(57)【要約】【課題】低速のシャッタ速度が設定されると、露光期間中に補正部が端に到達してしまう。しかも、撮像装置に加えられる振れはユーザの熟練度などに起因するので、いかなるシャッタ速度を設定すれば良いのかは、状況により異なる。【解決手段】撮像装置は、第１撮影動作における露光開始から、振れを光学的に補正する補正部が予め定められた可動限界領域に到達するまでの到達時間を計測する計時部と、第１撮影動作における露出値を維持する第２撮影動作のシャッタ速度を、到達時間よりも短く設定する設定部と、補正部が限界領域に到達した場合に、第１撮影動作を終了して、シャッタ速度に基づく第２撮影動作を実行する撮影制御部とを備える。【選択図】図５
2013191906.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１撮影動作における露光開始から、振れを光学的に補正する補正部が予め定められた可動限界領域に到達するまでの到達時間を計測する計時部と、
前記第１撮影動作における露出値を維持する第２撮影動作のシャッタ速度を、前記到達時間よりも短く設定する設定部と、
前記補正部が前記限界領域に到達した場合に、前記第１撮影動作を終了して、前記シャッタ速度に基づく前記第２撮影動作を実行する撮影制御部と
を備える撮像装置。
【請求項２】
前記振れに基づいて前記補正部を移動させる移動制御部を備え、
前記移動制御部は、前記第１撮影動作および前記第２撮影動作に先だって前記補正部を初期位置へ移動させる請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記移動制御部は、前記第２撮影動作に先立って実行する前記補正部の前記初期位置への移動を、前記第１撮影動作における露光終了前に行う請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記到達時間が、前記第１撮影動作のシャッタ速度に基づいて定められる許容時間を超えている場合に、前記第１撮影動作による第１画像データを生成する請求項１から３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記設定部は、前記露出値を維持して前記シャッタ速度を設定する場合に、前記第１撮影動作および前記第２撮影動作を実行する撮影モードに基づいて、絞り値およびＩＳＯ感度のいずれかを変更する請求項１から４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記設定部は、前記第２撮影動作に対して予め定められた上限値を限度として、前記ＩＳＯ感度を変更する請求項５に記載の撮像装置。
【請求項７】
第１撮影動作における露光開始から、振れを光学的に補正する補正部が予め定められた可動限界領域に到達するまでの到達時間を計測する計時ステップと、
前記第１撮影動作における露出値を維持する第２撮影動作のシャッタ速度を、前記到達時間よりも短く設定する設定ステップと、
前記補正部が前記限界領域に到達した場合に、前記第１撮影動作を終了して、前記シャッタ速度に基づく前記第２撮影動作を実行する撮影制御ステップと
をコンピュータに実行させ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、撮像装置および撮像装置の制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像装置に組み込まれた振れ補正ユニットは、例えば補正レンズなどの補正部を撮影光学系の光軸に垂直方向へ移動させて、撮像装置に加えられる振れをキャンセルする。しかし、その移動範囲は限られているので、特定のタイミングに同期して、補正部を可動範囲の中心へ移動させるセンタリング処理が実行される。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］  特開２００４−２４１９２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
センタリング処理を実行して最大限の移動範囲を確保しても、低速のシャッタ速度が設定されると、手振れの状態によっては、露光期間中に補正部が端に到達してしまう場合がある。しかも、撮像装置に加えられる振れはユーザの熟練度などに起因するので、いかなるシャッタ速度を設定すれば良いのかは、状況により異なる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の態様における撮像装置は、第１撮影動作における露光開始から、振れを光学的に補正する補正部が予め定められた可動限界領域に到達するまでの到達時間を計測する計時部と、第１撮影動作における露出値を維持する第２撮影動作のシャッタ速度を、到達時間よりも短く設定する設定部と、補正部が限界領域に到達した場合に、第１撮影動作を終了して、シャッタ速度に基づく第２撮影動作を実行する撮影制御部とを備える。
【０００５】
本発明の第２の態様における撮像装置の制御プログラムは、第１撮影動作における露光開始から、振れを光学的に補正する補正部が予め定められた可動限界領域に到達するまでの到達時間を計測する計時ステップと、第１撮影動作における露出値を維持する第２撮影動作のシャッタ速度を、到達時間よりも短く設定する設定ステップと、補正部が限界領域に到達した場合に、第１撮影動作を終了して、シャッタ速度に基づく第２撮影動作を実行する撮影制御ステップとをコンピュータに実行させる。
【０００６】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施形態に係るカメラのシステム構成図である。
【図２】振れ補正処理に関するシステム構成の詳細図である。
【図３】振れ補正ユニットの要部構造を示す概略図である。
【図４】補正レンズの中心が移動し得る可動領域と、移動が制限される可動限界領域を示す図である。
【図５】補正レンズの中心距離と撮影動作の関係を示すタイミングチャートである。
【図６】一連の撮影動作処理を示すフロー図である。
【図７】撮影条件修正処理の詳細を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【０００９】
図１は、本実施形態に係るカメラ１０のシステム構成図である。カメラ１０は光学系２０を備える。光学系２０は、主にズームレンズ２１、フォーカスレンズ２２、振れ補正ユニット２３、レンズシャッタ２４等により構成される。被写体像は光軸１１に沿って光学系２０に入射し、撮像素子３１の結像面に結像する。なお、図示するように、光軸１１に平行な方向をＺ軸方向とする。また、Ｚ軸に直交し、撮像素子３１の長手方向と平行な方向をＸ軸方向とし、Ｚ軸およびＸ軸に直交する方向をＹ軸方向とする。
【００１０】
撮像素子３１は、光学系２０を透過して入射する被写体像である光学像を光電変換する素子であり、例えば、ＣＣＤ、ＣＭＯＳセンサが用いられる。撮像素子３１で光電変換された被写体像は、Ａ／Ｄ変換器３２でアナログ信号からデジタル信号に変換される。撮像素子３１の電荷読み出し制御およびＡ／Ｄ変換器３２の変換制御は、メモリ制御部３３の同期制御を受けたタイミング発生部３４が供給するクロック信号により同期が計られる。
【００１１】
デジタル信号に変換された被写体像は、画像データとして順次処理される。Ａ／Ｄ変換器によりデジタル信号に変換された画像データは、メモリ制御部３３の制御に従い、一旦内部メモリ３５に記憶される。内部メモリ３５は、高速で読み書きのできるランダムアクセスメモリであり、例えばＤＲＡＭ、ＳＲＡＭなどが用いられる。内部メモリ３５は、連写撮影、動画撮影において高速に連続して画像データが生成される場合に、画像処理の順番を待つバッファメモリとしての役割を担う。また、画像処理部３６が行う画像処理、圧縮処理において、ワークメモリとしての役割も担う。したがって、内部メモリ３５は、これらの役割を担うに相当する十分なメモリ容量を備える。メモリ制御部３３は、いかなる作業にどれくらいのメモリ容量を割り当てるかを制御する。
【００１２】
画像処理部３６は、設定されている撮影モード、ユーザからの指示に則して、画像データを所定の画像フォーマットに従った画像データに変換する。例えば、静止画像としてＪＰＥＧファイルを生成する場合、色変換処理、ガンマ処理、ホワイトバランス処理等の画像処理を行った後に適応離散コサイン変換等を施して圧縮処理を行う。また、動画像としてＭＰＥＧファイルを生成する場合、所定の画素数に縮小されて生成された連続する静止画としてのフレーム画像に対して、フレーム内符号化、フレーム間符号化を施して圧縮処理を行う。そして、変換された画像データは再び内部メモリ３５に保管される。
【００１３】
画像処理部３６によって処理された静止画像データ、動画像データは、メモリ制御部３３の制御により、内部メモリ３５から記録媒体ＩＦ３７を介して、記録媒体６０に記録される。記録媒体６０は、フラッシュメモリ等により構成される、カメラ１０に対して着脱可能な不揮発性メモリである。また、画像処理部３６によって処理された静止画像データ、動画像データは、外部機器通信部４９を介して、外部機器へ送信され得る。外部機器通信部４９は、有線あるいは無線の様々な通信規格に即した通信ユニットの少なくとも一つを含む。例えば、ＵＳＢ規格、ＬＡＮ規格の通信ユニットを含む。
【００１４】
画像処理部３６で処理された画像データは、記録用に処理される画像データに並行して、表示用の画像データを生成する。表示用の画像データは、記録用に処理される画像データをコピーして間引き処理された、画素数の少ない画像データである。生成された表示用の画像データは、表示制御部３８の制御に従って、タイミング発生部３４からのクロック信号に同期するＤ／Ａ変換器３９でアナログ信号に変換されて、例えば液晶パネルである表示部４０に表示される。記録の有無に関わらず、逐次表示用の画像データを生成して表示部４０に表示すれば、電子ファインダ機能を実現することができる。また、画像の表示と共に、もしくは画像を表示することなく、カメラ１０の各種設定に関する様々なメニュー項目も、表示部４０に表示することができる。
【００１５】
カメラ１０は、上記の画像処理における各々の要素も含めて、カメラシステム制御部４１により直接的または間接的に制御される。カメラ１０は、システムメモリ４２を備える。システムメモリ４２は、電気的に消去・記録可能な不揮発性メモリであり、例えばＥＥＰＲＯＭ（登録商標）等により構成される。システムメモリ４２は、カメラ１０の動作時に必要な定数、変数、プログラム等を、カメラ１０の非動作時にも失われないように記録している。カメラシステム制御部４１は、定数、変数、プログラム等を適宜内部メモリ３５に展開して、カメラ１０の制御に利用する。また、カメラシステム制御部４１は、計時部５０を有する。計時部５０は、カメラシステム制御部４１の開始指示に従って計時を開始し、問合せ指示に従って計時開始からの経過時間を返す。
【００１６】
光学系２０を構成するズームレンズ２１、フォーカスレンズ２２、振れ補正ユニット２３、レンズシャッタ２４は、カメラシステム制御部４１の統括制御のもとそれぞれ、ズーム制御部４３、フォーカス制御部４４、防振駆動制御部４５、露光制御部４６によって制御される。ズーム制御部４３は、カメラシステム制御部４１の指示に応じてズームレンズ２１を駆動して、被写体像の画角を変更する。フォーカス制御部４４は、連続して取得される画像データを用いたコントラストＡＦの情報に応じて、特定の領域の被写体像が撮像素子３１の受光面上で合焦するように、フォーカスレンズ２２を駆動する。
【００１７】
防振駆動制御部４５は、振れ検出センサから検出されたカメラ１０の振れを打ち消すように、位置検出センサの出力を加味して、振れ補正ユニット２３の補正レンズ２３０を駆動する。これにより、ユーザによる手振れ量が一定の範囲内であれば、被写体像は、撮像素子３１の受光面上で安定した結像状態を維持する。より具体的な構成については、後述する。
【００１８】
露光制御部４６は、カメラシステム制御部４１が予備画像データを解析して得た撮影条件に従って、レンズシャッタ２４を駆動し、入射する被写体像の絞りおよびシャッタ速度を調整する。予備画像データは、ユーザのレリーズ指示に基づいて実行される本撮影動作に先立って取得される画像データであり、例えば電子ファインダ用の画像データが共用される。カメラシステム制御部４１は、画像処理部３６が処理した予備画像データの輝度情報を利用して露出値を決定する。露出値は、被写体の明るさを表すＢｖ値とＩＳＯ感度の換算値であるＳｖ値の和として表されるＥｖ値として算出される。Ｅｖ値は、同時に、絞り値の換算値であるＡｖ値とシャッタ速度の換算値であるＴｖ値の和である。カメラシステム制御部４１は、撮影条件として、Ｅｖ値が一定となるように絞り値、シャッタ速度およびＩＳＯ感度の組み合わせを決定する。カメラシステム制御部４１は、決定されたＩＳＯ感度に応じて撮像素子３１の出力信号を増幅させる。なお、ユーザは、ＩＳＯ感度、絞り値、シャッタ速度を変更させることによりＥｖ値を増減させ、取得画像の明暗を意図的にコントロールする場合もある。
【００１９】
カメラ１０は、ユーザからの操作を受け付ける操作部材４７を複数備えている。カメラシステム制御部４１は、これら操作部材４７が操作されたことを検知し、操作に応じた動作を実行する。例えば、レリーズスイッチは、操作部材４７の一つであり、ユーザの操作を受けて本撮影動作を開始させるトリガー信号をカメラシステム制御部４１へ伝送する。
【００２０】
カメラ１０は、電源７０から電力供給を受ける。電源制御部４８は、電源７０と通信して残電力の検出、電力供給の監視を行う。電源７０は、２次電池、家庭用ＡＣ電源等により構成される。
【００２１】
図２は、振れ補正処理に関するシステム構成の詳細図である。特に、防振駆動制御部４５の処理を、機能ブロックごとに分解して、それぞれの処理を説明する図である。
【００２２】
カメラ１０に加えられる振れは、ジャイロセンサ２３１によりＸ軸周りおよびＹ軸周りの角速度信号として検出される。ジャイロセンサ２３１からの出力信号は、高周波成分を除去して手振れ周波数領域の信号を抽出するＬＰＦ４５１で濾波され、さらに、Ａ／Ｄ変換器４５２によりデジタル信号に変換される。変換されたデジタル信号は、積分処理器４５３で角速度信号から角度信号に変換され、ジャイロセンサ２３１のドリフトなどの影響を低減するように適切な時定数が設定されたＨＰＦ４５４で濾波される。
【００２３】
なお、ジャイロセンサ２３１は、振れ検出センサの一例であり、本実施形態においては振れ補正ユニット２３を構成するセンサとしてカメラ１０に搭載される。ジャイロセンサ２３１は、補正レンズ２３０近傍の、例えば後述するベース部材と一体的に搭載されても良いし、補正レンズ２３０とは独立して、カメラ１０の筐体内部あるいは鏡筒内部に搭載されても良い。また、振れ補正ユニット２３が、回転振れを補正するのみならず、シフト振れを補正する機能も有する場合は、振れ検出センサとして、例えば加速度センサを採用することもできる。
【００２４】
目標位置処理部４５５は、ＨＰＦ４５４で濾波された振れ信号と共に、Ｘ−ホール素子２３３とＹ−ホール素子２３４の出力、および変換係数処理部４５６の変換係数情報を取得する。Ｘ−ホール素子２３３とＹ−ホール素子２３４の出力は、振れ補正ユニット２３を構成する補正レンズ２３０のそれぞれＸ方向とＹ方向の現在の位置を示す出力であり、目標位置処理部４５５は、これらの出力値に基づいて、補正レンズ２３０の現在の位置を算出する。
【００２５】
Ｘ−ホール素子２３３およびＹ−ホール素子２３４は、振れ補正ユニット２３を構成するセンサとしてカメラ１０に搭載される。検出用マグネットあるいはホール素子のいずれか一方が補正レンズ２３０と一体的に変位し、一方と対向する他方が、補正レンズ２３０を変位可能に支持するベース部材に固定されて構成される。検出用マグネットは、後述のボイスコイルモータを構成するマグネットと兼用しても良い。また、補正レンズ２３０の位置を検出するセンサは、ホール素子に限らず、ＰＳＤなどの他の検出センサであっても良い。本実施形態における具体的な構造については、後に詳述する。
【００２６】
変換係数処理部４５６は、撮影動作時におけるレリーズ情報、ズーム情報などの撮影条件と、調整値とをカメラシステム制御部４１から取り込んで、刻々と変化する変換係数を目標位置処理部４５５へ出力する。調整値は、主に振れ補正ユニット２３の個体差を吸収する各種パラメータ値である。例えば、調整値は、望遠端における補正信号の設計値と現実値の差異を調整するパラメータ値を含む。そして、目標位置処理部４５５は、ジャイロセンサ２３１から取得した振れ信号から、補正レンズ２３０の現在位置および所定の変換係数を勘案して変位信号を生成する。
【００２７】
追従制御部４５７は、目標位置処理部４５５で生成された補正レンズ２３０の変位信号を、Ｘ−ＶＣＭ２３５とＹ−ＶＣＭ２３６の制御信号に変換する。Ｘ−ＶＣＭ２３５およびＹ−ＶＣＭ２３６は、ボイスコイルモータであり、補正レンズ２３０をそれぞれＸ方向およびＹ方向へ変位させる。ボイスコイルモータは、コイルあるいはマグネットのいずれか一方が補正レンズ２３０と一体的に変位し、一方と対向する他方が、補正レンズ２３０を変位可能に支持するベース部材に固定されて構成される。なお、補正レンズ２３０を変位させるアクチュエータは、ボイスコイルモータに限らず、ステッピングモータなどの他のアクチュエータであっても良い。これらについても、具体的な構造は、後に詳述する。
【００２８】
追従制御部４５７で変換された制御信号は、Ｄ／Ａ変換器４５８でアナログ信号化され、駆動ドライバ４５９へ送られる。そして、駆動ドライバ４５９は、入力されるアナログ信号に対して増幅等の処理を行って、Ｘ−ＶＣＭ２３５とＹ−ＶＣＭ２３６を独立に駆動する。以上の動作により、振れ補正ユニット２３の補正レンズ２３０は、像振れの原因となる振れと逆方向に駆動され、撮像素子３１の受光面上に結像する被写体像の像振れを抑制する。なお、補正レンズ２３０の変位方向はｘｙ平面内に限らず、Ｘ軸方向の成分およびＹ軸方向の成分を含むのであれば、Ｚ軸方向の成分を含んでいても良い。
【００２９】
次に、振れ補正ユニット２３の構造について説明する。図３は、振れ補正ユニット２３の要部構造を示す概略図である。特に、図３（ａ）は、振れ補正ユニット２３の正面図を表し、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ断面図を表す。
【００３０】
振れ補正ユニット２３は、鏡筒に対して固定されるベース部材２５０と、ベース部材２５０に対して相対的に変位するように支持される可動枠２４０を含む。可動枠２４０は、Ｚ軸方向に内部が貫通する円筒部２４２を有する。可動枠２４０は、円筒部２４２の内壁面で補正レンズ２３０を嵌着している。これにより、補正レンズ２３０は、可動枠２４０と一体的に変位する。
【００３１】
ベース部材２５０は、光軸１１を中心軸とする孔部２５２を有する。可動枠２４０には、円筒部２４２の外壁面から延出する翼部２４５に、補正レンズ２３０の光軸を中心として１２０度間隔で、Ｚ軸方向を軸方向とする係止ピン２４１が３本設けられている。また、ベース部材２５０にも、係止ピン２４１とＸＹ平面内における放射方向で対向するように、係止ピン２５１が設けられている。そして、それぞれ対向する係止ピン２４１と係止ピン２５１の間には、コイルバネ２６１が懸架されている。このように可動枠２４０がベース部材２５０によって吊設されることにより、可動枠２４０は、非通電時の初期状態において、その円筒部２４２の外壁面が孔部２５２と間隙を有して入れ子状に配置される。
【００３２】
係止ピン２４１が設けられた翼部２４５の裏面側には、凹部２４３が設けられている。また、ベース部材２５０の表面にも、凹部２４３に対向する位置に同様に凹部２５３が設けられている。そして、コイルバネ２６１は、Ｚ軸方向に若干傾斜して懸架されており、可動枠２４０をベース部材２５０側へ付勢する付勢力を発揮している。この付勢力により、凹部２４３と凹部２５３のそれぞれの対向面は、転動ボール２６３を挟持している。
【００３３】
転動ボール２６３は、補正レンズ２３０のＺ軸方向における位置を一定に保つと共に、可動枠２４０をＸＹ平面内において滑らかに変位させる摩擦低減の役割を担う。ベース部材２５０に対する可動枠２４０の変位し得る可動範囲は、円筒部２４２の外壁面と孔部２５２との間隙によって規定される。すなわち、可動枠２４０が変位したときに、入れ子状に配置された円筒部２４２の外壁面が孔部２５２の壁面と接触する場合が物理的な可動限界である。
【００３４】
振れ補正ユニット２３は、ベース部材２５０に対して可動枠２４０を変位させるアクチュエータとして、ボイスコイルモータを採用している。上述のようにボイスコイルモータは、可動枠２４０に固定された補正レンズ２３０をＸ方向へ変位させるＸ−ＶＣＭ２３５と、Ｙ方向へ変位させるＹ−ＶＣＭ２３６とにより構成される。本実施形態においては、Ｘ−マグネット３５１およびＹ−マグネット３６１が可動枠２４０に固定され、Ｘ−コイル３５２およびＹ−コイル３６２がベース部材２５０に固定される、いわゆるムービングマグネット方式を採用している。
【００３５】
また、振れ補正ユニット２３は、ベース部材２５０に対する可動枠２４０の位置を検出するＸ−ホール素子２３３およびＹ−ホール素子２３４を備える。具体的には、Ｘ−ホール素子２３３は、ＸＹ平面内においてＸ−コイル３５２の巻回中心付近であって、Ｚ方向においてＸ−マグネット３５１に対してＸ−コイル３５２とは反対側に配設されている。同様に、Ｙ−ホール素子２３４は、ＸＹ平面内においてＹ−コイル３６２の巻回中心付近であって、Ｚ方向においてＹ−マグネット３６１に対してＹ−コイル３６２とは反対側に配設されている。Ｘ−ホール素子２３３およびＹ−ホール素子２３４は、ベース部材２５０に対して固定された支持部２６０に配設されている。
【００３６】
次に、このように構成された振れ補正ユニット２３において、補正レンズ２３０の中心Ｃが変位し得る領域について説明する。図４は、補正レンズ２３０の中心Ｃが移動し得る可動領域と、移動が制限される可動限界領域を示す図である。
【００３７】
上述のように、可動枠２４０は、円筒部２４２の外壁面が孔部２５２の壁面と接触する場合を物理的な可動限界として変位し得る。したがって、可動枠２４０に固定された補正レンズ２３０の中心Ｃは、光軸１１と一致する初期位置（図において×印で示す）から、円筒部２４２の外壁面半径と孔部２５２の壁面半径との差分であるｒ１だけ変位することができる。
【００３８】
したがって、単純に可動領域を半径ｒ１未満とし、可動限界領域をｒ１以上と設定することができる。しかし、補正レンズ２３０の中心Ｃが光軸１１から変位することにより生じる光学像への影響、物理的な端当たりによる可動枠２４０のバウンスの影響等を考慮して、周辺の一定領域を可動限界領域として定めることが望ましい。そこで、本実施形態においては、実験的あるいはシミュレーション的にこれらの影響が小さいと判断される半径ｒ０未満の領域を可動領域として定め、その外周領域である半径ｒ０以上の領域を可動限界領域と定める。
【００３９】
カメラシステム制御部４１は、防振駆動制御部４５を介して、補正レンズ２３０の中心ＣのＸＹ平面内における位置を逐次把握する。具体的には、中心Ｃの時刻ｔにおける位置Ｐ（ｔ）を、初期位置からの距離ｒおよびＸ軸と成す角θによって表現することにより把握する。
【００４０】
例えば、軌跡８１に沿って中心Ｃが初期位置（図において×印で示す）から可動限界領域に到達する位置（図において○印で示す）まで変位する場合において、カメラシステム制御部４１は、まず、Ｐ（ｔ）のｒがｒ０に達するか否かを逐次監視する。カメラシステム制御部４１は、ｒがｒ０に達したことを検知したら、可動限界領域に到達したと判断する。また、カメラシステム制御部４１は、初期位置においてｔ＝０にリセットしておき、可動限界領域に到達した時のＰ（ｔ）のｔを読み出すことにより、初期位置から可動限界領域に到達するまでの到達時間を検知する。
【００４１】
図５は、本実施形態における、補正レンズ中心Ｃの光軸からの距離と撮影動作の関係を示すタイミングチャートである。横軸は、ユーザによってレリーズスイッチがＯＮにされる時刻ｔ１からの経過時刻を表す。また、上図（ａ）の縦軸は、Ｐ（ｔ）のｒを抽出して表した中心Ｃの光軸からの距離である。下図（ｂ）は、経過時刻に沿って、撮影動作における撮像素子３１の露光期間と、設定されるシャッタ速度の関係を表す。
【００４２】
カメラシステム制御部４１は、時刻ｔ１でユーザからの撮影指示であるレリーズスイッチのＯＮを検知すると、補正レンズ２３０の中心Ｃを、光軸１１と一致する初期位置へ移動させるセンタリング処理を実行する。続いて、センタリング処理が完了した時刻ｔ２において、第１撮影動作を開始すべく、撮像素子３１へ被写体光学像が到達するようにレンズシャッタ２４を開口する。撮像素子３１は、被写体光学像の受光に伴って電荷蓄積を開始する。
【００４３】
このとき、カメラシステム制御部４１は、露光動作に先立って設定したシャッタ速度Ｔｖ１の期間を露光目標期間とする。すなわち、第１撮影動作において予定された露光期間が終了するのは、ｔ１＋Ｔｖ１である時刻ｔ６である。
【００４４】
防振駆動制御部４５は、この期間に検出される手振れを打ち消すように補正レンズ２３０を変位させ続ける。カメラシステム制御部４１は、Ｐ（ｔ）のｒを監視して、時刻ｔ６に到達するよりも前に補正レンズ２３０の中心Ｃが可動限界領域に到達したと判断したら、その時点（＝ｔ３）から再度センタリング処理を開始させる。そして、その直後の時刻ｔ４にレンズシャッタ２４を閉じて撮像素子３１の露光を終了させる。すなわち、カメラシステム制御部４１は、露光目標期間であるＴｖ１よりもｔ６−ｔ４だけ短いｔ４−ｔ２の露光期間で、露光動作を終了させる。カメラシステム制御部４１は、この場合、露光不足である第１撮影動作による画像データを生成しない。
【００４５】
カメラシステム制御部４１は、時刻ｔ３で開始したセンタリング処理が完了する時刻ｔ５から直ちに、リカバリー撮影動作としての第２撮影動作を開始する。カメラシステム制御部４１は、第２撮影動作のシャッタ速度Ｔｖ2を、第１撮影動作において中心Ｃが可動限界領域に到達するまでの到達時間（＝ｔ４−ｔ２）よりも短い時間に設定する。例えば、ｔ４−ｔ２が１／９秒であって、選択可能なシャッタ速度が、…１／６秒、１／８秒、１／１０秒、１／１５秒…である場合には、１／９秒よりも短く、１／９秒に最も近い秒時である１／１０秒を設定する。
【００４６】
このように新たなシャッタ速度を設定して第２撮影動作を開始すれば、この撮影動作においては、新たなシャッタ速度である露光目標期間が終了するまでの間に、中心Ｃが可動限界領域に到達しないことが期待できる。すなわち、ユーザの手振れが、振れ補正ユニット２３の補正能力に収まることが期待できる。図においては、そのまま補正処理を継続した場合に中心Ｃが可動限界領域に到達する時刻ｔ８よりも前の時刻ｔ７に、第２撮影動作の露光期間が終了する。なお、ｔ７−ｔ５は、ｔ４−ｔ２よりも短い時間であって、新たに設定されたシャッタ速度に相当する。また、ｔ８−ｔ５は、ｔ４−ｔ２とほぼ同じ時間と推定される。
【００４７】
次に第１撮影動作および第２撮影動作の一連の動作処理について説明する。図６は、一連の撮影動作処理を示すフロー図である。フロー図は、第１撮影動作における撮影条件として、予備画像データを用いて算出された露出値から絞り値、シャッタ速度およびＩＳＯ感度の組み合わせが決定され、設定された時点から開始される。
【００４８】
カメラシステム制御部４１は、ステップＳ１０１で、ユーザからの撮影指示であるレリーズスイッチのＯＮを検出するまで待機する。レリーズスイッチのＯＮを検出したら、ステップＳ１０２へ進み、センタリング処理を実行する。
【００４９】
センタリング処理が完了したら、カメラシステム制御部４１は、ステップＳ１０３で、第１撮影動作を開始すべく、露光制御部４６等を介して撮像素子３１の露光を開始する。同時に、ステップＳ１０４で、計時部５０に計時を開始させる。
【００５０】
カメラシステム制御部４１は、露光を継続している間において周期的に到来するステップＳ１０５において、補正レンズ２３０の中心Ｃの位置を取得し、この位置が可動限界領域に到達したか否かを判断する。到達していないと判断したら、続いてステップＳ１０６へ進み、カメラシステム制御部４１は、露光時間が設定されたシャッタ速度Ｔｖ１、すなわち露光目標期間に到達したか否かを判断する。未だ露光目標期間に到達していないと判断したらステップＳ１０５へ戻る。
【００５１】
露光目標期間に到達したと判断したら、ステップＳ１０７へ進み、カメラシステム制御部４１は、露光制御部４６を介してレンズシャッタ２４を閉じ、撮像素子３１の電荷を読み出し、その後撮像素子３１の電荷をリセットする。さらに、画像処理部３６により画像データを生成する画像処理、生成された画像データを記録媒体６０へ記録する記録処理等を引き続き実行する。また、カメラシステム制御部４１は、露光終了後直ちにステップＳ１０８に移行してセンタリング処理を実行し、次の撮影に備えるべく第１撮影動作の処理を終了する。すなわち、露光期間中に中心Ｃが可動限界領域に到達しなければ、通常の撮影動作として第１撮影動作を処理し、第２撮影動作を実行することなく一連の処理を終了する。
【００５２】
一方、ステップＳ１０５において、カメラシステム制御部４１が、露光期間中に中心Ｃが可動限界領域に到達したと判断した場合には、ステップＳ１０９へ進む。ステップＳ１０９では、カメラシステム制御部４１は、計時部５０から経過時間を読み出し、その値を到達時間ＴＬに格納する。カメラシステム制御部４１は、ステップＳ１１０へ進み、到達時間ＴＬが許容時間ＴＰよりも大きいか否かを判断する。
【００５３】
許容時間ＴＰは、第１撮影動作のシャッタ速度Ｔｖ１に基づいて定められる時間である。到達時間ＴＬがこの時間を超えている場合は、カメラシステム制御部４１は、後段の画像処理において輝度調整を行うなどの救済措置を講じることを前提として、第１撮影動作による第１画像データを生成する。許容時間ＴＰは、例えば、Ｔｖ１の９０％の値に設定される。
【００５４】
カメラシステム制御部４１は、ステップＳ１１０で、到達時間ＴＬが許容時間ＴＰよりも大きいと判断したら、ステップＳ１１３において露光終了、電荷読み出し、電荷リセットおよび画像処理を実行し、ステップＳ１１４においてセンタリング処理を実行する。これらの処理順序は、ステップＳ１０７およびステップＳ１０８における処理順序と同様である。
【００５５】
一方、カメラシステム制御部４１は、ステップＳ１１０で、到達時間ＴＬが許容時間ＴＰ以下と判断したら、図５を用いて説明した手順により処理を実行する。すなわち、ステップＳ１１１でまずセンタリング処理を実行し、続いてステップＳ１１２でレンズシャッタ２４を閉口して露光を終了し、撮像素子３１の電荷をリセットする。つまり、第１撮影動作により蓄積した電荷からは画像データを生成しないので、リカバリー撮影動作である第２撮影動作をいち早く開始できるように、比較的時間を要するセンタリング処理を露光終了処理に優先して開始させる。
【００５６】
カメラシステム制御部４１は、ステップＳ１１２またはステップＳ１１４が完了したら、ステップＳ１１５へ進む。カメラシステム制御部４１は、ステップＳ１１５で、第２撮影動作を実行するにあたり、シャッタ速度を到達時間ＴＬより短くすべく撮影条件を修正する。具体的な修正方法については後述する。
【００５７】
そして、カメラシステム制御部４１は、ステップＳ１１６に進み、第２撮影動作の露光を開始する。修正されたシャッタ速度による露光目標期間に到達したら、ステップＳ１１７において、カメラシステム制御部４１は、露光制御部４６を介してレンズシャッタ２４を閉じ、撮像素子３１の電荷を読み出し、その後撮像素子３１の電荷をリセットする。さらに、画像処理部３６により画像データを生成する画像処理、生成された画像データを記録媒体６０へ記録する記録処理等を引き続き実行する。また、カメラシステム制御部４１は、露光終了後直ちにステップＳ１１８に移行してセンタリング処理を実行し、次の撮影に備えるべく第２撮影動作の処理を終了する。
【００５８】
図７は、図６におけるステップＳ１１５の撮影条件修正処理の詳細を示すフロー図である。撮影条件の修正は、第１撮影動作および第２撮影動作を実行する撮影モードとしてユーザが設定した撮影モードに基づいて行う。
【００５９】
カメラシステム制御部４１は、ステップＳ１１５１において、ユーザが設定した撮影モードが絞り優先モードか否かを判断する。絞り優先モードであると判断したら、ステップＳ１１５２へ進み、ユーザが設定した絞り値を固定したまま、シャッタ速度をＴＬ以下の値に変更し、これに伴って、第１撮影動作における露出値を維持するようにＩＳＯ感度を修正する。例えば、第１撮影動作における撮影条件が、シャッタ速度１／５秒、絞り値Ｆ２．８、ＩＳＯ４００の場合にＴＬが１／９秒であれば、絞り値をＦ２．８にしたまま、シャッタ速度を１／１０秒、ＩＳＯ感度を８００に修正する。すなわち、シャッタ速度をＴＬより短い、元の値の１／２にした分、ＩＳＯ感度を２倍にすることにより、第１撮影動作の露出値と第２撮影動作の露出値を一致させる。これにより、第１撮影動作に先立って演算された適正露出を維持できる。ステップＳ１１５２により撮影条件の修正が完了したらステップＳ１１６へ進む。
【００６０】
カメラシステム制御部４１は、ステップＳ１１５１において、ユーザが設定した撮影モードが絞り優先モードでないと判断したら、ステップＳ１１５３へ進み、ユーザが設定した撮影モードがＩＳＯ感度固定モードであるか否かを判断する。ＩＳＯ感度固定モードであると判断したら、ステップＳ１１５４へ進み、ユーザが設定したＩＳＯ感度を固定したまま、シャッタ速度をＴＬ以下の値に変更し、これに伴って、第１撮影動作における露出値を維持するように絞り値を修正する。例えば、第１撮影動作における撮影条件が、シャッタ速度１／５秒、絞り値Ｆ２．８、ＩＳＯ４００の場合にＴＬが１／９秒であれば、ＩＳＯ感度を４００にしたまま、シャッタ速度を１／１０秒、絞り値をＦ２．０に修正する。すなわち、シャッタ速度をＴＬより短い、元の値の１／２にした分、絞り値を１段開くことにより、第１撮影動作の露出値と第２撮影動作の露出値を一致させる。これにより、第１撮影動作に先立って演算された適正露出を維持できる。ステップＳ１１５４により撮影条件の修正が完了したらステップＳ１１６へ進む。
【００６１】
カメラシステム制御部４１は、ステップＳ１１５３において、ユーザが設定した撮影モードがＩＳＯ感度固定モードでないと判断したら、ステップＳ１１５５へ進み、シャッタ速度をＴＬ以下の値に変更し、これに伴って、第１撮影動作における露出値を維持するように絞り値とＩＳＯ感度を修正する。この場合は、絞り値とＩＳＯ感度のいずれの値も第１撮影条件における値に近くなるように修正すると良い。ステップＳ１１５５により撮影条件の修正が完了したらステップＳ１１６へ進む。なお、ＩＳＯ感度を無制限に大きくすると画質が悪化するので、第２撮影動作に対して予め定められた上限値を限度としてＩＳＯ感度を変更するように構成しても良い。
【００６２】
以上説明した本実施形態におけるカメラ１０は、振れ補正ユニット２３として、補正レンズ２３０を変位させるタイプのユニットを採用した。しかし、これに限らず、撮像素子３１を変位させるタイプのユニットを採用しても良い。また、振れ補正ユニット２３が採用される撮像装置は、レンズ一体型のカメラに限らず交換レンズ式カメラであっても良いし、カメラ付き携帯電話などであっても良い。
【００６３】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００６４】
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【００６５】
１０  カメラ、１１  光軸、２０  光学系、２１  ズームレンズ、２２  フォーカスレンズ、２３  振れ補正ユニット、２４  レンズシャッタ、３１  撮像素子、３２  Ａ／Ｄ変換器、３３  メモリ制御部、３４  タイミング発生部、３５  内部メモリ、３６  画像処理部、３７  記録媒体ＩＦ、３８  表示制御部、３９  Ｄ／Ａ変換器、４０  表示部、４１  カメラシステム制御部、４２  システムメモリ、４３  ズーム制御部、４４  フォーカス制御部、４５  防振駆動制御部、４６  露光制御部、４７  操作部材、４８  電源制御部、４９  外部機器通信部、５０  計時部、６０  記録媒体、７０  電源、８１  軌跡、２３０  補正レンズ、２３１  ジャイロセンサ、２３３  Ｘ−ホール素子、２３４  Ｙ−ホール素子、２３５  Ｘ−ＶＣＭ、２３６  Ｙ−ＶＣＭ、２４０  可動枠、２４１  係止ピン、２４２  円筒部、２４３  凹部、２４５  翼部、２５０  ベース部材、２５１  係止ピン、２５２  孔部、２５３  凹部、２６０  支持部、２６１  コイルバネ、２６３  転動ボール、３５１  Ｘ−マグネット、３５２  Ｘ−コイル、３６１  Ｙ−マグネット、３６２  Ｙ−コイル、４５１  ＬＰＦ、４５２  Ａ／Ｄ変換器、４５３  積分処理器、４５４  ＨＰＦ、４５５  目標位置処理部、４５６  変換係数処理部、４５７  追従制御部、４５８  Ｄ／Ａ変換器、４５９  駆動ドライバ
【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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