JP2006330540A

JP2006330540A - 撮像装置

Info

Publication number: JP2006330540A
Application number: JP2005156791A
Authority: JP
Inventors: Keiji Iwasaki; 桂司岩崎; Keiji Sakamoto; 圭司阪本
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-05-30
Filing date: 2005-05-30
Publication date: 2006-12-07
Anticipated expiration: 2025-05-30
Also published as: JP4618004B2

Abstract

【課題】撮影者がズーム動作中に、カムピンが成型枠の成型時に生じるカム溝の段差を通過する際に生じる画像ずれによる違和感を感じることがない撮像装置を提供する。
【解決手段】被写体の光学的な像を撮像して電気的な画像信号に変換する撮像素子１２６と、撮像素子上の被写体像をずらすための画像ずらし手段１２１と、撮像光学系１２０のズーム位置を検出するズーム位置検出手段５１と、カムピンが成形枠の成形時に生じるカム溝の段差を通過する際、撮像素子上に発生する画像ずれ量を記憶する記憶手段５３を備え、画像ずらし手段１２１は、ズーム位置検出手段５１のズーム位置情報を基に、カムピンがカム溝の段差を通過する際に、記憶手段５３に記憶した画像ずれ量を補正することにより、画像ずれの発生を抑える。
【選択図】図１

Description

本発明は、デジタルスチルカメラやビデオカメラ等で像ぶれ補正装置を有する撮像装置に関するものである。

デジタルスチルカメラやビデオカメラ等の撮像装置では、誰でも簡単に撮影可能とするために、像ぶれ補正機能を有するレンズ鏡筒を搭載した撮像装置が多く普及されてきている。さらに非使用時の携帯性を高めるため、レンズ鏡筒を撮像装置内に収納可能な像ぶれ補正機能を有する沈胴式レンズ鏡筒を搭載した撮像装置も多く普及されてきている。

この種の撮像装置としては特許文献１に開示されたものがある。

また、デジタルスチルカメラやビデオカメラ等は撮影画像を確認するための画像表示手段である液晶モニターを搭載しているが、その視認性を高めるため液晶モニターの大型化及び高画素化の要求が高まってきており、液晶モニターの視認性は今後さらに高まっていくと考えられる。
特開２００２−２３６２４８号公報

従来の撮像装置においては、ズーム位置に応じてレンズ鏡筒が伸縮する構成となっている。そして、その様な構成を実現するためにレンズ鏡筒はレンズを保持しかつ突設したカムピンを有するレンズ枠と、前述したカムピンに係合するカム溝を有しかつ回転可能に支持され前述したレンズ枠を支持駆動するカム筒から構成され、カムピンとカム溝を用いてレンズ枠の駆動及び位置決めを行っているので、各筒がズーム位置に応じて互いに伸縮、回転可能になる様にカムピンとカム溝の間に僅かなクリアランスを設けている。そしてこのクリアランスによりズーム動作中レンズ枠の姿勢が変化するため画像ずれが発生するという課題を有していた。ここで画像ずれとは、デジタルスチルカメラやビデオカメラ等で撮影画像を確認するための液晶モニターを搭載する撮像装置において、鏡筒の内部構成要因によりズーム動作中に液晶モニター上の画像がずれる現象のことをいい、撮影者が撮像装置を手で保持する際に発生する手ぶれとは異なる。この画像がずれる現象により、撮影者がズーム動作中に違和感を感じるという課題を有していた。

この課題を解決するために、本発明は、ズーム倍率可変の撮像光学系を有した撮像装置であって、被写体の光学的な像を撮像して電気的な画像信号に変換する撮像素子と、撮像素子上の被写体像をずらすための画像ずらし手段と、突設したカムピンを有しカムピンにより支持駆動されるレンズ枠と、カムピンと係合しかつレンズ枠を所定のズーム位置に保持するカム溝を有する成型枠と、レンズ枠を駆動する駆動手段と、レンズ枠のズーム位置を検出するズーム位置検出手段と、カムピンが成形枠の成形時に生じるカム溝の段差を通過する際、撮像素子上に発生する画像ずれ量を記憶する記憶手段を備え、画像ずらし手段は、ズーム位置検出手段のズーム位置情報を基に、カムピンがカム溝の段差を通過する際に、記憶手段に記憶した画像ずれ量を補正する。

また、本発明はズーム倍率可変の撮像光学系を有した撮像装置であって、被写体の光学的な像を撮像して電気的な画像信号に変換する撮像素子と、撮像素子上の被写体像をずらすための画像ずらし手段と、撮像素子から得られた画像信号より画像の動きを検出する動き検出手段と、突設したカムピンを有しカムピンにより支持駆動されるレンズ枠と、カムピンと係合しかつレンズ枠を所定のズーム位置に保持するカム溝を有する成型枠と、レンズ枠を駆動する駆動手段と、カムピンが成形枠の成形時に生じるカム溝の段差を通過する際、撮像素子上に発生する画像ずれ量を記憶する記憶手段を備え、画像ずらし手段は、動き検出手段の動き情報を基に、カムピンがカム溝の段差を通過する際に、記憶手段に記憶した画像ずれ量を補正する。

本発明の撮像装置によれば、画像ずらし手段及びズーム位置検出手段を有することにより、ズーム動作中にズーム位置検出手段のズーム位置情報を基にして、カムピンがカム溝の段差を通過する際画像ずらし手段を駆動して画像ずれを補正することができ、撮影者がズーム動作中に画像ずれによる違和感を感じることがない撮像装置を提供することができる。

また、本発明の撮像装置によれば、画像ずらし手段及び動き検出手段を有することにより、ズーム動作中に動き検出手段の動き情報を基にして、カムピンがカム溝の段差を通過する際画像ずらし手段を駆動して画像ずれ量を補正することができ、撮影者がズーム動作中に画像ずれによる違和感を感じることがない撮像装置を提供することができる。

（実施の形態１）
以下、本発明の第１の実施の形態について、図１から図１０を用いて説明する。

図１は撮像装置のハードウエアの構成図である。

撮像光学系１２０は1群レンズ１７、２群レンズ２５、３群レンズ３７の３つのレンズ群から成り、１群レンズ１７及び２群レンズ２５が光軸方向に移動することでズーム動作を行い、３群レンズ３７が光軸方向に移動することでフォーカス動作を行う。また２群レンズ２５は後述する撮像素子１２６上の被写体像をずらすための画像ずらしレンズであり、光軸に垂直な方向に駆動されることにより光軸を偏心させ、画像をずらす役割を果たしている。

画像ずらし手段１２１は、画像ずらしレンズである２群レンズ２５を駆動及び制御する手段であり、撮像光学系１２０の光軸に垂直な平面内で２群レンズ２５を上下左右に移動させる。移動量検出手段１２２は２群レンズ２５の実際の移動量を検出する手段であり、画像ずらし手段１２１と共に２群レンズ２５を駆動制御するための帰還制御ループを形成している。このような２群レンズ２５と画像ずらし手段１２１とは、撮像光の光軸を制御する手段を形成している。

ズーム位置検出手段５１は撮像光学系１２０のズーム位置を検出する検出する手段であり、Ａ／Ｄ変換手段５２はズーム位置検出手段５１から出力された撮像光学系のズーム位置情報をデジタル信号に変換し、マイクロコンピュータ１２５に与える変換手段である。

マイクロコンピュータ１２５は、Ａ／Ｄ変換手段５２を介して取り込んだズーム位置検出手段５１の出力信号をもとに、ズーム駆動に必要な撮像光学系１２０の駆動制御量（以下ズーム制御信号と称す）を求めて出力するズーム制御信号発生手段である。Ｄ／Ａ変換手段１２４はマイクロコンピュータ１２５から出力されたズーム制御信号をアナログ信号に変換し、撮像光学系駆動手段１２３に与える変換手段である。撮像光学系駆動手段１２３は撮像光学系１２０中の１群レンズ１７、２群レンズ２５、３群レンズ３７を駆動し、ズーム動作、フォーカス動作を行う駆動手段である。

撮像素子１２６は撮像光学系１２０を介して入射する映像を電気信号に変換する撮像素子である。アナログ信号処理手段１２８は、撮像素子１２６により得られた映像信号に対し、ガンマ処理などアナログ信号処理を施す処理手段である。Ａ／Ｄ変換手段１２９は、アナログ信号処理手段１２８から出力されたアナログの映像信号をデジタル信号に変換する手段である。デジタル信号処理手段１３０は、Ａ／Ｄ変換手段１２９によりデジタル信号に変換された映像信号に対し、ノイズ除去や輪郭強調等のデジタル信号処理を施す信号処理手段であり、映像信号を出力する。画像表示手段５６はデジタル信号処理手段１３０から出力された映像信号を表示する手段である。

記憶手段５３は撮像素子１２６上に発生する後述する画像ずれ量を記憶する手段であり、マイクロコンピュータ１２５に画像ずれ量の情報を出力する。

マイクロコンピュータ１２５は、先述したようにズーム制御信号を求めて出力すると同時に、記憶手段５３を介して取り込んだ画像ずれ量の情報を基に、フィルタリング、積分処理、位相補償、ゲイン調整、クリップ処理等を施し、画像ずらしに必要な２群レンズ２５の駆動制御量（以下画像ずらし制御信号と称す）を求めて出力する画像ずらし制御信号発生手段でもある。画像ずらし制御信号はＤ／Ａ変換手段１３６を介して画像ずらし手段１２１に出力される。画像ずらし手段１２１は画像ずらし制御信号に基づき２群レンズ２５を駆動することで、画像のずれを補正する。

撮像素子駆動制御手段１２７は撮像素子１２６の動作を制御するための制御手段である。

次に撮像光学系１２０を駆動するレンズ駆動装置１の詳細について説明する。レンズ駆動装置１は、図２に示すように１群レンズ１７を保持する１群レンズ枠１９及び画像をずらすため２群レンズ２５を駆動する画像ずらし機構２１を備えた２群レンズ枠２２のレンズ枠と、レンズ枠を駆動する駆動部の２つに大別される。本実施の形態では、一例として２種類のレンズ枠を駆動する構成について説明する。

図３に示すように、駆動部は、大別すると、レンズ駆動装置１の外郭をなす固定枠ユニット２、円環状の成形枠である駆動枠３、及び駆動枠３の内周に嵌め合う直進枠４の３種類により構成される。固定枠ユニット２は、その内周にカム溝５ａを有する成型枠である固定枠５、固定枠５に固着された駆動ギヤ軸６に回動自在に支持された駆動ギヤ７、不図示の撮像素子を保持するマスターフランジユニット８、及び固定枠５の外周に設けたズームモータユニット９より構成されている。

図３及び図４に示すように、ズームモータユニット９は、ズームモータ１０の回転トルクをモータボックス１１より露出する出力ギヤ１２を介して駆動ギヤ７に伝達するようになっている。モータボックス１１に固着された一対の透過型フォトセンサ１３及び１４は、コの字形状を成し、その両端には一対の発光素子１３ａ、１４ａ及び受光素子１３ｂ、１４ｂが備えられている。そして、ズームモータ１０に直結するギヤ１５がコの字部を通過するようになっており、この発光素子１３ａ、１４ａと受光素子１３ｂ、１４ｂとの間をギヤ１５が遮る回数を計測することにより、ズームモータ１０の回転数を非接触で正確に計測することができる構成としている。そしてズームモータ１０の回転数を計測することにより後述する原点位置からのレンズ駆動装置１の移動量を求めることができる。

続いて、固定枠ユニット２、駆動枠３、直進枠４についてこれらの係合関係を含めて説明する。

図６に固定枠５の内周の展開図を示す。収納フラット部５ｂ、繰り出しフラット部５ｃ、及び両者を繋ぐ変位部５ｄにより構成される固定枠５のカム溝５ａは、駆動枠３の外周に略１２０度間隔で３ヶ所突設した駆動カムピン３ａに係合するようになっており、常に駆動枠３の回転軸と固定枠５の中心軸とを略平行に保つべく、カム溝５ａは３箇所とも同一の形状をなしており、固定枠に対する駆動枠の光軸方向の位置を規定している。

ここで、固定枠５に配設されたカム溝５ａには金型構成上の理由から金型割り線５ｅが存在する。通常カム溝上には複数の金型割り線が存在し、そのうちの少なくとも１つの金型割り線は金型構成上の理由により、カム溝のレンズ広角位置からレンズ望遠位置の間のレンズ繰り出し位置（ズーム領域）に存在することが避けられないのが一般的である。そして金型精度や成型時の圧力の影響等により金型割り線５ｅを境として段差が生じる。

また、駆動枠３の外周に設けた歯車部３ｄが固定枠５に軸支された駆動ギヤ７に噛合する構成となっている。

駆動枠３の内周には、１群カム溝３ｅが略１２０度間隔で同一形状にて３ヶ所配設されていると共に、１群カム溝３ｅに交差することなく２群カム溝３ｆも略１２０度間隔で同一形状にて３ヶ所配設されている。１群カム溝３ｅ及び２群カム溝３ｆは、それぞれ後述する１群レンズ枠１９の外周に略１２０度間隔で３ヶ所突設した１群カムピン１９ａ及び２群レンズ枠２２の外周に略１２０度間隔で３ヶ所突設した２群カムピン２２ａに係合するようになっており、１群レンズ枠１９及び２群レンズ枠２２の駆動枠３に対する光軸方向の位置を規定するものである。前述したように、駆動枠３は固定枠５のカム溝５ａにより光軸方向の位置が規定されるため、１群レンズ枠１９の固定枠５に対する光軸方向の位置は、固定枠５のカム溝５ａ及び１群カム溝３ｅの両者により規定されるようになっている。同様に、２群レンズ枠２２の固定枠５に対する光軸方向の位置は、固定枠５のカム溝５ａ及び２群カム溝３ｆの両者により規定されるようになっている。

ここで光軸方向の各レンズ枠の位置が規定されれば各レンズ群の群間隔も規定されるので、ズーム位置が規定されることになる。すなわち光軸方向の位置はズーム位置と等価である。

図７に駆動枠３の内周の展開図を示す。２群カム溝３ｆはレンズ収納位置である収納フラット部３ｇ、広角位置を規定する広角フラット部３ｈ、及び望遠位置を規定する望遠フラット部３ｉの３箇所の無変位部を有するとともに、無変位部を滑らかに繋ぐ２箇所の変位部３ｊ、３ｋを有する形状になっている。

ここで、駆動枠３に配設された１群カム溝３ｅ及び２群カム溝３ｆには金型構成上の理由からそれぞれ金型割り線３ｍ及び３ｎが存在する。通常カム溝上には複数の金型割り線が存在し、そのうちの少なくとも１つの金型割り線は金型構成上の理由により、カム溝のレンズ広角位置からレンズ望遠位置の間のレンズ繰り出し位置（ズーム領域）に存在することが避けられないのが一般的である。そして金型精度や成型時の圧力の影響等により金型割り線３ｍ及び３ｎを境として段差が生じる
また、駆動枠３の内壁に外接する直進枠４は、駆動枠３に対して回転自在に支持されているとともに、光軸方向には駆動枠３と一体的に動くことができるようになっている。図５に示すように、直進枠４のフランジ部４ａより突設した第１の凸部４ｂが固定枠５の内壁の光軸方向に設けた凹溝５ｅに常時係合する構成としており、直進枠４は駆動枠３の回転とは無関係に固定枠５に対して光軸方向に並進運動のみ行う構成になっている。さらに、直進枠４には１群レンズ枠１９及び２群レンズ枠２２が光軸周りに回転しないように直進溝４ｃを円周上に６箇所設けているので、１群レンズ枠１９及び２群レンズ枠２２は固定枠５に対して光軸方向に並進運動のみ行う構成になっている。なお、直進枠４はこの光軸方向の並進運動によって後述する３群レンズ枠３８に当接することにより、この３群レンズ枠３８を駆動することができるようになっている。

次に、画像ずらし機構である２群レンズ枠ユニット２１について述べる。

図８に示すように、駆動枠３の２群カム溝３ｆに係合する２群カムピン部２２ａを３箇所有し、基準枠となる２群レンズ枠２２には、シャフトを介して左右方向にのみ往復移動可能なヨーイング移動枠２３が摺動自在に支持されている。そしてヨーイング移動枠２３に設けたシャフト（２種類）に案内されて、ヨーイング移動枠２３に対して図８の上下方向に摺動自在にピッチング移動枠２４を設けている。ピッチング移動枠２４には、２群レンズ２５が固着された状態で設けられており、これにより２群レンズ２５は、２群レンズ枠２２に対して上下方向及び左右方向に移動可能な構成になっている。

ピッチング移動枠２４には、２群レンズ２５を駆動するヨーイング用及びピッチング用のコイルパターン２６ａ、２６ｂを形成した複数層の積層基板２７が取り付けられている。また、この積層基板２７には、２群レンズ２５の位置を検出するための位置検出センサであるホール素子（磁気センサ）２８ａ、２８ｂが軽く圧入された状態で取り付けられており、これによってこれらのホール素子２８ａ、２８ｂは積層基板２７に対して高精度に位置決めされた構成になっている。

加えて、図９に示すように、それぞれのコイルパターン２６ａ、２６ｂに対向する位置にマグネット３０ａ、３０ｂを設け、鉄製のバックヨーク３１ａ、３１ｂを介して２群レンズ枠２２に取付けられている。マグネット３０ａ、３０ｂの磁力によりバックヨーク３１ａ、３１ｂはマグネット３０ａ、３０ｂに吸着している。そして、ホール素子２８ａ、２８ｂの移動範囲の中心位置と２極着磁したこれらマグネット３０ａ、３０ｂの着磁境界とを一致すべく精度よく位置決めするために、マグネット３０ａ、３０ｂは２群レンズ枠２２に対して高精度に位置規制されている。また、積層基板２７に対してマグネット３０ａ、３０ｂの設置側とは反対側にL字形状をなす鉄製の対向ヨーク３２を設けている。
マグネット３０ａ、３０ｂより放出される磁力は積層基板２７を通過して対向ヨーク３２にも作用するため、バックヨーク３１ａ、３１ｂと対向ヨーク３２は互いに吸着し合い、２群レンズ枠２２の両側にそれぞれ押し付けられて２群レンズ枠２２にて保持される構造になっている。なお、マグネット３０ａ、３０ｂと吸着しているバックヨーク３１ａ、３１ｂは、２群レンズ枠２２の後方よりそれぞれ２群レンズ枠２２の所定位置に挿入する構成となっており、予め対向ヨーク３２を２群レンズ枠２２に上方より挿入しておけば、挿入直後に２群レンズ枠２２に吸着されるしくみになっている。

そして画像ずらし制御信号に応じて画像ずらし機構２１のコイルパターン２６ａ、２６ｂに適切な通電を行うことにより、ピッチング移動枠２４にピッチング方向、ヨーイング方向の駆動力を発生させ、２群レンズ２５をピッチング方向、ヨーイング方向に駆動して画像ずらしを行うように構成されている。

次に３群レンズ枠ユニット３６及びマスターフランジユニット８について述べる。

フォーカスレンズである３群レンズ３７は、樹脂製の３群レンズ枠３８にカシメ等により固着され、３群レンズ枠３８と一体的に光軸方向に移動可能になっている。３群レンズ枠３８は、軸受け部３８ａが後述するマスターフランジ３９に植立したメインガイドポール４０に精度よく嵌合して摺動自在になっているとともに、このメインガイドポール４０及びマスターフランジ３９に植立したサブガイドポール４１の両者により光軸に直交する面での位置が決定されるようになっている
また、図１０に示すように、３群レンズ枠３８には、マスターフランジ３９に固着した透過型フォトセンサ４２のコの字部に係合する位置検出部３８ｃが設けられている。透過型フォトセンサ４２は一対の発光素子４２ａ及び受光素子４２ｂより形成され、コの字部に侵入する部材の有無及び位置を非接触で検出できるため、３群レンズ枠３８の位置は透過型フォトセンサ４２により検出できる構成になっている。さらに、３群レンズ枠３８には、直進枠係合部３８ｄがメインガイドポール４０の近傍に形成され、３群レンズ枠３８は直進枠４が当接すると直進枠４と一体的に移動可能な構成になっているので、３群レンズ枠３８は直進枠４により駆動することができる。よって透過型フォトセンサ４２により３群レンズ枠３８を介して直進枠４のレンズ駆動装置１における原点位置（レンズ収納位置）を検出することができる。

以上のような構成からレンズ駆動装置１のズーム位置は、マスターフランジ３９に固着された透過型フォトセンサ４２により検出されるレンズ駆動装置１の原点位置と、ズームモータユニット９に固着された透過型フォトセンサ１３及び１４により検出されるレンズ駆動装置１の原点位置からの移動量により求めることができる。

以上のように構成されたレンズ駆動装置１について、以下そのズーム動作について説明する。

ズーム動作時は、ズームモータ１０の回転トルクが駆動ギヤ７を介して駆動枠３に伝達され、駆動枠３は固定枠５のカム溝５ａに案内されて回転しながら光軸方向に移動する。それと同時に直進枠４は駆動枠３と一体に光軸方向に移動する。

さらに駆動枠３の回転により、１群レンズ枠１９は駆動枠３の１群カム溝３ｅから力を受けて、直進枠４の直進溝４ｃに案内されて光軸方向に移動する。

同様に２群レンズ枠２２は駆動枠３の２群カム溝３ｆから力を受けて、直進枠４の直進溝４ｃに案内されて光軸方向に移動する。

ここで、前述したように固定枠５に配設されたカム溝５ａ及び駆動枠３に配設された１群カム溝３ｅ、２群カム溝３ｆには金型構成上の理由からそれぞれ金型割り線５ｅ、３ｍ、３ｎが存在する。通常カム溝上には複数の金型割り線が存在し、そのうちの少なくとも１つの金型割り線は金型構成上の理由により、カム溝のレンズ広角位置からレンズ望遠位置の間のレンズ繰り出し位置（ズーム領域）に存在することが避けられないのが一般的である。そして金型精度や成型時の圧力の影響等により金型割り線５ｅ、３ｍ、３ｎを境として段差が生じるが、その段差の場所がどのズーム位置に相当するかは金型によって決まるので既知である。ズーム位置が既知であれば、あらかじめそのズーム位置を記憶手段５３に記憶させる。

また、カム溝の段差によって１群レンズ枠１９の姿勢が変化し、１群レンズ１７が移動する移動量及び移動方向については、撮像装置の製造過程において、予め求めることが可能である。具体的には、１群レンズ枠１９の移動量、移動方向を非接触のレーザ変位計等を用いて測定する。

１群レンズ１７の移動量及び移動方向がわかれば、その移動による画像ずれ量及びずれ方向、さらにその画像ずれを抑えるように画像ずらしレンズである２群レンズ２５をずらす量及びずらし方向は以下に述べるように求めることができる。

図１１のように駆動枠３及び１群レンズ枠１９が実線から破線の状態に傾き、１群レンズ１７が矢印Ｌの方向に動いた場合、図１２のように１群レンズ１７のＸ方向の移動量をＬｘ、Ｙ方向の移動量をＬｙとすると、１群レンズ移動量及び移動方向と画像ずれ量及び画像ずれ方向の関係は次式で表される。

Ｘ方向の画像ずれ量＝−αＬｘ・・・式１
Ｙ方向の画像ずれ量＝−αＬｙ・・・式２
（αは係数）
つまり画像ずれ量は１群レンズ移動量に比例し、ずれ方向は１群レンズの移動方向と反対（１８０度回転させた方向）になる。

また、画像ずれ量及びずれ方向と２群レンズずらし量及びずらし方向の関係は次式で表される。

Ｘ方向の２群レンズずらし量＝β（αＬｘ）・・・式３
Ｙ方向の２群レンズずらし量＝β（αＬｙ）・・・式４
（βは係数）
つまり２群レンズのずらし量は画像ずれ量に比例し、ずらし方向は画像ずれ方向と同じになる。

撮像装置の製造過程において、上記式１及び式２から求めた画像ずれ量及びずれ方向をあらかじめ記憶手段５３に記憶させる。そうすればその情報を基にマイクロコンピュータ１２５で２群ずらし量及びずらし方向を求め、前述した通りすでに記憶手段５３に記憶させたズーム位置情報とあわせて、カムピン３ａ、１９ａ、２２ａがそれぞれカム溝５ａ、３ｅ、３ｆの段差を通過する時に画像ずらし制御信号を画像ずらし手段１２１に与えてやることができ、画像ずらしレンズである２群レンズ２５を駆動することができる。

よってズーム位置情報をもとに、画像ずれを打ち消すように画像ずらしレンズである２群レンズ２５を駆動することができるので、カム溝５ａ、３ｅ、３ｆの段差による画像ずれの発生を抑えることができる。

ここではカム溝５ａ、３ｅ、３ｆの段差により１群レンズ１７が移動した場合について述べたが、カム溝段差により２群レンズが移動した場合も１群レンズが移動した場合と同様に画像ずれが発生する。その場合も画像ずらしレンズである２群レンズ２５を駆動することにより画像ずれの発生を抑えることができる。２群レンズ移動量と、撮像素子上でのずれ量の関係は、上述した通りなので、その説明は省略する。

なお撮像装置５０にぶれ検出手段５５を追加し、ぶれ検出手段５５で検出したぶれ量の情報をマイクロコンピュータ１２５に与えてやることにより、手ぶれ等による画像のぶれを抑えることも可能である。以下手ぶれ補正を行う場合の動作について説明する。

角速度センサ１３１は、撮像光学系１２０を含む撮像装置５０の手ぶれ等による動きを検出するためのセンサであり、撮像装置５０が静止している状態での出力を基準に、撮像装置５０の動きの方向により正負両方の角速度信号を出力する。角速度センサ１３１は、ヨーイング及びピッチングの２方向の動きを検出するセンサであり、２個設けられている。図１では１方向のみ図示する。このように角速度センサ１３１は手ぶれ及びその他の振動による撮像装置５０の動きを検出するぶれ検出手段の機能を有している。

ＨＰＦ１３２は、角速度センサ１３１の出力に含まれる不要帯域成分中の直流ドリフト成分を除去する高域通過フィルタである。ＬＰＦ１３３は、角速度センサ１３１の出力に含まれる不要帯域成分中の共振周波数成分や、ノイズ成分を除去する低域通過フィルタである。アンプ１３４は角速度センサ１３１の出力信号レベルの調整を行うための回路である。Ａ／Ｄ変換手段１３５はアンプ１３４の出力信号をデジタル信号に変換する変換手段であり、その出力はマイクロコンピュータ１２５に与えられる。

マイクロコンピュータ１２５は、Ａ／Ｄ変換手段１３５を介して取り込んだ角速度センサ１３１の出力信号に対し、フィルタリング、積分処理、位相補償、ゲイン調整、クリップ処理等を施し、動き補正に必要な２群レンズ２５の駆動制御量（以下像ぶれ補正制御信号と称す）を求めて出力する制御信号発生手段である。像ぶれ補正制御信号はＤ／Ａ変換手段１３６を介して画像ずらし手段１２１に出力される。画像ずらし手段１２１は像ぶれ補正制御信号に基づき２群レンズ２５を駆動することで、画像の動きを補正する。

なお、画像ずらし手段として、撮像光学系内の一部のレンズを光軸に垂直な方向に駆動させることにより光軸を偏心させ画像をずらす方法を挙げたが、撮像素子を光軸に垂直な方向に駆動させて画像をずらす方法や、２枚のレンズの間に特定の屈折率を持つ液体を封入密閉し、２枚のレンズの光軸に対する傾きを変化させることにより画像をずらす方法としても良い。

以上のように本実施の形態によれば、ズーム動作中にズーム位置検出手段のズーム位置情報を基にして、カムピンがカム溝の段差を通過する際画像ずらし手段を駆動して画像ずれを補正することができる。

（実施の形態２）
以下、本発明の第２の実施の形態について、図１３を用いて説明する。なお、図１〜図１２と同じ機能を持つ部分には同一符号を付し、その説明は省略する。

動き（ベクトル）検出手段５４は画像ずれの際の、画像の動きベクトルを認識し、画像ずれ量、ずれ方向及びずれ発生タイミングを求め、その情報をマイクロコンピュータ１２５に出力する処理手段である。

ここで画像ずれ量及びずれ方向と２群レンズずらし量及びずらし方向の関係は、図１４に示すように次式で表される。

Ｘ方向の２群レンズずらし量＝γＭｘ・・・式３
Ｙ方向の２群レンズずらし量＝γＭｙ・・・式４
（γは係数）
つまり２群レンズのずらし量は画像ずれ量に比例し、ずらし方向は画像ずれ方向と同じである。

画像ずれ量、ずれ方向及びずれ発生タイミングを記憶手段５３に記憶させてやれば、その情報を基にマイクロコンピュータ１２５で２群ずらし量及びずらし方向を求め、ずれ発生タイミングすなわちカムピン３ａ、１９ａ、２２ａがそれぞれカム溝５ａ、３ｅ、３ｆの段差を通過する時に画像ずらし制御信号を画像ずらし手段１２１に与えてやることができ、画像ずらしレンズである２群レンズ２５を駆動することができる。

よって画像情報を基に、画像ずれを打ち消すように画像ずらしレンズである２群レンズ２５を駆動することができるので、カム溝５ａ、３ｅ、３ｆの段差による画像ズレの発生を抑えることができる。

ここでは実施の形態１と同様に、カム溝５ａ、３ｅ、３ｆの段差により１群レンズ１７が移動した場合について述べたが、カム溝段差により２群レンズが移動した場合も１群レンズが移動した場合と同様に画像ずれが発生する。その場合も画像ずらしレンズである２群レンズ２５を駆動することにより画像ずれの発生を抑えることができる。２群レンズ移動量と、撮像素子上でのずれ量の関係は、上述した通りなので、その説明は省略する。

なお実施の形態２の場合も実施の形態１と同様に、撮像装置５０にぶれ検出手段５５を追加し、ぶれ検出手段５５で検出したぶれ量の情報をマイクロコンピュータ１２５に与えてやることにより、手ぶれ等による画像のぶれを抑えることも可能である。手ぶれ補正を行う場合の動作については実施の形態１と同様なので説明は省略する。

以上のように本実施の形態によれば、ズーム動作中に動き検出手段の動き情報を基にして、カムピンがカム溝の段差を通過する際画像ずらし手段を駆動して画像ずれ量を補正することができる。

本発明は、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等において、撮影者がズーム動作中に画像ずれによる違和感を感じることがない高品位の撮像装置が求められる用途に適応が可能である。

本発明の第１の実施の形態における撮像装置のハードウエアの構成図本発明の実施の形態における撮像装置のレンズ駆動部の側面断面図本発明の実施の形態における撮像装置の駆動部の斜視図（ａ）本発明の実施の形態における撮像装置のズームモータユニットの正面断面図、（ｂ）本発明の実施の形態における撮像装置のズームモータユニットの下面断面図本発明の実施の形態における撮像装置の駆動主要部の分解斜視図本発明の実施の形態における撮像装置の固定枠のカム溝の展開図（ａ）本発明の実施の形態における撮像装置の駆動枠の２群カム溝展開図、（ｂ）本発明の実施の形態における撮像装置の駆動枠の１群カム溝展開図本発明の実施の形態における撮像装置の２群レンズ枠ユニットの正面図本発明の実施の形態における撮像装置の２群レンズ枠ユニットの側面図本発明の実施の形態における撮像装置の３群レンズユニットの斜視図（ａ）本発明の実施の形態における撮像装置のレンズ駆動装置の正面図、（ｂ）本発明の実施の形態における撮像装置のレンズ駆動装置の側面図（ａ）本発明の第１の実施の形態における１群レンズ移動量及び移動方向を示す図、（ｂ）本発明の第１の実施の形態における画像ずれ量及びずれ方向を示す図、（ｃ）本発明の第１の実施の形態における２群レンズずらし量及びずらし方向を示す図本発明の第２の実施の形態における撮像装置のハードウエアの構成図（ａ）本発明の第２の実施の形態における画像ずれ量及びずれ方向を示す図、（ｂ）本発明の第２の実施の形態における２群レンズずらし量及びずらし方向を示す図

符号の説明

１レンズ駆動装置
２固定枠ユニット
３駆動枠
４直進枠
５固定枠
７駆動ギヤ
８マスターフランジユニット
９ズームモータユニット
１０ズームモータ
１３、１４透過型フォトセンサ
１７１群レンズ
１９１群レンズ枠
２１２群レンズ枠ユニット
２２２群レンズ枠
２５２群レンズ
３６３群レンズ枠ユニット
３７３群レンズ
３８３群レンズ枠
３９マスターフランジ
４０メインガイドポール
４１サブガイドポール
４２透過型フォトセンサ
５０撮像装置
５１ズーム位置検出手段
５２Ａ／Ｄ変換手段
５３記憶手段
５４動き（ベクトル）検出手段
５５ぶれ検出手段
５６画像表示手段
１２０撮像光学系
１２１画像ずらし手段
１２２移動量検出手段
１２３撮像光学系駆動手段
１２４Ｄ／Ａ変換手段
１２５マイクロコンピュータ
１２６撮像素子
１２７撮像素子駆動制御手段
１２８アナログ信号処理手段
１２９Ａ／Ｄ変換手段
１３０デジタル信号処理手段
１３１角速度センサ
１３２ＨＰＦ（ＨｉｇｈＰａｔｈＦｉｌｔｅｒ）
１３３ＬＰＦ（ＬｏｗＰａｔｈＦｉｌｔｅｒ）
１３４アンプ
１３５Ａ／Ｄ変換手段
１３６Ｄ／Ａ変換手段

Claims

ズーム倍率可変の撮像光学系を有した撮像装置であって、
被写体の光学的な像を撮像して電気的な画像信号に変換する撮像素子と、
前記撮像素子上の被写体像をずらすための画像ずらし手段と、
突設したカムピンを有し前記カムピンにより支持駆動されるレンズ枠と、
前記カムピンと係合しかつ前記レンズ枠を所定のズーム位置に保持するカム溝を有する成型枠と、
前記レンズ枠を駆動する駆動手段と、
前記レンズ枠のズーム位置を検出するズーム位置検出手段と、
前記カムピンが前記成形枠の成形時に生じる前記カム溝の段差を通過する際、前記撮像素子上に発生する画像ずれ量を記憶する記憶手段と、を備え、
前記画像ずらし手段は、前記ズーム位置検出手段のズーム位置情報を基に、前記カムピンが前記カム溝の段差を通過する際に、前記記憶手段に記憶した画像ずれ量を補正する、
撮像装置。
ズーム倍率可変の撮像光学系を有した撮像装置であって、
被写体の光学的な像を撮像して電気的な画像信号に変換する撮像素子と、
前記撮像素子上の被写体像をずらすための画像ずらし手段と、
前記撮像素子から得られた画像信号より画像の動きを検出する動き検出手段と
突設したカムピンを有し前記カムピンにより支持駆動されるレンズ枠と、
前記カムピンと係合しかつ前記レンズ枠を所定のズーム位置に保持するカム溝を有する成型枠と、
前記レンズ枠を駆動する駆動手段と、
前記カムピンが前記成形枠の成形時に生じる前記カム溝の段差を通過する際、前記撮像素子上に発生する画像ずれ量を記憶する記憶手段と、を備え、
前記画像ずらし手段は、前記動き検出手段の動き情報を基に、前記カムピンが前記カム溝の段差を通過する際に、前記記憶手段に記憶した画像ずれ量を補正する、
撮像装置。