８】
更に、撮像装置は、角速度センサ１０１、高域通過フィルタ１０２、アンプ１０３、およびカメラシステム制御マイクロコンピュータ（以下、マイコンという）１２０を備える。
【００１９】
マイコン１２０は、振れ補正、ＡＦ、ズーム、ＡＥ等、撮像装置全体を制御するもので、Ａ／Ｄコンバータ１０４，１１７、振れ補正量算出部１０５、焦点距離補正部１０６、補正リミッタ設定部１０７、および加算器１１１を備える。
【００２０】
また、マイコン１２０は、低域通過フィルタ１１２、ＰＷＭ変調部１１３、絞り制御部１２１、およびズームレンズ制御部１２３を備える。
【００２１】
角速度センサ１０１は撮像装置の振れを検出し、高域通過フィルタ（ハイパスフィルタ）１０２は角速度センサ１０１の出力のドリフト等を除去し、アンプ１０３は検出した角速度信号を増幅する。
【００２２】
増幅された角速度信号はＡ／Ｄコンバータ１０４によりデジタル信号に変換されて角速度データとなり、この角速度データに対し、振れ補正量算出部１０５にて角度信号が生成される。
【００２３】
位置センサ１１５は、シフトレンズ１３３の位置を検出する。該検出データはアンプ１１６で増幅された後、Ａ／Ｄコンバータ１１７によりデジタル信号に変換されて、現在の位置データとされる。
【００２４】
加算器１１１はシフトレンズ１３３の現在の位置データと駆動目標値との差分を計算し、該加算器１１１の出力がシフトレンズ１３３の位置の実際の補正量となる。
【００２５】
低域通過フィルタ（ローパスフィルタ）１１２はシフトレンズドライバ１１４による駆動騒音を低減するためのフォルタであり、低域通過フィルタ１１２の出力がＰＷＭ変調部１１３でＰＷＭ変調され、マイコン１２０よりＰＷＭとして出力される。
【００２６】
このＰＷＭにより、シフトレンズドライバ１１４を介してシフトレンズ１３３が位置補正量に応じて駆動される。以上の動作により、振れ補正がなされる。
【００２７】
撮像素子１３５は、レンズユニットにより結像された被写体像を光電変換する。アナログ信号処理部１３６は、撮像素子１３５で得られた信号に所定の処理を施しアナログ撮像信号を生成するものであり、例えばＣＤＳ（co-related double sampling 相関二重サンプリング）回路、ＡＧＣ（Automatic Gain Control）回路等から構成される。
【００２８】
カメラ信号処理回路１３７は、Ａ／Ｄ変換器を内蔵してデジタル信号処理を行うカメラ信号処理部であり、最終的な出力映像信号を生成する。
【００２９】
絞り制御部１２１は、映像信号から、露出を最適にするための絞り位置を制御する。ズームレンズ制御部１２３は、不図示のズームスイッチの状態に応じてズームレンズドライバ１２４を制御してズームレンズ１３１を駆動し、焦点距離を可変させる。
【００３０】
一般にズームレンズを駆動するモータとしてはステッピングモータが使用されており、駆動パルス数をカウントすることで、ズームレンズ位置を検出することが可能であり、ズームレンズ位置からレンズの現在の焦点距離を求めることができる。
【００３１】
焦点距離補正部１０６は、振れ補正量算出部１０５の出力に対して、焦点距離に応じた出力データの補正を行う。補正リミッタ設定部１０７は、シフトレンズ１３３の位置補正量に対し、制限を掛ける。
【００３２】
絞り制御部１２１および補正リミッタ設定部１０７は、ズームレンズ制御部１２３からの焦点距離信号に応じて、それぞれ絞り１３２の開放Ｆ値およびシフトレンズ１３３の位置補正量に対する制限量を設定する。
【００３３】
次に、図２〜図６を参照して、撮像装置の動作例について説明する。図２は撮像装置の動作例を説明するためのフローチャート図である。ここで、図２の各処理は、マイコン１２０の記憶領域に記憶されたプログラムがＲＡＭにロードされて、ＣＰＵ等により実行される。
【００３４】
図２において、ステップＳ２０１では、ズーム位置を検出すべく、ズームレンズ１３１を駆動するステッピングモータの現在のパルス数を検出する。次に、ステップＳ２０２では、ステップＳ２０１での検出パルス数から、現在のズーム位置に対応する開放Ｆ値の制限値を算出する。
【００３５】
図３に、ズームレンズ１３１を駆動するステッピングモータのパルス数（ズームレンズ位置）に応じた焦点距離、絞り１３２の開放Ｆ値、開放Ｆ値の制限値の関係を示す。実際のプログラムでは、このパルス数と開放Ｆ値の制限値がテーブルデータＡとしてマイコン１２０内に設定されており、このテーブルデータから開放Ｆ値の制限値を導き出している。
【００３６】
また、図４に、ズームレンズ１３１を駆動するステッピングモータのパルス数（ズームレンズ位置）応じた絞り値と周辺光量との関係を示す。なお、図４では、開放Ｆ値およびＦ８の２つの絞り値での周辺光量変化のみを示しているが、実際には各絞り値に対するデータから前記テーブルデータＡが設定されている。
【００３７】
次に、ステップＳ２０３では、ズームレンズ１３１を駆動するステッピングモータのパルス数（ズームレンズ位置）に応じたシフトレンズ１３３の位置補正量の制限量を設定する。
【００３８】
図５に、ズームレンズ１３１を駆動するステッピングモータのパルス数（ズームレンズ位置）に応じたシフトレンズ１３３の位置補正量のリミッタ値を示す。開放Ｆ値の制限値と同様、この値がテーブルデータＢとしてマイコン１２０内に設定されており、このテーブルデータＢからズームレンズ位置に対応するシフトレンズ１３３の位置補正量の制限量を導き出している。
【００３９】
なお、図６に、ズームレンズ１３１を駆動するステッピングモータのパルス数（ズームレンズ位置）に応じたシフトレンズ移動量と周辺光量との関係を示す。図６のデータを基に前記テーブルデータＢが設定されている。
【００４０】
次に、ステップＳ２０４では、ステップＳ２０２で設定された開放Ｆ値の制限値を用いて絞り１３２の駆動制御がなされる。
【００４１】
また、ステップＳ２０５では、ステップＳ２０３で設定されたシフトレンズ１３３の移動制限量を補正のリミッタ値としてシフトレンズ１３３の駆動制御がなされる。
【００４２】
以上説明したように、本実施形態では、焦点距離（ズームレンズ位置）に応じて絞り１３２の開放Ｆ値およびシフトレンズ１３３の位置補正量に制限をかけている。
【００４３】
これにより、有効像円径が撮像素子１３５のイメージサイズとほぼ同等である小型のシフトレンズ１３３を用いて光学振れ補正をする場合でも、周辺光量落ち量を抑制して周辺光量落ちを目立たなくすることができる。
【００４４】
次に、図７を参照して、本発明の第２の実施の形態である撮像装置について説明する。
【００４５】
なお、上記第１の実施の形態に対して重複又は相当する部分については、図および符号を流用して説明する。
【００４６】
この実施の形態では、動画撮影時と静止画撮影時とで撮像素子１３５のイメージサイズを変更する。具体的には、静止画撮影時に動画撮影時より大きなイメージサイズを設定し、高画質の静止画撮影を行う場合に、周辺光量落ちを目立たなくする。
【００４７】
図７は、本発明の第２の実施の形態である撮像装置の動作例を説明するためのフローチャート図である。ここで、図７の各処理は、マイコン１２０の記憶領域に記憶されたプログラムがＲＡＭにロードされて、ＣＰＵ等により実行される。
【００４８】
図７において、ステップＳ７０１では、静止画撮影モードか動画撮影モードかを判断する。ステップＳ７０１で、動画撮影モードである場合は、ステップステップＳ７０２に進み、撮像素子１３５のイメージサイズを動画用の小さいサイズに設定する。
【００４９】
撮像素子１３５のイメージサイズが小さい場合は、相対的にシフトレンズ１３３の有効像円径が大きくなるため、周辺光量変化が小さく、周辺光量落ちも目立ちにくい。そのため、絞り１３２の開放Ｆ値およびシフトレンズ１３３の位置補正量に制限はかけず、ステップＳ７０３にて、絞り１３２の駆動制御を行い、ステップＳ７０４で、シフトレンズ１３３の駆動制御を行う。
【００５０】
一方、ステップＳ７０１で、静止画撮影モードの場合は、ステップＳ７０５に進み、撮像素子１３５のイメージサイズを動画撮影時より広い静止画用のイメージサイズに設定する。
【００５１】
この場合、シフトレンズ１３３の有効像円径と撮像素子１３５のイメージサイズがほぼ同じになるため、上記第１の実施の形態と同様に、ズームレンズ位置に応じて絞り１３２の開放Ｆ値およびシフトレンズ１３３の位置補正量に制限をかける必要が生じる。
【００５２】
そこで、ステップＳ７０６で、ズームレンズ位置の検出を行い、ステップＳ７０７にて、ズームレンズ位置に応じた絞り１３２の開放Ｆ値の制限値を設定する。
【００５３】
次に、ステップＳ７０８にて、ズームレンズ位置に応じたシフトレンズ１３３の位置補正量の制限量を設定し、ステップＳ７０３に進む。
【００５４】
なお、ステップＳ７０６のズームレンズ位置の検出は上記第１の実施の形態の図２のステップＳ２０１と同様であるので説明を省略する。また、ステップＳ７０７、およびステップＳ７０８での設定についても、それぞれ上記第１の実施の形態の図２のステップＳ２０２、およびステップＳ２０３と同様であるので説明を省略する。
【００５５】
ステップＳ７０３では、ステップＳ７０７で設定された開放Ｆ値の制限値を用いて絞り１３２の駆動制御がなされる。
【００５６】
また、ステップＳ７０４では、ステップＳ７０８で設定されたシフトレンズ１３３の移動制限量を補正のリミッタ値としてシフトレンズ１３３の駆動制御がなされる。
【００５７】
以上説明したように、本実施形態では、静止画撮影時に動画撮影時より大きなイメージサイズを設定し、イメージサイズが大きいために周辺光量落ちが目立つ静止画撮影時のみ絞り１３２の開放Ｆ値、およびシフトレンズ１３３の位置補正量に制限をかける。
【００５８】
これにより、周辺光量落ちが目立たない撮像素子１３５の小さいイメージサイズを選択している場合、すなわち、動画撮影モードを選択している場合は、明るい映像と共に、十分な振れ補正性能を生かすことができる。
【００５９】
一方、撮像素子１３５のイメージサイズが大きく周辺光量落ち量が大きい場合、すなわち、静止画撮影モードを選択している場合は、絞り１３２の開放Ｆ値とシフトレンズ１３３の位置補正量に制限をかけることで、周辺光量落ちを目立たなくすることができる。
【００６０】
なお、本発明は、上記実施の形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【００６１】
また、本発明の目的は、以下の処理を実行することによって達成される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出す処理である。
【００６２】
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード及び該プログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【００６３】
また、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、次のものを用いることができる。例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等である。または、プログラムコードをネットワークを介してダウンロードしてもよい。
【００６４】
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、上記実施の形態の機能が実現される場合も本発明に含まれる。加えて、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。
【００６５】
更に、前述した実施形態の機能が以下の処理によって実現される場合も本発明に含まれる。即ち、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれる。その後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行う場合である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の第１の実施の形態である撮像装置の装置構成を説明するためのブロック図である。
【図２】撮像装置の動作例を説明するためのフローチャート図である。
【図３】ズームレンズ位置に応じた焦点距離、絞りの開放Ｆ値、開放Ｆ値の制限値の関係を示す図である。
【図４】ズームレンズ位置に応じた絞り値と周辺光量との関係を示すグラフ図である。
【図５】ズームレンズ位置に応じたシフトレンズの位置補正量のリミッタ値を示すグラフ図である。
【図６】ズームレンズ位置に応じたシフトレンズ移動量と周辺光量との関係を示すグラフ図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態である撮像装置の動作例を説明するためのフローチャート図である。
【符号の説明】
【００６７】
１０１  角速度センサ
１０２  ハイパスフィルタ
１０３  アンプ
１０４  Ａ／Ｄ変換部
１０５  振れ補正量算出部
１０６  焦点距離補正部
１０７  補正リミッタ設定部
１１１  加算器
１１２  ローパスフィルタ
１１３  ＰＷＭ変調部
１１４  シフトレンズドライバ
１１５  位置センサ
１１６  アンプ
１１７  Ａ／Ｄ変換部
１２０  マイコン
１２１  絞り制御部
１２２  ＩＧメータ
１２３  ズームレンズ制御部
１２４  ズームレンズドライバ
１３１  ズームレンズ
１３２  絞り
１３３  シフトレンズ
１３５  撮像素子
１３７  カメラ信号処理回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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