JP2001066655A - 防振機能付き撮影装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】簡単な構成で小型かつ安価であるとともに低消
費電力で高精度な振れ制御を行う。 【解決手段】手振れによる撮影装置の振れ量を検出し、
検出した振れ量により光電変換手段２を有する基板３を
変位させているときに、光電変換手段３を有する基板２
の変位量を検出し、検出した変位量により振れ量を補正
して光電変換手段３を有する基板２を変位させて高精度
な振れ補正を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ビデオカメラや
デジタルスチルカメラ等の手振れによる画質劣化を防止
する防振機能付き撮影装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】デジタルスチルカメラ等の撮像装置で撮
影する場合、手振れにより撮像装置が振動して画質劣化
が生じることを防止するため画面振れの補正装置を付け
た撮像装置が、例えば特開平６−４６３２２号公報や特
開平９−８０５３８号公報に開示されている。特開平６
−４６３２２号公報に示された画面振れの補正装置は、
振れ検出手段からの検出信号に基づいて移動手段でＣＣ
Ｄを撮影光学系の光軸と直交する平面内に移動し、振れ
を生じる撮影光軸とＣＣＤの中心を一致させるようにし
ている。このＣＣＤを移動する移動手段は、図１３に示
すように、ＣＣＤが固定されたＣＣＤ固定部材７１に光
軸と直交する平面で互いに直交する方向に移動する２軸
のバー７２，７３を設け、一方のバー７２の軸方向の撮
影光学系の光軸の位置合わせはばね７４による付勢力と
電磁石７５への通電により永久磁石７６との間で発生す
る反発力により制御し、他方のバー７３の軸方向の撮影
光学系の光軸の位置合わせは、ばね７４による付勢力と
電磁石７８への通電により永久磁石７９との間で発生す
る反発力により制御して撮影光軸とＣＣＤの中心を一致
させている。

【０００３】特開平９−８０５３８号公報に示された補
正装置は、撮影光学系の光軸を変化させるように移動可
能な振れ補正光学系と振れ補正光学系の位置を検出する
位置検出部を設けている。この位置検出部は、図１４に
示すように、振れ補正光学系に連結されたスリット部と
このスリット部８１と所定間隔を介して配置され、スリ
ット部側に発光する発光部８２と、スリット部８１を介
して発光部８２と対向して配置され、スリット部８１の
透過穴を通過した発光部８２からの光を受ける受光部８
３とを備え、受光部８３からの光電流により受光面に入
射したスリット光の重心位置を求めることにより振れ補
正光学系の位置を検出するようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】特開平６−４６３２２
号公報に示された画面振れの補正装置のようにＣＣＤを
変位させて振れ画像を補正することにより、ある程度の
振れ補正は可能である。しかしながらＣＣＤの実際の変
位量を検知して高精度に制御する手段が明記されていな
いため、画像振れを数画素内に制御することは困難であ
る。

【０００５】これに対し特開平９−８０５３８号公報に
示された位置検出部を特開平６−４６３２２号公報に示
された画面振れの補正装置と組み合わせれば高精度な制
御が可能である。しかしながら特開平９−８０５３８号
公報に示された位置検出部では２次元の位置検出には少
なくとも２つ以上の光源が必要である。光源として使用
する発光素子は一般に消費電力が大きく、デジタルスチ
ルカメラなどの携帯して使用される撮影装置に位置検出
用の２つ以上の光源を設けることは低消費電力化に問題
が残る。また、高精度な位置検出には受光素子に高価な
位置検出素子が必要でありコストの増大を招く。さら
に、この位置検出部は透過型のセンサであることから装
置の小型化にはＣＣＤの周辺部に設置する必要があり、
また光源からの迷光対策のため構造が複雑なるなど撮影
部を小型化しにくいなどの短所がある。

【０００６】この発明はかかる短所を改善し、簡単な構
成で小型かつ安価であるとともに低消費電力で高精度な
振れ制御を行うことができる防振機能付き撮影装置を提
供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明に係る防振機能
付き撮影装置は、撮影光学系と光電変換手段を有する基
板と振れ検出手段と駆動手段と変位量測定手段及び制御
手段を有し、撮影光学系は被写体からの光を受光して被
写体像を光電変換手段に入射し、基板に取付けられた光
電変換手段は撮影光学系を通過した被写体像を受光して
画像信号に変換し、振れ検出手段は手振れによる撮影装
置の振れ量を検出し、駆動手段は振れ検出手段で検出し
た振れ量により光電変換手段を有する基板を撮影光学系
の光軸に直交する平面内の少なくとも一方向に移動さ
せ、変位量測定手段は反射部と光源と受光手段及び変位
量演算手段を有し、反射部は光電変換手段を有する基板
の一部に設けられ、光源から照射された光を反射して受
光手段に入射し、受光手段は反射部からの反射光を受光
する複数の受光素子を有し、変位量演算手段は複数の受
光素子からの受光信号により光電変換手段を有する基板
の変位量を算出し、制御手段は振れ検出手段で検出した
振れ量と変位量測定手段で算出した変位量から光電変換
手段を有する基板を移動する駆動手段の移動量を制御し
て手振れを補正することを特徴とする。

【０００８】受光手段を光電変換手段を有する基板の反
射部からの反射光の光軸方向に移動する駆動手段を設
け、変倍機能による撮影光学系のズーム用光学系の移動
に伴い駆動手段により受光手段を移動して反射部と受光
手段の相対的な位置関係を変化させると良い。

【０００９】この発明に係る他の防振機能付き撮影装置
は、撮影光学系と光電変換手段を有する基板と振れ検出
手段と駆動手段と変位量測定手段及び制御手段を有し、
撮影光学系は被写体からの光を受光して被写体像を光電
変換手段に入射し、基板に取付けられた光電変換手段は
撮影光学系を通過した被写体像を受光して画像信号に変
換し、振れ検出手段は手振れによる撮影装置の振れ量を
検出し、駆動手段は振れ検出手段で検出した振れ量によ
り光電変換手段を有する基板を撮影光学系の光軸に直交
する平面内の少なくとも一方向に移動させ、変位量測定
手段は反射部と光源と複数の位置検出素子及び変位量演
算手段を有し、反射部は光電変換手段を有する基板の一
部に設けられ、光源から照射された光を反射し、複数の
位置検出素子は反射部からの反射光の一部を受光する位
置に点対称に配置され、変位量演算手段は複数の位置検
出素子で受光した反射光のエッジの座標を検出し、検出
したエッジの座標から反射光の幾何学的形状に基づく特
徴点を検出し、検出した特徴点と前回の特徴点とを比較
して光電変換手段を有する基板の変位量と変位方向を算
出し、制御手段は振れ検出手段で検出した振れ量と変位
量演算手段で算出した変位量及び変位方向から光電変換
手段を有する基板を移動する駆動手段の移動量を制御し
て手振れを補正することを特徴とする。

【００１０】上記複数の位置検出素子で検出する反射部
からの反射光のビーム形状を円形又は楕円形状にするこ
とが望ましい。

【００１１】また、変位量測定手段の反射部を光電変換
手段を有する基板の裏面に設けると良い。

【００１２】さらに、光電変換手段を有する基板を駆動
手段及び光電変換手段を有する基板を挟んで駆動手段と
反対側に設けられた弾性体で保持すると良い。

【００１３】また、弾性体が設けられた位置に所定高さ
を有する変位制限部を設けることが望ましい。

【００１４】また、変位量測定手段の変位量演算手段若
しくは振れ検出手段にあらかじめ撮影光学系の焦点距離
に応じた演算用パラメータを格納し、撮影光学系の変倍
機能が動作したときに、変位量演算手段若しくは振れ検
出手段は撮影光学系の焦点距離に応じて演算する演算用
パラメータを選択して光電変換手段を有する基板の変位
量を演算すると良い。

【００１５】さらに、手振れ補正を撮影者の意図により
行わないときあるいは主電源がオフのとき又は規定電圧
以下のときに光電変換手段を有する基板を機械的に固定
することが望ましい。

【００１６】

【発明の実施の形態】この発明の撮影装置は撮影光学系
と、ＣＣＤ等からなる光電変換手段を取り付けた基板
と、基板をＸ軸方向とＹ軸方向に移動する例えば圧電素
子からなる駆動手段と、撮影装置のヨー及びピッチ方向
の角速度や角加速度を検出する物理量センサと光源と光
電変換手段を取り付けた基板の反対側の面に取り付けら
れた反射部及び受光手段を有する。受光手段は光源から
照射され基板の反射部で反射した反射光ビームの光軸中
心に点対称になるように、光軸に対して垂直な平面内に
配置された受光特性がほぼ同一な例えば４個の受光素子
を有する。

【００１７】撮影装置の制御部には装置全体の動作を制
御するＣＰＵと振れ検出回路と変位量演算回路と撮像光
学系を駆動制御する撮像光学系駆動制御回路及び駆動手
段の動作を制御する光電変換手段駆動制御回路を有す
る。振れ検出回路は物理量センサで検出した撮影装置の
ヨー及びピッチ方向の角速度信号や角加速度信号から光
電変換手段の光電変換面における振れ量を演算する。変
位量演算回路は受光手段の各受光素子から出力される受
光信号から光電変換手段を有する基板のＸ軸方向とＹ軸
方向の変位量を演算する。

【００１８】この撮影装置の撮影光学系で撮影を開始す
ると、手振れによる撮影装置のヨー及びピッチ方向の角
速度若しくは角加速度を物理量センサで検出して振れ検
出回路に送る。振れ検出回路は物理量センサで検出した
撮影装置のヨー及びピッチ方向の角速度信号若しくは角
加速度信号を増幅してドリフト成分など不要な信号成分
を除去してＸ軸方向とＹ軸方向の角度変動量に変換し光
電変換手段の光電変換面における振れ量を演算してＣＰ
Ｕに送る。ＣＰＵは振れ検出回路で演算した光電変換手
段の光電変換面における振れ量に応じた駆動制御信号を
光電変換手段駆動制御回路に送り、駆動手段を駆動して
光電変換手段を有する基板をＸ軸方向とＹ軸方向に変位
させる。この駆動手段で光電変換手段を有する基板をＸ
軸方向とＹ軸方向に変位させているとき、光源から光電
変換手段を有する基板の光電変換手段を取り付けた面と
反対側に設けた反射部に光ビームを照射し、反射部から
の反射光を受光手段の各受光素子で受光する。この各受
光素子から出力される受光信号により変位量演算回路で
光電変換手段を有する基板のＸ軸方向とＹ軸方向の変位
量を演算してＣＰＵに送る。ＣＰＵは駆動手段で光電変
換手段を有する基板をＸ軸方向とＹ軸方向に変位させて
いるときに求めた基板のＸ軸方向とＹ軸方向の変位量を
振れ検出回路で検出した光電変換手段の光電変換面にお
けるＸ軸方向とＹ軸方向の振れ量から減算して光電変換
手段駆動制御回路に送る駆動制御信号を補正する。光電
変換手段駆動制御回路は補正された振れ量を示す駆動制
御信号により駆動手段を制御し、光電変換手段を有する
基板のＸ軸方向とＹ軸方向の変位を調節する。このよう
に撮影中に振れ補正を行い、撮影が終了したら光電変換
手段を有する基板を変位させた量に応じて駆動手段を制
御して光電変換手段を有する基板を初期位置に戻す。

【００１９】

【実施例】図１はこの発明の一実施例の構成図である。
図に示すように、撮影装置は撮影光学系１と、ＣＣＤ等
からなる光電変換手段２を取り付けた基板３と、駆動手
段４ａ，４ｂと物理量センサ５ａ，５ｂと光源６及び受
光手段７を有する。光電変換手段２を取り付けた基板３
は撮影光学系１の光軸に対して直交するＸ方向とＹ方向
に揺動自在に設けられ、光電変換手段２を取り付けた面
とは反対側に一部が所定の反射特性、すなわち光軸に対
して対称な光量分布を有するように反射面の形状と反射
率分布が設定されている例えば平面ミラー等からなる反
射部８を有する。駆動手段４ａ，４ｂは例えば圧電素子
からなり、駆動手段４ａは光電変換手段２と反射部を有
する基板３をＸ軸方向に変位させ、駆動手段４ｂは基板
３をＹ軸方向に変位させる。物理量センサ５ａ，５ｂは
例えば振動ジャイロや加速度センサ対などからなり、撮
影装置のヨー及びピッチ方向の角速度や角加速度を検出
する。光源６は基板３の反射部８に光ビームを照射す
る。受光手段７は基板３の反射部８の反射ビームの光軸
中心に点対称になるように、光軸に対して垂直な平面内
に配置された受光特性がほぼ同一な例えばフォトダイオ
ード等からなる４個の受光素子７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ
を有し、基板３の反射部８からの反射光を受光する。

【００２０】撮影装置の制御部には、図２のブロック図
に示すように、装置全体の動作を制御するＣＰＵ１１と
振れ検出回路１２と変位量演算回路１３と撮像光学系１
を駆動制御する撮像光学系駆動制御回路１４及び駆動手
段４ａ，４ｂの動作を制御する光電変換手段駆動制御回
路１５を有する。振れ検出回路１２は２組の増幅回路１
６ａ，１６ｂとフィルタ１７ａ，１７ｂと演算回路１８
ａ，１８ｂ及び振れ情報演算回路１９を有する。増幅回
路１６ａ，１６ｂは物理量センサ５ａ，５ｂで検出した
撮影装置のヨー及びピッチ方向の角速度信号や角加速度
信号を増幅する。フィルタ１７ａ，１７ｂは増幅後の角
速度信号や角加速度信号からドリフト成分など不要な信
号成分を除去する。演算回路１８ａ，１８ｂはドリフト
成分など不要な信号成分を除去した角速度信号若しくは
角加速度信号をＸ軸方向とＹ軸方向の角度変動量に変換
する。振れ情報演算回路１９はＸ軸方向とＹ軸方向の角
度変動量と撮影光学系１の焦点距離情報から光電変換手
段２の光電変換面における振れ量を演算する。

【００２１】変位量演算回路１３は受光手段７の各受光
素子７ａ〜７ｄに接続された増幅回路２０ａ〜２０ｄと
位置演算回路２１を有する。増幅回路２０ａ〜２０ｄは
受光素子７ａ〜７ｄから出力される受光信号を増幅す
る。位置演算回路２１は増幅回路２０ａ〜２０ｄから出
力される受光信号から光電変換手段２を有する基板３の
Ｘ軸方向とＹ軸方向の変位量を演算する。

【００２２】ＣＰＵ１１は撮影するときに撮像光学系駆
動制御回路１４に制御信号を送り、撮像光学系駆動制御
回路１４で撮影光学系１の各種撮影モード等を制御させ
るとともに撮影開始したときに振れ検出回路１２で検出
した光電変換手段２の光電変換面における振れ量に応じ
た駆動制御信号を光電変換手段駆動制御回路１５に送
る。光電変換手段駆動制御回路１５は送られた駆動制御
信号により駆動手段４ａ，４ｂを駆動して光電変換手段
２を有する基板３をＸ軸方向とＹ軸方向に変位させる。
この光電変換手段駆動制御回路１５で駆動手段４ａ，４
ｂを駆動しているときに、ＣＰＵ１１は変位量演算回路
１３で測定している光電変換手段２を有する基板３のＸ
軸方向とＹ軸方向の変位量により光電変換手段駆動制御
回路１５に送る駆動制御信号をフィードバック制御す
る。

【００２３】上記のように構成した撮影装置で撮影する
とき手振れを補正するときの動作を説明する。

【００２４】ＣＰＵ１１で撮影光学系駆動制御回路１４
を駆動して撮影光学系１で撮影を開始すると、撮影装置
のヨー及びピッチ方向の角速度若しく角加速度を物理量
センサ５ａ，５ｂで検出して振れ検出回路１２に送る。
振れ検出回路１２の増幅回路１６ａ，１６ｂは物理量セ
ンサ５ａ，５ｂで検出した撮影装置のヨー及びピッチ方
向の角速度信号若しくは角加速度信号を増幅してフィル
タ１７ａ，１７ｂに送る。フィルタ１７ａ，１７ｂは送
られた角速度信号若しくは角加速度信号からドリフト成
分など不要な信号成分を除去して演算回路１８ａ，１８
ｂに送る。演算回路１８ａ，１８ｂは送られた角速度信
号若しくは角加速度信号をＸ軸方向とＹ軸方向の角度変
動量に変換して振れ情報演算回路１９に送る。振れ情報
演算回路１９は送られたＸ軸方向とＹ軸方向の角度変動
量と撮影光学系１の焦点距離情報から光電変換手段２の
光電変換面における振れ量を演算してＣＰＵ１１に送
る。ＣＰＵ１１は振れ検出回路１２の振れ情報演算回路
１９で演算した光電変換手段２の光電変換面における振
れ量に応じた駆動制御信号を光電変換手段駆動制御回路
１５に送る。光電変換手段駆動制御回路１５は送られた
駆動制御信号により駆動手段４ａ，４ｂを駆動して光電
変換手段２を有する基板３をＸ軸方向とＹ軸方向に変位
させる。

【００２５】この駆動手段４ａ，４ｂで光電変換手段２
を有する基板３をＸ軸方向とＹ軸方向に変位させている
とき、図３（ａ）に示すように、光源６から基板３の光
電変換手段２を取り付けた面と反対側に設けた反射部８
に光ビームを照射し、反射部８からの反射光を受光手段
の各受光素子７ａ〜７ｄで受光する。この反射部８は光
軸に対して対称な光量分布を有するように反射面の形状
と反射率分布が設定されているから、反射部８から受光
素子７ａ〜７ｄに入射する反射ビーム２２は、図３
（ｂ）に示すように、基板３の変位に応じて受光素子７
ａ〜７ｄ上で一定の関係で変化する。この受光素子７ａ
〜７ｄに入射する反射ビーム２２により受光素子７ａ〜
７ｄから出力される受光信号を変位量演算回路１３の増
幅回路２０ａ〜２０ｄで増幅して位置演算回路２１に送
る。位置演算回路２１は送られた受光信号から光電変換
手段２を有する基板３のＸ軸方向とＹ軸方向の変位量を
演算して、駆動手段４ａ，４ｂで光電変換手段２を有す
る基板３をＸ軸方向とＹ軸方向に変位させているときの
基板３のＸ軸方向とＹ軸方向の変位量を求める。例えば
各受光素子７ａ〜７ｄの受光信号により増幅回路２０ａ
〜２０ｄから出力する電圧値をＶａ，Ｖｂ，Ｖｃ，Ｖｄ
とすると、基板３のＸ軸方向の変位量δｘは 〔（Ｖａ＋Ｖｂ）−（Ｖｃ＋Ｖｄ）〕／（Ｖａ＋Ｖｂ＋
Ｖｃ＋Ｖｄ） に比例し、Ｙ軸方向の変位量δｙは 〔（Ｖａ＋Ｖｄ）−（Ｖｂ＋Ｖｃ）〕／（Ｖａ＋Ｖｂ＋
Ｖｃ＋Ｖｄ） に比例し、図３（ｃ）に示すようにほぼリニアに変化す
る。この基板３のＸ軸方向の変位量δｘとＹ軸方向の変
位量δｙを位置演算回路２１で求めてＣＰＵ１１に送
る。

【００２６】ＣＰＵ１１は、この駆動手段４ａ，４ｂで
光電変換手段２を有する基板３をＸ軸方向とＹ軸方向に
変位させているときに求めた基板３のＸ軸方向とＹ軸方
向の変位量を振れ情報演算回路１９で検出した光電変換
手段２の光電変換面におけるＸ軸方向とＹ軸方向の振れ
量から減算して光電変換手段駆動制御回路１５に送る駆
動制御信号を補正する。光電変換手段駆動制御回路１５
は補正された振れ量を示す駆動制御信号により駆動手段
４ａ，４ｂを制御し、光電変換手段２を有する基板３の
Ｘ軸方向とＹ軸方向の変位を調節する。このようにして
高精度な振れ補正を行うことができる。このように撮影
中に振れ補正を行い、撮影が終了したら光電変換手段２
を有する基板３を変位させた量に応じて駆動手段４ａ，
４ｂを制御して光電変換手段２を有する基板３を初期位
置に戻す。このようにすることにより振れ補正の動作に
よる撮影光学系１の光軸と光電変換手段２の画像中心と
のずれによる画質劣化を低減することもできる。この場
合、光電変換手段２を有する基板３の初期位置をあらか
じめ記憶しておき、振れ補正による撮影が終了したとき
に、光電変換手段２を有する基板３をあらかじめ記憶し
た初期位置に戻しても良い。

【００２７】次ぎに、このように光電変換手段２と反射
部８を有する基板３と反射部８からの反射光を受光する
受光手段７を一体化した変位量測定機構部３０の構成を
図４の斜視図を参照して説明する。

【００２８】変位量測定機構部３０は、図４に示すよう
に、外枠３１と、光電変換手段２と周辺回路を有する基
板３と、Ｘ軸方向への変位を規定するＸ軸変位規定基板
３２と、Ｙ軸方向への変位を規定するＹ軸変位規定基板
３３及び受光手段７を有する基板３４を有する。光電変
換手段２と周辺回路を設置した基板３の裏面には反射部
８を構成する平面ミラーが固定され、Ｘ軸変位規定基板
３２に設けられたＸ軸方向の長穴３６に嵌合させるため
の２個の突起部３５を有する。Ｘ軸変位規定基板３２に
は光源６からの光と反射部８からの反射光を妨げないた
めの穴３７が中央部に設けられ、穴３７の上部にＸ軸方
向の長穴３６を有し、穴３７の側部にＹ軸変位規定基板
３３に設けたＹ軸方向の長穴３９に嵌合させるための２
個の突起部３８を有する。Ｙ軸変位規定基板３３の中央
部にも光源６からの光と反射部８からの反射光を妨げな
いための穴４０を有し、穴４０の側部にＹ軸方向の長穴
３９を有する。

【００２９】外枠３１のＸ軸方向の一方の内側面には、
光電変換手段２を有する基板３のＸ軸方向の一方の辺を
押える弾性体例えば板ばね４１を設け、外枠３１の板ば
ね４１を取り付けた後段のＹ軸方向の一方の面にはＸ軸
変位規定基板３２のＹ軸方向の一辺を押える弾性体例え
ば板ばね４２を設けられている。そして光電変換手段２
を有する基板３の板ばね４１と接触する辺と反対側の辺
にＸ軸方向の駆動手段４ａを取り付け、駆動手段４ａと
光電変換手段２を有する基板３を板ばね４１を介して外
枠３１に固定し、Ｘ軸変位規定基板３２の板ばね４２と
接触する辺と反対側の辺にＹ軸方向の駆動手段４ｂを取
り付け、光電変換手段２を有する基板３の突起部３５に
Ｘ軸変位規定基板３２の長穴３６に嵌合させて駆動手段
４ｂとＸ軸変位規定基板３２を板ばね４２とＸ軸変位規
定基板３２の固定端４３とで外枠３１に固定する。この
外枠３１に固定したＸ軸変位規定基板３２の突起部３８
にＹ軸変位規定基板３３の長穴３９を嵌合させ、Ｙ軸変
位規定基板３３から所定距離を隔てて受光手段７を有す
る基板３４を配置し、Ｙ軸変位規定基板３３と受光手段
７を有する基板３４を外枠３１に機械的に固定して、変
位量測定機構部３０を構成する。

【００３０】このように光電変換手段２を有する基板３
とＸ軸変位規定基板３２を駆動手段４ａ，４ｂと反対側
に設けた板ばね４１，４２で押圧しながら保持するよう
にしたから、駆動手段４ａ，４ｂを駆動して光電変換手
段２を有する基板３を変位させるときに、駆動手段４
ａ，４ｂの変位に追従して光電変換手段２を有する基板
３を精度良く変位させることができる。

【００３１】また、基板３の突起部３５と嵌合するＸ軸
変位規定基板３２の長穴３６やＸ軸変位規定基板３２の
突起部３８と嵌合するＹ軸変位規定基板３３の長穴３９
の接触する部位あるいは基板３とＸ軸変位規定基板３２
の接触面及びＸ軸変位規定基板３２とＹ軸変位規定基板
３３の接触面に所定の摩擦力を発生するように表面を加
工することにより、光電変換手段２を有する基板３を駆
動手段４ａ，４ｂにより変位させるときに生じる振動を
抑制することができ、光電変換手段２を有する基板３を
高精度に変位させることができる。

【００３２】さらに、図５に示すように、外枠３１の板
ばね４１，４２を設けてある面の一部に所定高さを有す
る変位制限突起部４４を設けて光電変換手段２を有する
基板３の変位量を制限すると良い。このように変位制限
突起部４４を設けることにより、撮影装置で撮影すると
き大きな手振れが生じて光電変換手段２を有する基板３
を大きく変位させた場合に駆動手段４ａ，４ｂの圧電素
子や板ばね４１，４２の機械的な破損を防ぐことがで
き、信頼性の高い振れ補正機構を提供することができ
る。

【００３３】また、撮影光学系１に変倍機能を有し、撮
影光学系１が望遠側に設定されている場合、焦点距離が
長くなるため微少な手振れでも光電変換手段２上の変動
量は焦点距離に比例して大きくなる。撮影光学系１に変
倍機能を有する場合は、変位量演算回路１３の振れ情報
演算回路１９に撮影光学系１の焦点距離に応じて像面で
の振れ量演算用の演算パラメータを格納しておく。そし
て変倍機能が動作したときに、ズーム用光学系の配置状
態をエンコーダ等で検出し、その焦点距離情報を振れ検
出回路１２の振れ情報演算回路１９に通知するとともに
変位量演算回路１３の位置演算回路２１に通知する。位
置演算回路２１は送られた焦点距離に応じて変位量を演
算する演算パラメータを最適なものに選択して光電変換
手段２を有する基板３の変位量を演算する。このように
して光電変換手段２を有する基板３を変位させていると
きの変位量を最適化することができ、高精度な振れ補正
を実現することができる。

【００３４】上記実施例は光電変換手段２と反射部８を
有する基板３と受光手段７の間の距離を一定にした場合
について説明したが、図６に示すように、受光手段７を
有する基板３４を平行に移動する駆動手段４５を設け、
変倍機能による撮影光学系１のズーム用光学系の移動に
伴い駆動手段４５により受光手段７を有する基板３４を
移動して反射部８と受光手段７の相対的な位置関係を変
化させて、図７に示すように、受光手段７上のビーム径
２２を反射部８と受光手段７の距離に応じて変化させる
ことにより、光電変換手段２を変位させているときの変
位量検出の分解能を変化させることができ、光電変換手
段２の変位量を高精度で検出して位置決めすることがで
きる。

【００３５】また、露光条件と焦点距離情報からなる撮
影条件からあらかじめ定められた手振れ限界条件を設定
しておき、ＣＰＵ１１に振れ検出回路１２で検出した手
振れ量が送られたときに、ＣＰＵ１１は検出した手振れ
量を露光条件と焦点距離情報からなる撮影条件から定め
られた手振れ限界条件と比較し、この比較結果を撮影装
置の操作部に表示し、この表示された比較結果により撮
影者が意図的に振れ補正機構をオンオフするための撮影
装置の操作部に設けた選択スイッチをオフにしたときの
信号により手振れ補正が不必要となった場合や撮像装置
の主電源がオフになったり又は撮影装置の電源電圧監視
回路からの規定電圧以下の電圧を検出した警告信号によ
り手振れ補正が動作不可能となった場合に、光電変換手
段２を有する基板３を機械的に固定すると良い。例えば
図８に示すように、永久磁石上４６上に弾性体４７を介
して電磁石４８と、電磁石４８上に固定され、Ｘ軸変位
規定基板３２と光電変換手段２を有する基板３の穴４
９，５０に嵌合する円錐状の突起部５１，５２を設け、
手振れ補正が不必要となった場合や手振れ補正が動作不
可能となった場合に電磁石４８への通電を遮断して弾性
体４７の弾性力で突起部５１，５２をＸ軸変位規定基板
３２と光電変換手段２を有する基板３の穴４９，５０に
嵌合させて光電変換手段２を有する基板３とＸ軸変位規
定基板３２を機械的に固定し、手振れ補正が必要なとき
に電磁石４８に通電して突起部５１，５２をＸ軸変位規
定基板３２と光電変換手段２を有する基板３の穴４９，
５０から離し、光電変換手段２を有する基板３とＸ軸変
位規定基板３２が変位できるようにする。このようにし
て光電変換手段２の不必要な変位による画質の劣化や運
搬等による機械的な破損を防止することができるととも
に不要な動作による電力の消費を防ぐことができる。

【００３６】上記実施例は光電変換手段２を有する基板
３の裏面の反射部８として平坦な反射ミラーを設けた場
合について説明したが、反射部８に凹，凸などの種々の
反射面形状を設けても良い。また、反射部８の反射面の
反射率も光学軸から離れるにしたがって高くなるように
設定することもできる。さらに、光源６の照射ビームの
出射角度を撮影光学系１の焦点距離情報に対応して変化
させて受光手段７に入射するビーム状態を変化させるこ
とにより変位量演算回路１３の変位量の検出分解能を変
化させるようにしても良い。また、光電変換手段の揺動
のための駆動装置に圧電素子を使用した場合について説
明したが、ギヤによる回転−直線運動変換機構を有した
ステップモータにより機械的に駆動したり、磁石とヨー
ク及びコイルからなる電磁的アクチュエータにより駆動
しても良い。

【００３７】また、上記実施例は光電変換手段２を有す
る基板３に設けられた反射部８で反射した光ビームを例
えばフォトダイオード等からなる受光素子７ａ〜７ｄで
受光し、受光素子７ａ〜７ｄからの受光信号により光電
変換手段２を有する基板３の変位量を算出した場合につ
いて説明したが、反射部８で反射した光ビームを一次元
イメージセンサ等の複数の位置検出素子で受光して光電
変換手段２を有する基板３の変位量を算出するようにし
ても良い。

【００３８】図９は反射部８で反射した光ビームを複数
の位置検出素子で受光して光電変換手段２を有する基板
３の変位量を算出する実施例の構成図である。図に示す
ように、光源６は光電変換手段２を有する基板３に設け
られた反射部８の光軸上に設けられ、例えばラインセン
サからなる４個の位置検出素子６１ａ，６１ｂ，６１
ｃ，６１ｄは基板３と並行な同一平面上の基板３を変位
させるＸ軸方向とＹ軸方向に光源６を中心に点対称にな
るように配置してある。

【００３９】撮像装置の制御部の変位量演算回路１３ａ
には位置検出素子６１ａ〜６１ｄに接続されたエッジ検
出回路６２ａ〜６２ｄと重心位置演算回路６３と変動量
演算回路６４を有する。エッジ検出回路６２ａ〜６２ｄ
は位置検出素子６１ａ〜６１ｄで受光した反射部８から
の反射ビームのエッジの座標を検出する。特徴点演算回
路６３はエッジ検出回路６２ａ〜６２ｄで検出した反射
ビームのエッジの座標から反射ビームの幾何学的形状に
基づく特徴点例えば重心の位置を検出する。変動量演算
回路６４は特徴点演算回路６３で検出した特徴点の座標
と前回の特徴点の座標を比較し、特徴点の変動量から光
電変換手段２を有する基板３の変位量と変位方向を算出
する。この特徴点演算回路６３で反射部８からの反射ビ
ームの幾何学的形状の特徴点である重心の位置を特定す
るのに必要な反射ビームを検出する位置検出素子６１ａ
〜６１ｄの個数を少なくし、重心位置の演算処理時間を
短くするために反射部８を円形又は楕円に形成し、円形
又は楕円状の反射ビームが位置検出素子６１ａ〜６１ｄ
に入射するようにしてある。

【００４０】上記のように構成された変位量演算回路１
３ａで手振れを補正するための変位量を検出するとき
は、駆動手段４ａ，４ｂで光電変換手段２を有する基板
３をＸ軸方向とＹ軸方向に変位させているとき、光源６
から基板３の光電変換手段２を取り付けた面と反対側に
設けた反射部８に光ビームを照射し、図１１（ａ）に示
すように、各位置検出素子６１ａ〜６１ｄで反射部８か
らの反射ビーム２２の一部を受光する。この反射部８か
ら位置検出素子６１ａ〜６１ｄに入射する反射ビーム２
２は、図１１（ｂ）に示すように、基板３の変位に応じ
て位置検出素子６１ａ〜６１ｄ上で一定の関係で変化す
る。変位量演算回路１３ａのエッジ検出回路６２ａ〜６
２ｄは位置検出素子６１ａ〜６１ｄから出力される信号
から反射ビーム２２のエッジの座標を検出して特徴点演
算回路６３に送る。特徴点演算回路６３送られた反射ビ
ーム２２のエッジの座標から反射ビーム２２の幾何学的
形状に基づく特徴点である重心の位置を検出して変動量
演算回路６４に送る。例えば位置検出素子６１ａ〜６１
ｄに入射した反射ビーム２２のエッジ部の座標が（Ｘ
１，０），（０，Ｙ１），（Ｘ２，０），（０，Ｙ２）
と検出された場合、反射ビーム２２の重心位置は下記式
で演算される。 （重心位置）＝〔（Ｘ１＋Ｘ２）／２，（Ｙ１＋Ｙ２）
／２〕

【００４１】変動量演算回路６４は送られた反射ビーム
２２の重心の位置座標と前回の重心の位置座標を比較
し、反射ビーム２２の重心の変動量から光電変換手段２
を有する基板３のＸ軸方向とＹ軸方向の変位量を算出し
てＣＰＵ１１に送る。ＣＰＵ１１は、この駆動手段４
ａ，４ｂで光電変換手段２を有する基板３をＸ軸方向と
Ｙ軸方向に変位させているときに求めた基板３のＸ軸方
向とＹ軸方向の変位量と振れ情報演算回路１９で検出し
た光電変換手段２の光電変換面におけるＸ軸方向とＹ軸
方向の振れ量から減算して光電変換手段駆動制御回路１
５に送る駆動制御信号を補正する。光電変換手段駆動制
御回路１５は補正された振れ量を示す駆動制御信号によ
り駆動手段４ａ，４ｂを制御し、光電変換手段２を有す
る基板３のＸ軸方向とＹ軸方向の変位を調節する。

【００４２】このよう例えばラインセンサからなる４個
の位置検出素子６１ａ〜６１ｄで反射部８からの反射ビ
ーム２２を受光して光電変換手段２を有する基板３の変
位量と変位方向を算出して基板３の振れ量をフィードバ
ック制御するから、小型で安価なラインセンサからなる
４個の位置検出素子６１ａ〜６１ｄを使用して基板３の
変位量を検出することができるとともに光源６の発光パ
ワーの変動や経時劣化による光量の変動の影響を受けず
により高精度な振れ補正を行うことができる。

【００４３】上記実施例は４個の位置検出素子６１ａ〜
６１ｄを使用した場合について説明したが、反射部８か
らの反射ビーム２２を円形にした場合には、円周上の３
点の座標が判明すれば反射ビーム２２の幾何学的形状を
示す方程式が特定できるから、図１２（ａ）に示すよう
に、３個の位置検出素子６１ａ〜６１ｃを使用したり、
図１２（ｂ）に示すように、Ｘ軸又はＹ軸と平行して設
けた２個の位置検出素子６１ａ，６１ｂを使用しても良
い。

【００４４】

【発明の効果】この発明は以上説明したように、手振れ
による撮影装置の振れ量を検出し、検出した振れ量によ
り光電変換手段を有する基板を変位させているときに、
光電変換手段を有する基板の変位量を検出し、検出した
変位量により振れ量を補正して光電変換手段を有する基
板を変位させるから、高精度な振れ補正を行うことがで
きる。

【００４５】また、受光手段を光電変換手段を有する基
板の反射部からの反射光の光軸方向に移動する駆動手段
を設け、変倍機能による撮影光学系のズーム用光学系の
移動に伴い駆動手段により受光手段を移動して反射部と
受光手段の相対的な位置関係を変化させることにより、
光電変換手段を有する基板を変位させているときの変位
量の分解能を向上させることができ、光電変換手段を高
精度に位置決めすることができる。

【００４６】さらに、小型で安価な位置検出素子で反射
部からの反射ビームを受光して光電変換手段を有する基
板の変位量と変位方向を算出して基板の振れ量をフィー
ドバック制御するから、簡単な構成で基板の変位量を検
出することができるとともに光源の発光パワーの変動や
経時劣化による光量の変動の影響を受けずにより高精度
な振れ補正を行うことができる。

【００４７】この位置検出素子で検出する反射部からの
反射光のビーム形状を円形又は楕円形状にすることによ
り、位置検出素子の数を少なくすることができるととも
に、基板の変位量を演算する時間を短縮することができ
る。

【００４８】また、光電変換手段を有する基板の変位量
を、光源から照射された光を光電変換手段を有する基板
の一部に設けられた反射部で反射し、その反射光を複数
の受光素子を有する受光手段で受光して算出するから、
光電変換手段を有する基板の変位量を算出することがで
きる。

【００４９】さらに、反射部を光電変換手段を有する基
板の裏面に設けることにより、撮影光学系に影響せずに
光電変換手段を有する基板の変位量を算出することがで
きるとともに小型化を図ることができる。

【００５０】また、光電変換手段を有する基板を駆動手
段及び光電変換手段を有する基板を挟んで駆動手段と反
対側に設けられた弾性体で保持することにより、光電変
換手段を有する基板を変位させるとき生じる振動等を抑
制して高精度に変位させることができる。

【００５１】さらに、弾性体が設けられた位置に所定高
さを有する変位制限部を設けることにより、撮影装置で
撮影するとき大きな手振れが生じて光電変換手段を有す
る基板を大きく変位させた場合に駆動手段や弾性体の機
械的な破損を防ぐことができ、信頼性の高い振れ補正機
構を提供することができる。

【００５２】また、変位量測定手段の変位量演算手段若
しくは振れ検出手段にあらかじめ撮影光学系の焦点距離
に応じた演算用パラメータを格納し、撮影光学系の変倍
機能が動作したときに、変位量演算手段若しくは振れ検
出手段は撮影光学系の焦点距離に応じて演算する演算用
パラメータを選択して光電変換手段を有する基板の変位
量を演算することにより、光電変換手段を有する基板を
変位させているときの変位量を最適化することができ、
高精度な振れ補正を実現することができる。

【００５３】さらに、手振れ補正を撮影者の意図により
行わないときあるいは主電源がオフのとき又は規定電圧
以下のときに光電変換手段を有する基板を機械的に固定
することにより、光電変換手段の不必要な変位による画
質の劣化や運搬等による機械的な破損を防止することが
できるとともに不要な動作による電力の消費を防ぐこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例の構成図である。

【図２】上記実施例の制御部の構成を示すブロック図で
ある。

【図３】変位量の測定動作を示す説明図である。

【図４】変位量測定機構部の構成を示す分解斜視図であ
る。

【図５】変位量測定機構部の変位制限突起部を示す構成
図である。

【図６】第２の実施例の構成図である。

【図７】反射部と受光手段の距離変化によるビーム径の
変化特性図である。

【図８】光電変換手段を有する基板の機械的な固定手段
を示す構成図である。

【図９】第３の実施例の構成図である。

【図１０】第３の実施例の制御部の構成を示すブロック
図である。

【図１１】変位量の測定動作を示す説明図である。

【図１２】位置検出素子の他の配置を示す配置図であ
る。

【図１３】従来例の構成を示す斜視図である。

【図１４】他の従来例の構成を示す断面図である。

【符号の説明】

１；撮影光学系、２；光電変換手段、３；基板、４；駆
動手段、５；物理量センサ、６；光源、７；受光手段、
８；反射部 １１；ＣＰＵ、１２；振れ検出回路、１３；変位量演算
回路、１４；撮像光学系駆動制御回路、１５；光電変換
手段駆動制御回路、６１；位置検出素子、６２；エッジ
検出回路、６３；特徴点演算回路、６４；変動量演算回
路。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撮影光学系と光電変換手段を有する基板
   と振れ検出手段と駆動手段と変位量測定手段及び制御手
   段を有し、 撮影光学系は被写体からの光を受光して被写体像を光電
   変換手段に入射し、 基板に取付けられた光電変換手段は撮影光学系を通過し
   た被写体像を受光して画像信号に変換し、 振れ検出手段は手振れによる撮影装置の振れ量を検出
   し、 駆動手段は振れ検出手段で検出した振れ量により光電変
   換手段を有する基板を撮影光学系の光軸に直交する平面
   内の少なくとも一方向に移動させ、 変位量測定手段は反射部と光源と受光手段及び変位量演
   算手段を有し、反射部は光電変換手段を有する基板の一
   部に設けられ、光源から照射された光を反射して受光手
   段に入射し、受光手段は反射部からの反射光を受光する
   複数の受光素子を有し、変位量演算手段は複数の受光素
   子からの受光信号により光電変換手段を有する基板の変
   位量を算出し、 制御手段は振れ検出手段で検出した振れ量と変位量演算
   手段で算出した変位量から光電変換手段を有する基板を
   移動する駆動手段の移動量を制御して手振れを補正する
   ことを特徴とする防振機能付き撮影装置。
2. 【請求項２】 前記受光手段を光電変換手段を有する基
   板の反射部からの反射光の光軸方向に移動する駆動手段
   を設け、変倍機能による撮影光学系のズーム用光学系の
   移動に伴い駆動手段により受光手段を移動して反射部と
   受光手段の相対的な位置関係を変化させる請求項１記載
   の防振機能付き撮影装置。
3. 【請求項３】 撮影光学系と光電変換手段を有する基板
   と振れ検出手段と駆動手段と変位量測定手段及び制御手
   段を有し、 撮影光学系は被写体からの光を受光して被写体像を光電
   変換手段に入射し、 基板に取付けられた光電変換手段は撮影光学系を通過し
   た被写体像を受光して画像信号に変換し、 振れ検出手段は手振れによる撮影装置の振れ量を検出
   し、 駆動手段は振れ検出手段で検出した振れ量により光電変
   換手段を有する基板を撮影光学系の光軸に直交する平面
   内の少なくとも一方向に移動させ、 変位量測定手段は反射部と光源と複数の位置検出素子及
   び変位量演算手段を有し、反射部は光電変換手段を有す
   る基板の一部に設けられ、光源から照射された光を反射
   し、複数の位置検出素子は反射部からの反射光の一部を
   受光する位置に点対称に配置され、変位量演算手段は複
   数の位置検出素子で受光した反射光のエッジの座標を検
   出し、検出したエッジの座標から反射光の幾何学的形状
   に基づく特徴点を検出し、検出した特徴点と前回の特徴
   点とを比較して光電変換手段を有する基板の変位量と変
   位方向を算出し、 制御手段は振れ検出手段で検出した振れ量と変位量演算
   手段で算出した変位量及び変位方向から光電変換手段を
   有する基板を移動する駆動手段の移動量を制御して手振
   れを補正することを特徴とする防振機能付き撮影装置。
4. 【請求項４】 上記反射部で反射する反射光のビーム形
   状は円形又は楕円形状である請求項３記載の防振機能付
   き撮影装置。
5. 【請求項５】 前記変位量測定手段の反射部を光電変換
   手段を有する基板の裏面に設けた請求項１乃至４のいず
   れかに記載の防振機能付き撮影装置。
6. 【請求項６】 前記光電変換手段を有する基板を駆動手
   段及び光電変換手段を有する基板を挟んで駆動手段と反
   対側に設けられた弾性体で保持する請求項１乃至５のい
   ずれかに記載の防振機能付き撮影装置。
7. 【請求項７】 前記弾性体が設けられた位置に所定高さ
   を有する変位制限部を設けた請求項６記載の防振機能付
   き撮影装置。
8. 【請求項８】 前記変位量測定手段の変位量演算手段若
   しくは振れ検出手段にあらかじめ撮影光学系の焦点距離
   に応じた演算用パラメータを格納し、撮影光学系の変倍
   機能が動作したときに、変位量演算手段若しくは振れ検
   出手段は撮影光学系の焦点距離に応じて演算する演算用
   パラメータを選択して光電変換手段を有する基板の変位
   量を演算する請求項１乃至７のいずれかに記載の防振機
   能付き撮影装置。
9. 【請求項９】 前記手振れ補正を撮影者の意図により行
   わないときあるいは主電源がオフのとき又は規定電圧以
   下のときに光電変換手段を有する基板を機械的に固定す
   る請求項１乃至８のいずれかに記載の防振機能付き撮影
   装置。