特許 6554761 動画撮像装置及び動画撮像方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6554761

(24)【登録日】2019年7月19日

(45)【発行日】2019年8月7日

(54)【発明の名称】動画撮像装置及び動画撮像方法

(51)【国際特許分類】

   H04N 5/349 20110101AFI20190729BHJP

   H04N 5/232 20060101ALI20190729BHJP

   H04N 9/07 20060101ALI20190729BHJP

【ＦＩ】

   H04N5/349

   H04N5/232 450

   H04N9/07 C

【請求項の数】10

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2014-125125(P2014-125125)

(22)【出願日】2014年6月18日

(65)【公開番号】特開2016-5166(P2016-5166A)

(43)【公開日】2016年1月12日

【審査請求日】2017年6月2日

(73)【特許権者】

【識別番号】311015207

【氏名又は名称】リコーイメージング株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100083286

【弁理士】

【氏名又は名称】三浦 邦夫

(74)【代理人】

【識別番号】100166408

【弁理士】

【氏名又は名称】三浦 邦陽

(72)【発明者】

【氏名】松谷 篤志

【審査官】 鈴木 明

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−０３５２４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−３０３３９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−０７４５２４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｎ ５／３０−５／３７８

Ｈ０４Ｎ ５／２２２−５／２５７

Ｈ０４Ｎ ９／０４−９／１１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項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することで被写体の動画像を撮像するイメージセンサと、
前記撮影光学系を含む被写体像を結像させる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、
動画撮像装置が略静止した静止状態にあるか否かを判定する静止判定部と、
前記動画撮像装置が静止状態にあると前記静止判定部が判定したとき、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おけるフレーム若しくはフィールドの開始タイミング又は前記イメージセンサの画素の露光開始タイミングと略同期するように、前記駆動信号生成部が生成する駆動信号を制御するとともに、前記動画撮像装置が静止状態にないと前記静止判定部が判定したとき、前記動画撮像装置が静止状態にあると前記静止判定部が判定したときと比較して、前記駆動信号生成部が生成する駆動信号の駆動周波数または駆動半径を小さくする駆動信号制御部と、
を有することを特徴とする動画撮像装置。

【請求項2】

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することで被写体の動画像を撮像するイメージセンサと、
前記撮影光学系を含む被写体像を結像させる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おけるフレーム若しくはフィールドの開始タイミング又は前記イメージセンサの画素の露光開始タイミングと略同期するように、前記駆動信号生成部が生成する駆動信号を制御する駆動信号制御部と、
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と、
を有し、
前記駆動信号制御部は、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、前記駆動信号生成部が生成する駆動信号の駆動周波数または駆動半径を変化させながら、定期的に、前記モアレ判定部に、被写体の動画像にモアレが発生しているか否かを再判定させる、
ことを特徴とする動画撮像装置。

【請求項3】

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することで被写体の動画像を撮像するイメージセンサと、
前記撮影光学系を含む被写体像を結像させる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おけるフレーム若しくはフィールドの開始タイミング又は前記イメージセンサの画素の露光開始タイミングと略同期するように、前記駆動信号生成部が生成する駆動信号を制御する駆動信号制御部と、
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と、
を有し、
前記駆動信号制御部は、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、前記駆動信号生成部と前記駆動機構による前記移動部材の駆動範囲と光学的なローパスフィルタ効果を大きくしていき、その後、前記駆動信号生成部と前記駆動機構による前記移動部材の駆動範囲と光学的なローパスフィルタ効果を小さくしていき、前記モアレ判定部に、被写体の動画像にモアレが発生しているか否かを再判定させる、
ことを特徴とする動画撮像装置。

【請求項4】

請求項２または３記載の動画撮像装置において、
前記モアレ判定部は、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及びフレームレート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または再判定する動画撮像装置。

【請求項5】

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することで被写体の動画像を撮像するイメージセンサと、
前記撮影光学系を含む被写体像を結像させる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おけるフレーム若しくはフィールドの開始タイミング又は前記イメージセンサの画素の露光開始タイミングと略同期するように、前記駆動信号生成部が生成する駆動信号を制御する駆動信号制御部と、
を有し、
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、
ことを特徴とする動画撮像装置。

【請求項6】

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することで被写体の動画像を撮像するイメージセンサと、前記撮影光学系を含む被写体像を結像させる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、
前記動画撮像装置が略静止した静止状態にあるか否かを判定する静止判定ステップと、
前記動画撮像装置が静止状態にあると前記静止判定ステップで判定したとき、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おけるフレーム若しくはフィールドの開始タイミング又は前記イメージセンサの画素の露光開始タイミングと略同期するように、前記駆動信号生成ステップで生成する駆動信号を制御するとともに、前記動画撮像装置が静止状態にないと前記静止判定ステップで判定したとき、前記動画撮像装置が静止状態にあると前記静止判定ステップで判定したときと比較して、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または駆動半径を小さくする駆動信号制御ステップと、
を有することを特徴とする動画撮像方法。

【請求項7】

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することで被写体の動画像を撮像するイメージセンサと、前記撮影光学系を含む被写体像を結像させる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おけるフレーム若しくはフィールドの開始タイミング又は前記イメージセンサの画素の露光開始タイミングと略同期するように、前記駆動信号生成ステップで生成する駆動信号を制御する駆動信号制御ステップと、
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と、
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、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または駆動半径を変化させながら、定期的に、被写体の動画像にモアレが発生しているか否かを再判定するモアレ再判定ステップと、
を有することを特徴とする動画撮像方法。

【請求項8】

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することで被写体の動画像を撮像するイメージセンサと、前記撮影光学系を含む被写体像を結像させる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おけるフレーム若しくはフィールドの開始タイミング又は前記イメージセンサの画素の露光開始タイミングと略同期するように、前記駆動信号生成ステップで生成する駆動信号を制御する駆動信号制御ステップと、
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と、
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、前記駆動機構による前記移動部材の駆動範囲と光学的なローパスフィルタ効果を大きくしていき、その後、前記駆動機構による前記移動部材の駆動範囲と光学的なローパスフィルタ効果を小さくしていき、被写体の動画像にモアレが発生しているか否かを再判定するモアレ再判定ステップと、
を有することを特徴とする動画撮像方法。

【請求項9】

請求項７または８記載の動画撮像方法において、
前記モアレ判定ステップまたは前記モアレ再判定ステップでは、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及びフレームレート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または再判定する動画撮像方法。

【請求項10】

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することで被写体の動画像を撮像するイメージセンサと、前記撮影光学系を含む被写体像を結像させる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おけるフレーム若しくはフィールドの開始タイミング又は前記イメージセンサの画素の露光開始タイミングと略同期するように、前記駆動信号生成ステップで生成する駆動信号を制御する駆動信号制御ステップと、
を有し、
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、
ことを特徴とする動画撮像方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、移動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。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、撮影光学系の一部をなす移動部材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。

【0003】

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。

【0004】

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おり、動画撮像においてモアレや偽色の低減を狙った各種の工夫が提案されている。例えば、特許文献２には、高解像度の撮像素子から比較的高速なフレームレートで動画像を読み出すときに、フレーム間で読み出し画素位置（読み出し規則）を異ならせることが開示されている。また、特許文献３には、撮像素子から読み出された画素値に対して高周波成分を除去するフィルタ部を設けることが開示されている。

【0005】

ところが、本発明者によると、特許文献１−３を含む従来技術にあっては、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、モアレや偽色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。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００２−３５４３３６号公報

【特許文献2】特開２００３−３３８９８８号公報

【特許文献3】特開２０１０−１０９６５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

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、モアレや偽色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。

【課題を解決するための手段】

【0008】

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各種パラメータ（周波数や位相を含む）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各種パラメータを最適設定すれば、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、モアレや偽色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。

【0009】

第１の態様の動画撮像装置は、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することで被写体の動画像を撮像するイメージセンサと、前記撮影光学系を含む被写体像を結像させる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、動画撮像装置が略静止した静止状態にあるか否かを判定する静止判定部と、前記動画撮像装置が静止状態にあると前記静止判定部が判定したとき、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おけるフレーム若しくはフィールドの開始タイミング又は前記イメージセンサの画素の露光開始タイミングと略同期するように、前記駆動信号生成部が生成する駆動信号を制御するとともに、前記動画撮像装置が静止状態にないと前記静止判定部が判定したとき、前記動画撮像装置が静止状態にあると前記静止判定部が判定したときと比較して、前記駆動信号生成部が生成する駆動信号の駆動周波数または駆動半径を小さくする駆動信号制御部と、を有することを特徴としている。
第１の態様の動画撮像方法は、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することで被写体の動画像を撮像するイメージセンサと、前記撮影光学系を含む被写体像を結像させる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、前記動画撮像装置が略静止した静止状態にあるか否かを判定する静止判定ステップと、前記動画撮像装置が静止状態にあると前記静止判定ステップで判定したとき、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おけるフレーム若しくはフィールドの開始タイミング又は前記イメージセンサの画素の露光開始タイミングと略同期するように、前記駆動信号生成ステップで生成する駆動信号を制御するとともに、前記動画撮像装置が静止状態にないと前記静止判定ステップで判定したとき、前記動画撮像装置が静止状態にあると前記静止判定ステップで判定したときと比較して、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または駆動半径を小さくする駆動信号制御ステップと、を有することを特徴としている。

【0010】

第２の態様の動画撮像装置は、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することで被写体の動画像を撮像するイメージセンサと、前記撮影光学系を含む被写体像を結像させる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おけるフレーム若しくはフィールドの開始タイミング又は前記イメージセンサの画素の露光開始タイミングと略同期するように、前記駆動信号生成部が生成する駆動信号を制御する駆動信号制御部と、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と、を有し、前記駆動信号制御部は、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、前記駆動信号生成部が生成する駆動信号の駆動周波数または駆動半径を変化させながら、定期的に、前記モアレ判定部に、被写体の動画像にモアレが発生しているか否かを再判定させる、ことを特徴としている。
第２の態様の動画撮像方法は、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することで被写体の動画像を撮像するイメージセンサと、前記撮影光学系を含む被写体像を結像させる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おけるフレーム若しくはフィールドの開始タイミング又は前記イメージセンサの画素の露光開始タイミングと略同期するように、前記駆動信号生成ステップで生成する駆動信号を制御する駆動信号制御ステップと、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と、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、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または駆動半径を変化させながら、定期的に、被写体の動画像にモアレが発生しているか否かを再判定するモアレ再判定ステップと、を有することを特徴としている。

【0011】

第３の態様の動画撮像装置は、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することで被写体の動画像を撮像するイメージセンサと、前記撮影光学系を含む被写体像を結像させる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おけるフレーム若しくはフィールドの開始タイミング又は前記イメージセンサの画素の露光開始タイミングと略同期するように、前記駆動信号生成部が生成する駆動信号を制御する駆動信号制御部と、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と、を有し、前記駆動信号制御部は、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、前記駆動信号生成部と前記駆動機構による前記移動部材の駆動範囲と光学的なローパスフィルタ効果を大きくしていき、その後、前記駆動信号生成部と前記駆動機構による前記移動部材の駆動範囲と光学的なローパスフィルタ効果を小さくしていき、前記モアレ判定部に、被写体の動画像にモアレが発生しているか否かを再判定させる、ことを特徴としている。
第３の態様の動画撮像方法は、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することで被写体の動画像を撮像するイメージセンサと、前記撮影光学系を含む被写体像を結像させる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おけるフレーム若しくはフィールドの開始タイミング又は前記イメージセンサの画素の露光開始タイミングと略同期するように、前記駆動信号生成ステップで生成する駆動信号を制御する駆動信号制御ステップと、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と、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、前記駆動機構による前記移動部材の駆動範囲と光学的なローパスフィルタ効果を大きくしていき、その後、前記駆動機構による前記移動部材の駆動範囲と光学的なローパスフィルタ効果を小さくしていき、被写体の動画像にモアレが発生しているか否かを再判定するモアレ再判定ステップと、を有することを特徴としている。

【0012】

第２、第３の態様の動画撮像装置において、前記モアレ判定部は、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及びフレームレート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または再判定することができる。
第２、第３の態様の動画撮像方法において、前記モアレ判定ステップまたは前記モアレ再判定ステップでは、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及びフレームレート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または再判定することができる。

【0013】

第４の態様の動画撮像装置は、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することで被写体の動画像を撮像するイメージセンサと、前記撮影光学系を含む被写体像を結像させる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おけるフレーム若しくはフィールドの開始タイミング又は前記イメージセンサの画素の露光開始タイミングと略同期するように、前記駆動信号生成部が生成する駆動信号を制御する駆動信号制御部と、を有し、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、ことを特徴としている。
第４の態様の動画撮像方法は、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することで被写体の動画像を撮像するイメージセンサと、前記撮影光学系を含む被写体像を結像させる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おけるフレーム若しくはフィールドの開始タイミング又は前記イメージセンサの画素の露光開始タイミングと略同期するように、前記駆動信号生成ステップで生成する駆動信号を制御する駆動信号制御ステップと、を有し、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、ことを特徴としている。

【発明の効果】

【0023】

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、モアレや偽色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。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】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。

【図2】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。

【図3】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】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。

【図5】図５（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ、イメージセンサの画素読出方式として「全画素読出方式」、「１／３垂直間引き読出方式」を採用した場合のイメージセンサのＬＰＦ駆動軌跡を示す図である。

【図6】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。

【図7】図７（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8】プログレッシブ走査またはインターレース走査を行う場合において、１フレーム分の動画像の露光タイミングと、イメージセンサ駆動回路が生成する駆動信号の信号波形との関係を示す図である。

【図9】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。

【図10】イメージセンサの駆動範囲とモアレ判定部によるモアレの判定結果の関係を示すタイミングチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0025】

図１ないし図１０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について説明する。

【0026】

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。

【0027】

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が単レンズ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からなる。

【0028】

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）２２を駆動する」とは、「イメージセンサ（移動部材）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。

【0029】

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。

【0030】

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と異なる方向、本実施形態では撮影光学系の光軸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。

【0031】

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。

【0032】

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。

【0033】

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。

【0034】

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。

【0035】

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。

【0036】

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）。

【0037】

「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。

【0038】

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。

【0039】

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。

【0040】

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２^１／２／２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。

【0041】

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。

【0042】

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。

【表1】

【0043】

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。

【0044】

ここで、図４（Ａ）、（Ｂ）は、複数の画素２２ａの全てから画素信号を読み出す「全画素読出方式」を採用した場合のイメージセンサ２２の駆動軌跡を示している。これに対し、イメージセンサ２２の画素読出方式は、「全画素読出方式」の他にも、例えば、複数の画素２２ａのうち垂直方向の走査読出ラインを２／３だけ間引きながら同垂直方向の走査読出ラインの１／３を使用して画素信号を読み出す「１／３垂直間引き読出方式」、複数の画素２２ａのうち垂直方向の走査読出ラインを４／５だけ間引きながら同垂直方向の走査読出ラインの１／５を使用して画素信号を読み出す「１／５垂直間引き読出方式」、及び、複数の画素２２ａのうち垂直方向の走査読出ラインを６／７だけ間引きながら同垂直方向の走査読出ラインの１／７を使用して画素信号を読み出す「１／７垂直間引き読出方式」を採用することができる。

【0045】

図５（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ、イメージセンサ２２の画素読出方式として「全画素読出方式」、「１／３垂直間引き読出方式」を採用した場合のイメージセンサ２２の駆動軌跡の一例を示している。図５（Ａ）では、イメージセンサ２２の駆動軌跡が、Ｘ方向（水平方向）とＹ方向（垂直方向）の駆動量が同一の円形軌跡となっている。図５（Ｂ）では、イメージセンサ２２の駆動軌跡が、Ｙ方向（垂直方向）の駆動量がＸ方向（水平方向）の駆動量の３倍の楕円軌跡となっている。

【0046】

図１、図２、図６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。

【0047】

図６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。

【0048】

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、静止判定部４２と、モアレ判定部４３と、モアレ通知部４４と、駆動信号制御部４５と、動画撮像設定変更部４６とを有している。

【0049】

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。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、プログレッシブ走査の場合は、２４［Ｈｚ（ｆｐｓ）］、２５［Ｈｚ（ｆｐｓ）］及び３０［Ｈｚ（ｆｐｓ）］のいずれかを選択することができ、インターレース走査の場合は、５０［Ｈｚ（ｆｐｓ）］及び６０［Ｈｚ（ｆｐｓ）］のいずれかを選択することができる。

【0050】

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。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。

【0051】

静止判定部４２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基づいて、デジタルカメラ１０のボディ本体２０が略静止した静止状態にあるか否かを判定する。ここで「ボディ本体２０が略静止した静止状態にある」とは、ジャイロセンサ２８からの振れ検出信号が所定期間に亘ってゼロでありボディ本体２０が完全に静止している状態、及び、ジャイロセンサ２８からの振れ検出信号が所定期間に亘って極めて微小でありボディ本体２０が殆ど静止している状態を含んでいる。

【0052】

モアレ判定部４３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の微小振動の周期及びフレームレート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または再判定する。

【0053】

モアレ通知部４４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４３が判定または再判定したときに、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。

【0054】

図７（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、モアレの発生を顕著にするために、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７（Ａ）の状態と図７（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。

【0055】

駆動信号制御部４５は、フレームレート設定部４１が設定したフレームレート、静止判定部４２による静止状態の判定結果、及び、モアレ判定部４３によるモアレの判定結果に基づいて、イメージセンサ駆動回路６０が生成する駆動信号を制御する。

【0056】

より具体的に、駆動信号制御部４５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おけるフレーム若しくはフィールドの開始タイミング又はイメージセンサ２２の画素２２ａの露光開始タイミングと略同期するように、イメージセンサ駆動回路６０が生成する駆動信号を制御する。

【0057】

ここで「略同期する」とは、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（駆動周期）や位相が、フレームレート設定部４１が設定したフレームレートにおけるフレーム若しくはフィールドの開始タイミング又はイメージセンサ２２の画素２２ａの露光開始タイミングと完全にあるいは殆ど同期することを意味する。「殆ど同期する」の一例として、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が３０．０１［Ｈｚ］である場合が挙げられる。また、フレームレート設定部４１が設定したフレームレートが、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の略整数倍になる場合、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が約１５［Ｈｚ］である場合も２フレームに１回は同期されるので「略同期する」に含まれる。さらに、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略整数倍になる場合、例えば、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約６０［Ｈｚ］であり、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）］である場合も、フレームの開始時の位相は一定なので同期に含まれる。

【0058】

駆動信号制御部４５は、フレームレート設定部４１がプログレッシブ走査において２４［Ｈｚ（ｆｐｓ）］、２５［Ｈｚ（ｆｐｓ）］、３０［Ｈｚ（ｆｐｓ）］のフレームレートを設定したときは、そのフレームレートに対応させるべく、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２４［Ｈｚ］、２５［Ｈｚ］、３０［Ｈｚ］となるように制御する。

【0059】

駆動信号制御部４５は、フレームレート設定部４１がインターレース走査において５０［Ｈｚ（ｆｐｓ）］、６０［Ｈｚ（ｆｐｓ）］のフレームレートを設定したときは、そのフレームレートに対応させるべく、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５０［Ｈｚ］、６０［Ｈｚ］となるように制御する。

【0060】

図８は、プログレッシブ走査またはインターレース走査を行う場合において、１フレーム分の動画像の露光タイミングと、イメージセンサ駆動回路６０が生成する駆動信号の信号波形との関係を示している。同図において、駆動信号のＸ方向（水平方向）の成分を実線で示し、駆動信号のＹ方向（垂直方向）の成分を破線で示している。

【0061】

プログレッシブ走査の場合、１フレーム内の偶数行と奇数行を同時に露光する。このため、露光期間とイメージセンサ２２の駆動周期を合わせれば、露光開始時のイメージセンサ２２の駆動軌跡（例えば円運動）の位相は、フレーム間で一致する。

【0062】

インターレース走査の場合、１フレーム内の偶数行と奇数行とで露光タイミングが半周期ずれている。このため、イメージセンサ２２の駆動周期を露光期間の半分に合わせれば、露光開始時のイメージセンサ２２の駆動軌跡（例えば円運動）の位相は、フレーム間で一致する。

【0063】

このように、任意のフレームの任意の画素に対して、露光開始時のイメージセンサ２２の駆動軌跡（例えば円運動）の位相を合わせる（同期させる）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、モアレや偽色を安定して除去することができる。

【0064】

仮に、フレームの周波数とイメージセンサ２２の駆動周波数が異なっている（同期していない）場合には、｜動画のフレームの周波数−イメージセンサ２２の駆動周波数｜のうなりが発生する。このうなりの周波数がモアレの取り残し成分と相まって、緑、マゼンダ、緑、マゼンダと色が変わるため（図７（Ａ）、（Ｂ））、特に三脚などでデジタルカメラ１０を固定して動画を撮像する場合に著しく品位が悪くなってしまう。

【0065】

図９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２５［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２５［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。

【0066】

駆動信号制御部４５は、ボディ本体２０が静止状態にあると静止判定部４２が判定したとき、フレームレート設定部４１が設定したフレームレートにおけるフレーム若しくはフィールドの開始タイミング又はイメージセンサ２２の画素２２ａの露光開始タイミングと略同期するように、イメージセンサ駆動回路６０が生成する駆動信号を制御する。駆動信号制御部４５は、フレームレート設定部４１がプログレッシブ走査において２４［Ｈｚ（ｆｐｓ）］、２５［Ｈｚ（ｆｐｓ）］、３０［Ｈｚ（ｆｐｓ）］のフレームレートを設定したときは、そのフレームレートに対応させるべく、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２４［Ｈｚ］、２５［Ｈｚ］、３０［Ｈｚ］となるように制御する。駆動信号制御部４５は、フレームレート設定部４１がインターレース走査において５０［Ｈｚ（ｆｐｓ）］、６０［Ｈｚ（ｆｐｓ）］のフレームレートを設定したときは、そのフレームレートに対応させるべく、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５０［Ｈｚ］、６０［Ｈｚ］となるように制御する。

【0067】

駆動信号制御部４５は、ボディ本体２０が静止状態にない（動いている）と静止判定部４２が判定したとき、ボディ本体２０が静止状態にあると静止判定部４２が判定したときと比較して、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または駆動半径（駆動振幅）を小さくする。駆動信号制御部４５は、フレームレート設定部４１がプログレッシブ走査において２４［Ｈｚ（ｆｐｓ）］、２５［Ｈｚ（ｆｐｓ）］、３０［Ｈｚ（ｆｐｓ）］のフレームレートを設定したときは、そのフレームレートの１／２の値となるように、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を１２［Ｈｚ］、１２．５［Ｈｚ］、１５［Ｈｚ］となるように制御する。駆動信号制御部４５は、フレームレート設定部４１がインターレース走査において５０［Ｈｚ（ｆｐｓ）］、６０［Ｈｚ（ｆｐｓ）］のフレームレートを設定したときは、そのフレームレートの１／２の値となるように、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を２５［Ｈｚ］、３０［Ｈｚ］となるように制御する。ボディ本体２０が静止状態にない（動いている）場合には、うなりが発生してもこれを判別し難いため、周波数を落とすことによる低消費電力化と低雑音化を優先する。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フレームレート設定部４１が設定したフレームレートの１／２とした場合には、動画撮像の１フレームでイメージセンサ２２が半周期しか駆動できないことになるが、モアレや偽色の除去に一定の効果は得られる。

【0068】

駆動信号制御部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４３が判定したとき、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または駆動半径（駆動振幅）を変化させながら、定期的に、モアレ判定部４３に、被写体の動画像にモアレが発生しているか否かを再判定させる。

【0069】

駆動信号制御部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４３が判定したとき、イメージセンサ駆動回路６０と像振れ補正装置５０によるイメージセンサ２２の駆動範囲と光学的なローパスフィルタ効果を大きくしていき、その後、イメージセンサ駆動回路６０と像振れ補正装置５０によるイメージセンサ２２の駆動範囲と光学的なローパスフィルタ効果を小さくしていき、モアレ判定部４３に、被写体の動画像にモアレが発生しているか否かを再判定させる。

【0070】

図１０は、イメージセンサ２２の駆動範囲とモアレ判定部４３によるモアレの判定結果の関係を示すタイミングチャートである。同図において、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４３が判定したとき、所定時間（例えば３秒間）だけイメージセンサ２２のＬＰＦ駆動を実行する。ＬＰＦ駆動の開始時には、イメージセンサ２２の駆動半径（回転半径）をゼロから徐々に上げていき、その後、イメージセンサ２２の駆動半径（回転半径）を徐々にゼロに戻していき、最大駆動半径（最大回転半径）の１／２となったところで、ＬＰＦ駆動を一旦停止する。所定時間のＬＰＦ駆動中はモアレや偽色が除去されるので、モアレ判定部４３は、被写体の動画像にモアレが発生していないと判定する。本実施形態では、所定時間が経過してＬＰＦ駆動を一旦停止したこのタイミングで、モアレ判定部４３に、被写体の動画像にモアレが発生しているか否かを再判定させる。

【0071】

モアレ判定部４３による再判定の結果、被写体の動画像にモアレが発生しているときは、イメージセンサ２２の駆動半径（回転半径）を再び上げていき、その後、イメージセンサ２２の駆動半径（回転半径）を徐々にゼロに戻していき、最大駆動半径（最大回転半径）の１／２となったところで、ＬＰＦ駆動を一旦停止する。そして、このタイミングで、モアレ判定部４３に、被写体の動画像にモアレが発生しているか否かを再々判定させる。一方、モアレ判定部４３による再判定の結果、被写体の動画像にモアレが発生していないときは、イメージセンサ２２の駆動半径（回転半径）をゼロに戻してＬＰＦ駆動を完全に停止する。以上の動作を、被写体の動画像にモアレが発生していないとモアレ判定部４３が判定するまで繰り返し実行する。図１０の例では、モアレ判定部４３による再判定において、被写体の動画像にモアレが発生していると判定され、モアレ判定部４３による再々判定において、被写体の動画像にモアレが発生していないと判定されている。

【0072】

このように、イメージセンサ２２の駆動半径（回転半径）を徐々に変化させることで、過渡応答を避け、振動や画質への悪影響を防止する効果が得られる。また、モアレ判定の結果に応じて断続的にＬＰＦ駆動をオンオフ制御することにより、ＬＰＦ駆動時にモアレや偽色を効果的に除去することができ、同時に、ＬＰＦ非駆動時には、消費電力を少なくし、雑音や振動を抑制し、解像度を上げて画像品質を向上することができる。また、モアレ判定部４３によるモアレの再判定を行う際に、最大駆動半径（最大回転半径）の１／２となったところＬＰＦ駆動を一旦停止するので、モアレがあると判定された後のＬＰＦ駆動を迅速に再開させることができる。

【0073】

続いて、図１０のタイミングチャートに代わる別実施形態を説明する。まず、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４３が判定したとき、所定時間（例えば１秒間）だけイメージセンサ２２のＬＰＦ駆動（例えば円運動）を実行する。次いで、この所定時間が経過した後、駆動周波数を所定量（例えば５［Ｈｚ］）だけ低下させてイメージセンサ２２のＬＰＦ駆動を実行する。この状態で、モアレ判定部４３に、被写体の動画像にモアレが発生しているか否かを再判定させる。ここで、モアレが出る被写体であれば、駆動周波数の低下量（例えば５［Ｈｚ］）に応じたうなりが起き、モアレが出ない被写体であれば、このようなうなりは起きない。モアレ判定部４３による再判定の結果、被写体の動画像にモアレが発生しているときは、イメージセンサ２２の駆動半径（回転半径）と駆動周波数を上げてモアレ判定を再試行する。一方、モアレ判定部４３による再判定の結果、被写体の動画像にモアレが発生していないときは、イメージセンサ２２の駆動半径（回転半径）をゼロに戻してＬＰＦ駆動を完全に停止する。以上の動作を、被写体の動画像にモアレが発生していないとモアレ判定部４３が判定するまで繰り返して実行する。このように、イメージセンサ２２の駆動周波数（駆動周期）を変化させてＬＰＦ駆動を完全に停止しない状態でモアレの判定を行うことで、モアレがあると判定された後のＬＰＦ駆動を迅速に再開させることができる。

【0074】

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４３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４３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。

【0075】

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によれば、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、駆動信号制御部４５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おけるフレーム若しくはフィールドの開始タイミング又はイメージセンサ２２の画素２２ａの露光開始タイミングと略同期するように、イメージセンサ駆動回路（駆動信号生成部）６０が生成する駆動信号を制御する。
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、モアレや偽色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。

【0076】

以上の実施形態では、イメージセンサ２２を「移動部材」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を含む被写体像を結像させる光学要素（レンズ）を「移動部材」として、この光学要素（レンズ）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を含む被写体像を結像させる光学要素（レンズ）の双方を「移動部材」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。

【0077】

以上の実施形態では、像ぶれ補正動作とＬＰＦ動作を実行するために、像ぶれ補正装置（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）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。

【0078】

以上の実施形態では、単一（共通）の像振れ補正装置（駆動機構）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ことで、イメージセンサ２２による像振れ補正動作とＬＰＦ動作を実行する場合を例示して説明したが、ＬＰＦ動作を実行させるための駆動系をピエゾ駆動装置などによって独立して設ける態様も可能である。

【0079】

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。

【0080】

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。

【0081】

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。

【0082】

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。

【符号の説明】

【0083】

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 静止判定部
４３ モアレ判定部
４４ モアレ通知部
４５ 駆動信号制御部
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

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】