JP2006005587A

JP2006005587A - 撮像装置

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Publication number: JP2006005587A
Application number: JP2004178938A
Authority: JP
Inventors: Hideki Sano; 英樹佐野
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2004-06-16
Filing date: 2004-06-16
Publication date: 2006-01-05
Anticipated expiration: 2024-06-16
Also published as: JP4225948B2

Abstract

【課題】動画撮像時にも、静止画撮像時にも、デジタル方式にも、銀塩フィルム方式にも、レンズ交換方式にも適用可能な手振れ補正機能を備えた撮像装置を提供する。
【解決手段】筐体１と、撮像用レンズ２と、被写体からの光を受光して光学画像として取得する撮像装置３と、筐体１の姿勢を検出する姿勢検出回路とを備えており、撮像用レンズ２を通過した被写体からの光を反射する可動反射鏡５を更に備えている。撮像素子３は可動反射鏡５により反射された被写体からの光を受光する位置に配置されており、姿勢検出回路の検出結果に基づいて可動反射鏡５による被写体からの光の反射角を変更させることにより、手振れ補正を行なう。
【選択図】図１

Description

本発明はスチルカメラ，ムービーカメラ等の撮像装置に関し、より詳細には、撮像時のいわゆる手振れを補正し得る撮像装置に関する。

旧来の銀塩フィルムを使用するスチルカメラにおいても、カメラを手持ちの状態でシャッタを切る瞬間にカメラそのものが動いてしまういわゆる手振れの状態になって、露出及びピントが適正であっても鮮明な写真が撮れないという問題があった。このような問題は本質的にはユーザの技量の拙さに起因してはいるが、一般のユーザにとってはある程度の訓練をしなければ解決できない問題であった。しかもこのような問題はスチルカメラに限らず、ムービーカメラ（ビデオカメラ）に関しても、手持ちの場合には完全に静止状態にビデオカメラを保持することは事実上不可能であるので同様の問題があった。更に、近年急速に普及しているデジタルスチルカメラにおいても本質的には同様の問題がある他、デジタルスチルカメラのユーザは写真撮影に習熟していない場合が多く、更にデジタルスチルカメラそのものが確実な保持が可能になるような外形でない場合も多い。

このような事情から、いわゆる手振れ補正機能を備えた撮像装置が実用化されているが、従来は基本的には２種類の方式が知られている。第１の方式は、撮像装置のレンズ系で手振れを補正する方式である（たとえば特許文献１参照）。この方式は具体的には、撮像装置の複数のレンズで構成されるレンズ系に手振れ補正用のレンズを組み込み、撮像装置の姿勢の変化をセンサで検出し、このセンサの検出結果に応じて手振れ補正用のレンズを移動させることにより、フィルム面（又は撮像素子の受光面）上に結像される画像を相対的に静止させて手振れの影響を排除する構成である。

このようなレンズ系で手振れを補正する方式は、銀塩フィルムを使用するカメラにも、ＣＣＤ等の撮像素子を使用するデジタルカメラ（スチルカメラ及びムービーカメラ）にも適用可能であるという利点を有するが、レンズ系の構成が複雑化し、またレンズ交換方式のカメラでは従来のレンズは使用できず、手振れ補正用のレンズ及びその駆動系、更にはレンズと撮像装置本体との間で信号及び駆動系用の電力を供給する配線を着脱可能に設ける必要があるという問題がある。また、ユーザにとっては、従来使用していたレンズでは手振れ補正機能を使用することが出来ないので新たにレンズを買い換えなければならず、多数の交換レンズを既に所有しているユーザにとっては経費の面で問題がある。

第２の方式としては、ＣＣＤ等の撮像素子を使用するデジタル方式の撮像装置（スチルカメラ及びムービーカメラ）で可能な構成であるが、本来の画角よりも一回り大き目の撮像素子を使用し、撮像時の撮像装置の姿勢の変化をセンサで検出し、このセンサの検出結果に応じて、撮像素子により得られた画像の内の一部分を抽出する画像処理を施すことにより、結果的に手振れの影響を排除した画像を最終的に得るようにした構成が採られている（たとえば特許文献２参照）。

このようなデジタル方式の撮像装置において画像処理により手振れを補正する第２の方式は、ＣＣＤ等の撮像素子を最終的に得られる画像のサイズよりも一回り大きいサイズにする必要があり、画像サイズの割には撮像素子のコストが高くつく、換言すれば備えられている撮像素子のサイズを有効に利用できない、更には手振れ補正の許容度を大きくするためにはより大きなサイズの撮像素子が必要になる、等の問題があった。なお、言うまでもないことであるが、この方式は銀塩フィルムを使用するカメラには適用できない。

更に第３の方式として、ＣＣＤ等の撮像素子を使用するデジタル方式の撮像装置（スチルカメラ及びムービーカメラ）で可能な構成であるが、撮像素子そのものを移動させる方式が近年実用化されている（たとえば特許文献３参照）。この方式は具体的には、撮像素子を受光面に平行な方向に移動可能に構成し、撮像装置の姿勢の変化をセンサで検出し、このセンサの検出結果に応じて撮像素子を移動させることにより、撮像素子の受光面上に結像される画像を相対的に静止させて手振れの影響を排除するように構成されている。

このようなデジタル方式の撮像装置において撮像素子を移動させて手振れを補正する第３の方式は、前述した画像処理による方式とは異なり、撮像素子そのものは画像サイズに見合ったサイズのものを使用することが可能であり、またレンズ交換方式の撮像装置であっても従来のレンズをそのまま使用することが可能ではあるが、撮像素子を撮像装置の姿勢変化に対応させて移動させるための構成及び撮像素子に接続されている配線をフレキシブルな構成にする必要が生じる等の問題があった。なお、この第３の方式は銀塩フィルムを使用するカメラであっても、たとえばカートリッジ方式のフィルムを使用する場合にはカートリッジ全体を移動させることにより原理的には適用可能であるが、実際問題としては実用的ではない。
特開２００４−７２５５０号公報特開２００４−８８５６７号公報特開２００４−１０４６５２号公報

以上のように従来の撮像装置の手振れ補正方式にはそれぞれ一長一短があった。特に、従来の撮像装置本体側で手振れ補正を行なう方式は実用上はＣＣＤ等の撮像素子を使用するデジタル方式の撮像装置にのみ可能であり、またレンズ系で手振れ補正を行なう方式では、銀塩フィルムを使用する撮像装置及びＣＣＤ等の撮像素子を使用する撮像装置のいずれにも適用可能ではあるが、レンズ交換方式の撮像装置に適用する場合には交換可能な全てのレンズに手振れ補正機能を備えなければ意味がなく、ユーザにとってはそれまで使用していたレンズでは手振れ補正機能を利用できない等の問題があった。

本発明は以上のような事情に鑑みてなされたものであり、撮像装置本体側において手振れ補正を行なうように構成することによりレンズ交換方式の撮像装置であっても従来のレンズがそのまま使用可能であり、しかも銀塩フィルムを使用する撮像装置であってもＣＣＤ等の撮像素子を使用する撮像装置であっても適用可能な新規な手振れ補正機能を備えた撮像装置の提供を目的とする。

より具体的には本発明は、姿勢検出手段の検出結果に基づいて被写体からの光の反射角を変更する光学手段により振れ補正が実現される撮像装置の提供を目的とする。

また本発明は、撮像装置そのものがどのような方向に振れても振れ補正が可能な撮像装置の提供を目的とする。

また本発明は、動画撮像用である場合に、手持ちで動画を撮像した際の手振れを補正することが可能な撮像装置の提供を目的とする。

更に本発明は、静止画撮像用である場合に、静止画を撮像する瞬間の撮像装置そのものの振れの影響を排除することが可能な撮像装置の提供を目的とする。

また本発明は、いわゆるデジタルスチルカメラ又はデジタルビデオカメラにおいて上述のような目的を実現し得る撮像装置の提供を目的とする。

更に本発明は、従来の銀塩フィルムを使用するカメラにおいて上述のような目的を実現し得る撮像装置の提供を目的とする。

また更に本発明は、従来のレンズ交換方式のカメラにおいて上述のような目的を実現し得る撮像装置の提供を目的とする。

本発明は端的には、撮像用のレンズ系からの入射光、即ち被写体からの光をレンズ系、換言すれば撮像装置そののもの姿勢の変化に応じて反射面の角度が変更される反射鏡でフィルムの感光面又は撮像装置の受光面へ反射させることにより、手振れ補正を行なう構成を採っている。

本発明に係る撮像装置は、撮像用レンズと、該撮像用レンズを通過した被写体からの光を受光して光学画像として取得する光学画像取得手段と、前記撮像用レンズの姿勢に関連する情報を検出する姿勢検出手段と、前記光学画像取得手段が取得する光学画像の振れを前記姿勢検出手段の検出結果に基づいて補正する振れ補正手段とを備えた撮像装置において、前記撮像用レンズを通過した被写体からの光を反射する光学手段を備え、前記光学画像取得手段は前記光学手段により反射された被写体からの光を受光する位置に配置されており、前記振れ補正手段は、前記姿勢検出手段の検出結果に基づいて前記光学手段による前記撮像用レンズを通過した被写体からの光の反射角を変更させるようにしてあることを特徴とする。

このような本発明に係る撮像装置では、光学画像取得手段が光学手段により反射された被写体からの光を受光する位置に配置されており、この光学画像取得手段が受光する被写体からの光の光学手段による反射角が姿勢検出手段の検出結果に基づいて変更されるように振れ補正手段により制御される。

また本発明に係る撮像装置は上述の発明において、前記姿勢検出手段は、前記撮像用レンズの光軸と直交する２方向の姿勢変化に関連する情報を検出し、前記光学手段は、前記撮像用レンズを通過した被写体からの光が前記２方向と平行な２方向に前記光学画像取得手段上で移動するように、前記撮像用レンズを通過した被写体からの光の反射角を変更させるようにしてあることを特徴とする。

このような本発明に係る撮像装置では上述の発明において、姿勢検出手段が撮像用レンズの光軸と直交する２方向の姿勢変化に関連する情報を検出するのに対応させて、撮像用レンズを通過した被写体からの光が上述の２方向と平行な２方向に光学画像取得手段上で移動するように、撮像用レンズを通過した被写体からの光の反射角が光学手段により変更される。

更に本発明に係る撮像装置は上述の各発明において、前記光学画像取得手段は動画撮像用の光学画像取得手段であり、前記振れ補正手段は、前記動画撮像用の光学画像取得手段により動画像の撮像が行なわれている間は、前記姿勢検出手段の検出結果に基づいて前記光学手段による被写体からの光の反射角を変更する処理を所定周期で反復するようにしてあることを特徴とする。

このような本発明に係る撮像装置では上述の各発明において、光学画像取得手段が動画撮像用である場合に、動画撮像用の光学画像取得手段により動画像の撮像が行なわれている間は、姿勢検出手段の検出結果に基づいて光学手段による被写体からの光の反射角を変更する処理を振れ補正手段が所定周期で反復する。

また更に本発明に係る撮像装置は前述の発明において、前記光学画像取得手段は静止画撮像用であり、前記振れ補正手段は、静止画の撮像が指示された時点から所定周期で前記姿勢検出手段の検出結果に基づいて、前記静止画撮像用の光学画像取得手段による静止画の撮像が開始される時点から終了する時点までの間の前記撮像用レンズの姿勢に関連する情報の変化を予測し、該予測結果に基づいて静止画の撮像が開始された時点から終了する時点までの間に前記光学手段による前記撮像用レンズを通過した被写体からの光の反射角を変更させるようにしてあることを特徴とする。

このような本発明に係る撮像装置では前述の発明において、光学画像取得手段が静止画撮像用である場合に、静止画の撮像が指示された時点から所定周期で姿勢検出手段の検出結果に基づいて、静止画撮像用の光学画像取得手段による静止画の撮像が開始される時点から終了する時点までの間の撮像用レンズの姿勢に関連する情報の変化が予測され、この予測結果に基づいて静止画の撮像が開始された時点から終了する時点までの間に光学手段による被写体からの光の反射角が変更される。

また本発明に係る撮像装置は上述の各発明において、前記光学画像取得手段は、光学画像を電気信号に変換する撮像素子であることを特徴とする。

このような本発明に係る撮像装置では上述の各発明において、光学画像取得手段が光学画像を電気信号に変換する撮像素子であるので、いわゆるデジタルスチルカメラ又はデジタルビデオカメラに適用可能である。

更に本発明に係る撮像装置は前述の発明において、前記静止画撮像用の光学画像取得手段は、光学画像を潜像として取得する銀塩フィルムであることを特徴とする。

このような本発明に係る撮像装置では前述の発明において、従来の銀塩フィルムを使用するカメラにも適用可能である。

また本発明に係る撮像装置は上述の各発明において、前記撮像用レンズが交換可能であることを特徴とする。

このような本発明に係る撮像装置では上述の各発明において、撮像用レンズが交換可能ないわゆるレンズ交換方式であるので、従来のレンズ交換方式のカメラにも適用可能である。

本発明に係る撮像装置によれば、被写体からの光が姿勢検出手段の検出結果に基づいて反射角が変更される光学手段により変更されることにより、振れ補正が実現される。

また本発明に係る撮像装置によれば上述の発明において、姿勢検出手段が撮像用レンズの光軸と直交する２方向の姿勢変化に関連する情報を検出するのに対応して、撮像用レンズを通過した被写体からの光が上述の２方向と平行な２方向に光学画像取得手段上で移動するので、撮像装置そのものがどのような方向に振れても振れ補正が可能になる。

また本発明に係る撮像装置によれば上述の各発明において、光学画像取得手段が動画撮像用である場合に、動画撮像用の光学画像取得手段により動画像の撮像が行なわれている間は所定周期で振れ補正が反復されるので、手持ちで動画を撮像した際の手振れが補正される。

更に本発明に係る撮像装置によれば前述の発明において、光学画像取得手段が静止画撮像用である場合に、静止画の撮像が指示された時点から実際に静止画が撮像される間、具体的にはシャッタが開いている間の撮像用レンズの姿勢、より具体的には撮像装置そのものの振れが予測され、この予測結果に基づいて実際に静止画が撮像される間の振れに対応して光学画像取得手段上の光学画像が相対的に静止するように光学手段の反射角が変更されて振れの影響が排除される。

また本発明に係る撮像装置によれば上述の各発明において、光学画像取得手段が光学画像を電気信号に変換する撮像素子であるので、いわゆるデジタルスチルカメラ又はデジタルビデオカメラに適用した場合に上述のような効果を奏する。

更に本発明に係る撮像装置によれば前述の発明において、従来の銀塩フィルムを使用するカメラに適用した場合に上述のような効果を奏する。

また更に本発明に係る撮像装置によれば上述の各発明において、従来のレンズ交換方式のカメラにも適用可能であるので、デジタル方式であると銀塩フィルムを使用するカメラであるとを問わず、交換レンズを多数所有しているユーザも本体のみを購入すれば振れ補正の効果を得ることが可能になる。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面を参照して説明する。図１は本発明に係る撮像装置の機械的構成の一例を示す模式的側断面図である。なお、以下の実施の形態においては本発明に係る撮像装置を静止画及び動画の双方の撮像が可能なデジタル方式の撮像装置に適用した場合について説明するが、静止画のみの撮像が可能な構成、又は動画のみの撮像が可能な構成であってもよいことはいうまでもない。更に、静止画のみの撮像が可能に構成した場合には、デジタル方式ではなく、銀塩フィルムを使用する構成であってもよい。

本発明の撮像装置は、筐体１の一側面（以下、前面という）に一群のレンズからなる撮像用レンズ２を備えている。なお、撮像用レンズ２は筐体１に固定されていてもよいし、いわゆる交換レンズ方式であってもよい。また筐体１の内部には、撮像用レンズ２からの出射光の光路を基準の角度を９０度として下方（筐体１の底面側）へ反射する光学手段としての可動反射鏡５が備えられている。なお可動反射鏡５は具体的には、筐体１の上面の内側と背面の内側との間に撮像用レンズ２の光軸に対して筐体１の上下方向と平行な面内で４５度で交差する方向を軸長方向とする回転軸で枢支されたフレーム４に、更に筐体１の左右方向と平行な面内で撮像用レンズ２の光軸に対して直交する方向に回動自在に支持されているが、詳細は後述する。

筐体１の底面の内側には撮像素子３がその受光面を撮像用レンズ２の光軸と平行にして上方へ向けた状態で備えられている。より具体的には、フレーム４及び可動反射鏡５が基準の位置（ホームポジション）にあって撮像用レンズ２からの出射光の光路が９０度下方へ反射された場合の撮像用レンズ２からの出射光の結像位置に撮像素子３が備えられている。なお、撮像用レンズ２の可動反射鏡５がホームポジションにある状態で反射された光軸と撮像素子３の受光面とが直交し、且つ撮像素子３の受光面の中心を通過するように、両者の位置関係が設定されていることは言うまでもない。従って、撮像用レンズ２を通過した被写体からの光は基本的には可動反射鏡５で９０度下方へ反射されて撮像素子３に光学画像として受光される。

図２は上述した可動反射鏡５とフレーム４との構成を示す模式的斜視図であり、筐体１の前部左側（筐体１の前面に向って右側）から見た状態を示している。フレーム４は可動反射鏡５の矩形の反射面５０よりも若干大きいサイズの矩形に構成されており、上側の辺４１の中央部に支持軸６１が上方（フレーム４の外側）へ突出する状態で、また下側の辺４２の中央部に支持軸６２が下方（フレーム４の外側）へ突出する状態でそれぞれ突設されている。なお、両支持軸６１，６２は同軸関係にあり、両者に共通の軸はフレーム４の左右方向の中央をフレーム４の上下方向に貫通している。

上側の辺４１に突設された支持軸６１は筐体１の上面の内側に固定された軸受５１に枢支されており、下側の辺４２に突設された支持軸６２は筐体１の背面の内側に固定された軸受５２に枢支されている。但し、前述したように、両支持軸６１，６２に共通の軸は撮像用レンズ２の光軸と４５度で交差する関係にある。

一方、フレーム４の右側の辺４３（図２上で左側の辺）の中央部に支持軸６３が左方（フレーム４の内側）へ突出する状態で、また左側の辺４４の中央部に支持軸６４が右方（フレーム４の内側）へ突出する状態でそれぞれ枢支されている。なお、両支持軸６３，６４は同軸関係にあり、両者に共通の軸はフレーム４の上下方向の中央をフレーム４の左右方向に貫通している。

フレーム４の右側の辺４３に突設された支持軸６３は可動反射鏡５の右側面に固定されており、フレーム４の左側の辺４４に突設された支持軸６４は可動反射鏡５の左側面に固定されている。但し、前述したように、両支持軸６３，６４に共通の軸は撮像用レンズ２の光軸と９０度で交差する関係にある。

以上のような構成により、フレーム４は両支持軸６１，６２に共通な軸を回転軸として筐体１に対して回動自在であり、また可動反射鏡５は両支持軸６３，６４に共通な軸を回転軸としてフレーム４に対して回動自在である。従って、可動反射鏡５は筐体１に対して直交する２軸、即ち支持軸６１，６２に共通な軸及び支持軸６３，６４に共通な軸を回転軸として回動自在に取り付けられていることになるので、反射面５０を筐体１に対して、換言すれば撮像用レンズ２の光軸に対して任意の角度にすることが可能になっている。

なお、筐体１に対するフレーム４の回動はたとえばいずれかの軸受５１，５２に内蔵された適宜のアクチュエータ、たとえば超音波モータ等により、またフレーム４に対する可動反射鏡５の回動は軸受６０に内蔵された適宜のアクチュエータ、たとえば超音波モータ等によりそれぞれ行なわれる。
（＊アクチュエータとして実際にどのようなものが使用可能なのかよく分かりませんので、御教示下さい。適宜、追記しておきます。）

図３は本発明に係る撮像装置の制御回路の構成例を示すブロック図である。本発明の撮像装置は、ＣＰＵを使用した制御部１０が操作部１６から入力されるユーザの操作入力に従って全体を制御する。ＲＯＭ１１には制御部１０による制御に必要なプログラム及び種々のデータ等が予め格納されており、プログラム実行中に発生する一時的記憶が必要なデータ等がＲＡＭ１２に記憶される。

撮像手段であるＣＣＤ３１は画像処理回路３２と共に撮像素子３を構成する。ＣＣＤ３１により光電変換された信号は画像処理回路３２で処理されてデジタル動画信号又はデジタル静止画信号として記録部１５により図示しない記録媒体に記録される。なお、画像処理回路３２には、制御部１０の制御によりホワイトバランス，シャッタスピード，撮像感度（ＩＳＯ相当），画質（撮像画素数）等の撮像情報が与えられて設定される。なお、上述した信号処理そのものは公知である。

記録部１５はたとえばデジタルビデオカセット、ＤＶＤ等の一般的にデジタルビデオカメラに使用されているような記録媒体を使用してもよいし、コンパクトフラッシュ（登録商標）等の比較的大容量の一般的にはデジタルスチルカメラに使用されているような記録媒体を使用してもよい。

フレーム用アクチュエータ制御回路１３はフレーム用アクチュエータ１３０を駆動制御することによりフレーム４を筐体１に対して回動させる。また、反射鏡用アクチュエータ制御回路１４は反射鏡用アクチュエータ１４０を駆動制御することにより可動反射鏡５をフレーム４に対して回動させる。

姿勢検出回路１７はその構成及び動作が公知のたとえばジャイロセンサ等を利用して撮像用レンズ２の姿勢に関連する情報として筐体１の姿勢、具体的には筐体１の水平面内での回転角度及び垂直面内での回転角度、より具体的にはそれぞれの回転角速度を検出し、筐体１の姿勢情報として制御部１０に与える。

なお、図３に示した他に、たとえばオートフォーカス制御、露出制御、オートホワイトバランス制御、ズーム制御等のための制御系を備えていていもよいことはいうまでもない。ズーム制御を行なう場合は図１に示した撮像用レンズ２に組み込まれているズーム用レンズ２１が、オートフォーカス制御を行なう場合は同じく合焦用レンズ２２が駆動制御される。

図４は上述のような機械的構成及び制御回路を有する本発明に係る撮像装置の動画撮像時の制御部１０による制御手順、より具体的には手振れ補正制御の手順を示すフローチャートである。

まず、本発明に係る撮像装置の電源が投入されているものとして、制御部１０はフレーム用アクチュエータ制御回路１３及び反射鏡用アクチュエータ制御回路１４へ適宜の制御信号を与えることにより、フレーム用アクチュエータ１３０及び反射鏡用アクチュエータ１４０を駆動制御してフレーム４及び可動反射鏡５をホームポジションに固定する（ステップＳ１１）。この状態ではユーザは図示しないファインダ又は液晶パネル等の表示部により撮像可能な画像を見ることが可能である。

このような状態で制御部１０は操作部１６の図示しない撮像スイッチがオンされたか否かを監視している（ステップＳ１２でＮＯ）。ユーザが撮像スイッチをオンすると（ステップＳ１２でＹＥＳ）、制御部１０はその時点での姿勢検出回路１７の検出値を読み込んで一旦ＲＡＭ１２に記憶する（ステップＳ１３）。そして、以降は制御部１０は所定時間が経過するのを監視しており（ステップＳ１４でＮＯ）、所定時間が経過する都度（ステップＳ１４でＹＥＳ）、まず姿勢検出回路１７のその時点の検出値を読み込み、前回の検出値（最初は撮像スイッチがオンされた時点の検出値）との水平方向の検出値の差分ＨＤ及び垂直方向の検出値の差分ＶＤを求める（ステップＳ１５）。

次に制御部１０は、水平方向の検出値の差分ＨＤの絶対値が予め定められている（ＲＯＭ１１に記憶されている）閾値ＨＴ未満であるか否か（ステップＳ１６）、及び垂直方向の検出値の差分ＶＤの絶対値が予め定められている（ＲＯＭ１１に記憶されている）閾値ＶＴ未満であるか否か（ステップＳ１７）をそれぞれ判断する。これは、ステップＳ１４での所定時間の経過の間に筐体１の水平，垂直方向の姿勢が閾値ＨＴ，ＶＴ以上に変化した場合、換言すれば手振れとは認められない程度に急激に筐体１の水平，垂直方向の姿勢が変化した場合には、手振れではなくユーザが意図的に撮像方向を変えたと判断するためである。

従って、ステップＳ１６及びＳ１７における判断結果が共にＹＥＳである場合には手振れであると判断されるので、制御部１０はステップＳ１５で求めた水平方向の検出値の差分ＨＤに対応させてフレーム用アクチュエータ制御回路１３へ制御信号を与えることによりフレーム用アクチュエータ１３０を駆動制御してフレーム４を回動させると共に、同じく垂直方法の検出値の差分ＶＤに対応させて反射鏡用アクチュエータ制御回路１４へ制御信号を与えることにより反射鏡用アクチュエータ１４０を駆動制御して可動反射鏡５を回動させる（ステップＳ１８）。

以上のような制御部１０の制御により、所定時間の間に生じた手振れに対応して可動反射鏡５の撮像用レンズ２の光軸に対する角度が変更されて結果的には撮像素子３は手振れの影響が排除された画像を撮像することができる。

なお、ステップＳ１７における判断結果がＮＯであった場合、制御部１０は筐体１の垂直方向の向きが急激に変化した、即ちユーザが撮像方向を垂直方向にのみ変えたと判断する。この場合、制御部１０はステップＳ１５で求めた水平方向の検出値の差分ＨＤに対応させてフレーム用アクチュエータ制御回路１３へ制御信号を与えることによりフレーム用アクチュエータ１３０を駆動制御してフレーム４のみを回動させる（ステップＳ１９）。以上のような制御部１０の制御により、ユーザが撮像方向を垂直方向に変えた場合に所定時間の間に生じた水平方向の手振れに対応して可動反射鏡５の撮像用レンズ２の光軸に対する角度が変更されて結果的には撮像素子３は撮像方向が垂直方向に変化しつつも水平方向の手振れの影響が排除された画像を撮像することができる。

更に、ステップＳ１６における判断結果がＮＯであった場合、制御部１０は垂直方向の検出値の差分ＶＤの絶対値が予め定められている（ＲＯＭ１１に記憶されている）閾値ＶＴ未満であるか否かを判断する（ステップＳ２１）。この判断結果がＹＥＳであった場合、制御部１０は筐体１の水平方向の向きが急激に変化した、即ちユーザが撮像方向を水平方向にのみ変えたと判断する。この場合、制御部１０はステップＳ１５で求めた垂直方向の検出値の差分ＶＤに対応させて反射鏡用アクチュエータ制御回路１４へ制御信号を与えることにより反射鏡用アクチュエータ１４０を駆動制御して可動反射鏡５のみを回動させる（ステップＳ２２）。以上のような制御部１０の制御により、ユーザが撮像方向を水平方向に変えた場合に所定時間の間に生じた垂直方向の手振れに対応して可動反射鏡５の撮像用レンズ２の光軸に対する角度が変更されて結果的には撮像素子３は撮像方向が水平方向に変化しつつも垂直方向の手振れの影響が排除された画像を撮像することができる。

なお、ステップＳ２１での判断結果がＮＯであった場合には、制御部１０は筐体１の水平，垂直両方向の向きが急激に変化した、即ちユーザが撮像方向を斜め方向に変えたと判断する。この場合、制御部１０はフレーム用アクチュエータ制御回路１３及び反射鏡用アクチュエータ制御回路１４のいずれへも制御信号を送ることはせず、従って手振れ補正は行なわれない。

以上のようにして、制御部１０はステップＳ１４での所定時間の経過の間における手振れ補正の処理を行なった後、撮像スイッチがオフされていないかを判断し（ステップＳ２０）、撮像スイッチがオフされている場合は（ステップＳ２０でＹＥＳ）、撮像を停止すると共にステップＳ１１へ処理を戻してフレーム４及び可動反射鏡５をホームポジションに戻す。しかし、撮像スイッチがオフされていない場合（ステップＳ２０でＮＯ）、制御部１０はステップＳ１４へ処理を戻して再度所定時間が経過するまで待機し、所定時間が経過した場合には上述同様の処理を反復する。

従って、動画撮像時には所定時間の間の水平，垂直両方向の筐体１の姿勢の変化量が閾値未満である場合は手振れと判断されてその手振れの量に対応してフレーム４及び可動反射鏡５が撮像用レンズ２の光軸に対する角度が変更されることにより、手振れ補正の処理が実現される。また、所定時間の間の水平，垂直両方向の筐体１の姿勢の変化量が閾値以上である場合は手振れではなくユーザによる意図的な撮像方向の変更であると判断されて手振れ補正の処理は行なわれない。

図５は前述のような機械的構成及び制御回路を有する本発明に係る撮像装置の静止画撮像時の制御部１０による制御手順、より具体的には手振れ補正制御の手順を示すフローチャートである。

まず、本発明に係る撮像装置の電源が投入されているものとして、制御部１０はフレーム用アクチュエータ制御回路１３及び反射鏡用アクチュエータ制御回路１４へ適宜の制御信号を与えることにより、フレーム用アクチュエータ１３０及び反射鏡用アクチュエータ１４０を駆動制御してフレーム４及び可動反射鏡５をホームポジションに固定する（ステップＳ３１）。この状態ではユーザは図示しないファインダ又は液晶パネル等の表示部により撮像可能な画像を見ることが可能である。

このような状態で制御部１０は操作部１６の図示しない撮像スイッチがオンされ始めたか否かを監視している（ステップＳ３２でＮＯ）。ユーザが撮像スイッチのオンを開始すると（ステップＳ３２でＹＥＳ）、制御部１０はその時点での姿勢検出回路１７の検出値を読み込んで水平方向の検出値の初期値Ｈ０及び垂直方向の検出値の初期値Ｖ０として一旦ＲＡＭ１２に記憶する（ステップＳ３３）。そして、以降は制御部１０は所定時間が経過するのを監視しており（ステップＳ３４でＮＯ）、所定時間が経過する都度（ステップＳ３４でＹＥＳ）、まず姿勢検出回路１７のその時点の検出値を読み込み、前回の検出値（最初は撮像スイッチがオンされ始めた時点の検出値）との水平方向の検出値の差分ＨＤ及び垂直方向の検出値の差分ＶＤを求める（ステップＳ３５）。

次に制御部１０は、シャッタ開放開始時点の姿勢検出回路１７の水平，垂直方向の検出値を予測し、それぞれの検出値ＨＳ，ＶＳを予測すると共に、シャッタ開放終了時点の姿勢検出回路１７の水平，垂直方向の検出値を予測し、それぞれの検出値ＨＥ，ＶＥを予測する（ステップＳ３６）。そして制御部１０は、シャッタの開放開始タイミングにおいて上述のようにして求めたシャッタ開放開始時点の姿勢検出回路１７の水平，垂直方向の検出値の予測値ＨＳ，ＶＳに対応するように、またシャッタの開放終了タイミングにおいて上述のようにして求めたシャッタ開放終了時点の姿勢検出回路１７の水平，垂直方向の検出値の予測値ＨＥ，ＶＥに対応するように、フレーム用アクチュエータ１３０及び反射鏡用アクチュエータ１４０へ制御信号を与えてフレーム用アクチュエータ制御回路１３及び反射鏡用アクチュエータ制御回路１４を駆動制御する（ステップＳ３７）。

制御部１０はシャッタの開放が終了するまで（ステップＳ３８でＮＯ）、上述の処理をステップＳ３４で所定時間が経過する都度反復し、シャッタの開放が終了すると（ステップＳ３８でＹＥＳ）、ステップＳ３１へ処理を戻してフレーム４及び可動反射鏡５をホームポジションに戻す。

以上のような制御部１０の制御により、静止画の撮像時には、ユーザが操作部１６に備えられている図示しないシャッタボタンをオンし始めた時点の構図、即ち撮像素子３上に結像されていた画像が、たとえユーザがシャッタを押している間に手振れが生じたとしても手振れの影響が排除された静止画を撮像することができる。

なお、上述の実施の形態では、可動反射鏡５がホームポジションにある場合に撮像用レンズ２からの出射光を９０度反射して撮像素子３へ入射させるように構成したが、必ずしもそれぞれのような構成である必要はなく、要は撮像用レンズ２の光軸が可動反射鏡５により反射されて撮像素子３の受光面の中心へ垂直に到達するように、ホームポジションにある可動反射鏡５と撮像素子３との位置関係が定められていればよい。

また、上述の実施の形態においては光学画像取得手段としてＣＣＤ３１を使用しているが、本発明に係る撮像装置を静止画専用として構成する場合には、ＣＣＤ３１の受光面に銀塩フィルムの受光面が位置するように構成することにより、本発明を銀塩フィルム用のカメラに適用することが可能であることはいうまでもない。

更に上述の実施の形態では撮像用レンズ２は筐体１に固定されているが、撮像用レンズ２が筐体１に固定されている必要はなく、いわゆるレンズ交換方式の撮像装置であっても、手振れ補正処理は撮像用レンズ２には無関係に筐体１内で実行されるので、本発明の撮像装置をレンズ交換方式のカメラに適用することはなんらの問題もない。

また更に上述の実施の形態においては可動反射鏡５を光学手段として使用しているが、プリズム等を使用する構成であってもよい。

以上のように本発明に係る撮像装置は、ＣＣＤ等の撮像素子を使用する場合にも、また銀塩フィルムを使用する場合にも適用可能であり、ＣＣＤ等の撮像素子を使用する場合には動画及び静止画のいずれにも適用可能であり、更に撮像用レンズは手振れ補正処理には無関係であるのでレンズ交換方式のカメラに適用した場合にもユーザが交換レンズを新たに買い直す必要もない。

本発明に係る撮像装置の機械的構成の一例を示す模式的側断面図である。本発明に係る撮像装置の可動反射鏡とフレームとの構成を示す模式的斜視図である。本発明に係る撮像装置の制御回路の構成例を示すブロック図である。本発明に係る撮像装置の動画撮像時の制御部による手振れ補正制御の手順を示すフローチャートである。本発明に係る撮像装置の静止画撮像時の制御部による手振れ補正制御の手順を示すフローチャートである。

符号の説明

２撮像用レンズ
３撮像素子
４フレーム
５可動反射鏡
１０制御部
１３フレーム用アクチュエータ制御回路
１４反射鏡用アクチュエータ制御回路
１６操作部
１７姿勢検出回路
３１ＣＣＤ
３２画像処理回路
４１〜４４フレームの辺
５０（可動反射鏡の）反射面
６１，６２（フレームの）支持軸
６３，６４（可動反射鏡の）支持軸
１３０フレーム用アクチュエータ
１４０反射鏡用アクチュエータ

Claims

撮像用レンズと、該撮像用レンズを通過した被写体からの光を受光して光学画像として取得する光学画像取得手段と、前記撮像用レンズの姿勢に関連する情報を検出する姿勢検出手段と、前記光学画像取得手段が取得する光学画像の振れを前記姿勢検出手段の検出結果に基づいて補正する振れ補正手段とを備えた撮像装置において、
前記撮像用レンズを通過した被写体からの光を反射する光学手段を備え、
前記光学画像取得手段は前記光学手段により反射された被写体からの光を受光する位置に配置されており、
前記振れ補正手段は、前記姿勢検出手段の検出結果に基づいて前記光学手段による前記撮像用レンズを通過した被写体からの光の反射角を変更させるようにしてあること
を特徴とする撮像装置。
前記姿勢検出手段は、前記撮像用レンズの光軸と直交する２方向の姿勢変化に関連する情報を検出し、
前記光学手段は、前記撮像用レンズを通過した被写体からの光が前記２方向と平行な２方向に前記光学画像取得手段上で移動するように、前記撮像用レンズを通過した被写体からの光の反射角を変更させるようにしてあることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記光学画像取得手段は動画撮像用の光学画像取得手段であり、
前記振れ補正手段は、前記動画撮像用の光学画像取得手段により動画像の撮像が行なわれている間は、前記姿勢検出手段の検出結果に基づいて前記光学手段による被写体からの光の反射角を変更する処理を所定周期で反復するようにしてあること
を特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
前記光学画像取得手段は静止画撮像用であり、
前記振れ補正手段は、静止画の撮像が指示された時点から所定周期で前記姿勢検出手段の検出結果に基づいて、前記静止画撮像用の光学画像取得手段による静止画の撮像が開始される時点から終了する時点までの間の前記撮像用レンズの姿勢に関連する情報の変化を予測し、該予測結果に基づいて静止画の撮像が開始された時点から終了する時点までの間に前記光学手段による前記撮像用レンズを通過した被写体からの光の反射角を変更させるようにしてあること
を特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
前記光学画像取得手段は、光学画像を電気信号に変換する撮像素子であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載の撮像装置。
前記静止画撮像用の光学画像取得手段は、光学画像を潜像として取得する銀塩フィルムであることを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
前記撮像用レンズが交換可能であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一つに記載の撮像装置。