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WO2015060077A1 - 動画撮像装置及び動画撮像方法 - Google Patents

動画撮像装置及び動画撮像方法 Download PDF

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WO2015060077A1
WO2015060077A1 PCT/JP2014/076077 JP2014076077W WO2015060077A1 WO 2015060077 A1 WO2015060077 A1 WO 2015060077A1 JP 2014076077 W JP2014076077 W JP 2014076077W WO 2015060077 A1 WO2015060077 A1 WO 2015060077A1
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WO
WIPO (PCT)
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moving image
frame rate
drive signal
drive
subject
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2014/076077
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English (en)
French (fr)
Inventor
篤志 松谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Imaging Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Imaging Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Imaging Co Ltd filed Critical Ricoh Imaging Co Ltd
Priority to JP2015543770A priority Critical patent/JPWO2015060077A1/ja
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Ceased legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
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    • G03B2205/0015Movement of one or more optical elements for control of motion blur by displacing one or more optical elements normal to the optical axis

Definitions

  • the present invention relates to a moving image capturing apparatus and a moving image capturing method for obtaining an optical low-pass filter effect by driving a moving member (shake correction member) in a direction different from the optical axis of a photographing optical system (for example, in a plane orthogonal to the optical axis).
  • a moving member shake correction member
  • Patent Document 1 discloses a photographing apparatus that obtains an optical low-pass filter effect by driving (microvibration) a moving member (shake correction optical system) forming a part of a photographing optical system in a plane orthogonal to the optical axis. Has been.
  • Patent Document 1 mainly focuses on how to move a moving member to obtain an optical low-pass filter effect when taking a still image, and captures a moving image (moving image in a memory or the like).
  • a moving image moving image in a memory or the like.
  • moving image capturing has been emphasized also in single-lens reflex cameras.
  • the optical low-pass filter effect is uneven, and moire fringes and false colors are stabilized. Have been found to tend to be difficult to remove. Further, when an optical low-pass filter effect is to be obtained by driving the moving member, increase in power consumption, high frequency noise and vibration becomes a problem.
  • the present invention has been made on the basis of the above problem awareness.
  • a moving image capturing apparatus and moving image capturing method that obtain an optical low-pass filter effect by driving a moving member, an optical low-pass that is uniform and has no unevenness.
  • An object is to realize a filter effect, stably remove moiré fringes and false colors, and effectively suppress power consumption, high-frequency noise, and vibration.
  • the present inventor determines a frame rate at the time of moving image capturing and a drive frequency of a drive signal for driving the moving member. I found a close relationship between them. Then, the present inventor realizes a uniform and non-uniform optical low-pass filter effect by optimally setting the drive frequency of the drive signal for driving the moving member according to the frame rate at the time of moving image capturing, The present invention has been completed with the conclusion that moire fringes and false colors can be stably removed and power consumption, high frequency noise and vibration can be effectively suppressed.
  • the moving image pickup apparatus of the present invention is a moving image pickup apparatus having an image sensor that converts a subject image formed by a shooting optical system into an electrical pixel signal and picks up a moving image of the subject, and is at least one of the shooting optical system.
  • At least one of the optical element forming the part and the image sensor is a moving member (shake correction member), and the moving member is driven in a direction different from the optical axis of the photographing optical system to detect the subject light flux by the image sensor.
  • a drive mechanism that obtains an optical low-pass filter effect by making it incident on a plurality of pixels of different colors, a drive signal generator that generates a drive signal for driving the moving member via the drive mechanism, A frame rate setting unit for setting a frame rate for capturing a moving image, and a frame rate set by the frame rate setting unit It is characterized by having a driving frequency control unit for controlling the drive frequency of the drive signal the driving signal generating unit generates.
  • the drive frequency control unit when the frame rate set by the frame rate setting unit is A [Hz (fps)], and the drive frequency of the drive signal generated by the drive signal generation unit is B [Hz], It is preferable to control the drive frequency B [Hz] of the drive signal generated by the drive signal generator so as to satisfy B ⁇ 0.5A.
  • the drive frequency control unit when the frame rate set by the frame rate setting unit is A [Hz (fps)], and the drive frequency of the drive signal generated by the drive signal generation unit is B [Hz], More preferably, the drive frequency B [Hz] of the drive signal generated by the drive signal generation unit is controlled so as to satisfy 0.5A ⁇ B ⁇ 1.5A.
  • the moving image pickup apparatus of the present invention further includes a shake detection unit that detects a shake in a plane orthogonal to the optical axis of the body main body on which the image sensor is mounted, and the drive signal generation unit captures the moving member in the imaging mode.
  • a micro-vibration signal generation unit that generates a micro-vibration signal for micro-vibration in a direction different from the optical axis of the optical system, and the micro-vibration signal generated by the micro-vibration signal generation unit and the shake detection unit detect It is preferable to include a superimposing / synthesizing unit that generates the driving signal by superimposing and synthesizing the shake detection signal.
  • the frame rate setting unit does not drive the moving member to obtain an optical low-pass filter effect and obtains an optical low-pass filter effect without driving the moving member. It is preferable to set it smaller than the frame rate in the case of capturing moving images.
  • the moving image capturing apparatus of the present invention further includes an exposure control unit for maintaining an appropriate exposure during moving image capturing, and the exposure control unit has a subject exposure at the time of moving image capturing that is high enough to achieve proper exposure. If it cannot be obtained, it is preferable to lower the ISO sensitivity preferentially and shorten the exposure time with an electronic shutter when proper exposure cannot be obtained even if the ISO sensitivity is lowered to the minimum.
  • the drive frequency control unit preferably performs control to increase the drive frequency of the drive signal generated by the drive signal generation unit.
  • the moving image capturing apparatus of the present invention further includes an exposure control unit for maintaining an appropriate exposure during moving image capturing, and the exposure control unit has a subject exposure at the time of moving image capturing that is low enough to provide proper exposure.
  • the exposure control unit has a subject exposure at the time of moving image capturing that is low enough to provide proper exposure.
  • the moving image capturing apparatus compares the period of color change of at least a part of the moving image of the subject with the period of minute vibrations of the moving member to determine whether moire has occurred in the moving image of the subject. It is preferable to further include a moire determination unit for determining whether or not.
  • the moving image pickup apparatus of the present invention further includes a moire notification unit that notifies the moire determination unit when the moire determination unit determines that moire is generated in the moving image of the subject.
  • the moving image capturing apparatus of the present invention further includes a moving image capturing setting changing unit that changes various settings at the time of moving image capturing when the moire determination unit determines that moire has occurred in a moving image of a subject. It is preferable.
  • the moving image capturing method of the present invention includes an image sensor that converts a subject image formed by a photographing optical system into an electrical pixel signal and picks up a moving image of the subject, and an optical element that forms at least a part of the photographing optical system.
  • at least one of the image sensors is a moving member (shake correction member), and the moving member is driven in a direction different from the optical axis of the photographing optical system, whereby a subject light flux is a plurality of different detection colors of the image sensor.
  • a driving signal generating step for generating a driving signal for driving the moving member via the driving mechanism in a moving image capturing apparatus having a driving mechanism that is incident on a pixel and obtains an optical low-pass filter effect;
  • Set in the frame rate setting step for setting the frame rate for capturing moving images of the subject and the frame rate setting step.
  • it is characterized by having a driving frequency control step of controlling the drive frequency of the drive signal generated by the drive signal generating step.
  • the drive frequency control step when the frame rate set in the frame rate setting step is A [Hz (fps)] and the drive frequency of the drive signal generated in the drive signal generation step is B [Hz], It is preferable to control the drive frequency B [Hz] of the drive signal generated in the drive signal generation step so as to satisfy B ⁇ 0.5A.
  • the drive frequency control step when the frame rate set in the frame rate setting step is A [Hz (fps)] and the drive frequency of the drive signal generated in the drive signal generation step is B [Hz], It is more preferable to control the drive frequency B [Hz] of the drive signal generated in the drive signal generation step so as to satisfy 0.5A ⁇ B ⁇ 1.5A.
  • the moving image capturing method of the present invention further includes a shake detection step of detecting a shake in a plane orthogonal to the optical axis of the body main body on which the image sensor is mounted.
  • the driving signal generation step includes a micro vibration signal generation step for generating a micro vibration signal for causing the moving member to micro vibration in a direction different from the optical axis of the imaging optical system, and the micro vibration signal.
  • a superimposing and synthesizing step for generating the drive signal by superimposing and synthesizing the minute vibration signal generated in the generating step and the shake detection signal detected in the shake detecting step.
  • the frame rate for capturing moving images while driving the moving member to obtain an optical low-pass filter effect is obtained without driving the moving member and obtaining an optical low-pass filter effect. It is preferable to set it smaller than the frame rate in the case of capturing moving images.
  • the moving image capturing method of the present invention further includes an exposure control step for maintaining proper exposure during moving image capturing.
  • the exposure control step when the subject brightness at the time of moving image capturing is too high to obtain a proper exposure, the ISO sensitivity is preferentially lowered, and the proper exposure can be achieved even if the ISO sensitivity is lowered to the minimum. When it cannot be obtained, it is preferable to shorten the exposure time with an electronic shutter.
  • the drive frequency control step it is preferable to execute control to increase the drive frequency of the drive signal generated in the drive signal generation step.
  • the moving image capturing method of the present invention further includes an exposure control step for maintaining proper exposure during moving image capturing.
  • the exposure control step when the subject brightness at the time of moving image capturing is too low to obtain an appropriate exposure, the exposure time is preferentially increased by the electronic shutter, and the exposure time is increased to the maximum.
  • the moving image capturing method of the present invention determines whether or not moire has occurred in the moving image of the subject by comparing the period of color change of at least a part of the moving image of the subject with the cycle of minute vibrations of the moving member. It is preferable to further include a moire determination step for determining whether or not.
  • the moving image capturing method of the present invention further includes a moire notification step of notifying that when the moire is generated in the moving image of the subject in the moire determination step.
  • the moving image capturing method of the present invention further includes a moving image capturing setting changing step for changing various settings at the time of moving image capturing when it is determined in the moire determining step that moire has occurred in the moving image of the subject. It is preferable.
  • a uniform and non-uniform optical low-pass filter effect is realized, and moire fringes and false colors are realized.
  • Etc. can be stably removed, and power consumption, high frequency noise and vibration can be effectively suppressed.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a main configuration of an image shake correction apparatus for a digital camera according to the present invention.
  • 1 is a side view illustrating a configuration of an image shake correction apparatus for a digital camera according to the present invention.
  • 4A and 4B are diagrams showing an operation for giving an optical low-pass filter effect by driving the image sensor so as to draw a predetermined locus
  • FIG. 4A is a diagram of the photographing optical system.
  • FIG. 4B shows the image sensor being drawn so as to draw a rotationally symmetric circular locus centered on the optical axis of the imaging optical system.
  • FIGS. 8A and 8B are diagrams illustrating a state in which a moire is generated in a moving image of a subject in through image shooting and displayed on the LCD.
  • FIGS. 1-10 An embodiment of a digital camera (moving image capturing apparatus) 10 according to the present invention will be described with reference to FIGS.
  • capturing a moving image of a subject refers to “moving image capturing” that stores a moving image of a subject in a storage unit (image memory 25) such as a memory and a moving image of the subject. This is used in a concept including both “through image shooting (live view shooting)” displayed in real time on the display means (LCD 24).
  • the digital camera 10 includes a body main body 20 and a photographic lens 30 that can be attached to and detached from the body main body 20 (lens exchangeable).
  • the photographic lens 30 includes, in order from the subject side (left side in FIG. 1) to the image plane side (right side in FIG. 1), a photographic lens group (photographic optical system, moving member, shake correction member) 31, and aperture ( Photographing optical system) 32.
  • the body main body 20 has a shutter (photographing optical system) 21 and an image sensor (moving member, shake correction member) 22 in order from the subject side (left side in FIG. 1) to the image plane side (right side in FIG. 1). And.
  • the body body 20 also includes a diaphragm / shutter drive circuit 23 that controls driving of the diaphragm 32 and the shutter 21 in a state where the body body 20 is attached to the photographing lens 30.
  • a subject image is formed on the light receiving surface of the image sensor 22 by the subject light flux that enters from the photographing lens group 31 and passes through the aperture 32 and the shutter 21.
  • the subject image formed on the light receiving surface of the image sensor 22 is converted into an electrical pixel signal by a large number of pixels arranged in a matrix, and is output to the DSP 40 as moving image data.
  • the DSP 40 performs predetermined image processing on the moving image data input from the image sensor 22, displays it on the LCD 24 (through image shooting (live view shooting)), and stores it in the image memory 25 (moving image shooting).
  • the photographic lens group 31 is drawn so as to be composed of a single lens (optical element).
  • the actual photographic lens group 31 may be, for example, a fixed lens, a variable magnification lens that moves during magnification, It consists of a plurality of lenses (optical elements) such as a focusing lens that moves during focusing.
  • the image sensor 22 includes a plurality of packages, a solid-state image sensor chip housed in the package, and a lid member fixed to the package so as to hermetically protect the solid-state image sensor chip. It consists of the following components.
  • “to drive the image sensor (moving member, shake correction member) 22” means “at least one of the plurality of components of the image sensor (moving member, shake correction member) 22 through which the subject luminous flux passes. Means to drive the part.
  • the photographing lens 30 includes a communication memory 33 that stores various information such as resolving power (MTF) information of the photographing lens group 31 and aperture diameter (aperture value) information of the diaphragm 32.
  • various information stored in the communication memory 33 is read into the DSP 40.
  • the body main body 20 is connected to the DSP 40 and includes a photographing operation switch 26 and a low-pass filter operation switch 27.
  • the photographing operation switch 26 includes various switches such as a power switch and a release switch.
  • the low-pass filter operation switch 27 switches on / off the low-pass filter operation for driving the image sensor 22 in a plane orthogonal to the optical axis Z of the imaging optical system (hereinafter sometimes referred to as an optical axis orthogonal plane). It is a switch for performing various settings related to operation.
  • the low-pass filter operation of the image sensor 22 will be described in detail later.
  • the body main body 20 is connected to the DSP 40 and includes a gyro sensor (a shake detection unit) 28.
  • the gyro sensor 28 detects a shake detection signal indicating a shake in the plane orthogonal to the optical axis of the body body 20 by detecting a moving angular velocity (around the X axis and the Y axis) applied to the body body 20.
  • the image sensor 22 is an image blur correction device (drive mechanism) 50 that is movable in the X-axis direction and the Y-axis direction (two orthogonal directions) orthogonal to the optical axis Z of the photographing optical system. It is mounted on.
  • the image shake correction apparatus 50 includes a fixed support substrate 51 fixed to a structure such as a chassis of the body main body 20, a movable stage 52 that fixes the image sensor 22 and is slidable with respect to the fixed support substrate 51, and fixed support.
  • Magnets M1, M2, M3 fixed on the surface of the substrate 51 facing the movable stage 52, and each magnet M1, fixed on the fixed support substrate 51 with the movable stage 52 sandwiched between the magnets M1, M2, M3,
  • For driving to generate a driving force by receiving a current in a magnetic field of the magnetic circuit fixed to the movable stage 52 and the yokes Y1, Y2, Y3 made of a magnetic material constituting the magnetic circuit between M2 and M3
  • the coils C1, C2, and C3 are provided, and an AC drive signal (AC voltage) is passed (applied) to the drive coils C1, C2, and C3, whereby the fixed support substrate 51 Movable stage 52 (image sensor 22) is adapted to drive the optical axis orthogonal plane.
  • the AC drive signal that flows through the drive coils C1, C2, and C3 is generated by an image sensor drive circuit (drive signal generation unit) 60 described later under the control of the DSP 40.
  • image sensor drive circuit 60 drive signal generation unit
  • the configuration of the image sensor drive circuit 60 and the AC drive signal generated by the image sensor drive circuit 60 will be described in detail later.
  • the image sensor 22 includes a magnetic driving unit including the magnet M1, the yoke Y1, and the driving coil C1, and a magnetic driving unit (two sets of magnetic driving units) including the magnet M2, the yoke Y2, and the driving coil C2.
  • a magnetic driving unit two sets of magnetic driving units
  • magnetic drive means a set of magnetic drive means
  • the magnet M3, the yoke Y3, and the drive coil C3 are orthogonal to the longitudinal direction of the image sensor 22.
  • the fixed support substrate 51 detects the magnetic force of the magnets M1, M2, and M3 in the vicinity (central space) of each of the driving coils C1, C2, and C3, and is orthogonal to the optical axis of the movable stage 52 (image sensor 22).
  • Hall sensors H1, H2, and H3 for detecting a position detection signal indicating the position in the plane are arranged.
  • the position and tilt (rotation) of the movable stage 52 (image sensor 22) are detected by the hall sensors H1 and H2, and the position of the movable stage 52 (image sensor 22) is detected by the hall sensor H3.
  • the DSP 40 includes a shake detection signal indicating a shake in the plane orthogonal to the optical axis of the body main body 20 detected by the gyro sensor 28 and an image sensor detected by the hall sensors H1, H2, and H3 via an image sensor driving circuit 60 described later.
  • the image sensor 22 is driven in the optical axis orthogonal plane by the image blur correction device 50 based on the position detection signal indicating the position in the optical axis orthogonal plane 22. Thereby, the image formation position of the subject image on the image sensor 22 can be displaced, and the image shake due to the camera shake can be corrected. In the present embodiment, this operation is referred to as “image blur correction operation (image blur correction drive) of the image sensor 22”.
  • the image shake correction apparatus 50 drives the image sensor 22 so as to draw a predetermined locus in a plane orthogonal to the optical axis Z of the photographing optical system, and the subject light flux is detected in a plurality of different colors detected by the image sensor 22.
  • an optical low-pass filter effect hereinafter sometimes referred to as an LPF effect
  • this operation is referred to as “low-pass filter operation (LPF operation, LPF drive) of the image sensor 22”.
  • the image shake correction apparatus 50 executes “center holding operation (center holding drive) of the image sensor 22” that holds the image sensor 22 at the center position of the image shake correction operation range (image shake correction drive range). To do. For example, when “image blur correction operation of image sensor 22 (image blur correction drive)” and “LPF operation of image sensor 22 (LPF drive)” are both off, “center holding operation of image sensor 22 (center holding operation”). (Driving) "is turned on, and shooting is performed (the center is maintained without image blur correction).
  • Image sensor 22 image blur correction operation (image blur correction drive)”, “image sensor 22 LPF operation (LPF drive)” and “center holding operation (center holding drive) of image sensor 22” are combined operations of these.
  • a mode realized by the image blur correction device 50 as (combining drive) or a mode in which only one of these operations (drive) is realized by the image blur correction device 50 alone is possible.
  • an image sensor 22 includes a large number of pixels 22a arranged in a matrix at a predetermined pixel pitch P on the light receiving surface, and any one of the color filters R, G, and B in a Bayer array on the front surface of each pixel 22a. Is arranged.
  • Each pixel 22a detects the color of the subject light beam that has passed through one of the color filters R, G, and B on the front surface, that is, photoelectrically converts light of a color component (color band), and the intensity (luminance) ) Is stored.
  • FIG. 4A shows a case where the image sensor 22 is driven so as to draw a rotationally symmetric square locus around the optical axis Z of the photographing optical system.
  • This square locus can be, for example, a square closed path with the pixel pitch P of the image sensor 22 as one side.
  • the image sensor 22 is arranged in units of one pixel pitch P in the Y-axis direction parallel to one (vertical direction) of the pixels 22a orthogonal to each other and in the X-axis direction parallel to the other (horizontal direction). Are alternately moved to form a square path.
  • FIG. 4B shows a case where the image sensor 22 is driven to draw a rotationally symmetric circular locus centering on the optical axis Z of the photographing optical system.
  • This circular locus can be a circular closed path having a radius r of 2 1/2 / 2 times the pixel pitch P of the image sensor 22.
  • the image sensor 22 when the image sensor 22 is driven so as to draw a square or circular predetermined locus during exposure, the light enters the center of each color filter R, G, B (pixel 22a). Since the subject light beam (light beam) is equally incident on the four color filters R, G, B, and G, the same effect as the optical low-pass filter can be obtained. In other words, since light rays incident on any color filter R, G, B, G (pixel 22a) are necessarily incident on the surrounding color filters R, G, B, G (pixel 22a), the optical low-pass filter is also very much optical. The same effect (LPF effect) as the light beam passed through is obtained.
  • the strength of the LPF effect by the image sensor 22 can be increased. It can be switched in stages. That is, the radius r of one side of the square locus or the circular locus is increased (the range of the pixel 22a incident on the pixel 22a (color filter R, G, B, G) having a different detection color of the image sensor 22 on which the subject light ray is incident).
  • the LPF effect is strengthened, while the radius r of one side of the square locus or the circular locus is shortened (pixels 22a (color filters R, G, and B) having different detection colors of the image sensor 22 on which the subject ray is incident. , G)), the LPF effect is weakened.
  • the driving range of the image sensor 22 and the LPF effect can be switched in four stages of “OFF”, “small”, “medium”, and “large”.
  • the driving range of the image sensor 22 and the LPF effect being “OFF” mean that the image sensor 22 is not driven and therefore the LPF effect cannot be obtained.
  • the switching of the driving range of the image sensor 22 and the LPF effect can be performed, for example, by a manual operation of the low-pass filter operation switch 27 or by the DSP 40 automatically based on various shooting condition parameters.
  • the digital camera 10 causes the image sensor 22 to be orthogonal to the optical axis via the image blur correction device 50 by causing an AC drive signal to flow through the drive coils C 1, C 2, and C 3.
  • An image sensor drive circuit (drive signal generation unit) 60 that drives in a plane is provided. The overall operation of the image sensor driving circuit 60 is controlled by the DSP 40.
  • the image sensor driving circuit 60 includes an adding unit 61, a gain unit 62, a minute vibration signal generating unit 63, an LPF switch 64, a superimposing / synthesizing unit 65, and a controller 66. ing.
  • the adding unit 61 performs addition processing on a shake detection signal indicating a shake in the plane orthogonal to the optical axis of the body main body 20 detected by the gyro sensor 28.
  • the gain unit 62 amplifies the shake detection signal to which the addition unit 61 has performed the addition process.
  • the gain unit 62 amplifies the shake detection signal subjected to the addition process by the addition unit 61 in accordance with the focal length information of the photographing lens 30 acquired through lens communication with the photographing lens 30.
  • the focal length information of the photographic lens 30 is included in the gain for the gain unit 62 to amplify the shake detection signal.
  • the minute vibration signal generation unit 63 generates a minute vibration signal for obtaining the LPF effect by causing the image sensor 22 to vibrate in the plane orthogonal to the optical axis.
  • the LPF switch 64 determines whether or not to obtain the LPF effect by causing the image sensor 22 to vibrate in the plane orthogonal to the optical axis by switching between passing and blocking the minute vibration signal generated by the minute vibration signal generator 63. It is a switch for switching.
  • the superimposing / synthesizing unit 65 superimposes and synthesizes the micro-vibration signal generated by the micro-vibration signal generating unit 63 and the shake detection signal amplified by the gain unit 62 after the addition unit 61 performs the addition process, thereby generating image blur.
  • a drive signal for driving the image sensor 22 in the plane orthogonal to the optical axis is generated via the correction device 50.
  • the controller 66 drives the image sensor 22 in the plane orthogonal to the optical axis by causing the drive signal generated by the superposition synthesis unit 65 to flow through the driving coils C1, C2, and C3.
  • the LPF operation is executed.
  • PID control can be considered. From the PID control, a duty ratio for driving the driving coils C1, C2, and C3 is output by PWM control.
  • the DSP 40 includes a frame rate setting unit 41, a drive frequency control unit 42, an exposure control unit 43, a moire determination unit 44, a moire notification unit 45, and a moving image imaging setting change unit 46.
  • the frame rate setting unit 41 sets a frame rate when shooting a moving image of a subject.
  • the frame rate set by the frame rate setting unit 41 can be, for example, 30 [Hz (fps)] or 60 [Hz (fps)].
  • the frame rate setting unit 41 drives the image sensor 22 in the plane orthogonal to the optical axis by driving the image sensor 22 in the plane orthogonal to the optical axis to obtain a frame rate when moving images are captured while obtaining an optical low-pass filter effect.
  • the frame rate is set to be smaller than the frame rate when the moving image is captured without obtaining the optical low-pass filter effect.
  • the frame rate setting unit 41 sets the frame rate in the former case to 15 [Hz (fps)] and sets the frame rate in the latter case to 30 [Hz (fps)], or the former In this case, the frame rate in this case is set to 30 [Hz (fps)] and the frame rate in the latter case is set to 60 [Hz (fps)].
  • the drive frequency control unit 42 controls the drive frequency of the drive signal generated by the image sensor drive circuit 60 according to the frame rate set by the frame rate setting unit 41.
  • the drive frequency control unit 42 It is preferable to control the drive frequency B [Hz] of the drive signal generated by the image sensor drive circuit 60 so as to satisfy B ⁇ 0.5A.
  • the drive frequency control unit 42 has a drive frequency of the drive signal generated by the image sensor drive circuit 60 of 15 [Hz] or more. Control is performed as follows.
  • the drive frequency control unit 42 It is more preferable to control the drive frequency B [Hz] of the drive signal generated by the image sensor drive circuit 60 so as to satisfy 0.5A ⁇ B ⁇ 1.5A.
  • the drive frequency control unit 42 has a drive frequency of the drive signal generated by the image sensor drive circuit 60 of 30 [Hz] or more. In addition, control is performed so that the frequency is 90 [Hz] or less.
  • the drive signal generated by the image sensor drive circuit 60 according to the frame rate set by the frame rate setting unit 41 so that the drive frequency control unit 42 satisfies 0.5A ⁇ B ⁇ 1.5A.
  • the driving frequency By optimally setting the driving frequency, a uniform and uniform optical low-pass filter effect can be realized, and moire fringes and false colors can be stably removed.
  • FIG. 6 shows the movement of the image sensor 22 in the plane orthogonal to the optical axis when the LPF effect is turned on and when the LPF effect is turned off.
  • the horizontal axis represents time
  • the vertical axis represents the movement amount.
  • the movement amount on the vertical axis is divided into an X-direction movement amount and a Y-direction movement amount.
  • the frame rate set by the frame rate setting unit 41 is 30 [Hz (fps)], and the drive frequency of the drive signal generated by the image sensor drive circuit 60 is 30 [Hz] (the image sensor in one frame of moving image capturing). 22 makes one round).
  • the LPF effect is off
  • the image sensor 22 is driven following the control target obtained from the gyro sensor 28.
  • the LPF effect is ON
  • the image sensor 22 is driven by superimposing the minute vibration signal generated by the minute vibration signal generating unit 63 on the control target obtained from the gyro sensor 28.
  • the exposure control unit 43 performs exposure control for maintaining proper exposure at the time of moving image capturing.
  • the exposure controller 43 preferentially lowers the ISO sensitivity when the subject brightness at the time of moving image capturing is too high to obtain an appropriate exposure, and an appropriate exposure cannot be obtained even if the ISO sensitivity is lowered to the minimum.
  • the exposure control unit 43 preferentially lengthens the exposure time with the electronic shutter when the subject brightness at the time of moving image capturing is too low to obtain a proper exposure, and is appropriate even if the exposure time is maximized. Increase ISO sensitivity when exposure cannot be obtained.
  • FIG. 7 is a timing chart showing the relationship between subject brightness, ISO sensitivity, and exposure time when a moving image is captured by the digital camera 10.
  • the ISO sensitivity changes in order to maintain proper exposure. If even the lowest ISO 100 that can be set does not provide proper exposure, the exposure time is shortened from 1/30 s using an electronic shutter. The lower limit of the exposure time is 1/60 s. Thereby, a half cycle of the driving cycle of the image sensor 22 can be secured within the exposure time, and the optical low-pass filter effect is slightly reduced, but the effect can be realized.
  • the predetermined frequency obtained from the reciprocal of the exposure time by the electronic shutter of each frame of moving image capturing is at least twice the frame rate set by the frame rate setting unit 41.
  • the drive frequency control unit 42 performs control to increase the drive frequency of the drive signal generated by the image sensor drive circuit 60.
  • the moire determination unit 44 compares the color change period of at least a part of the moving image of the subject with the period of the minute vibration of the image sensor 22 to determine whether or not moire has occurred in the moving image of the subject. judge.
  • the moire notification unit 45 notifies (warns) that effect by means of an image or sound through the LCD 24 or a speaker (not shown).
  • FIGS. 8A and 8B show a state in which it is notified by displaying on the LCD 24 that moire has occurred in the moving image of the subject in live view shooting (live view shooting).
  • the frame rate for live view shooting is 30 [Hz (fps)]
  • the drive frequency of the drive signal for driving the image sensor 22 is 2 [Hz]
  • the amplitude is moved by one pixel.
  • the through image repeats the state of FIG. 8A and the state of FIG. 8B alternately, and the red false color and the green false color change alternately. This makes it easier for the user (photographer) to notice moire.
  • a mode in which a color change at a frequency of 2 [Hz] is extracted by image processing, is colored by OSD, and is highlighted is also possible.
  • the moving image imaging setting change unit 46 changes various settings for moving image imaging. For example, when the moire determination unit 44 determines that moire has occurred in the moving image of the subject, the moving image imaging setting change unit 46 forcibly drives the image sensor 22 in the optical axis orthogonal plane to optically By obtaining a low-pass filter effect, control is performed to reduce or eliminate moire of the moving image of the subject. In addition, the moving image imaging setting change unit 46 detects the angle of view by the photographing lens 30 in real time, and executes control for automatically switching on / off and strength of the LPF effect by the image sensor 22 according to the detected angle of view.
  • the image sensor driving circuit (driving signal generation unit) 60 has the image sensor (moving member) 22 via the image blur correction apparatus (driving mechanism) 50.
  • the frame rate setting unit 41 sets a frame rate for capturing a moving image of the subject, and the drive frequency control unit 42 sets the frame rate set by the frame rate setting unit 41. Accordingly, the drive frequency of the drive signal generated by the image sensor drive circuit 60 is controlled. As a result, a uniform and uniform optical low-pass filter effect can be realized, and moire fringes and false colors can be stably removed. At the same time, it is possible to suppress power consumption, high frequency noise and vibration for obtaining an optical low-pass filter effect.
  • the image sensor 22 is described as the “moving member, shake correction member”, and the mode in which the image sensor 22 is driven in the plane orthogonal to the optical axis has been described.
  • the present invention is limited to this. It is not a thing.
  • a lens (optical element) forming at least a part of the photographic lens group (photographic optical system) 31 is a “moving member, shake correction member”, and this lens (optical element) is provided in the photographic lens 30.
  • a mode of driving in a plane orthogonal to the optical axis by the (drive mechanism) is also possible.
  • both the image sensor 22 and the lens (optical element) forming at least a part of the photographing lens group (photographing optical system) 31 are “moving members and shake correcting members”, and these are driven in an optical axis orthogonal plane.
  • the image blur is corrected by displacing the imaging position of the subject image on the image sensor 22, and the subject light flux is incident on a plurality of pixels having different detection colors of the image sensor 22 to optically. A typical low-pass filter effect can be obtained.
  • the image sensor (moving member, shake correction member) 22 is driven in the plane orthogonal to the optical axis via the image shake correction device (drive mechanism) 50 in order to execute the image shake correction operation and the LPF operation.
  • the direction in which the image sensor (moving member, shake correction member) 22 is driven is not limited to this, and may be any direction different from the optical axis of the photographing optical system.
  • the DSP 40 and the image sensor drive circuit 60 are drawn as separate components (blocks), but an aspect in which these are realized as a single component (block) is also possible.
  • the image blur correction device (drive mechanism) 50 is configured such that the magnets M1, M2, M3 and the yokes Y1, Y2, Y3 are fixed to the fixed support substrate 51, and the drive coil C1,
  • C2 and C3 have been described as an example.
  • the mode in which the body main body 20 and the photographic lens 30 are detachable has been described as an example, but the mode in which the body main body 20 and the photographic lens 30 are not detachable (lens exchangeable) Is also possible.
  • the digital camera 10 can also capture a still image of a subject.
  • the frame rate setting unit 41 sets the frame rate for capturing a moving image of the subject
  • the drive frequency control unit 42 sets the image according to the frame rate set by the frame rate setting unit 41.
  • the case where the drive frequency of the drive signal generated by the sensor drive circuit 60 is controlled has been described as an example. However, considering that the human audible range is 20 Hz, the frame rate set by the frame rate setting unit 41 and the drive frequency of the drive signal generated by the image sensor drive circuit 60 are both predetermined values (for example, less than 20 Hz). A mode of setting to 15 Hz) is also possible.
  • the moving image capturing apparatus and moving image capturing method of the present invention are suitable for use in a moving image capturing apparatus such as a digital camera and a moving image capturing method.

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Abstract

移動部材を駆動することで光学的なローパスフィルタ効果を得る動画撮像装置及び動画撮像方法において、均一でムラのない光学的なローパスフィルタ効果を実現し、モアレ縞や偽色などを安定して除去するとともに、消費電力、高周波騒音及び振動を効果的に抑制する。 駆動信号生成部60は、駆動機構50を介して移動部材22を駆動するための駆動信号を生成する。フレームレート設定部41は、被写体の動画像を撮像する際のフレームレートを設定する。駆動周波数制御部42は、フレームレート設定部41が設定したフレームレートに応じて、駆動信号生成部60が生成する駆動信号の駆動周波数を制御する。

Description

動画撮像装置及び動画撮像方法
 本発明は、移動部材(振れ補正部材)を撮影光学系の光軸と異なる方向に(例えば光軸直交平面内で)駆動することで光学的なローパスフィルタ効果を得る動画撮像装置及び動画撮像方法に関する。
 特許文献1には、撮影光学系の一部をなす移動部材(振れ補正光学系)を光軸直交平面内で駆動(微小振動)することで、光学的なローパスフィルタ効果を得る撮影装置が開示されている。
 特許文献1は、専ら、静止画撮影を行う場合に移動部材をどのように駆動して光学的なローパスフィルタ効果を得るかに主眼を置いたものであり、動画撮像(動画像をメモリ等の記憶手段に記憶する「動画撮影」及び動画像をモニタ等の表示手段にリアルタイムで表示する「スルー画撮影(ライブビュー撮影)」の双方を含む)を行う場合については触れられていない。これに対し、近年では、一眼レフカメラにおいても動画撮像が重視されてきている。
 ところが、本発明者によると、動画撮像中に移動部材を駆動して光学的なローパスフィルタ効果を得ようとしても、光学的なローパスフィルタ効果にムラが生じ、モアレ縞や偽色などを安定して除去するのが困難になる傾向があることが判明した。また、移動部材を駆動して光学的なローパスフィルタ効果を得ようとする場合には、消費電力、高周波騒音及び振動の増大が問題となる。
特開2002-354336号公報
 本発明は、以上の問題意識に基づいてなされたものであり、移動部材を駆動することで光学的なローパスフィルタ効果を得る動画撮像装置及び動画撮像方法において、均一でムラのない光学的なローパスフィルタ効果を実現し、モアレ縞や偽色などを安定して除去するとともに、消費電力、高周波騒音及び振動を効果的に抑制することを目的とする。
 本発明者は、動画撮像中に移動部材を駆動して光学的なローパスフィルタ効果を得る場合には、動画撮像の際のフレームレートと、移動部材を駆動するための駆動信号の駆動周波数との間に密接な関連性があることを見出した。そして本発明者は、動画撮像の際のフレームレートに応じて、移動部材を駆動するための駆動信号の駆動周波数を最適設定すれば、均一でムラのない光学的なローパスフィルタ効果を実現し、モアレ縞や偽色などを安定して除去するとともに、消費電力、高周波騒音及び振動を効果的に抑制することができるとの結論に至って本発明を完成させた。
 本発明の動画撮像装置は、撮影光学系により形成された被写体像を電気的な画素信号に変換して被写体の動画像を撮像するイメージセンサを有する動画撮像装置において、前記撮影光学系の少なくとも一部をなす光学要素と前記イメージセンサの少なくとも一方を移動部材(振れ補正部材)とし、この移動部材を前記撮影光学系の光軸と異なる方向に駆動することにより、被写体光束を前記イメージセンサの検出色の異なる複数の画素に入射させて、光学的なローパスフィルタ効果を得る駆動機構と、前記駆動機構を介して前記移動部材を駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成部と、被写体の動画像を撮像する際のフレームレートを設定するフレームレート設定部と、前記フレームレート設定部が設定したフレームレートに応じて、前記駆動信号生成部が生成する駆動信号の駆動周波数を制御する駆動周波数制御部と、を有することを特徴としている。
 前記駆動周波数制御部は、前記フレームレート設定部が設定したフレームレートをA[Hz(fps)]とし、前記駆動信号生成部が生成する駆動信号の駆動周波数をB[Hz]としたときに、B≧0.5Aを満足するように、前記駆動信号生成部が生成する駆動信号の駆動周波数B[Hz]を制御することが好ましい。
 前記駆動周波数制御部は、前記フレームレート設定部が設定したフレームレートをA[Hz(fps)]とし、前記駆動信号生成部が生成する駆動信号の駆動周波数をB[Hz]としたときに、0.5A≦B≦1.5Aを満足するように、前記駆動信号生成部が生成する駆動信号の駆動周波数B[Hz]を制御することがより好ましい。
 本発明の動画撮像装置は、前記イメージセンサを搭載したボディ本体の光軸直交平面内の振れを検出する振れ検出部をさらに有しており、前記駆動信号生成部は、前記移動部材を前記撮影光学系の光軸と異なる方向に微小振動させるための微小振動用信号を生成する微小振動用信号生成部と、この微小振動用信号生成部が生成した微小振動用信号と前記振れ検出部が検出した振れ検出信号とを重畳合成することにより前記駆動信号を生成する重畳合成部とを有していることが好ましい。
 前記フレームレート設定部は、前記移動部材を駆動して光学的なローパスフィルタ効果を得ながら動画撮像を行う場合のフレームレートを、前記移動部材を駆動せず光学的なローパスフィルタ効果を得ないで動画撮像を行う場合のフレームレートよりも小さく設定することが好ましい。
 本発明の動画撮像装置は、動画撮像の際に適正露出を維持するための露出制御部をさらに有しており、前記露出制御部は、動画撮像の際の被写体輝度が高すぎて適正露出が得られない場合に、ISO感度を優先的に下げていき、ISO感度を最低まで下げても適正露出が得られないときに電子シャッタにより露光時間を短くすることが好ましい。
 動画撮像の際の被写体輝度が高い場合において、動画撮像の各フレームの電子シャッタによる露光時間の逆数から得られる所定周波数が、前記フレームレート設定部が設定したフレームレートの2倍以上になるとき、前記駆動周波数制御部は、前記駆動信号生成部が生成する駆動信号の駆動周波数を上げるような制御を実行することが好ましい。
 本発明の動画撮像装置は、動画撮像の際に適正露出を維持するための露出制御部をさらに有しており、前記露出制御部は、動画撮像の際の被写体輝度が低すぎて適正露出が得られない場合に、電子シャッタにより露光時間を優先的に長くしていき、露光時間を最高まで長くしても適正露出が得られないときにISO感度を上げることが好ましい。
 本発明の動画撮像装置は、被写体の動画像の少なくとも一部分の色の変化の周期と、前記移動部材の微小振動の周期とを比較することにより、被写体の動画像にモアレが発生しているか否かを判定するモアレ判定部をさらに有していることが好ましい。
 本発明の動画撮像装置は、被写体の動画像にモアレが発生していると前記モアレ判定部が判定したときにその旨を通知するモアレ通知部をさらに有していることが好ましい。
 本発明の動画撮像装置は、被写体の動画像にモアレが発生していると前記モアレ判定部が判定したとき、動画撮像の際の各種設定を変更する動画撮像設定変更部をさらに有していることが好ましい。
 本発明の動画撮像方法は、撮影光学系により形成された被写体像を電気的な画素信号に変換して被写体の動画像を撮像するイメージセンサと、前記撮影光学系の少なくとも一部をなす光学要素と前記イメージセンサの少なくとも一方を移動部材(振れ補正部材)とし、この移動部材を前記撮影光学系の光軸と異なる方向に駆動することにより、被写体光束を前記イメージセンサの検出色の異なる複数の画素に入射させて、光学的なローパスフィルタ効果を得る駆動機構と、を有する動画撮像装置において、前記駆動機構を介して前記移動部材を駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成ステップと、被写体の動画像を撮像する際のフレームレートを設定するフレームレート設定ステップと、前記フレームレート設定ステップで設定したフレームレートに応じて、前記駆動信号生成ステップで生成する駆動信号の駆動周波数を制御する駆動周波数制御ステップと、を有することを特徴としている。
 前記駆動周波数制御ステップでは、前記フレームレート設定ステップで設定したフレームレートをA[Hz(fps)]とし、前記駆動信号生成ステップで生成する駆動信号の駆動周波数をB[Hz]としたときに、B≧0.5Aを満足するように、前記駆動信号生成ステップで生成する駆動信号の駆動周波数B[Hz]を制御することが好ましい。
 前記駆動周波数制御ステップでは、前記フレームレート設定ステップで設定したフレームレートをA[Hz(fps)]とし、前記駆動信号生成ステップで生成する駆動信号の駆動周波数をB[Hz]としたときに、0.5A≦B≦1.5Aを満足するように、前記駆動信号生成ステップで生成する駆動信号の駆動周波数B[Hz]を制御することがより好ましい。
 本発明の動画撮像方法は、前記イメージセンサを搭載したボディ本体の光軸直交平面内の振れを検出する振れ検出ステップをさらに有していることが好ましい。この場合、前記駆動信号生成ステップは、前記移動部材を前記撮影光学系の光軸と異なる方向に微小振動させるための微小振動用信号を生成する微小振動用信号生成ステップと、前記微小振動用信号生成ステップで生成した微小振動用信号と前記振れ検出ステップで検出した振れ検出信号とを重畳合成することにより前記駆動信号を生成する重畳合成ステップとを有していることが好ましい。
 前記フレームレート設定ステップでは、前記移動部材を駆動して光学的なローパスフィルタ効果を得ながら動画撮像を行う場合のフレームレートを、前記移動部材を駆動せず光学的なローパスフィルタ効果を得ないで動画撮像を行う場合のフレームレートよりも小さく設定することが好ましい。
 本発明の動画撮像方法は、動画撮像の際に適正露出を維持するための露出制御ステップをさらに有していることが好ましい。この場合、前記露出制御ステップでは、動画撮像の際の被写体輝度が高すぎて適正露出が得られない場合に、ISO感度を優先的に下げていき、ISO感度を最低まで下げても適正露出が得られないときに電子シャッタにより露光時間を短くすることが好ましい。
 動画撮像の際の被写体輝度が高い場合において、動画撮像の各フレームの電子シャッタによる露光時間の逆数から得られる所定周波数が、前記フレームレート設定ステップで設定したフレームレートの2倍以上になるとき、前記駆動周波数制御ステップでは、前記駆動信号生成ステップで生成する駆動信号の駆動周波数を上げるような制御を実行することが好ましい。
 本発明の動画撮像方法は、動画撮像の際に適正露出を維持するための露出制御ステップをさらに有していることが好ましい。この場合、前記露出制御ステップでは、動画撮像の際の被写体輝度が低すぎて適正露出が得られない場合に、電子シャッタにより露光時間を優先的に長くしていき、露光時間を最高まで長くしても適正露出が得られないときにISO感度を上げることが好ましい。
 本発明の動画撮像方法は、被写体の動画像の少なくとも一部分の色の変化の周期と、前記移動部材の微小振動の周期とを比較することにより、被写体の動画像にモアレが発生しているか否かを判定するモアレ判定ステップをさらに有していることが好ましい。
 本発明の動画撮像方法は、被写体の動画像にモアレが発生していると前記モアレ判定ステップで判定したときにその旨を通知するモアレ通知ステップをさらに有していることが好ましい。
 本発明の動画撮像方法は、被写体の動画像にモアレが発生していると前記モアレ判定ステップで判定したとき、動画撮像の際の各種設定を変更する動画撮像設定変更ステップをさらに有していることが好ましい。
 本発明によれば、移動部材を駆動することで光学的なローパスフィルタ効果を得る動画撮像装置及び動画撮像方法において、均一でムラのない光学的なローパスフィルタ効果を実現し、モアレ縞や偽色などを安定して除去するとともに、消費電力、高周波騒音及び振動を効果的に抑制することができる。
本発明によるデジタルカメラの要部構成を示すブロック図である。 本発明によるデジタルカメラの像振れ補正装置の要部構成を示すブロック図である。 本発明によるデジタルカメラの像振れ補正装置の構成を示す側面図である。 図4(A)、(B)は所定軌跡を描くようにイメージセンサを駆動することで光学的なローパスフィルタ効果を与えるための動作を示す図であり、図4(A)は撮影光学系の光軸を中心とする回転対称な正方形軌跡を描くようにイメージセンサを駆動する場合、図4(B)は撮影光学系の光軸を中心とする回転対称な円形軌跡を描くようにイメージセンサを駆動する場合をそれぞれ示している。 本発明によるデジタルカメラのイメージセンサ駆動回路の構成を示す機能ブロック図である。 LPF効果をオンにした場合とLPF効果をオフにした場合におけるイメージセンサの光軸直交平面内での動きを示す図である。 デジタルカメラによる動画撮像時における被写体輝度、ISO感度及び露光時間の関係を示すタイミングチャートである。 図8(A)、(B)は、スルー画撮影において被写体の動画像にモアレが発生していることをLCDに表示することで通知している状態を示す図である。
 図1ないし図8を参照して、本発明によるデジタルカメラ(動画撮像装置)10の一実施形態について説明する。
 本明細書で「被写体の動画像を撮像する(動画撮像)」とは、被写体の動画像をメモリ等の記憶手段(画像メモリ25)に記憶する「動画撮影」及び被写体の動画像をモニタ等の表示手段(LCD24)にリアルタイムで表示する「スルー画撮影(ライブビュー撮影)」の双方を含む概念で使用する。
 図1に示すように、デジタルカメラ10は、ボディ本体20と、このボディ本体20に着脱可能(レンズ交換可能)な撮影レンズ30とを備えている。撮影レンズ30は、被写体側(図1中の左側)から像面側(図1中の右側)に向かって順に、撮影レンズ群(撮影光学系、移動部材、振れ補正部材)31と、絞り(撮影光学系)32とを備えている。ボディ本体20は、被写体側(図1中の左側)から像面側(図1中の右側)に向かって順に、シャッタ(撮影光学系)21と、イメージセンサ(移動部材、振れ補正部材)22とを備えている。またボディ本体20は、撮影レンズ30への装着状態で絞り32とシャッタ21を駆動制御する絞り/シャッタ駆動回路23を備えている。撮影レンズ群31から入射し、絞り32とシャッタ21を通った被写体光束による被写体像が、イメージセンサ22の受光面上に形成される。イメージセンサ22の受光面上に形成された被写体像は、マトリックス状に配置された多数の画素によって、電気的な画素信号に変換され、動画像データとしてDSP40に出力される。DSP40は、イメージセンサ22から入力した動画像データに所定の画像処理を施して、これをLCD24に表示し(スルー画撮影(ライブビュー撮影))、画像メモリ25に記憶する(動画撮影)。なお、図1では、撮影レンズ群31が単一のレンズ(光学要素)からなるように描いているが、実際の撮影レンズ群31は、例えば、固定レンズ、変倍時に移動する変倍レンズ、フォーカシング時に移動するフォーカシングレンズなどの複数枚のレンズ(光学要素)からなる。
 図示は省略しているが、イメージセンサ22は、パッケージと、このパッケージに収納される固体撮像素子チップと、この固体撮像素子チップを密封保護するようにパッケージに固定される蓋部材とを含む複数の構成要素からなる。本明細書において、「イメージセンサ(移動部材、振れ補正部材)22を駆動する」とは、「イメージセンサ(移動部材、振れ補正部材)22の複数の構成要素のうち被写体光束が通過する少なくとも一部を駆動する」ことを意味する。
 撮影レンズ30は、撮影レンズ群31の解像力(MTF)情報や絞り32の開口径(絞り値)情報などの各種情報を記憶した通信用メモリ33を搭載している。撮影レンズ30をボディ本体20に装着した状態では、通信用メモリ33が記憶した各種情報がDSP40に読み込まれる。
 ボディ本体20は、DSP40に接続させて、撮影操作スイッチ26とローパスフィルタ操作スイッチ27を備えている。撮影操作スイッチ26は、電源スイッチやレリーズスイッチなどの各種スイッチからなる。ローパスフィルタ操作スイッチ27は、イメージセンサ22を撮影光学系の光軸Zと直交する平面内(以下、光軸直交平面内と呼ぶことがある)で駆動するローパスフィルタ動作のオンオフの切替え、ローパスフィルタ動作に関する各種設定などを行うためのスイッチである。イメージセンサ22のローパスフィルタ動作については後に詳細に説明する。
 ボディ本体20は、DSP40に接続させて、ジャイロセンサ(振れ検出部)28を備えている。ジャイロセンサ28は、ボディ本体20に加わる移動角速度(X軸とY軸周り)を検出することで、該ボディ本体20の光軸直交平面内の振れを示す振れ検出信号を検出する。
 図1ないし図3に示すように、イメージセンサ22は、撮影光学系の光軸Zと直交するX軸方向とY軸方向(直交二方向)に移動可能に像振れ補正装置(駆動機構)50に搭載されている。像振れ補正装置50は、ボディ本体20のシャーシなどの構造物に固定される固定支持基板51と、イメージセンサ22を固定した、固定支持基板51に対してスライド可能な可動ステージ52と、固定支持基板51の可動ステージ52との対向面に固定した磁石M1、M2、M3と、固定支持基板51に可動ステージ52を挟んで各磁石M1、M2、M3と対向させて固定した、各磁石M1、M2、M3との間に磁気回路を構成する磁性体からなるヨークY1、Y2、Y3と、可動ステージ52に固定した、前記磁気回路の磁界内において電流を受けることにより駆動力を発生する駆動用コイルC1、C2、C3を有し、駆動用コイルC1、C2、C3に交流駆動信号(交流電圧)を流す(印加する)ことにより、固定支持基板51に対して可動ステージ52(イメージセンサ22)が光軸直交平面内で駆動するようになっている。駆動用コイルC1、C2、C3に流す交流駆動信号は、DSP40による制御の下、後述するイメージセンサ駆動回路(駆動信号生成部)60によって生成される。イメージセンサ駆動回路60の構成及び該イメージセンサ駆動回路60が生成する交流駆動信号については後に詳細に説明する。
 本実施形態では、磁石M1、ヨークY1及び駆動用コイルC1からなる磁気駆動手段と、磁石M2、ヨークY2及び駆動用コイルC2からなる磁気駆動手段(2組の磁気駆動手段)とがイメージセンサ22の長手方向(水平方向、X軸方向)に所定間隔で配置され、磁石M3、ヨークY3及び駆動用コイルC3からなる磁気駆動手段(1組の磁気駆動手段)がイメージセンサ22の長手方向と直交する短手方向(鉛直(垂直)方向、Y軸方向)に配置されている。
 さらに固定支持基板51には、各駆動用コイルC1、C2、C3の近傍(中央空間部)に、磁石M1、M2、M3の磁力を検出して可動ステージ52(イメージセンサ22)の光軸直交平面内の位置を示す位置検出信号を検出するホールセンサH1、H2、H3が配置されている。ホールセンサH1、H2により可動ステージ52(イメージセンサ22)のY軸方向位置及び傾き(回転)が検出され、ホールセンサH3により可動ステージ52(イメージセンサ22)のX軸方向位置が検出される。DSP40は、後述するイメージセンサ駆動回路60を介して、ジャイロセンサ28が検出したボディ本体20の光軸直交平面内の振れを示す振れ検出信号と、ホールセンサH1、H2、H3が検出したイメージセンサ22の光軸直交平面内の位置を示す位置検出信号とに基づいて、像振れ補正装置50によってイメージセンサ22を光軸直交平面内で駆動する。これにより、イメージセンサ22上への被写体像の結像位置を変位させて、手振れに起因する像振れを補正することができる。本実施形態ではこの動作を「イメージセンサ22の像振れ補正動作(像振れ補正駆動)」と呼ぶ。
 本実施形態の像振れ補正装置50は、撮影光学系の光軸Zと直交する平面内において所定軌跡を描くようにイメージセンサ22を駆動して、被写体光束をイメージセンサ22の検出色の異なる複数の画素に入射させることにより、光学的なローパスフィルタ効果(以下、LPF効果と呼ぶことがある)を与える。本実施形態ではこの動作を「イメージセンサ22のローパスフィルタ動作(LPF動作、LPF駆動)」と呼ぶ。
 本実施形態の像振れ補正装置50は、イメージセンサ22をその像振れ補正動作範囲(像振れ補正駆動範囲)の中央位置で保持する「イメージセンサ22の中央保持動作(中央保持駆動)」を実行する。例えば、「イメージセンサ22の像振れ補正動作(像振れ補正駆動)」と「イメージセンサ22のLPF動作(LPF駆動)」がともにオフの場合には、「イメージセンサ22の中央保持動作(中央保持駆動)」のみをオンにして撮影が行われる(像振れ補正を行わなくても中央保持は行う)。
 「イメージセンサ22の像振れ補正動作(像振れ補正駆動)」、「イメージセンサ22のLPF動作(LPF駆動)」及び「イメージセンサ22の中央保持動作(中央保持駆動)」は、これらの合成動作(合成駆動)として像振れ補正装置50によって実現される態様、あるいは、これらのいずれか1つの動作(駆動)のみが単独で像振れ補正装置50によって実現される態様が可能である。
 図4(A)、(B)を参照して、像振れ補正装置50が、所定軌跡を描くようにイメージセンサ22を駆動して、該イメージセンサ22によってLPF効果を与えるLPF動作について説明する。同図において、イメージセンサ22は、受光面にマトリックス状に所定の画素ピッチPで配置された多数の画素22aを備え、各画素22aの前面にベイヤ配列のカラーフィルタR、G、Bのいずれかが配置されている。各画素22aは、前面のいずれかのカラーフィルタR、G、Bを透過して入射した被写体光線の色を検出、つまり、色成分(色帯域)の光を光電変換し、その強さ(輝度)に応じた電荷を蓄積する。
 図4(A)は、イメージセンサ22を、撮影光学系の光軸Zを中心とする回転対称な正方形軌跡を描くように駆動する場合を示している。この正方形軌跡は、例えば、イメージセンサ22の画素ピッチPを一辺とした正方形の閉じた経路とすることができる。図4(A)では、イメージセンサ22を、画素22aの互いに直交する並び方向の一方(鉛直方向)と平行なY軸方向、他方(水平方向)と平行なX軸方向に1画素ピッチP単位で交互にかつ正方形経路となるように移動させている。
 図4(B)は、イメージセンサ22を、撮影光学系の光軸Zを中心とする回転対称な円形軌跡を描くように駆動する場合を示している。この円形軌跡は、イメージセンサ22の画素ピッチPの21/2/2倍を半径rとする円形の閉じた経路とすることができる。
 図4(A)、(B)のように、露光中にイメージセンサ22を正方形または円形の所定軌跡を描くように駆動すると、各カラーフィルタR、G、B(画素22a)の中央に入射した被写体光線(光束)が、4個のカラーフィルタR、G、B、Gに均等に入射するので、光学的なローパスフィルタと同等の効果が得られる。つまり、どのカラーフィルタR、G、B、G(画素22a)に入射した光線も、必ずその周辺のカラーフィルタR、G、B、G(画素22a)に入射するので、恰も光学的なローパスフィルタを光線が通過したのと同等の効果(LPF効果)が得られる。
 さらに、イメージセンサ22の駆動範囲を段階的に切り替える(正方形軌跡の場合は一辺の長さを異ならせ、円形軌跡の場合は半径rを異ならせる)ことで、イメージセンサ22によるLPF効果の強弱を段階的に切り替えることができる。つまり、正方形軌跡の一辺または円形軌跡の半径rを長くする(被写体光線が入射するイメージセンサ22の検出色の異なる画素22a(カラーフィルタR、G、B、G)に入射する画素22aの範囲を拡大する)ことでLPF効果が強くなり、一方、正方形軌跡の一辺または円形軌跡の半径rを短くする(被写体光線が入射するイメージセンサ22の検出色の異なる画素22a(カラーフィルタR、G、B、G)に入射する画素22aの範囲を縮小する)ことでLPF効果が弱くなる。表1に示すように、本実施形態では、イメージセンサ22の駆動範囲ならびにLPF効果を「OFF」、「小」、「中」、「大」の4段階で切り替えることができる。イメージセンサ22の駆動範囲ならびにLPF効果が「OFF」とは、イメージセンサ22を駆動することなく、従ってLPF効果が得られない状態を意味する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 イメージセンサ22の駆動範囲ならびにLPF効果の切り替えは、例えば、ローパスフィルタ操作スイッチ27の手動操作により行う態様、あるいはDSP40が種々の撮影条件パラメータに基づいて自動で行う態様が可能であり、その態様には自由度がある。
 図1、図2、図5に示すように、デジタルカメラ10は、駆動用コイルC1、C2、C3に交流駆動信号を流すことで、像振れ補正装置50を介してイメージセンサ22を光軸直交平面内で駆動するイメージセンサ駆動回路(駆動信号生成部)60を有している。このイメージセンサ駆動回路60の動作全般はDSP40によって制御される。
 図5に示すように、イメージセンサ駆動回路60は、加算部61と、ゲイン部62と、微小振動用信号生成部63と、LPFスイッチ64と、重畳合成部65と、コントローラ66とを有している。
 加算部61は、ジャイロセンサ28が検出したボディ本体20の光軸直交平面内の振れを示す振れ検出信号に加算処理を施す。
 ゲイン部62は、加算部61が加算処理を施した振れ検出信号を増幅する。ゲイン部62は、撮影レンズ30とのレンズ通信で取得した該撮影レンズ30の焦点距離情報に応じて、加算部61が加算処理を施した振れ検出信号を増幅する。つまり、撮影レンズ30の焦点距離情報は、ゲイン部62が振れ検出信号を増幅するためのゲインに含まれる。
 微小振動用信号生成部63は、イメージセンサ22を光軸直交平面内で微小振動させてLPF効果を得るための微小振動用信号を生成する。
 LPFスイッチ64は、微小振動用信号生成部63が生成した微小振動用信号の通過と遮断を切り替えることにより、イメージセンサ22を光軸直交平面内で微小振動させてLPF効果を得るか否かを切り替えるためのスイッチである。
 重畳合成部65は、微小振動用信号生成部63が生成した微小振動用信号と、加算部61が加算処理を施してゲイン部62が増幅した振れ検出信号とを重畳合成することにより、像振れ補正装置50を介してイメージセンサ22を光軸直交平面内で駆動するための駆動信号を生成する。
 コントローラ66は、重畳合成部65が生成した駆動信号を駆動用コイルC1、C2、C3に流すことで、イメージセンサ22を光軸直交平面内で駆動して、イメージセンサ22に像振れ補正動作とLPF動作を実行させる。コントローラ66によるコントロールの方式としては例えばPID制御などが考えられる。PID制御からはPWM制御で駆動用コイルC1、C2、C3を駆動するためのデューティ比が出力される。
 続いて、イメージセンサ駆動回路60の動作を制御するためのDSP40の構成について説明する。図1に示すように、DSP40は、フレームレート設定部41と、駆動周波数制御部42と、露出制御部43と、モアレ判定部44と、モアレ通知部45と、動画撮像設定変更部46とを有している。
 フレームレート設定部41は、被写体の動画像を撮影する際のフレームレートを設定する。フレームレート設定部41が設定するフレームレートは、例えば、30[Hz(fps)]または60[Hz(fps)]とすることができる。
 フレームレート設定部41は、イメージセンサ22を光軸直交平面内で駆動して光学的なローパスフィルタ効果を得ながら動画撮像を行う場合のフレームレートを、イメージセンサ22を光軸直交平面内で駆動せず光学的なローパスフィルタ効果を得ないで動画撮像を行う場合のフレームレートよりも小さく設定する。例えば、フレームレート設定部41は、前者の場合のフレームレートを15[Hz(fps)]に設定し且つ後者の場合のフレームレートを30[Hz(fps)]に設定する態様、あるいは、前者の場合のフレームレートを30[Hz(fps)]に設定し且つ後者の場合のフレームレートを60[Hz(fps)]に設定する態様が可能である。これにより、イメージセンサ22の駆動制御を行いやすくすると同時に、イメージセンサ22の駆動に伴う雑音の発生を抑制することができる。
 駆動周波数制御部42は、フレームレート設定部41が設定したフレームレートに応じて、イメージセンサ駆動回路60が生成する駆動信号の駆動周波数を制御する。
 駆動周波数制御部42は、フレームレート設定部41が設定したフレームレートをA[Hz(fps)]とし、イメージセンサ駆動回路60が生成する駆動信号の駆動周波数をB[Hz]としたときに、B≧0.5Aを満足するように、イメージセンサ駆動回路60が生成する駆動信号の駆動周波数B[Hz]を制御することが好ましい。例えば、フレームレート設定部41が設定したフレームレートが30[Hz(fps)]である場合、駆動周波数制御部42は、イメージセンサ駆動回路60が生成する駆動信号の駆動周波数が15[Hz]以上となるような制御を行う。
 駆動周波数制御部42は、フレームレート設定部41が設定したフレームレートをA[Hz(fps)]とし、イメージセンサ駆動回路60が生成する駆動信号の駆動周波数をB[Hz]としたときに、0.5A≦B≦1.5Aを満足するように、イメージセンサ駆動回路60が生成する駆動信号の駆動周波数B[Hz]を制御することがより好ましい。例えば、フレームレート設定部41が設定したフレームレートが60[Hz(fps)]である場合、駆動周波数制御部42は、イメージセンサ駆動回路60が生成する駆動信号の駆動周波数が30[Hz]以上かつ90[Hz]以下となるような制御を行う。
 このように、駆動周波数制御部42が、0.5A≦B≦1.5Aを満足するように、フレームレート設定部41が設定したフレームレートに応じて、イメージセンサ駆動回路60が生成する駆動信号の駆動周波数を最適設定することで、均一でムラのない光学的なローパスフィルタ効果を実現し、モアレ縞や偽色などを安定して除去することができる。同時に、光学的なローパスフィルタ効果を得るための消費電力、高周波騒音及び振動を抑制することができる。
 仮に、0.5A≦B≦1.5Aの上限を超えると、イメージセンサ駆動回路60が生成する駆動信号の駆動周波数が高くなりすぎて、光学的なローパスフィルタ効果を得るための消費電力、高周波騒音及び振動が増大してしまう。
 一方、0.5A≦B≦1.5Aの下限を超えると、イメージセンサ駆動回路60が生成する駆動信号の駆動周波数が低くなりすぎて、光学的なローパスフィルタ効果にムラが生じ、モアレ縞や偽色などを安定して除去するのが困難になってしまう。
 図6は、LPF効果をオンにした場合とLPF効果をオフにした場合におけるイメージセンサ22の光軸直交平面内での動きを示している。同図において、横軸は時間、縦軸は移動量を示しており、縦軸の移動量についてはX方向移動量とY方向移動量に分けて示している。フレームレート設定部41が設定したフレームレートは30[Hz(fps)]であり、イメージセンサ駆動回路60が生成する駆動信号の駆動周波数は30[Hz]である(動画撮像の1フレームでイメージセンサ22が1周する)。
 同図に明らかなように、LPF効果がオフの場合には、ジャイロセンサ28から求められる制御目標に追従してイメージセンサ22が駆動される。一方、LPF効果がオンの場合には、ジャイロセンサ28から求められる制御目標に微小振動用信号生成部63が生成した微小振動用信号が重畳されて、イメージセンサ22が駆動される。
 露出制御部43は、動画撮像の際に適正露出を維持するための露出制御を行う。
 露出制御部43は、動画撮像の際の被写体輝度が高すぎて適正露出が得られない場合に、ISO感度を優先的に下げていき、ISO感度を最低まで下げても適正露出が得られないときに電子シャッタにより露光時間を短くする。
 露出制御部43は、動画撮像の際の被写体輝度が低すぎて適正露出が得られない場合に、電子シャッタにより露光時間を優先的に長くしていき、露光時間を最高まで長くしても適正露出が得られないときにISO感度を上げる。
 図7は、デジタルカメラ10による動画撮像時における被写体輝度、ISO感度及び露光時間の関係を示すタイミングチャートである。被写体輝度に応じて、適正露出を維持するためにISO感度が変化する。設定できる最低値のISO100でも適正露出でない場合には、電子シャッタを使って1/30sから露光時間を短くしていく。露光時間の下限は1/60sとする。これにより、露光時間内にイメージセンサ22の駆動周期の半周を確保でき、光学的なローパスフィルタ効果は若干落ちるもののその効果を実感することができる。
 また、動画撮像の際の被写体輝度が高い場合において、動画撮像の各フレームの電子シャッタによる露光時間の逆数から得られる所定周波数が、フレームレート設定部41が設定したフレームレートの2倍以上になるとき、駆動周波数制御部42は、イメージセンサ駆動回路60が生成する駆動信号の駆動周波数を上げるような制御を実行する。
 モアレ判定部44は、被写体の動画像の少なくとも一部分の色の変化の周期と、イメージセンサ22の微小振動の周期とを比較することにより、被写体の動画像にモアレが発生しているか否かを判定する。
 モアレ通知部45は、被写体の動画像にモアレが発生しているとモアレ判定部44が判定したときに、その旨をLCD24またはスピーカ(図示せず)によって画像または音声によって通知(警告)する。
 図8(A)、(B)は、スルー画撮影(ライブビュー撮影)において被写体の動画像にモアレが発生していることをLCD24に表示することで通知している状態を示している。同図の例では、スルー画撮影のフレームレートを30[Hz(fps)]、イメージセンサ22を駆動するための駆動信号の駆動周波数を2[Hz]かつ振幅を1画素で動かしている。このときスルー画は、図8(A)の状態と図8(B)の状態を交互に繰り返し、赤色の偽色と緑色の偽色が交互に変化する。これにより、ユーザ(撮影者)はモアレに気付きやすくなる。なお、2[Hz]の周波数での色の変化を画像処理で抽出して、OSDで色づけして強調表示する態様も可能である。
 動画撮像設定変更部46は、被写体の動画像にモアレが発生しているとモアレ判定部44が判定したとき、動画撮像の際の各種設定を変更する。例えば、動画撮像設定変更部46は、被写体の動画像にモアレが発生しているとモアレ判定部44が判定したとき、強制的に、イメージセンサ22を光軸直交平面内で駆動して光学的なローパスフィルタ効果を得ることにより、被写体の動画像のモアレを低減または除去させるような制御を実行する。また、動画撮像設定変更部46は、撮影レンズ30による画角をリアルタイムで検出し、検出した画角に応じて、イメージセンサ22によるLPF効果のオンオフや強弱を自動的に切り替える制御を実行する。
 このように、本実施形態のデジタルカメラ(動画撮像装置)10は、イメージセンサ駆動回路(駆動信号生成部)60が、像振れ補正装置(駆動機構)50を介してイメージセンサ(移動部材)22を駆動するための駆動信号を生成し、フレームレート設定部41が、被写体の動画像を撮像する際のフレームレートを設定し、駆動周波数制御部42が、フレームレート設定部41が設定したフレームレートに応じて、イメージセンサ駆動回路60が生成する駆動信号の駆動周波数を制御する。
 これにより、均一でムラのない光学的なローパスフィルタ効果を実現し、モアレ縞や偽色などを安定して除去することができる。同時に、光学的なローパスフィルタ効果を得るための消費電力、高周波騒音及び振動を抑制することができる。
 以上の実施形態では、イメージセンサ22を「移動部材、振れ補正部材」として、このイメージセンサ22を光軸直交平面内で駆動する態様を例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、撮影レンズ群(撮影光学系)31の少なくとも一部をなすレンズ(光学要素)を「移動部材、振れ補正部材」として、このレンズ(光学要素)を撮影レンズ30内に設けたボイスコイルモータ(駆動機構)によって光軸直交平面内で駆動する態様も可能である。あるいは、イメージセンサ22と撮影レンズ群(撮影光学系)31の少なくとも一部をなすレンズ(光学要素)の双方を「移動部材、振れ補正部材」として、これらを光軸直交平面内で駆動する態様も可能である。いずれの態様であっても、イメージセンサ22上への被写体像の結像位置を変位させて像振れを補正するとともに、被写体光束をイメージセンサ22の検出色の異なる複数の画素に入射させて光学的なローパスフィルタ効果を得ることができる。
 以上の実施形態では、像振れ補正動作及びLPF動作を実行するために、像振れ補正装置(駆動機構)50を介してイメージセンサ(移動部材、振れ補正部材)22を光軸直交平面内で駆動する場合を例示して説明したが、イメージセンサ(移動部材、振れ補正部材)22を駆動する方向はこれに限定されず、撮影光学系の光軸と異なる方向であればよい。
 以上の実施形態では、DSP40とイメージセンサ駆動回路60を別々の構成要素(ブロック)として描いているが、これらを単一の構成要素(ブロック)として実現する態様も可能である。
 以上の実施形態では、像振れ補正装置(駆動機構)50の構成として、固定支持基板51に磁石M1、M2、M3及びヨークY1、Y2、Y3を固定し、可動ステージ52に駆動用コイルC1、C2、C3を固定した場合を例示して説明したが、この位置関係を逆にして、可動ステージに磁石及びヨークを固定し、固定支持基板に駆動用コイルを固定する態様も可能である。
 以上の実施形態では、ボディ本体20と撮影レンズ30を着脱可能(レンズ交換可能)とする態様を例示して説明したが、ボディ本体20と撮影レンズ30を着脱不能(レンズ交換不能)とする態様も可能である。
 以上の実施形態では、デジタルカメラ10が被写体の動画像を撮像するための構成及び動作について説明したが、デジタルカメラ10は被写体の静止画像を撮像することも勿論可能である。
 以上の実施形態では、フレームレート設定部41が、被写体の動画像を撮像する際のフレームレートを設定し、駆動周波数制御部42が、フレームレート設定部41が設定したフレームレートに応じて、イメージセンサ駆動回路60が生成する駆動信号の駆動周波数を制御する場合を例示して説明した。しかし、人の可聴域が20Hzであることを考慮して、フレームレート設定部41が設定するフレームレート、及びイメージセンサ駆動回路60が生成する駆動信号の駆動周波数を共に20Hz未満の所定値(例えば15Hz)に設定する態様も可能である。
 本発明の動画撮像装置及び動画撮像方法は、デジタルカメラ等の動画撮像装置及び動画撮像方法に用いて好適である。
10 デジタルカメラ(動画撮像装置)
20 ボディ本体
21 シャッタ(撮影光学系)
22 イメージセンサ(移動部材、振れ補正部材)
22a 画素
R G B カラーフィルタ
23 絞り/シャッタ駆動回路
24 LCD
25 画像メモリ
26 撮影操作スイッチ
27 ローパスフィルタ操作スイッチ
28 ジャイロセンサ(振れ検出部)
30 撮影レンズ
31 撮影レンズ群(撮影光学系、移動部材、振れ補正部材)
32 絞り(撮影光学系)
33 通信用メモリ
40 DSP
41 フレームレート設定部
42 駆動周波数制御部
43 露出制御部
44 モアレ判定部
45 モアレ通知部
46 動画撮像設定変更部
50 像振れ補正装置(駆動機構)
51 固定支持基板
52 可動ステージ
M1 M2 M3 磁石
Y1 Y2 Y3 ヨーク
C1 C2 C3 駆動用コイル
H1 H2 H3 ホールセンサ
60 イメージセンサ駆動回路(駆動信号生成部)
61 加算部
62 ゲイン部
63 微小振動用信号生成部
64 LPFスイッチ
65 重畳合成部
66 コントローラ

Claims (22)

  1.  撮影光学系により形成された被写体像を電気的な画素信号に変換して被写体の動画像を撮像するイメージセンサを有する動画撮像装置において、
     前記撮影光学系の少なくとも一部をなす光学要素と前記イメージセンサの少なくとも一方を移動部材とし、この移動部材を前記撮影光学系の光軸と異なる方向に駆動することにより、被写体光束を前記イメージセンサの検出色の異なる複数の画素に入射させて、光学的なローパスフィルタ効果を得る駆動機構と、
     前記駆動機構を介して前記移動部材を駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
     被写体の動画像を撮像する際のフレームレートを設定するフレームレート設定部と、
     前記フレームレート設定部が設定したフレームレートに応じて、前記駆動信号生成部が生成する駆動信号の駆動周波数を制御する駆動周波数制御部と、
     を有することを特徴とする動画撮像装置。
  2.  請求項1記載の動画撮像装置において、
     前記駆動周波数制御部は、前記フレームレート設定部が設定したフレームレートをA[Hz(fps)]とし、前記駆動信号生成部が生成する駆動信号の駆動周波数をB[Hz]としたときに、B≧0.5Aを満足するように、前記駆動信号生成部が生成する駆動信号の駆動周波数B[Hz]を制御する動画撮像装置。
  3.  請求項1または2記載の動画撮像装置において、
     前記駆動周波数制御部は、前記フレームレート設定部が設定したフレームレートをA[Hz(fps)]とし、前記駆動信号生成部が生成する駆動信号の駆動周波数をB[Hz]としたときに、0.5A≦B≦1.5Aを満足するように、前記駆動信号生成部が生成する駆動信号の駆動周波数B[Hz]を制御する動画撮像装置。
  4.  請求項1ないし3のいずれか1項記載の動画撮像装置において、
     前記イメージセンサを搭載したボディ本体の光軸直交平面内の振れを検出する振れ検出部をさらに有しており、
     前記駆動信号生成部は、前記移動部材を前記撮影光学系の光軸と異なる方向に微小振動させるための微小振動用信号を生成する微小振動用信号生成部と、この微小振動用信号生成部が生成した微小振動用信号と前記振れ検出部が検出した振れ検出信号とを重畳合成することにより前記駆動信号を生成する重畳合成部とを有している動画撮像装置。
  5.  請求項1ないし4のいずれか1項記載の動画撮像装置において、
     前記フレームレート設定部は、前記移動部材を駆動して光学的なローパスフィルタ効果を得ながら動画撮像を行う場合のフレームレートを、前記移動部材を駆動せず光学的なローパスフィルタ効果を得ないで動画撮像を行う場合のフレームレートよりも小さく設定する動画撮像装置。
  6.  請求項1ないし5のいずれか1項記載の動画撮像装置において、
     動画撮像の際に適正露出を維持するための露出制御部をさらに有しており、
     前記露出制御部は、動画撮像の際の被写体輝度が高すぎて適正露出が得られない場合に、ISO感度を優先的に下げていき、ISO感度を最低まで下げても適正露出が得られないときに電子シャッタにより露光時間を短くする動画撮像装置。
  7.  請求項6記載の動画撮像装置において、
     動画撮像の際の被写体輝度が高い場合において、動画撮像の各フレームの電子シャッタによる露光時間の逆数から得られる所定周波数が、前記フレームレート設定部が設定したフレームレートの2倍以上になるとき、前記駆動周波数制御部は、前記駆動信号生成部が生成する駆動信号の駆動周波数を上げるような制御を実行する動画撮像装置。
  8.  請求項1ないし7のいずれか1項記載の動画撮像装置において、
     動画撮像の際に適正露出を維持するための露出制御部をさらに有しており、
     前記露出制御部は、動画撮像の際の被写体輝度が低すぎて適正露出が得られない場合に、電子シャッタにより露光時間を優先的に長くしていき、露光時間を最高まで長くしても適正露出が得られないときにISO感度を上げる動画撮像装置。
  9.  請求項1ないし8のいずれか1項記載の動画撮像装置において、
     被写体の動画像の少なくとも一部分の色の変化の周期と、前記移動部材の微小振動の周期とを比較することにより、被写体の動画像にモアレが発生しているか否かを判定するモアレ判定部をさらに有している動画撮像装置。
  10.  請求項9記載の動画撮像装置において、
     被写体の動画像にモアレが発生していると前記モアレ判定部が判定したときにその旨を通知するモアレ通知部をさらに有している動画撮像装置。
  11.  請求項9または10記載の動画撮像装置において、
     被写体の動画像にモアレが発生していると前記モアレ判定部が判定したとき、動画撮像の際の各種設定を変更する動画撮像設定変更部をさらに有している動画撮像装置。
  12.  撮影光学系により形成された被写体像を電気的な画素信号に変換して被写体の動画像を撮像するイメージセンサと、前記撮影光学系の少なくとも一部をなす光学要素と前記イメージセンサの少なくとも一方を移動部材とし、この移動部材を前記撮影光学系の光軸と異なる方向に駆動することにより、被写体光束を前記イメージセンサの検出色の異なる複数の画素に入射させて、光学的なローパスフィルタ効果を得る駆動機構と、を有する動画撮像装置において、
     前記駆動機構を介して前記移動部材を駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成ステップと、
     被写体の動画像を撮像する際のフレームレートを設定するフレームレート設定ステップと、
     前記フレームレート設定ステップで設定したフレームレートに応じて、前記駆動信号生成ステップで生成する駆動信号の駆動周波数を制御する駆動周波数制御ステップと、
     を有することを特徴とする動画撮像方法。
  13.  請求項12記載の動画撮像方法において、
     前記駆動周波数制御ステップでは、前記フレームレート設定ステップで設定したフレームレートをA[Hz(fps)]とし、前記駆動信号生成ステップで生成する駆動信号の駆動周波数をB[Hz]としたときに、B≧0.5Aを満足するように、前記駆動信号生成ステップで生成する駆動信号の駆動周波数B[Hz]を制御する動画撮像方法。
  14.  請求項12または13記載の動画撮像方法において、
     前記駆動周波数制御ステップでは、前記フレームレート設定ステップで設定したフレームレートをA[Hz(fps)]とし、前記駆動信号生成ステップで生成する駆動信号の駆動周波数をB[Hz]としたときに、0.5A≦B≦1.5Aを満足するように、前記駆動信号生成ステップで生成する駆動信号の駆動周波数B[Hz]を制御する動画撮像方法。
  15.  請求項12ないし14のいずれか1項記載の動画撮像方法において、
     前記イメージセンサを搭載したボディ本体の光軸直交平面内の振れを検出する振れ検出ステップをさらに有しており、
     前記駆動信号生成ステップは、
     前記移動部材を前記撮影光学系の光軸と異なる方向に微小振動させるための微小振動用信号を生成する微小振動用信号生成ステップと、
     前記微小振動用信号生成ステップで生成した微小振動用信号と前記振れ検出ステップで検出した振れ検出信号とを重畳合成することにより前記駆動信号を生成する重畳合成ステップとを有している動画撮像方法。
  16.  請求項12ないし15のいずれか1項記載の動画撮像方法において、
     前記フレームレート設定ステップでは、前記移動部材を駆動して光学的なローパスフィルタ効果を得ながら動画撮像を行う場合のフレームレートを、前記移動部材を駆動せず光学的なローパスフィルタ効果を得ないで動画撮像を行う場合のフレームレートよりも小さく設定する動画撮像方法。
  17.  請求項12ないし16のいずれか1項記載の動画撮像方法において、
     動画撮像の際に適正露出を維持するための露出制御ステップをさらに有しており、
     前記露出制御ステップでは、動画撮像の際の被写体輝度が高すぎて適正露出が得られない場合に、ISO感度を優先的に下げていき、ISO感度を最低まで下げても適正露出が得られないときに電子シャッタにより露光時間を短くする動画撮像方法。
  18.  請求項17記載の動画撮像方法において、
     動画撮像の際の被写体輝度が高い場合において、動画撮像の各フレームの電子シャッタによる露光時間の逆数から得られる所定周波数が、前記フレームレート設定ステップで設定したフレームレートの2倍以上になるとき、前記駆動周波数制御ステップでは、前記駆動信号生成ステップで生成する駆動信号の駆動周波数を上げるような制御を実行する動画撮像方法。
  19.  請求項12ないし18のいずれか1項記載の動画撮像方法において、
     動画撮像の際に適正露出を維持するための露出制御ステップをさらに有しており、
     前記露出制御ステップでは、動画撮像の際の被写体輝度が低すぎて適正露出が得られない場合に、電子シャッタにより露光時間を優先的に長くしていき、露光時間を最高まで長くしても適正露出が得られないときにISO感度を上げる動画撮像方法。
  20.  請求項12ないし19のいずれか1項記載の動画撮像方法において、
     被写体の動画像の少なくとも一部分の色の変化の周期と、前記移動部材の微小振動の周期とを比較することにより、被写体の動画像にモアレが発生しているか否かを判定するモアレ判定ステップをさらに有している動画撮像方法。
  21.  請求項20記載の動画撮像方法において、
     被写体の動画像にモアレが発生していると前記モアレ判定ステップで判定したときにその旨を通知するモアレ通知ステップをさらに有している動画撮像方法。
  22.  請求項20または21記載の動画撮像方法において、
     被写体の動画像にモアレが発生していると前記モアレ判定ステップで判定したとき、動画撮像の際の各種設定を変更する動画撮像設定変更ステップをさらに有している動画撮像方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108235121A (zh) * 2018-01-16 2018-06-29 青岛海信电器股份有限公司 一种倍频显示的处理方法及装置、电子设备

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6382176A (ja) * 1986-09-26 1988-04-12 Canon Inc ビデオカメラ
JPH11177868A (ja) * 1997-12-16 1999-07-02 Canon Inc 撮像方法及び再生方法とその装置
JP2006101452A (ja) * 2004-09-30 2006-04-13 Fuji Photo Film Co Ltd 撮影装置
JP2008193195A (ja) * 2007-02-01 2008-08-21 Nikon Corp ディジタルカメラ

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6382176A (ja) * 1986-09-26 1988-04-12 Canon Inc ビデオカメラ
JPH11177868A (ja) * 1997-12-16 1999-07-02 Canon Inc 撮像方法及び再生方法とその装置
JP2006101452A (ja) * 2004-09-30 2006-04-13 Fuji Photo Film Co Ltd 撮影装置
JP2008193195A (ja) * 2007-02-01 2008-08-21 Nikon Corp ディジタルカメラ

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108235121A (zh) * 2018-01-16 2018-06-29 青岛海信电器股份有限公司 一种倍频显示的处理方法及装置、电子设备
CN108235121B (zh) * 2018-01-16 2020-07-10 海信视像科技股份有限公司 一种倍频显示的处理方法及装置、电子设备

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