(57)【要約】【課題】  撮影光学系の光軸に対する回転方向のブレに対処しうるカメラシステムを提供する。【解決手段】  カメラシステムは、ブレ補正レンズと、ブレ検出部と、レンズ駆動部と、制御部とを備える。ブレ検出部は、ブレ補正レンズの光軸に対する回転方向のブレを検出する。レンズ駆動部は、ブレ補正レンズを光軸回転方向に駆動させる。制御部は、ブレ検出部の出力に基づいてレンズ駆動部を制御し、ブレ補正レンズの回動によってブレを相殺する方向に反力を発生させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレ補正レンズと、
前記ブレ補正レンズの光軸に対する回転方向のブレを検出するブレ検出部と、
前記ブレ補正レンズを光軸回転方向に駆動させるレンズ駆動部と、
前記ブレ検出部の出力に基づいて前記レンズ駆動部を制御し、前記ブレ補正レンズの回動によって前記ブレを相殺する方向に反力を発生させる制御部と、
を備えることを特徴とするカメラシステム。
【請求項２】
前記ブレ補正レンズは、撮像面での結像状態を調整するフォーカスレンズを兼ねることを特徴とする請求項１に記載のカメラシステム。
【請求項３】
カメラ本体に対して着脱可能に接続されるマウント部と、
ブレ補正レンズと、
前記ブレ補正レンズの光軸に対する回転方向のブレを検出するブレ検出部と、
前記ブレ補正レンズを光軸回転方向に駆動させるレンズ駆動部と、
前記ブレ検出部の出力に基づいて前記レンズ駆動部を制御し、前記ブレ補正レンズの回動によって前記ブレを相殺する方向に反力を発生させる制御部と、
を備えることを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項４】
カメラ本体に対して着脱可能に接続されるマウント部と、
ブレ補正レンズと、
外部との電気的な接続を行う端子部と、
前記ブレ補正レンズを光軸回転方向に駆動させるレンズ駆動部と、
前記ブレ補正レンズの光軸に対する回転方向のブレに関する情報を前記端子部から取得するとともに、前記情報に基づいて前記レンズ駆動部を制御し、前記ブレ補正レンズの回動によって前記ブレを相殺する方向に反力を発生させる制御部と、
を備えることを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項５】
レンズ鏡筒に対して着脱可能に接続されるマウント部と、
前記レンズ鏡筒に配置される光学系の光軸に対する回転方向のブレを検出するブレ検出部と、
前記レンズ鏡筒との電気的な接続を行う端子部と、
前記ブレ検出部の出力に基づく情報を前記端子部から前記レンズ鏡筒に送信するカメラ制御部と、
を備えることを特徴とするカメラ本体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブレ補正機能を有するカメラシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、撮影者の手振れ等による像ブレを補正するカメラの構成については種々の提案がなされている。例えば、特許文献１には、分銅の移動による反動でカメラ本体のブレを防ぐ構成が開示されている。
【特許文献１】特許第３０３８０２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、従来のブレ補正は、撮影光学系の光軸に対して垂直な軸の回転方向（ピッチング方向、ヨーイング方向）のブレを補正するものである。したがって、撮影光学系の光軸に対する回転方向（ローリング方向）のブレに対処しえない点で改善の余地があった。
本発明は上記従来技術の課題を解決するためのものであって、その目的は、撮影光学系の光軸に対する回転方向のブレに対処しうるカメラシステムなどを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明に係るカメラシステムは、ブレ補正レンズと、ブレ検出部と、レンズ駆動部と、制御部とを備える。ブレ検出部は、ブレ補正レンズの光軸に対する回転方向のブレを検出する。レンズ駆動部は、ブレ補正レンズを光軸回転方向に駆動させる。制御部は、ブレ検出部の出力に基づいてレンズ駆動部を制御し、ブレ補正レンズの回動によってブレを相殺する方向に反力を発生させる。また、上記のカメラシステムでは、ブレ補正レンズは撮像面での結像状態を調整するフォーカスレンズを兼ねることが好ましい。
【０００５】
なお、上記のカメラシステムの構成の一部を、レンズ鏡筒やカメラ本体などに変換して表現したものも本発明の具体的態様として有効である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、撮影光学系の光軸に対する回転方向のブレを軽減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
（第１実施形態の説明）
図１は、第１実施形態のカメラシステムの構成を示す概要図である。第１実施形態では、例えば一眼レフレックス型などのレンズ交換可能な電子カメラの例を説明する。
第１実施形態のカメラシステムは、レンズユニット１１と、カメラ本体１２とを有している。ここで、レンズユニット１１およびカメラ本体１２には、雄雌の関係をなす一対のマウント１３がそれぞれ設けられている。レンズユニット１１とカメラ本体１２との接続は、上記のマウント１３をネジ機構やバヨネット機構等で結合させることで行われる。したがって、レンズユニット１１はカメラ本体１２に対して交換自在に着脱できる。また、上記のマウント１３にはそれぞれ電気接点１３ａが設けられている。そして、レンズユニット１１とカメラ本体１２との接続時には、電気接点１３同士の接触で両者の電気的な接続が確立するようになっている。
【０００８】
レンズユニット１１は、第１レンズ１４と、第１ブレ検出部１５と、第１レンズ駆動機構１６および第１レンズドライバ１７と、第２レンズ１８と、第２ブレ検出部１９と、第２レンズ駆動機構２０および第２レンズドライバ２１と、レンズマイコン２２とを有する。
第１レンズ１４は、カメラに生じるヨーイング方向およびピッチング方向のブレを補正するためのレンズである。この第１レンズ１４は光軸直角方向に揺動可能に構成されている。第１ブレ検出部１５は、カメラの縦揺れを検出する縦方向角速度センサと、カメラの横揺れを検出する横方向角速度センサとを備えている。第１ブレ検出部１５の角速度センサには、例えば回転により生ずるコリオリ力を検出する圧電振動式角速度センサが用いられる。
【０００９】
第１レンズ駆動機構１６は複数のボイスコイルモータで構成され、光軸に対して垂直な平面内で第１レンズ１４を駆動させる。第１レンズドライバ１７は、レンズマイコン２２の出力に応じて第１レンズ駆動機構１６の各モータに電圧を印加し、第１レンズ駆動機構１６の動作を制御する。
第２レンズ１８は合焦位置調節用のフォーカシングレンズであって、光軸方向のレンズ位置を調整可能となっている。また、第２レンズ１８はカメラに生じるローリング方向のブレを補正するために、光軸を中心として回転可能に構成されている。
【００１０】
第２ブレ検出部１９は、圧電振動式角速度センサなどを備え、レンズの光軸を中心とする回転方向のブレを検出する。図２（ａ）は、第２ブレ検出部１９における角速度センサの配置例を示す図である。第１実施形態では、光軸回転方向のブレを検出する角速度センサをレンズユニット１１に複数配置している。これらの角速度センサは、レンズ光軸を中心として回転対称の位置に配置されている。例えば、図２（ａ）の例では、２つの角速度センサが１８０°回転対称の関係をなすように配置されている。そして、第１実施形態では、光軸から離れた位置にある２つの角速度センサの出力によって誤差を補償して、レンズマイコン２２が光軸回転方向のブレを推定する。
【００１１】
第２レンズ駆動機構２０は、合焦動作時に第２レンズ１８のレンズ位置を光軸方向に調整する直進運動機構と、第２レンズ１８を光軸回転方向に駆動させる回動機構とを備えている。第２レンズドライバ２１は、レンズマイコン２２の出力に応じて第２レンズ駆動機構２０のモータに電圧を印加し、第２レンズ駆動機構２０の動作を制御する。
レンズマイコン２２は、マウント１３の電気接点１３ａを介してカメラ本体１２との通信を行うとともに、レンズユニット１１側の各種制御を実行する。例えば、レンズマイコン２２は、ＲＯＭ（不図示）に記録されたレンズデータなどをカメラ本体１２に送信する。また、レンズマイコン２２は、第１ブレ検出部１５および第２ブレ検出部１９の出力に基づいてブレ補正に必要となるレンズ駆動量を演算するとともに、第１レンズ１４および第２レンズ１８を駆動させる。なお、レンズマイコン２２は、カメラ本体１２の指示に応じて第２レンズ１８による合焦制御や、絞り（不図示）の調整による入射光量の制御なども実行する。
【００１２】
一方、カメラ本体１２は、メインミラー２３と、ＡＦセンサ部２４と、測光センサ部２５と、撮像素子２６と、画像処理部２７と、記録Ｉ／Ｆ２８と、レリーズ釦２９と、ＣＰＵ３０と、撮影制御部３１とを有している。メインミラー２３および撮像素子２６はレンズユニットの光軸に沿って配置される。
メインミラー２３は不図示の回動軸で回動可能に軸支されており、観察状態と退避状態とを切り替え可能となっている。観察状態のメインミラー２３は、撮像素子２６の前方で傾斜配置される。観察位置のメインミラー２３は、レンズユニット１１のレンズ群を通過した光束を上方へ反射してファインダ光学系（不図示）に導く。また、メインミラー２３の中央部はハーフミラーとなっており、メインミラー２３を透過した光束は不図示のサブミラーによってＡＦセンサ部２４に導かれる。一方、退避状態のメインミラー２３は、上方に跳ね上げられて撮影光路から外れた位置に移動する。メインミラー２３が退避状態にあるときは、レンズユニット１１のレンズ群を通過した光束は撮像素子２６に導かれることとなる。
【００１３】
ＡＦセンサ部２４は、上記のサブミラーの反射光束に基づいて位相差検出方式によりデフォーカス量を取得する。また、測光センサ部２５は、上記のファインダ光学系からの入射光に基づいて被写体の輝度情報を取得する。
撮像素子２６は受光面の結像を光電変換してアナログ画像信号を生成する。画像処理部２７は、撮像素子２６の出力信号のＡ／Ｄ変換や、Ａ／Ｄ変換後の画像データに対して各種の画像処理および圧縮処理などを実行する。
【００１４】
記録Ｉ／Ｆ２８には記録媒体２８ａを接続するためのコネクタが形成されている。そして、記録Ｉ／Ｆ２８はコネクタに接続された記録媒体２８ａに対して、画像データの書き込み／読み込みを実行する。なお、図１では記録媒体２８ａの一例として、半導体メモリを内蔵したカード型記録媒体を図示する。
レリーズ釦２９はレリーズタイミングの指示入力をユーザーから受け付ける。ＣＰＵ３０は、カメラ本体１２の各部を制御するメイン制御回路である。撮影制御部３１は、所定のシーケンスプログラムに従って、撮影時におけるカメラシステムの露光制御などを実行する。例えば、撮影制御部３１は、撮像素子２６の駆動タイミングの制御や、不図示のメカニカルシャッタの制御などを実行する。
【００１５】
以下、第１実施形態のカメラシステムの撮影動作を、図３の流れ図を参照しつつ説明する。
ステップ１０１：カメラ本体１２のＣＰＵ３０は、ユーザーによるレリーズ釦２９の半押し入力を受け付けると、撮影制御部３１に電源を投入して撮影準備を開始する。また、ＣＰＵ３０およびレンズマイコン２２はマウント１３の電気接点１３ａを介して通信を実行する。特にＣＰＵ３０は、ブレ補正処理の開始を指示するブレ補正開始コマンドをレリーズ釦２９の半押し入力に同期してレンズマイコン２２に送信する。
【００１６】
ステップ１０２：ＣＰＵ３０は、測光センサ部２５から取得した被写体の輝度情報に基づいて公知の露出演算により露光時間や絞り値などを決定する。そして、ＣＰＵ３０はレンズマイコン２２に絞り値の情報を送信する。
ステップ１０３：ＣＰＵ３０は、ＡＦセンサ部２４から取得したデフォーカス量をレンズマイコン２２に送信する。そして、レンズマイコン２２は、上記のデフォーカス量に基づいて第２レンズ１８を光軸方向に駆動させて合焦制御を実行する。
【００１７】
ステップ１０４：レンズマイコン２２は、ブレ補正開始コマンドに基づいてカメラのブレ補正処理を開始する。ここで、第１レンズ１４によるヨーイング方向およびピッチング方向のブレ補正処理については公知であるので詳細な説明は省略する。また、第２レンズ１８による光軸回転方向のブレ補正処理については後述する。
ステップ１０５：ＣＰＵ３０は、レリーズ釦２９が全押しされたか否かを判定する。レリーズ釦２９が全押しされた場合（ＹＥＳ側）にはＳ１０６に移行する。一方、レリーズ釦２９が全押しされていない場合（ＮＯ側）にはＳ１０７に移行する
ステップ１０６：ＣＰＵ３０は撮影制御部３１に対して撮影動作を指示する。撮影制御部３１は、メインミラー２３を撮影光路から退避させるとともに、Ｓ１０２での露光条件に従って撮像素子２６やメカニカルシャッタを制御して被写体の撮影を行う。また、画像処理部２７は撮像素子２６の出力に基づいて画像データを生成する。なお、画像データは記録媒体２８ａに記録される。
【００１８】
ステップ１０７：ＣＰＵ３０は、レリーズ釦２９の半押しから所定時間が経過したか（半押しタイマ切れか）否かを判定する。半押しタイマが切れた場合（ＹＥＳ側）には、ＣＰＵ３０は撮影制御部３１の電源を遮断して撮影動作を終了する。このとき、ＣＰＵ３０は、ブレ補正処理の終了を指示するブレ補正停止コマンドをレンズマイコン２２に送信する。一方、半押しタイマが切れていない場合（ＮＯ側）には、ＣＰＵ３０はＳ１０１に戻って上記動作を繰り返す。
【００１９】
次に、第２レンズ１８による光軸回転方向のブレ補正処理（Ｓ１０４）について、図４の流れ図を参照しつつ詳細に説明する。なお、上記したようにＳ１０４では、第１レンズ１４によるヨーイング方向およびピッチング方向のブレ補正処理も並行して行われている。
ステップ２０１：レンズマイコン２２は、ＣＰＵ３０との通信によってブレ補正に必要となるデータを取得する。具体的には、レンズマイコン２２は、カメラの重量Ｗｃとカメラの重量に対する係数値Ｓｃのデータを取得する。
【００２０】
ステップ２０２：レンズマイコン２２は、レンズの重量Ｗｌおよびレンズの重量に対する係数値Ｓｌをレンズユニット１１側のＲＯＭ（不図示）から読み出すとともに、ブレ補正係数Ｓｒを以下の式（１）によって演算する。
Ｓｒ＝Ｓｃ×Ｗｃ＋Ｓｌ×Ｗｌ    ・・・（１）
ステップ２０３：レンズマイコン２２は、第２ブレ検出部１９によって光軸回転方向のブレが検出されているか否かを判定する。上記のブレが検出されている場合（ＹＥＳ側）にはＳ２０４に移行する。一方、上記のブレが検出されていない場合（ＮＯ側）にはＳ２０６に移行する。
【００２１】
ステップ２０４：レンズマイコン２２は、光軸回転方向のカメラの回転量Ｖｒの値を第２ブレ検出部１９から取得する。そして、レンズマイコン２２は、カメラの回転量Ｖｒおよびブレ補正係数Ｓｒ（Ｓ２０２）に基づいて、第２レンズ１８の駆動量Ｄｒを以下の式（２）によって演算する。
Ｄｒ＝Ｓｒ×Ｄｒ                ・・・（２）
ステップ２０５：レンズマイコン２２は、第２レンズの駆動量Ｄｒを第２レンズドライバ２１に出力し、第２レンズ駆動機構２０を動作させる。第２レンズ駆動機構２０は、上記の駆動量Ｄｒに応じて第２レンズ１８をカメラの回転方向と同一方向に回動させる。この第２レンズ１８の回動によって、光軸回転方向のブレの力に対する反力が発生する。したがって、光軸回転方向へのブレの力と上記の反力との相殺によってカメラは静止状態に近づくため、図５に示すような光軸回転方向のブレが軽減することとなる。
【００２２】
ステップ２０６：レンズマイコン２２は、ＣＰＵ３０からブレ補正停止コマンドを受信したか否かを判定する。ブレ補正停止コマンドを受信した場合（ＹＥＳ側）には、レンズマイコン２２はブレ補正処理を終了する。一方、ブレ補正停止コマンドを受信していない場合（ＮＯ側）には、レンズマイコン２２はＳ２０３に戻ってブレ補正処理を継続する。
以下、第１実施形態の作用効果を説明する。第１実施形態のカメラシステムでは、第２レンズ１８の回動による反力によって、手ぶれなどによる光軸回転方向の像ブレを軽減できる。また、レンズの回動によって反力を発生させるため、カメラシステムの重量増加を最低限に抑制することができる。
【００２３】
さらに、第１実施形態ではフォーカスレンズを兼ねる第２レンズ１８で光軸回転方向のブレ補正を行うため、従来のレンズユニットの光学系に新たなレンズを加えることなく光軸回転方向のブレ補正を行うことができる。特に、フォーカスレンズは合焦後の光軸方向位置の移動がないため、露光時には光軸回転方向のブレ補正に切り替えて使用することが比較的容易である。したがって、ヨーイング方向およびピッチング方向のブレ補正レンズ（第１レンズ）の駆動部の構成を複雑にすることなく、光軸回転方向のブレ補正にも対応することができる。
【００２４】
（第２実施形態の説明）
図６は、第２実施形態のカメラシステムの構成を示す概要図である。なお、第２実施形態の説明において、第１実施形態と共通の構成には同一符号を付して重複説明を省略する。
第２実施形態では、レンズユニット１１の第２ブレ検出部（１９）を省略するとともに、光軸回転方向のブレを検出するブレ検出センサ３２をカメラ本体１２に設けた点で第１実施形態と相違する。第２実施形態のブレ検出センサ３２は、図２（ｂ）に示すようにカメラ本体１２において光軸上に配置される。この第２実施形態では第１実施形態とほぼ同様の効果に加えて、光軸上にブレ検出センサ３２を配置できるので光軸回転方向のブレ補正をより高い精度で行うことが可能となる。
【００２５】
（実施形態の補足事項）
以上、本発明を上記の実施形態によって説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような形態であってもよい。
（１）本発明のカメラシステムは電子カメラに限定されることなく、フイルムに被写体像を露光する銀塩カメラにも適用できる。また、本発明のカメラシステムはレンズ交換式のカメラに限定されることなく、レンズ一体型のカメラにも適用できる。
【００２６】
（２）上記実施形態において、光軸回転方向に回動させる第２レンズはフォーカスレンズに限定されることなく、ヨーイング方向およびピッチング方向のブレ補正レンズ（第１レンズ）やズームレンズ等であってもよい。また、上記実施形態において第２レンズの駆動量Ｄｒは、カメラ本体のＣＰＵが演算するようにしてもよい。
（３）なお、カメラ本体またはレンズユニットに光軸回転方向に回動可能な錘を配置し、錘の回動で反力を生じさせて光軸回転方向のブレを相殺するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】第１実施形態のカメラシステムの構成を示す概要図
【図２】光軸回転方向のブレを検出するセンサの配置例を示す図
【図３】第１実施形態のカメラシステムの撮影動作を説明する流れ図
【図４】第２レンズによる光軸回転方向のブレ補正処理を説明する流れ図
【図５】光軸回転方向のブレが発生した場合の撮影画像の一例を示す図
【図６】第２実施形態のカメラシステムの構成を示す概要図
【符号の説明】
【００２８】
１１…レンズユニット、１２…カメラ本体、１３…マウント、１３ａ…電気接点、１８…
第２レンズ、１９…第２ブレ検出部、２０…第２レンズ駆動機構、２１…第２レンズドライバ、２２…レンズマイコン、３０…ＣＰＵ、３２…ブレ検出センサ
【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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