(57)【要約】【課題】動きベクトルの検出サンプル時間を高速にすることなく、フォーカス反転駆動時の像飛びを正確に補正できるカメラシステムを提供することができる。【解決手段】フォーカス駆動制御手段（２０７）は、動画撮影時において、第１の方向に第１の駆動速度で駆動するフォーカスレンズを前記第１の方向とは反対の第２の方向に反転駆動する場合、前記フォーカスレンズを前記第１の駆動速度よりも遅い第２の駆動速度で駆動し、その際に、動きベクトル検出手段（１１３）は撮像素子から動きベクトルを検出し、補正駆動制御手段（２０５）は前記動きベクトルに基づき振れ補正光学系を駆動してフォーカス反転駆動時の像飛びを補正する構成とした。【選択図】図２
2013016945.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動画撮影が可能なカメラシステムであって、
結像光学系により形成される被写体像を撮像する撮像素子と、
該撮像素子からの出力信号に基づいて、コントラスト検出方式による前記結像光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出手段と、
該焦点検出手段の検出結果に基づいて、フォーカスレンズの駆動を制御するフォーカス駆動制御手段と、
前記撮像素子の出力から動きベクトルを検出する動きベクトル検出手段と、
該動きベクトル検出手段の検出結果に基づいて、振れ補正光学系の駆動を制御する補正駆動制御手段と、を有し、
前記フォーカス駆動制御手段は、動画撮影時において、第１の方向に第１の駆動速度で駆動する前記フォーカスレンズを前記第１の方向とは反対の第２の方向に反転駆動する場合、前記フォーカスレンズを前記第１の駆動速度よりも遅い第２の駆動速度で駆動させ、
前記補正駆動制御手段は、前記フォーカスレンズが前記第２の駆動速度で駆動している間に得られた前記動きベクトル検出手段の検出結果に基づいて、前記振れ補正光学系を駆動させることを特徴とするカメラシステム。
【請求項２】
前記焦点検出手段が前記撮像素子の出力に基づく被写体像のコントラストがピークを超えたと判断したときに、前記フォーカス駆動制御手段は前記フォーカスレンズを前記第２の方向に反転駆動す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】
前記フォーカス駆動制御手段は、前記フォーカスレンズを前記第２の方向に所定量だけ前記第２の駆動速度で駆動した後、前記フォーカスレンズを該第２の方向に前記第１の駆動速度で駆動することを特徴とする請求項１又は２に記載のカメラシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラシステムに関し、特に動画撮影時の像飛び対策に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、動画撮影時のフォーカス駆動に伴って、レンズ位置の変動により像が移動し、その像の移動が撮影で記録される現象（以下、この現象を「像飛び」という。）が発生していた。該像飛びのメカニズムについて以下に説明する。フォーカスレンズの駆動にあたり、フォーカスレンズを保持するフォーカスレンズ保持鏡筒は複数のカムフォロアを有し、該カムフォロアはカム部材に係合している。そして、フォーカスレンズ保持鏡筒に回転が伝達されるとカムフォロアはカム部材に形成されるカムに沿って移動し、フォーカスレンズが回転しながら繰り出されてフォーカス駆動が行われる。このような構成において、カムとカムフォロア間にガタがあると、回転方向が同一方向時にはガタは寄ったまま駆動されるが、回転方向反転時にはガタが寄る方向が変化することで、ガタの分だけ移動して駆動が開始される。このガタを移動する際に上記の像飛びが発生する。
【０００３】
この像飛びの対策として、ガタがないようにカムとカムフォロアのガタ取り付勢を行うことが考えられる。しかし、ガタ取り付勢を行った構成では付勢により駆動トルクが上昇するという問題が発生する。特に、最近はデジタル一眼レフカメラにおいても動画撮影が可能となっており、一眼レフカメラに装着可能なレンズにおいては駆動するレンズ群が大きいため、ガタ取りの付勢力が大きくなり、その結果駆動トルクが重くなるので現実的な対策とならない。これに対し、特許文献１では、画像から動きベクトルを検出して、その結果に基づき防振レンズを駆動して像飛びを補正する提案がなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３３８１０９５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の方式ではフォーカスレンズの反転駆動時に発生する急激な像の移動は動きベクトルの検出サンプル時間が高速でないと検出することができないため、正確な像飛び補正ができない。また、検出サンプル時間を高速化した場合は、一コマ分の撮像素子に入る光量が少なくなるため、ノイズの影響を受け不安定な情報となる。したがって、動きベクトルの検出サンプル時間を高速化したとしても、正確な像飛び補正を行うことはできない。
【０００６】
そこで、本発明は、動きベクトルの検出サンプル時間を高速にすることなく、フォーカス反転駆動時の像飛びを正確に補正できるカメラシステ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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の一側面としてのカメラシステムは、動画撮影が可能なカメラシステムであって、結像光学系により形成される被写体像を撮像する撮像素子と、該撮像素子からの出力信号に基づいて、コントラスト検出方式による前記結像光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出手段と、該焦点検出手段の検出結果に基づいて、フォーカスレンズの駆動を制御するフォーカス駆動制御手段と、前記撮像素子の出力から動きベクトルを検出する動きベクトル検出手段と、該動きベクトル検出手段の検出結果に基づいて、振れ補正光学系の駆動を制御する補正駆動制御手段と、を有し、前記フォーカス駆動制御手段は、動画撮影時において、第１の方向に第１の駆動速度で駆動する前記フォーカスレンズを前記第１の方向とは反対の第２の方向に反転駆動する場合、前記フォーカスレンズを前記第１の駆動速度よりも遅い第２の駆動速度で駆動させ、前記補正駆動制御手段は、前記フォーカスレンズが前記第２の駆動速度で駆動している間に得られた前記動きベクトル検出手段の検出結果に基づいて、前記振れ補正光学系を駆動させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、動きベクトルの検出サンプル時間を高速にすることなく、フォーカス反転駆動時の像飛びを正確に補正できるカメラシステムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態であるカメラシステムの断面図である。
【図２】本発明の実施形態であるカメラシステムのブロック図である。
【図３】本発明の実施形態であるカメラシステムのフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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】
【００１１】
図１は本発明の実施例を表すカメラシステムの断面図である。１はカメラ本体、２は装着された交換レンズである。
【００１２】
３は撮影開始前は交換レンズ２を通ってきた光線の光軸上にあり、光線の一部をファインダー光学系に導くと共に一部の光線をサブミラー４を通して焦点検出部５へと分光し、撮影中は光軸より待避するミラーである。焦点検出部５は入射した光線を二つの光束に分割するコンデンサレンズと光線を再結像させる二つのセパレータレンズと、結像された被写体像を光電変換するＣＣＤ等のラインセンサーからなる位相差方式のＡＦセンサからなる。６は撮影中は交換レンズ２を通ってきた光線が結像し、結像された被写体像を光電変換するＣＭＯＳあるいはＣＣＤなどの半導体撮像部（撮像素子）である。該半導体撮像部６のデータは記録されるのみでなく、動画撮影時にはＴＶ−ＡＦ時のコントラスト評価や動きベクトル検出に使用される。ファインダー光学系は７のペンタプリズム、８のファインダー光学部より構成されている。
【００１３】
１１は第一のレンズ群、１２はフォーカシング光学系となる第二のレンズ群（フォーカスレンズ）、１３は変倍光学系となる第三のレンズ群であり、１４は振れ補正光学系となる第四のレンズ群（振れ補正レンズ）である。また、第一レンズ群から第四のレンズ群を通る光束は、絞り１５で光量制限される。フォーカシング光学系となる第二のレンズ群１２はＡＦ駆動モータ１６（フォーカス駆動部）からの駆動力を受けて光軸上を移動し、所定の合焦位置に停止することで焦点調節を行う。変倍光学系となる第三のレンズ群１３は撮影者からの操作を伝達する不図示の伝達機構により、光軸方向への駆動に変換され変倍するように光軸方向に駆動される。振れ補正光学系となる第四のレンズ群１４は振動ジャイロ等からなる角度振れ検出センサ１７からの検知出力及び、振れ補正駆動部１９からの駆動力を受けて光軸に対し垂直方向に移動し角度振れ補正を行なう。
【００１４】
図２は、本発明に係る図１で説明した、撮影装置を搭載したカメラシステムのブロック図である。図中、１００はカメラ本体、２００は交換レンズ本体を示している。
【００１５】
１０１は、マイクロコンピュータで構成されるカメラＣＰＵで、後述の如くカメラ本体１００内の種々の装置の動作を制御するとともに、交換レンズ本体２００の装着時にはカメラ接点１０２を介してレンズＣＰＵ２０１との送信及び受信を行なうものである。その送信される情報としては、後述する焦点検出情報に基づくフォーカスレンズの駆動情報等が含まれ、また、交換レンズ本体側から受信する信号として露光待機情報等が含まれる。カメラ接点１０２は交換レンズ本体側に信号を伝達する信号伝達接点、交換レンズ本体側に電源を供給する電源用接点からなっている。１０３は、外部より操作可能な電源ＳＷ手段であり、カメラＣＰＵ１０１を立ち上げてシステム内の各アクチュエータやセンサ等への電源供給およびシステムの動作を可能な状態とするためのスイッチである。１０４は動画撮影が可能な動画モードか静止画撮影が可能な静止画モードかを選択する選択スイッチ（モード選択手段）であり、どちらのモードが選択されるかによりカメラシステムの制御が変更される。１０５は外部より操作可能な２段ストローク式のレリーズＳＷ手段で、その信号はカメラＣＰＵ１０１に入力される。カメラＣＰＵ１０１は、静止画モード時には、レリーズＳＷ手段１０５より入力された信号に従い、第１ストロークスイッチ（ＳＷ１）がＯＮであれば、撮影準備動作が行われる。また、第２ストロークスイッチ（ＳＷ２）がＯＮまで操作されたことを検知するとミラーアップを行い、露光動作が開始される。また、カメラＣＰＵ１０１は、動画モード時には、第１ストロークスイッチ（ＳＷ１）がＯＮであれば、ミラーアップが行われ動画撮影が開始さる。１０６は測光手段であり、露光量の決定を行なう。１０７は静止画用測距手段であり、図１の焦点検出部５により被写体を測距し、ディフォーカス量を検出して、ディフォーカス情報をカメラＣＰＵ１０１へと伝える。１０８は露光手段（シャッタ）であり、シャッタの開放により露光を行う。１０９は撮像部で、交換レンズ本体内の結像光学系（第一レンズ群から第四レンズ群）により形成される被写体像を光電変換（撮像）して、信号処理部１１０にてデジタル変換された画像信号を出力する。その画像データは画像記録部１１１にてフラッシュメモリ等の半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスク等の記録媒体に記録、保存される。１１２は動画用測距手段であり、コントラスト検出方式による結像光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出手段である。前述の撮像部１０９の出力から被写体像のコントラスト値を算出し、算出したコントラスト情報をカメラＣＰＵ１０１へと伝える。１１３は動きベクトル検出手段であり、前述の撮像部１０９の出力から被写体像の移動方向、移動量を算出し、その情報をカメラＣＰＵ１０１へと伝える。
【００１６】
２０２はレンズ接点であり、カメラ本体側より信号が伝達される信号伝達接点、カメラ本体側から電源が供給される電源用接点からなっている。２０３は外部より操作可能な防振操作ＳＷ手段であり、像振れ補正動作（防振動作）を行なわせるかどうかを選択（ＯＮで防振動作選択）することが可能であり、その情報はカメラ本体１００にも送信される。２０４は振動ジャイロ等からなる角度振れ検出手段である。レンズＣＰＵ２０１からの命令に従いカメラの縦振れ（ピッチ方向）及び横振れ（ヨー方向）の角速度を検出する角速度検出部と、該検出部の出力信号を電気的あるいは機械的に積分した変位をレンズＣＰＵ２０１に出力する演算出力部とから構成されている。２０５は補正駆動制御手段であり、角度振れの補正を行うと同時に、動画撮影時の像飛び補正を行う。補正光学手段２０６は、図１で記述した振れ補正光学系１４を有する。また、該振れ補正光学系１４をＸ方向に駆動する永久磁石、コイルからなるＸ方向駆動手段と該振れ補正光学系１４をＹ方向に駆動する永久磁石、コイルからなるＹ方向駆動手段により振れ補正光学系１４を移動させ補正を行う振れ補正駆動部を有する。２０７はフォーカス駆動制御手段で、カメラ本体からのＡＦ情報を基にフォーカス駆動部を制御する。２０８は合焦手段であり、前述の如くレンズＣＰＵ２０１内のフォーカス駆動制御手段２０７によって制御されるフォーカス駆動部と、該フォーカス駆動部によって駆動される第２のレンズ群１２とから構成されている。２０９は絞り手段であり、前述の如くカメラＣＰＵ１０１から送信された絞り動作命令に従いレンズＣＰＵ２０１によって制御される不図示の絞り駆動部と、該絞り駆動部によって駆動され開口面積を決定する絞り１５とから構成されている。
【００１７】
図３は、図２に示したカメラシステムにおける主要動作を示すフローチャート図である。
【００１８】
まず、ステップ１００１（以下、ステップをＳで示す。）にて、カメラ本体１００の電源ＳＷ手段１０３をＯＮにし、交換レンズ本体２００に電源の供給が開始される。ここで、Ｓ１００１は、例えば、新しい電池を入れた場合やカメラ本体１００に交換レンズ本体２００を装着した場合など、カメラ本体１００と交換レンズ本体２００との間で通信が開始されるステップであってもよい。次に、Ｓ１００２にて、カメラＣＰＵ１０１はレリーズＳＷ手段１０５のＳＷ１のオン／オフを検出し、オンであればＳ１００３へ、オフであればＳ１００２へと進む。次に、Ｓ１００３では、カメラＣＰＵ１０１は動画モードであるか否かの判別を行う。Ｓ１００３にて、判別した結果が動画モードであるならばＳ１００４へ、動画モードでなければＳ１０１３へ進む。
【００１９】
次に、Ｓ１００３にて判別した結果が動画モードである場合（Ｓ１００３のＹ）は、Ｓ１００４にて、カメラＣＰＵ１０１で測光、ＡＦ（測距動作）、録画が開始され、レンズＣＰＵ２０１でＡＦ（合焦動作）が開始される。ここでのＡＦは撮像素子の出力からコントラストの検出を行い、コントラストのピーク位置にフォーカスレンズを駆動するコントラストＡＦが行われる。Ｓ１００５では、レンズＣＰＵ２０１は、コントラストＡＦの検出結果に基づき、コントラストのピークを検出するまでフォーカスレンズを駆動する。その時の駆動速度は、通常駆動速度（第１の駆動速度）が選択される。次に、Ｓ１００６で、カメラＣＰＵ１０１によりコントラストのピークを超えたことが検出され反転命令が出されると、レンズＣＰＵ２０１は、Ｓ１００７で、反転駆動速度（第２の駆動速度）を選択した後にピーク位置まで反転して戻る駆動制御が行われる。また、カメラＣＰＵ１０１は、反転駆動と同時に撮像素子の出力から動きベクトル検出を行い（Ｓ１００８）、レンズＣＰＵ２０１は、その検出結果から像飛びを緩和する方向に振れ補正レンズを駆動して像飛び補正が行われる。Ｓ１００６にて、カメラＣＰＵ１０１による反転命令が出ていない場合はＳ１０１１へ進む。Ｓ１００９では、レンズＣＰＵ２０１は、所定量反転方向に駆動がなされ、ガタ取り駆動が終了したか否かを判別する。このガタ取り駆動が終了したか否かの判別は、フォーカスレンズを反転方向に所定量駆動させたか否かによって判別される。より具体的には、フォーカスレンズをガタが発生するカムとカムフォロアのガタ分より少し多めの量だけ駆動することによってガタ取りが安定して終了したと判断する。ガタ取り駆動が終了したと判別した場合は、レンズＣＰＵ２０１は、駆動速度として通常駆動速度（第１の駆動速度）を選択し（Ｓ１０１０）、フォーカスレンズを通常駆動速度で駆動してＳ１０１１へ進む。また、ガタ取り駆動が終了していないと判別した場合は、Ｓ１００６〜Ｓ１００９を繰り返す。なお、Ｓ１０１０において、レンズＣＰＵ２０１がガタ取り駆動を終了したと判別した場合は、上述の反転駆動速度（第２の駆動速度）から通常駆動速度（第１の駆動速度）への切り替えとともに、像飛び補正のための振れ補正レンズの駆動も終了する。Ｓ１０１１で、カメラＣＰＵ１０１は合焦したか否かを判別し、合焦していると判別したら、レンズＣＰＵ２０１は一旦フォーカス駆動を停止させＳ１００２へと進む（Ｓ１０１２）。合焦していない場合は、Ｓ１００２へと進む。
【００２０】
一方で、Ｓ１００３にて判別した結果が動画モードでない場合（Ｓ１００３のＮ）は、カメラＣＰＵ１０１によりＡＥ、ＡＦ、焦点検出が開始され（Ｓ１０１３）、レンズＣＰＵ２０１は、該ＡＦ検出結果をもとにフォーカス駆動を開始する（Ｓ１０１４）。Ｓ１０１５で、カメラＣＰＵ１０１は、合焦したか否かを判別し、合焦していればレンズＣＰＵ２０１はフォーカス駆動を停止し（Ｓ１０１６）Ｓ１０１７へ進む、合焦していなければＳ１００２へと進む。Ｓ１０１７で、カメラＣＰＵ１０１はレリーズＳＷ手段１０５のＳＷ２のオン／オフを検出し、オンであればＳ１０１８へ、オフであればＳ１００２へと進む。Ｓ１０１８で、カメラＣＰＵ１０１は露光動作を開始し、ミラーアップ後にシャッタを開いて撮像素子へ露光を行い、撮像素子の出力を記録する。
【００２１】
図２のブロック図と図３のフローチャートを用いて、本発明の主題である動画モード選択時のフォーカス駆動動作とフォーカス反転駆動時の像飛び補正について以下に記載する。
【００２２】
動画モード選択時にはＳＷ１オン後にミラーがアップし、露光手段１０８によりシャッタを開いて動画撮影が開始される。動画撮影中のＡＦ検出は前述の動画用測距手段１１２により測距が行われる。具体的には撮像部１０９の出力に基づく被写体像のコントラストを検出し、フォーカスレンズを同一方向（第１の方向）に通常駆動速度（第１の駆動速度）で駆動して、コントラストのピークを超えるまで駆動を行う。コントラストのピークを超えたことが判断されると、フォーカス駆動制御手段２０７はフォーカスレンズを第１の方向とは反対の第２の方向に反転駆動させる。この時の、反転駆動速度は像飛びを動きベクトルで検出できるように、低速駆動速度（第１の駆動速度より遅い第２の駆動速度）で駆動を行う。反転駆動と同時に動きベクトル検出部１１３では被写体像の移動方向、移動量を検出して、補正駆動制御手段２０５にその情報を伝える。補正駆動制御手段２０５では被写体像の移動方向、移動量に基づき振れ補正駆動部を駆動制御させ、フォーカス反転時の像飛びを補正する。反転駆動時の像飛びはフォーカス駆動伝達部のガタに起因しているため、このガタ分に加えて所定量フォーカスレンズを駆動する間は低速駆動を行う。そして、フォーカスレンズを所定量駆動したと判断することによって、ガタ取り駆動が終了したと判断する。所定量反転駆動してガタ取り駆動が終了したと判断したら、駆動速度を低速駆動速度（第２の駆動速度）から通常駆動速度（第１の駆動速度）に戻し、コントラストピーク位置までフォーカスレンズの戻し駆動を行う。また、この低速駆動速度（第２の駆動速度）から通常駆動速度（第１の駆動速度）への切り換えに伴い、補正駆動制御手段２０５による像飛びの補正も終了する。換言すれば、補正駆動制御手段２０５は、フォーカスレンズを低速駆動速度（第２の駆動速度）で駆動している間（ガタ取り駆動をしている間）において、上述した像飛び補正を行う。以上の動作により、本発明はレンズ位置の変動に伴う像飛びを正確に補正することが可能である。
【００２３】
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。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明は、ビデオカメラ、コンパクトカメラあるいは一眼レフカメラなどの光学装置に好適に利用できる。 
【符号の説明】
【００２５】
１  カメラ本体
２  交換レンズ
３  ミラー
４  サブミラー
５  焦点検出部
６  半導体撮像部
１２  第二のレンズ群（フォーカスレンズ）
１４  第四のレンズ群（振れ補正光学系）
１５  絞り
１６  フォーカシング用アクチュエータ
１７  角度振れ検出センサ
１９  振れ補正駆動モータ
【図１】
2013016945.tif 000003
【図２】
2013016945.tif 000004
【図３】
2013016945.tif 000005