JP2005223431A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 再生モードに切り換えたときに直ちに防振を停止させると、少しだけ再生した後、撮影モードに切り換えたときに防振の立ち上がりが遅くなる。
【解決手段】 制御手段４４は、撮影モードに対応したモードであって振れ補正システム６８の制御を行う第１のモードと、再生モードに対応した第２のモードとで動作可能であり、撮影モードから再生モードに切り換えられたときは、該切り換え後所定時間が経過するまで第１のモードで動作し、その後は第２のモードで動作する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、撮像装置に加わる振動によって生じる像振れを補正することが可能な撮像装置に関するものである。

撮影時に手振れが生じていると、これが原因で画像劣化が生じることがある。この画像劣化を防止するために、光学的に像振れを補正する像振れ補正装置が開発されている。

像振れ補正装置は、手振れを検出する角速度センサなどからなる振動検出センサと、このセンサ情報を駆動位置（補正レンズの目標位置）信号に変換する積分器などからなる振れ補正演算ユニットと、上記補正レンズを駆動するアクチュエータや駆動回路からなるレンズ駆動ユニットとを有している。

角速度センサとしては、振動ジャイロセンサ等が使用される。速度情報であるジャイロセンサの出力信号を、積分演算することにより位置情報に変換することができる。この位置情報に補正レンズを追従させることによって像振れ補正動作を実現することが可能である。

ここで、積分演算や像振れ補正動作（防振動作）のＯＮ／ＯＦＦ管理など行う装置を、他の機能と独立したワンチップマイコンで構成する場合、この消費電流として２０ｍＡ以上の電流を消費するマイコンを用いることが多い。また、検出回路や駆動回路の動作時には、回路消費電流として数１０ｍＡ以上の電流が消費される。

デジタルカメラのように持ち運んで使用する製品においては、電源としてリチウムイオンやニッカドなどの電池を使用することが多い。電池のように電力の限られた電源を用いた場合、無駄な電力を消費することは製品の長時間の使用を妨げてしまう。

これらの問題を解決するため、従来では、撮影動作が終了した後にマイコンを低消費電力モードに切り替えるもの（例えば、特許文献１参照）や、再生動作に応じて制御手段を変更するもの（例えば、特許文献２参照）がある。
特開平７−２９４９８２号公報（段落番号００５２、００６４） 特開２００１−１６９１７６号公報（段落番号００７２〜００７４、図２、４）

撮影モードから撮影画像データの再生表示を行う再生モードに切り換えたときに防振動作を停止させた場合には、次に防振動作を行うまでにある程度の時間がかかってしまう。この時間には、手振れを検出する角速度センサが安定するまでの時間、制御演算の収束時間、補正レンズのリセット動作時間などがある。具体的には、角速度センサの安定時間として１．０ｓｅｃ、制御演算の収束時間として４．０ｓｅｃ、補正レンズのリセット時間として６００ｍｓｅｃ程度かかることがある。

ここで、撮影モードから再生モードに切り換えて少しの時間が経過したときに、撮影を行いたいシーンが発生したときには、再び再生モードから撮影モードに切り換えて撮影を行う必要がある。しかし、従来のように再生モードに切り換えたときに直ちに防振動作を停止させてしまうと、この直後に撮影モードに切り換えたときに、像振れ補正装置を直ちに動作させることができず、上述したようにある程度の時間がかかってしまう（防振の立ち上がりが遅くなる）。このような場合には、防振動作のもとでの撮影を行うことができず、シャッターチャンスを逃してしまう。

また、上記時間が経過する前に撮影を行わせると、撮影によって得られた画像は、像振れ補正がされていない（像振れのある）画像となり、画像劣化が生じてしまう。

本発明は、撮影モードと再生モードとの切り換えが可能な撮像装置であって、像振れを補正する振れ補正システムと、前記振れ補正システムを制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記撮影モードに対応したモードであって前記振れ補正システムの制御を行う第１のモードと、前記再生モードに対応した第２のモードとで動作可能であり、前記撮影モードから前記再生モードに切り換えられたときは、該切り換え後所定時間が経過するまで前記第１のモードで動作し、その後は前記第２のモードで動作することを特徴とする。

本発明によれば、撮影モードから再生モードに切り換えられた後、さらに撮影モードに切り換えられたときに、第２のモードから第１のモードに移行するまでの時間を省略でき、振れ補正システムが動作しているもとで直ちに撮影を行うことができる。

以下、本発明の実施例について説明する。

図１は、本発明の実施例１であるカメラ（撮像装置）１００のブロック図である。

１０はカメラ１００に設けられたレンズ鏡筒であり、この内部には、補正レンズ（光学素子）１２、ズームレンズ１４、フォーカスレンズ１６、絞り機能を備えたシャッタ１８が配置されている。

ズームレンズ１４やフォーカスレンズ１６はそれぞれ、モータからの駆動力を受けることによって光軸方向に移動して、撮影光学系の焦点距離を変更したり、焦点調節を行ったりする。補正レンズ１２は、像振れを補正するために、光軸と直交する面内を移動可能となっている。

２０はＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子であり、レンズ鏡筒１０内の撮影光学系によって形成された光学像を電気信号に変換する。２８はＡ／Ｄ変換器であり、撮像素子２０のアナログ信号出力をデジタル信号に変換する。

２２はタイミング発生器であり、メモリ制御回路３０及びカメラシステム制御回路（制御手段）４４の制御の下で、撮像素子２０、Ｄ／Ａ変換器２４、Ａ／Ｄ変換器２８にクロック信号や制御信号を供給する。

画像表示ユニット２６は、ＴＦＴ＿ＬＣＤ（薄膜トランジスタ駆動型液晶表示器）等により構成され、撮影によって得られた画像データや特定の情報（例えば、撮影情報）等を表示する。ここで、画像表示記憶回路３２に書き込まれた表示用の画像データ等は、メモリ制御回路３０の制御の下で、Ｄ／Ａ変換器２４を介して画像表示ユニット２６に出力されて表示される。撮像素子２０の出力信号から生成される画像データを、画像表示ユニット２６に逐次表示させることにより、電子ファインダ機能を実現することが可能である。

メモリ制御回路３０は、カメラシステム制御回路４４の制御の下に、タイミング発生器２２、Ｄ／Ａ変換器２４、Ａ／Ｄ変換器２８、画像表示記憶回路３２、画像処理回路３４に対するデータの入出力制御を行う。

３４は画像処理回路であり、Ａ／Ｄ変換器２８の出力信号、あるいはメモリ制御回路３０からのデータに対して所定の画素補間処理や色変換処理を行う。これにより、画像データが生成される。

カメラシステム制御回路４４は、操作スイッチ５４（後述する複数のスイッチを含む）での操作に応じて鏡筒駆動回路３６、シャッタ駆動回路３８、フォーカス駆動回路４０、ズーム駆動回路４２の駆動を制御する。

鏡筒駆動回路３６は、カメラ１００の状態に応じてレンズ鏡筒１０を駆動させる。すなわち、カメラ１００の電源がオフとなっているときには、レンズ鏡筒１０をカメラ１００内に収納させる（収納状態）。また、カメラ１００の電源がオンとなったときには、レンズ鏡筒１０を駆動させて撮影可能な状態（撮影状態）にさせる。

カメラシステム制御回路４４は、画像処理回路３４での画像処理によって得られた輝度情報に基づいて露出値（絞り値およびシャッタ速度）を演算し、この演算結果に基づきシャッタ駆動回路３８を介してシャッタ１８の駆動を制御する。これによって、ＡＥ（自動露出）制御が行われる。

カメラシステム制御回路４４は、画像処理３４での画像処理によって得られた撮影光学系の焦点調節情報（コントラスト検出値）に基づき、フォーカス駆動回路４０を介してフォーカスレンズ１６の駆動を制御する。これにより、ＡＦ（オートフォーカス）制御などが行われる。

カメラシステム制御回路４４は、操作スイッチ５４のうちズーミングを指示するための操作スイッチ（ズームレバーやズームボタン）の操作量および操作方向に基づき、ズーム駆動回路４２を介してズームレンズ１４の駆動を制御する。また、カメラシステム制御回路４４は、カメラの撮影状態／再生状態に関する情報、ズーム位置情報、操作スイッチ５４のうちレリーズスイッチのオン／オフ状態などを通信回路５６を介して防振制御回路６２に伝達する。

メモリ４６には、撮影によって得られた静止画データや動画データが格納されている。メモリ４６の記憶容量は、所定枚数の静止画データや所定時間の動画データを格納するのに十分な容量となっており、連続して複数枚の静止画データを生成する連続撮影やパノラマ撮影の場合にも、高速かつ大量の画像書き込みを可能にしている。なお、メモリ４６は、カメラシステム制御回路４４の作業領域としても使用することが可能である。

電源ユニット４８は、電池検出回路、ＤＣ−ＤＣコンバータ、通電するブロックを切り換えるスイッチ回路等により構成され、電池の装着の有無、電池の種類、電池残量等の検出を行う。電源ユニット４８は、上記の電池に関する検出結果およびカメラシステム制御回路４４からの命令に基づいて、ＤＣ−ＤＣコンバータの駆動を制御し、必要な電源を必要な期間だけ記録媒体を含むカメラ内各部へ電圧や電流を供給する。

インターフェース（Ｉ／Ｆ）５０は、メモリーカードやハードディスク等の記録媒体とのインターフェースである。記録回路５２は、記録媒体に対して画像データ等を格納させるための回路であり、Ｉ／Ｆ５０を介してカメラシステム制御回路４４とアクセスすることが可能である。

モード切換スイッチ（操作手段）５５は、撮影モードおよび再生モードを切り換えるために撮影者によって操作されるスイッチであり、カメラシステム制御回路４４に対して該スイッチの操作状態に応じたモードの設定を指示する。ここで、再生モードとは、記録媒体に記録された画像データを再生させるモードであり、撮影モードでの撮影を行った直後に、この撮影画像データを画像表示ユニット２６に表示させるもの（いわゆる、クイックレビュー再生）とは異なる。

図２は、本実施例におけるカメラ１００の防振動作を説明するためのフローチャートである。防振動作の処理の流れに沿って像振れ補正ユニット６８の構成についても説明する。

揺れセンサ５８は振動ジャイロ、ジャイロ駆動回路等によって構成され、カメラ１００の揺れ（手振れ等）に応じた角速度を検出する（ステップＳ２０１）。揺れセンサ５８で検出された揺れ情報は、ＡＤ変換器６０を介して防振制御回路６２に入力される。また、揺れセンサ５８は、防振制御回路６２からの指令に応じて検出動作を停止させたり、再開させたりすることが可能である。

６２は防振制御回路であり、カメラシステム制御回路４４とは独立したワンチップマイコンによって構成される。防振制御回路６２は、揺れセンサ５８および補正レンズ駆動回路６６を含む像振れ補正制御系全体で生じる位相遅れに対する位相補償などを行う（ステップＳ２０２）。

防振制御回路６２は、揺れセンサ５８で検出された揺れの角速度情報を積分演算することによって、位置情報（補正レンズ１２の駆動目標位置に関する情報）に変換する（ステップＳ２０３）。変換された位置情報は、ＤＡ変換器６４を介して補正レンズ駆動回路６６に入力される。

また、防振制御回路６２は、通信回路５６を介してカメラシステム制御回路４４から受信した情報、例えば、レンズ鏡筒１０のズーム位置やコンバータレンズの装着の有無に関する情報を、補正レンズ１２の移動量に反映させる（ステップＳ２０４）。すなわち、ズーム位置等に関する情報に基づいて、補正レンズ１２の駆動目標位置を補正する。

さらに、防振制御回路６２は、カメラシステム制御回路４４から受信したカメラの撮影／再生状態に応じて、揺れセンサ５８のジャイロ駆動回路や補正レンズ１２を駆動するためのレンズ駆動回路の駆動を停止／再開させたり、防振制御回路６２を構成するワンチップマイコンの電力モードを低消費電力モード（防振制御回路６２への電力供給を抑制するモード）や通常モード（防振制御回路６２への電力供給を許容するモード）としたりすることが可能である。

補正レンズ駆動回路６６は、防振制御回路６２からの命令に基づいて、該防振制御回路６２で演算された揺れ量（像振れ量）を補正するように補正レンズ１２を駆動させる。すなわち、像振れを打ち消すように補正レンズ１２を駆動させる（ステップＳ２０５）。これにより、像振れによって生じる画像劣化を抑制することができる。

補正レンズ駆動回路６６を介した防振制御回路６２による補正レンズ１２の駆動制御は、主にフィードバック制御によって実現される。すなわち、防振制御回路６２は、補正レンズ１２の位置を検出する検出センサの出力を受けて補正レンズ１２の現在位置を取得し、この現在位置と補正レンズ１２の目標位置（レンズ補正量）との偏差が概ね０となるように補正レンズ駆動回路６６を介して補正レンズ１２を駆動させる。

補正レンズ１２の位置を検出する検出センサとしては、例えば、ホール素子などが用いられる。また、上記のフィードバック制御は、防振制御回路６２を構成するワンチップマイコンの中でデジタル的に制御を行うことによって代用することもできる。

防振動作は、操作スイッチ５４のうち防振ＯＮ／ＯＦＦスイッチなどの操作に基づいて行われ、カメラシステム制御回路４４から防振制御回路６２に防振動作の停止命令が送られるまで防振動作が継続して行われる（ステップＳ２０６）。

図３は、本実施例のカメラにおける再生モードおよび撮影モードに応じた動作を示すフローチャートである。なお、カメラを起動させるまでは、レンズ鏡筒１０は収納状態、防振制御回路６２は低消費電力モードの状態、ジャイロ駆動回路及び補正レンズ駆動回路６６は駆動停止状態にある。

ステップＳ３０１では、カメラ起動時に撮影モードおよび再生モードのうちどちらのモードで起動されたかを判定する。ここで、撮影モードであればステップＳ３０４へ進み、再生モードであればステップＳ３０２へ進む。ステップＳ３０１でのモード状態の判定は、カメラシステム制御回路４４にて行われる。

ステップＳ３０２では、記録媒体に記録されている画像データを読み出して、画像表示ユニット２６に表示させる。このとき、操作スイッチ５４の操作により、記録媒体に記録されている画像データの削除や編集、表示領域の拡大／縮小、読み出し画像の選択などを行うことが可能である。

ステップＳ３０３では、モード切換スイッチ５５の操作によってカメラのモードが変更されたか否かの判定、すなわち、再生モードから撮影モードに変更されたか否かの判定を行う。ここで、モード切換スイッチ５５の操作によって撮影モードに変更された場合にはステップＳ３０４に進み、再生モードのままである場合にはステップＳ３０３での判定を繰り返す。

ステップＳ３０４では、カメラが撮影モードに設定されているため、カメラシステム制御回路４４は、鏡筒駆動回路３６を介してレンズ鏡筒１０を駆動させることで、レンズ鏡筒１０を撮影状態とさせる。

ステップＳ３０５では、防振制御回路６２を構成するワンチップマイコンを低消費電力モードから通常モードに切り換えて、防振制御回路６２の動作を開始させる。

ステップＳ３０６およびステップＳ３０７ではそれぞれ、防振制御回路６２の制御により揺れセンサ５８のジャイロ駆動回路や補正レンズ駆動回路６６の駆動が開始する。ステップＳ３０７の処理が終了した時点で、像振れ補正ユニット６８は、防振動作が可能な状態となる。

ステップＳ３０８では、撮像素子２０の駆動が開始されるとともに、画像表示ユニット２６で画像表示記憶回路３２に取り込まれた画像データが表示（ＥＶＦ（Electric View Finder）表示）され、撮影可能な状態となる。ここで、操作スイッチ５４における防振ＯＮ／ＯＦＦスイッチの操作によって防振機能が設定されているときには、防振制御回路６２は図２に示す処理動作を開始し、防振動作を行う。

一方、防振機能が設定されていないときには、補正レンズ１２の中心が撮像光学系の光軸中心の位置となるように、補正レンズ１２が固定される。すなわち、補正レンズ１２の光軸直交面内の移動が阻止された状態となる。

ステップＳ３０９では、カメラのモードが変更されたか否かの判定、すなわち、撮影モードから再生モードに変更されたか否かの判定を行う。モードが変更されない場合（撮影モードのままである場合）にはステップＳ３０９の判定を繰り返し、再生モードに変更されたときにはステップＳ３１０へと進む。

ステップＳ３１０では、画像データの再生動作を開始するとともに、タイマによりカウントを開始する。ここでの再生動作は、上述したステップＳ３０２での動作と同様である。本実施例においては、再生動作が開始された後（再生モードに切り換えられた後）も、レンズ鏡筒１０は撮影状態のままとなっている。

ステップＳ３１１において、カメラシステム制御回路４４は、上記タイマのカウント値に基づいて、再生動作が開始されてから所定時間が経過したか否かを判別する。ここで、所定時間が経過した場合にはステップＳ３１３に進み、所定時間が経過していない場合にはステップＳ３１２に進む。

ステップＳ３１３およびステップＳ３１４ではそれぞれ、防振制御回路６２の制御により揺れセンサ５８のジャイロ駆動回路や、補正レンズ駆動回路６６の駆動を停止させる。ステップＳ３１４での処理が終了した時点で、像振れ補正ユニット６８は、防振動作を終了した状態、補正レンズ１２が固定された状態となる。

ステップＳ３１５において、カメラシステム制御回路４４は、防振制御回路６２を構成するワンチップマイコンを通常モードから低消費電力モードに切り換え、防振制御回路６２の動作を停止させる。このように、再生モードに設定されてから所定時間が経過したときには、直ちに撮影動作が行われることはなく、像振れ補正ユニット６８を動作させる必要もないため、低消費電力モードに切り換えることで、省電力化を図ることができる。これにより、不要な電力消費を抑えてカメラを長時間使用することが可能となる。

ステップＳ３１６において、カメラシステム制御回路４４は鏡筒駆動回路３６を介してレンズ鏡筒１０を駆動することにより、撮影状態にあるレンズ鏡筒１０を収納状態とさせる。そして、鏡筒駆動回路３６の駆動を停止させる。

一方、ステップＳ３１２では、カメラのモードが変更されたか否か、すなわち撮影モードに変更されたか否かを判別する。ここで、撮影モードに変更された場合には、ステップＳ３０８に進み、カメラは撮影可能な状態となる。

このように、カメラのモードが撮影モードから再生モードに切り換えられてから（ステップＳ３０９）所定時間が経過するまでの間に、再び撮影モードに切り換えられた場合には、ステップＳ３１３以降の処理には進まず、像振れ補正ユニット６８の動作が停止させられることはなく、レンズ鏡筒１０も撮影状態のままとなっている。これにより、上記所定時間の間に再生モードから撮影モード（ステップＳ３１２からステップＳ３０８）に移行した場合には、防振動作のもとでの撮影を直ちに行うことができ、像振れ補正ユニット６８での防振動作によって像振れのない画像を得ることができる。

本実施例では、従来のように撮影モードから再生モードに切り換えてから再び撮影モードに切り換えたときの撮影可能となるまでの時間、すなわち、レンズ鏡筒１０を収納状態から撮影状態に移行させるとともに、像振れ補正ユニット６８の動作を再開させるまでの時間（ステップＳ３０４〜ステップＳ３０７の処理で要する時間）を省略することができる。これにより、シャッターチャンスを逃すことなく撮影を行うことができ、かつ画像劣化の少ない（像振れの少ない）画像データを得ることができる。

一方、再生モードに切り換えられてから所定時間経過後は、防振動作を停止させることにより、再生モード設定時の間も常に防振動作を行わせる場合に比べて、不要な電力消費を抑えて、省電力化を図ることができる。

なお、本実施例では、ステップＳ３１３で補正レンズ１２の駆動を停止させているが、補正レンズ１２の駆動範囲を撮影モード設定時のときよりも制限（小さく）したり、揺れセンサ５８の出力に基づく補正量（ゲイン）を小さくしたりしてもよい。この場合にも、補正レンズ１２の駆動に伴う消費電力を軽減でき、省電力化を図ることができる。

また、本実施例では、撮像素子を用いたカメラについて説明したが、フィルムを用いたカメラについても本発明を適用できる。さらに、本実施例では、光学素子としての補正レンズ１２を移動させることで像振れを補正しているが、撮像素子を光軸直交面内で移動させることで像振れ補正を行う場合にも本発明を適用できる。

本発明の実施例１であるカメラのブロック図である。 上記カメラにおける防振動作を説明するためのフローチャートである。 レンズ鏡筒および像振れ補正ユニットの駆動に関するフローチャートである。

符号の説明

１０ レンズ鏡筒
１２ 補正レンズ
１４ ズームレンズ
１６ フォーカスレンズ
１８ 絞り兼用シャッタ
２０ 撮像素子
２２ タイミング発生器
２４ ＤＡ変換器
２６ 画像表示ユニット
２８ ＡＤ変換器
３０ メモリ制御回路
３２ 画像表示記憶回路
３４ 画像処理回路
３６ 鏡筒駆動回路
３８ シャッタ駆動回路
４０ フォーカス駆動回路
４２ ズーム駆動回路
４４ カメラシステム制御回路
４６ メモリ
４８ 電源ユニット
５０ インターフェース（I／Ｆ）
５２ 記録回路
５４ 操作スイッチ
５６ 通信回路
５８ 揺れセンサ
６０ ＡＤ変換器
６２ 防振制御回路
６４ ＤＡ変換器
６６ 補正レンズ駆動回路
６８ 像振れ補正ユニット
１００ カメラ

Claims (9)

1. 撮影モードと再生モードとの切り換えが可能な撮像装置であって、
   像振れを補正する振れ補正システムと、
   前記振れ補正システムを制御する制御手段とを有し、
   前記制御手段は、前記撮影モードに対応したモードであって前記振れ補正システムの制御を行う第１のモードと、前記再生モードに対応した第２のモードとで動作可能であり、前記撮影モードから前記再生モードに切り換えられたときは、該切り換え後所定時間が経過するまで前記第１のモードで動作し、その後は前記第２のモードで動作することを特徴とする撮像装置。
2. 前記撮影モードと前記再生モードは、操作手段の操作に応じて切り換えられることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記制御手段は、起動時に前記再生モードが設定されていたときは前記第２のモードで動作を開始し、起動後に前記撮影モードから前記再生モードに切り換えられたときは、該切り換え後所定時間が経過するまで前記第１のモードで動作し、その後は前記第２のモードで動作することを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
4. 前記制御手段は、前記撮影モードから前記再生モードに切り換えられたときに計時動作を行い、該計時結果が前記所定時間に達するまでは前記第１のモードで動作し、その後は前記第２のモードで動作することを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の撮像装置。
5. 前記第２のモードは、前記振れ補正システムの駆動を停止させるモードであることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の撮像装置。
6. 前記振れ補正システムは、光学素子を駆動して像振れを補正することが可能であり、
   前記第２のモードは、前記光学素子の駆動を停止させるモードであることを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
7. 前記振れ補正システムは、該撮影装置の振れを検出するセンサを含み、
   前記第２のモードは、前記センサの動作を停止させるモードであることを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
8. 前記振れ補正システムは、光学素子を駆動して像振れを補正することが可能であり、
   前記第２のモードは、前記第１のモードにおける駆動範囲より小さな駆動範囲で前記光学素子を駆動するモードであることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の撮像装置。
9. 前記第２のモードは、前記第１のモードに比べて前記振れ補正システムの消費電力を少なくするモードであることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の撮像装置。
   
   
   

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