JP2007057998A

JP2007057998A - 撮影装置

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Publication number: JP2007057998A
Application number: JP2005245148A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Otaka; 浩幸大高
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2005-08-26
Filing date: 2005-08-26
Publication date: 2007-03-08

Abstract

【課題】屈曲光学系を用いることにより消費電力の低減が図られた撮影装置を提供する。
【解決手段】屈曲光学系を備えた撮影装置において、ＣＰＵ１００によってこの撮影装置が正立姿勢にあるときには第１の駆動ゲインで駆動回路１００４ａが制御されその駆動回路１００４ａにより手ぶれ補正レンズが駆動されることにより手ぶれが補正される。この撮影装置が正立姿勢以外の姿勢にあるときには、撮影時のみＣＰＵ１００によって第１の駆動ゲインよりも大きな第２の駆動ゲインで駆動回路１００４ａが制御され駆動回路１００４ａにより大きな駆動力が手ぶれ補正レンズに与えられ手ぶれ補正レンズが敏感に反応するように駆動される。それ以外のときには駆動ゲインが下げられて消費電力の低減が図られる。
【選択図】図６

Description

本発明は、前方から向かう第１の光軸に沿って入射してきた被写体光を、正立姿勢にあるときに上下方向に延びる第２の光軸に沿う方向に反射して撮像素子上に結像させる屈曲光学系を備え、その撮像素子上に結像した被写体光を捉えて画像信号を生成する撮影装置に関する。

撮影装置には、ぶれ補正用の手ぶれ補正レンズを撮影光学系の中に備え、角速度センサの検出結果に応じてその手ぶれ補正レンズを動かしながら撮影装置のぶれを打ち消すように補正を行なうものがある（例えば特許文献１〜特許文献３参照）。このようにしてぶれの補正を行なう場合には、角速度センサの検出結果に応じてその手ぶれ補正レンズをレンズ面内の直交する２つの方向それぞれにぶれを打ち消すように動かすことによってぶれの補正が行なわれる。

このようなぶれの補正を行なうための補正部を構成するにあたって上記特許文献１〜３のものでは、手ぶれ補正レンズを保持する第１のホルダとその第１のホルダを手ぶれ補正レンズとともに保持する第２のホルダとをそれぞれ電磁コイルを用いて駆動するようにして双方のホルダを角速度センサの姿勢検出結果に応じて俊敏に動かすことができるようにしている。また、これらの特許文献では、手ぶれ補正レンズのみを動かす第１のホルダを動かす方向が重力方向になるようにしておいて、その第１のホルダに流れる電流をなるべく下げて消費電力の低減を図ろうともしている。

さらにこれらの特許文献のうちの特許文献１のものでは、第１のホルダを駆動する電流値と第２のホルダを駆動する電流値とを比較することにより撮影装置の姿勢を検知するとともに、その姿勢検知に応じて手ぶれ補正レンズ駆動部の駆動ゲインの変更を行なうようにもしている。またこの特許文献１と同じ出願人が発案している特許文献２の技術においては、通常撮影モードよりもぶれの程度が大きいことが予想される流し撮りモードが選択された状態にあるときに上記と同じ様に姿勢を検知するとともに時々刻々と変化する姿勢に応じて駆動ゲインの変更を行なって流し撮りモードにおける撮影時のぶれ補正を的確に行なうことができるようにもしている。さらに同じ出願人が発案している特許文献３のものにおいては、予め撮影装置の姿勢に応じたデータを取得しておいて、それらのデータに基づいて駆動ゲインを変更してぶれの補正を的確に行なう技術を提案している。

しかしながら、これらの特許文献に記載されている技術はいずれもパンニングやチルティングというカメラ操作を伴う撮影技術に関するものであって、撮影時の手ぶれに対して手ぶれ補正レンズを素早く動かしながら手ぶれ補正を行なうというものではない。また上記特許文献１〜３の撮影装置においては主に重力に抗する方向に動かすときには駆動ゲインを上げて手ぶれ補正レンズを駆動するようにしているが、撮影光学系に屈曲光学系を用いた場合には撮影装置の姿勢によって手ぶれ補正レンズを重力方向に抗する方向に動かす必要がなくなる場合もある。
特開２００２−２０７２３２号公報特開２００４−１５７３５７号公報特開２００４−２５２４８６号公報

本発明は、上記事情に鑑み、屈曲光学系を備えた撮影装置において、屈曲光学系であることを利用して消費電力の低減が図られた撮影装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明の第１の撮影装置は、前方から向かう第１の光軸に沿って入射してきた被写体光を、正立姿勢にあるときに上下方向に延びる第２の光軸に沿う方向に反射して撮像素子上に結像させる屈曲光学系を備え、その撮像素子上に結像した被写体光を捉えて画像信号を生成する撮影装置において、
この撮影装置の姿勢を検知する姿勢検知手段と、
撮影時の手ぶれを検出する手ぶれ検出手段と、
上記屈曲光学系の被写体光が上記第２の光軸に沿って進む部分に組み込まれた、手ぶれを補正する手ぶれ補正レンズと、
上記手ぶれ補正レンズを、上記第２の光軸に垂直な方向に移動させる駆動手段と、
上記手ぶれ検出手段により検出された手ぶれに応じて、上記駆動手段に上記手ぶれ補正レンズを移動させることにより、手ぶれを補正させる駆動制御手段とを備え、
上記駆動制御手段は、上記姿勢検知手段により検知された、この撮影装置の姿勢に応じてこの撮影装置が正立姿勢にあるときには上記駆動手段を所定の第１の駆動ゲインで制御し、この撮影装置が正立姿勢以外の姿勢にあるときには、上記駆動手段を、前記第１の駆動ゲインよりも大きな第２の駆動ゲインで制御するものであることを特徴とする。

上記本発明の第１の撮影装置によれば、上記姿勢検知手段に検知されたこの第１の撮影装置の姿勢に応じて上記駆動制御手段によって駆動ゲインの大きさが第１の駆動ゲインまたは第２の駆動ゲインのいずれかに調節されて上記手ぶれ補正レンズ駆動部が制御される。

ここでいう上記駆動ゲインは、上記手ぶれ補正レンズを駆動するときの駆動能力を表わし、この駆動ゲインが大きくなると、手ぶれ補正レンズを駆動する駆動力をさらに大きくすることができる。

例えばこの第１の撮影装置の姿勢が上記正立姿勢にあった場合には手ぶれ補正レンズの移動方向には重力が働かないことから重力に抗する方向に駆動するときに用いられる上記第２の駆動ゲインよりも小さな第１の駆動ゲインで上記制御手段により上記駆動手段が制御されその駆動手段によって撮影時の手ぶれが打ち消されるように上記手ぶれ補正レンズが駆動される。また、上記正立姿勢以外の姿勢にあったときには、重力に抗する方向に駆動する必要が出てくるため、上記制御手段により上記駆動手段が第２の駆動ゲインで制御されその駆動手段によって上記手ぶれ補正レンズが駆動される。

そうすると、この第１の撮影装置が正立姿勢にあるときにおいては重力に抗する方向に動かさなくても良くなるため、より小さな駆動ゲインで手ぶれ補正レンズが駆動されるようになって消費電力の低減が図られる。また、重力に抗する方向に動かす必要が出てきたときには第１の駆動ゲインよりも大きな第２の駆動ゲインで上記駆動回路が制御され、より大きな力が上記手ぶれ補正レンズに与えられるようになって重力に抗する方向に対しても俊敏に手ぶれ補正レンズが駆動されるようになる。

以上説明したように屈曲光学系を備えた撮影装置において、屈曲光学系であることを利用して消費電力の低減が図られた撮影装置が実現する。

ここで上記手ぶれ補正レンズの代わりに上記撮像素子を上記駆動手段により駆動する様にしても同様の効果が得られる。

上記目的を達成する本発明の第２の撮影装置は、前方から向かう第１の光軸に沿って入射してきた被写体光を、正立姿勢にあるときに上下方向に延びる第２の光軸に沿う方向に反射して撮像素子上に結像させる屈曲光学系を備え、その撮像素子上に結像した被写体光を捉えて画像信号を生成する撮影装置において、
この撮影装置の姿勢を検知する姿勢検知手段と、
撮影時の手ぶれを検出する手ぶれ検出手段と、
上記撮像素子を、上記第２の光軸に垂直な方向に移動させる駆動手段と、
上記手ぶれ検出手段により検出された手ぶれに応じて、上記駆動手段に上記撮像素子を移動させることにより、手ぶれを補正させる駆動制御手段とを備え、
上記駆動制御手段は、上記姿勢検知手段により検知された、この撮影装置の姿勢に応じてこの撮影装置が正立姿勢にあるときに上記駆動手段を所定の第１の駆動ゲインで制御し、この撮影装置が正立姿勢以外の姿勢にあるときには、上記駆動手段を、前記第１の駆動ゲインよりも大きな第２の駆動ゲインで制御するものであることを特徴とする。

上記本発明の第２の撮影装置のように、上記駆動制御手段が上記駆動手段に、上記手ぶれ補正レンズの代わりに上記撮像素子を移動させるようにしても上記本発明の第１の撮影装置と同様の効果が得られる。

ここで、上記本発明の第１又は第２の撮影装置において、半押しと全押しの２段階の操作態様を持つシャッタボタンを備え、
上記駆動制御手段は、上記駆動手段を、シャッタボタン半押し以前は上記第１の駆動ゲインで駆動するとともに、シャッタボタン半押し後は、上記姿勢検知手段により検知された、この撮影装置の姿勢に応じて、この撮影装置が正立姿勢にあるときには上記第１の駆動ゲインで駆動し、この撮影装置が正立姿勢以外の姿勢にあるときには上記第２の駆動ゲインで駆動するものであることが好ましい。

この好ましい態様のように、上記シャッタボタン半押し以前においては、上記第２の駆動ゲインよりも小さな第１の駆動ゲインで手ぶれ補正レンズ又は撮像素子を駆動するようにしておいて半押しされたときに上記姿勢検知手段で検知された姿勢が正立姿勢以外の姿勢にあった場合のみ、重力に抗する力にも対抗することができるように駆動ゲインを上げて上記第２の駆動ゲインに変更して手ぶれ補正を行なうようにしておくと、撮影前の状況においてはさらなる消費電力の低減が図られるとともに撮影時においては好適な手ぶれ補正が行なわれる撮影装置が実現する。

また、上記屈曲光学系が、撮影倍率可変のズーム光学系であって、上記駆動制御手段は、上記ズーム光学系のズーム倍率を上げるに従って上記第１の駆動ゲインを上げて上記第２の駆動ゲインに近づける態様のものであることが好ましい。

このような好ましい態様であると、例えば上記第１の撮影装置又は上記第２の撮影装置が上記正立姿勢に維持された状態にあるときに操作により上記ズーム光学系のズーム倍率を上げていったとしても、上記第１の駆動ゲインから上記第２の駆動ゲインに向けて駆動ゲインを上げていくことによりズーム倍率に応じて上記手ぶれ補正レンズ又は上記撮像素子をより大きな力で俊敏に動かすことができるようになる。

また、上記本発明の第１又は第２の撮影装置が、被写体輝度を検出する検出手段を備え、上記駆動制御手段は、上記輝度検出手段で検出された被写体輝度に応じて、被写体輝度が高いほど上記第１の駆動ゲインを下げる態様のものであることが好ましい。

上記検出手段により検出された被写体輝度が高いとシャッタ秒時が短くなるため、上記手ぶれ補正レンズ又は上記撮像素子を動かして手ぶれ補正を行なう必要がなくなってくる。このような場合には上記駆動ゲインをより下げることができるようになるのでさらなる消費電力の低減が図られる。

また第１の撮影装置にあっては、上記駆動手段が、上記手ぶれ補正レンズを、光軸に垂直であって互いに直角な２つの方向それぞれに移動させる２つの電磁コイルを有し、上記姿勢検知手段が、上記手ぶれ補正レンズを所定の中立位置に保持するのに必要な、２つの電磁コイルの駆動電流を比較することにより、この第１の撮影装置の姿勢を検出する態様のものであることが好ましく、上記第２の撮影装置にあっては、上記駆動手段が、上記撮像素子を、光軸に垂直であって互いに直角な２つの方向それぞれに移動させる２つの電磁コイルを有し、
上記姿勢検知手段が、上記撮像素子を所定の中立位置に保持するのに必要な、２つの電磁コイルの駆動電流を比較することにより、この第２の撮影装置の姿勢を検出するものであることが好ましい。

そうすると、上記第１の撮影装置又は第２の撮影装置いずれの撮影装置においても、わざわざ加速度センサ等の姿勢検出センサを設ける必要がなくなり、部品点数の低減からコストダウンを図ることができるというメリットが引き出される。

以上、説明したように、屈曲光学系を備えた撮影装置において屈曲光学系であることを利用して消費電力の低減が図られた撮影装置が実現する。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

図１は本発明の一実施形態であるデジタルカメラ１の外観を示す図である。

図１に示すデジタルカメラ１は、前方から向かう第１の光軸に沿って入射してきた被写体光を上下方向に延びる第２の光軸に沿う方向に反射してＣＣＤ固体撮像素子（後述する）上に結像させる屈曲光学系１０００を備えたものである。図１には、屈曲光学系１０００を構成する第１の光軸を持つ対物レンズ１００１のみが示されている。その対物レンズ１００１の横には発光窓１１が配備されていてその発光窓１１から撮影補助光が照射されるようになっている。またカメラボディ上面にはシャッタボタン１２が配備されている。

さらに本実施形態のデジタルカメラ１は、手ぶれを検出する角速度センサ１３（二軸構成）を備えたものであって、その角速度センサ１３により検出された手ぶれ状態に応じて後述する手ぶれ補正駆動手段によって手ぶれ補正レンズが駆動され手ぶれが精度良く補正されるようにもなっている。なお、この例においては不図示の手ぶれ補正スイッチにより手ぶれ補正を禁止することができるようにもなっている。

図２は、屈曲光学系１０００の構成を示す図であり、図３は、屈曲光学系１０００に組み込まれている手ぶれ補正レンズ１００４を駆動する駆動部の概略の構成を示す図である。なお、図３には、手ぶれ補正レンズ１００４の配置をより明確に示すためにプリズム１００２も図示されている。

図２に示すように前方から向かう第１の光軸に沿って入射してきた被写体光を、図１に示す対物レンズ１００１を経由させプリズム１００２により上下方向に延びる第２の光軸に沿う方向に反射してＣＣＤ固体撮像素子１１０上に結像させる屈曲光学系１０００が備えられている。この例においては、プリズム１００２により反射した被写体光がズームレンズ１００３、さらに手ぶれ補正レンズ１００４、さらにはフォーカスレンズ１００５を経由してＣＣＤ固体撮像素子１１０にまで達するような屈曲光学系１０００が示されている。

その屈曲光学系１０００に組み込まれた手ぶれ補正レンズ１００４が、図３に示すように水平面上であって第１の光軸と平行な第１の方向に移動自在に保持する第１のホルダ１００４１と、その第１のホルダ１００４１を、水平面上であって上記第１の光軸に垂直な第２の方向に移動自在に保持する第２のホルダ１００４２との双方に保持されている。

図３に示すように第１のホルダ１００４１と第２のホルダ１００４２は、それぞれ一端側が折り曲げられて折曲部が構成されていてそれらの折曲部に第１の電磁コイル１００４１１，第２の電磁コイル１００４２１がそれぞれ設けられている。これらの折曲部の第１の電磁コイル１００４１１，第２の電磁コイル１００４２１各々を両側から挟みこむようにして磁気回路を構成するコの字型の第１のヨーク１００４１ａ、第２のヨーク１００４２ａがそれぞれ配設されている。これらのコの字型のヨーク１００４１ａ，１００４２ａの一方の端部側の内壁面には電磁コイル１００４１１，１００４２１との間に引力および斥力を発生させるためのマグネット１００４１１ａ，１００４２１ａがそれぞれ貼付されている。したがって、第１の電磁コイル１００４１１に電流が流されると、第１の電磁コイル１００４１１と第１のヨーク１００４１ａに設けられているマグネット１００４１１ａとの間に引力あるいは斥力が発生し、同じく第２の電磁コイル１００４２１に電流が流されると、第２の電磁コイル１００４２１と第２のヨーク１００４２ａに設けられているマグネット１００４２１ａとの間に引力あるいは斥力が発生する。ここでそれらの電磁コイル１００４１１，１００４２１それぞれに流す電流を適宜変化させると、マグネット１００４１１ａ，１００４２１ａとの間の引力あるいは斥力によって手ぶれ補正レンズ１００４の位置が的確に調整される。

図４は、第１の電磁コイル１００４１１，第２の電磁コイル１００４２１を備えた駆動手段のそれらの電磁コイル周辺の構成の詳細を示す図である。図４（ａ）は、上面図であり、図４（ｂ）は側面図であり、図４（ｃ）は電磁コイルとヨークの係合部の構成を説明する図である。

図４（ａ）に示すように、手ぶれ補正レンズ１００４を駆動する本発明にいう手ぶれ補正駆動手段は、上記第１のホルダ１００４１に備えられた第１の電磁コイル１００４１１と、上記手ぶれ補正レンズ１００４と一体的に備えられた、その第１の電磁コイル１００４１１への通電により引力もしくは斥力を発生する第１のヨーク１００４１ａと、第２のホルダ１００４２に備えられた第２の電磁コイル１００４２１と、その第２のホルダ１００４２に備えられた、その第２の電磁コイル１００４２１への通電によりその第２の電磁コイル１００４２１との間に引力もしくは斥力を発生させる第２のヨーク１００４２ａとを備えている。

前述したように第１および第２のヨーク１００４１ａ，１００４２ａそれぞれのコの字型の一端側の内壁面（図４（ｃ）参照）にはマグネット１００４１１ａ，１００４２１ａがそれぞれ貼付されているため、電磁コイル１００４１１，１００４２１それぞれに流す電流の大きさが変化すると各電磁コイル１００４１１ｏｒ１００４２１と各マグネット１００４１１ａｏｒ１００４２１ａとの間の引力あるいは斥力の大きさが変化して手ぶれ補正レンズ１００４の位置が精度良く調節される。

図５は、本発明にいう駆動制御手段であるＣＰＵ１００と、図４に示す電磁コイルと手ぶれ補正レンズ周辺部と、図４に示した部分とともに上記駆動手段を構成する駆動回路１００４ａとの間の位置関係を示す図である。

このようにメイン基板１０上にＣＰＵ１００や角速度センサ１３が実装されていると、角速度センサ１３により検出された手ぶれの状態を受けてＣＰＵ１００は駆動回路１００４ａに対して素早く指示を行なうことができるようになる。また、屈曲光学系１０００の周縁部に配設されている駆動手段内の第１の電磁コイルおよび第２の電磁コイルそれぞれにメイン基板１０からの短い配線を通して通電を行なうことができるようになるので、第１のホルダ１００４１および第２のホルダ１００４２をを角速度センサ１３の検出に応じて応答良く駆動することができるようになる。

また、図４、図５に示すように電磁コイルとマグネット付きのヨークとを備える駆動手段は非常に小型であってさほど場所を取らないので、屈曲光学系１０００の脇の狭い空きスペースに収容することが可能となるとともに、その屈曲光学系の横に並べて上記２つの電磁コイルそれぞれに通電するための駆動回路１００４ａと駆動制御手段であるＣＰＵ１００とが実装されているメイン基板１０を配設することができるようになるため、この撮影装置の薄型化を図ることが可能になる。

図６は、駆動制御手段であるＣＰＵ１００と駆動手段内の駆動回路１００４ａおよび各電磁コイルの電気的な繋がりを説明するブロック図を示す図である。

図６（ａ）には、ＣＰＵと駆動回路１００４ａおよび電磁コイルの電気的な繋がりが示されており、図６（ｂ）には、駆動回路の構成の詳細が示されている。前述の如く手ぶれ補正レンズ１００４を第１の方向および第１の方向と直交する方向それぞれに個別に駆動することができるように実際には２つの駆動回路１００４ａ１，１００４ａ２が駆動回路内に設けられている。第２の駆動ゲインで駆動されるときには、少なくとも一方のゲインが第２の駆動ゲインに切り替えられてから手ぶれ補正レンズが駆動されるようになっている。

図６を参照して構成および動作を説明する。

図６に示すように本発明にいう手ぶれ検出手段である角速度センサ１３により手ぶれが検出されるようになっていて、角速度センサ１３で手ぶれが検出されたことを受けて駆動制御回路であるＣＰＵ１００は、本発明にいう駆動手段（駆動回路１００４ａと第１の電磁コイル１００４１１，第２の電磁コイル１００４２１とを具備する）のうちの駆動回路１００４ａを制御してその駆動回路１００４ａに手ぶれ補正レンズ１００４を駆動させるようにしている。

また、この例においてはＣＰＵ１００が手ぶれ補正レンズ１００４の位置制御を行なう上にあたって手ぶれ補正レンズ１００４の位置を常に把握することができるように手ぶれ補正レンズ１００４を動かす方向に沿ってセンサ（ラインセンサ等）Ｓ１，Ｓ２をそれぞれ設けて手ぶれ補正レンズ１００４の位置を上記第１の方向およびその第１の方向と直交する方向それぞれについて各検出することができるようにもしている。また図６（ｂ）に示すように駆動回路１００４ａ内にも各センサの方向に対応するように駆動回路Ａ１００４ａ１と駆動回路Ｂ１００４ａ２を設けてそれぞれの方向に手ぶれ補正レンズ１００４ａを別々に駆動することができるようにもしてある。このようにしておくと、上記センサＳ１またはＳ２によってＣＰＵ１００が手ぶれ補正レンズ１００４の位置を検出したときに手ぶれ補正レンズ１００４が双方の方向における中立位置にないような場合には、それぞれの駆動回路に手ぶれ補正レンズを中立位置に位置させるように指示して駆動させるようなことが行なえる。

また、この例ではＣＰＵ１００が、センサＳ１，Ｓ２からのポジション信号により手ぶれ補正レンズ１００４がそれぞれの方向において中立位置にあるということを検知したら、ＣＰＵは、ｏｆｆｓｅｔ信号を駆動回路１００４ａに供給して駆動回路１００４ａに所定の電流を流し続けさせることにより中立位置に保持させる処理も行なっている。このようにして手ぶれ補正レンズを中立位置に保持させている状態にあるときに駆動回路１００４ａからの電流モニタ信号を受けてＣＰＵ１００が双方の電流値（駆動回路Ａ１００４ａ１が電磁コイル１００４１１に流している電流と駆動回路Ｂ１００４ａ２が電磁コイル１００４２１に流している電流との間）に差がないことを検知した場合には、正立姿勢にあると判定し、さらに撮影時に手ぶれを補正するときには重力に抗する方向に動かす必要がないので駆動ゲインを下げて小さな駆動力で手ぶれ補正レンズを駆動するようにしておいても充分に手ぶれを補正することができる状況にあると判定する。

このように判定したら、ＣＰＵ１００は第１の駆動ゲインで駆動回路１００４ａを制御して手ぶれ補正レンズ１００４を駆動する様にしている。なお、この例では、元々第１の駆動ゲインを駆動回路（駆動回路Ａおよび駆動回路Ｂ）に設定しておいて消費電力を低減するようにしてあるので、正立姿勢にあるときには第１のゲインのまま駆動回路に手ぶれ補正レンズを駆動させるようにしている。なお図６にはゲイン端子に第１の駆動ゲインまたは第２の駆動ゲインを設定するような例を掲げてあるが、回路内に実装されているいくつかの抵抗のいずれかを選択することによりゲインを切り替えるような構成であっても良い。

この正立姿勢の状態にあるときにこの撮影装置により撮影が行なわれて角速度センサ１３により手ぶれが検出されたら、ＣＰＵ１００はその角速度センサ１３で検出された手ぶれに応じてその手ぶれを打ち消すためのｃｏｎｔ信号を駆動回路１００４ａに供給して第１の駆動ゲインを持つ駆動回路１００４ａに手ぶれ補正レンズ１００４ａを駆動させて手ぶれを補正させる。

このように正立姿勢にあるときに撮影が行なわれたときには重力に抗する力が手ぶれ補正レンズに働かないことを利用して駆動ゲインを下げることにより消費電力の低減を図るようにしている。

すなわちこの撮影装置が備えている光学系が屈曲光学系であることを利用してより消費電力の低減が図られた撮影装置が実現したということになる。

また、この状態から進んで電磁コイル１００４１１と電磁コイル１００４２１に電流を流し続けさせているにも拘わらず、手ぶれ補正レンズ１００４を中立位置に保つことができなくなってきてセンサＳ１またはＳ２から中立位置との偏差を示すポジション信号が供給されてきたことを受けてＣＰＵ１００は、少なくとも一方の電磁コイルに流す電流を大きくするようにという指示をｏｆｆｓｅｔ信号により駆動回路に指示して手ぶれ補正レンズ１００４ａを中立位置に保持しようとする。ここで、ＣＰＵ１００が各センサＳ１，Ｓ２からのポジション信号により中立位置に保つことができるようになったと判定した場合には、その判定したときの電流を駆動回路１００４ａに電流を流し続けさせる。

このように中立位置に保持しているときにＣＰＵ１００が、電流モニタ信号により双方の電流の値に差があるということを検知したときには、ＣＰＵ１００は正立姿勢以外の姿勢にあると判定して、今度は駆動回路１００４ａのゲインを上げないと手ぶれ補正レンズ１００４を重力に抗する方向に駆動することができないということを認識する。

そこでこの姿勢にあるときに撮影が行なわれたときには、角速度センサ１３からの手ぶれ検出信号を受けてＣＰＵ１００は第２の駆動ゲインで駆動回路１００４ａを制御して駆動回路１００４ａに手ぶれ補正レンズ１００４を駆動させるようにしている。

このようにしておくと正立姿勢以外の姿勢にあることを検知したときには、重力に抗する方向に手ぶれ補正レンズ１００４を動かす必要があると判定して駆動回路１００４ａのゲインを上げて第２の駆動ゲインで駆動回路１００４ａを制御することにより手ぶれ補正レンズ１００４をより大きな力で動かすことによりより手ぶれに応じてより敏感に手ぶれ補正レンズを動かすことができるようになる。

また、上記のような構成であると、手ぶれ補正レンズ１００４ａを中立位置に保持するために第１の電磁コイル１００４１１と第２の電磁コイル１００４２１それぞれを通電しているときの電流値をＣＰＵが検知することにより正立姿勢にあるか、正立姿勢以外の姿勢にあるかを判別することもできるようになる。

図７は、撮影装置が正立姿勢に構えられた場合と、正立姿勢以外の姿勢に構えられた場合とでコイルに流れる電流値がどのように変化するかを説明する図である。図中電流Ｉ１は、手ぶれ補正レンズ１００４を中立位置に保持するために第１の電磁コイル１００４１１に流す必要のある電流値であり、電流Ｉ２は、手ぶれ補正レンズ１００４を中立位置に保持するために第２の電磁コイル１００４２１に流す必要のある電流値であり、双方とも電流モニタ信号に基づいてＣＰＵ１００が検知した値である。

図７に示すように双方のセンサＳ１，Ｓ２により手ぶれ補正レンズ１００４が中立位置に在ることを検出したときの双方の電流値Ｉ１，Ｉ２にさほど差がないことを電流モニタ信号によりＣＰＵ１００が検知した場合には、ＣＰＵ１００は、この撮影装置が正立姿勢に構えられていると判定することができる。これに対し、撮影装置が正立姿勢以外の姿勢に構えられて手ぶれ補正レンズを重力に抗する方向に駆動することが必要になったときに電流値Ｉ１と電流値Ｉ２との間に明らかな差が現われたことを電流モニタ信号によりＣＰＵ１００が検知した場合には、ＣＰＵ１００はこの撮影装置が正立姿勢以外の姿勢に構えられていると判定することができる。

このように電流値を検知することにより姿勢を検知することができるようになると、姿勢検知用のセンサをわざわざ設ける必要がなくなるというメリットが得られる。

ここで、本発明にいう駆動制御手段であるＣＰＵが行なう手ぶれ補正処理を含む撮影処理の手順を、図８を参照して説明する。

図８は、駆動制御手段であるＣＰＵ１００が行う撮影処理を説明するフローチャートである。

電源スイッチが投入され電源がオンしたらＣＰＵ１００は、このフローの処理を開始する。

まずステップＳ８０１で撮影モードであるかどうかを判定し、撮影モードであると判定したらＹｅｓ側に進んでステップＳ８０２で姿勢検出を行なう。ここで前述したように駆動回路が電磁コイルに通電している電流値の値に差があるかないかを電流モニタ値により検知して正立姿勢にあるか、それ以外の姿勢にあるかを判定する。このステップＳ８０２で電流値がほぼ同じ値であって現在の姿勢が正立姿勢であると判定した場合には正立側に進んでステップＳ８０３で手ぶれ補正スイッチがオンになっているかどうかを判定する。このステップＳ８０３で手ぶれ補正スイッチがオンになっていると判定したら、ＹＥＳ側に進んでステップＳ８０４で直交する２つの方向それぞれのぶれを角速度センサにより検出しておく。このときには撮影前にどの程度のふれが発生しているかを検出する。そして次のステップＳ８０５で駆動回路１００４ａに手ぶれ補正レンズ１００４を駆動させることにより中立位置に手ぶれ補正レンズ１００３を保持させるようにする。次のステップＳ８０６へ進んでシャッタボタン１２が半押しされたかどうかを判定する。このステップＳ８０６で半押しされていないと判定したら、ステップＳ８０２に戻ってステップＳ８０２からの処理を繰り返し行なう。ステップＳ８０６でシャッタボタン１２が半押しされたと判定したら、ステップＳ８０７へ進んで今度はシャッタボタン１２が全押しされたかどうかを判定する。このステップＳ８０７で半押し状態から元の位置にシャッタボタン１２が戻されてしまったらステップＳ８０２に戻ってステップＳ８０２からの処理を繰り返し行なう。ステップＳ８０７でシャッタボタン１２が全押しされたと判定したら次のステップＳ８０８に進んで角速度センサによる手ぶれ検出に応じて第１の駆動ゲインで駆動回路を制御して手ぶれに応じて駆動回路に手ぶれ補正レンズを駆動させながら撮影処理を行なってこのフローの処理を終了する。

また、ステップＳ８０３でＮｏ側に進んだ場合には、ステップＳ８０６で手ぶれ補正レンズ１００４を行なわないということを認識する。ステップＳ８０９までは同じ処理を行なって全押しされたときにはステップＳ８０９をジャンプして手ぶれ補正を行なわないようにして撮影処理を行なってこのフローの処理を終了する。

ステップＳ８０２で電流値に差があって現在の姿勢が正立姿勢以外の姿勢であると判定した場合には正立以外側に進んでステップＳ８１１で手ぶれ補正スイッチがオンになっているかどうかを判定する。このステップＳ８１１で手ぶれ補正スイッチがオンになっていると判定したら、ＹＥＳ側に進んでステップＳ８１２で直交する２つの方向それぞれのぶれを角速度センサにより検出する。このときには撮影前にどの程度のふれが発生しているかを検出する。そして次のステップＳ８１３で駆動回路１００４ａに手ぶれ補正レンズ１００４を駆動させることにより中立位置に手ぶれ補正レンズを保持させるようにする。次のステップＳ８１４へ進んでシャッタボタン１２が半押しされたかどうかを判定する。このステップＳ８１４で半押しされていないと判定したら、ステップＳ８０２に戻ってステップＳ８０２からの処理を繰り返し行なう。ステップＳ８１５でシャッタボタンが半押しされたと判定したら、ステップＳ８１６へ進んで今度はシャッタボタン１２が全押しされたかどうかを判定する。ここで半押し状態から元の位置にシャッタボタン１２が戻されてしまったらステップＳ８０２に戻ってステップＳ８０２からの処理を繰り返し行なう。ステップＳ８１６でシャッタボタン１２が全押しされたと判定したら次のステップＳ８１７に進んで角速度センサの手ぶれ検出に応じて第２の駆動ゲインで駆動回路を制御して駆動回路に手ぶれ補正レンズを駆動させながら撮影処理を行なってこのフローの処理を終了する。

また、ステップＳ８１１でＮｏ側に進んだ場合には、ステップＳ８１４で手ぶれ補正レンズ１００４を行なわないということを認識する。ステップＳ８１６までは同じ処理を行なって全押しされたときにはステップＳ８１７をジャンプして手ぶれ補正を行なわないようにして撮影処理を行なってこのフローの処理を終了する。

このようにすると、正立姿勢にあるときに第２の駆動ゲインよりも小さい駆動ゲインで駆動回路が制御される分、また、正立姿勢以外にあっても手ぶれ補正が行なわれるまではその第１の駆動ゲインで駆動回路が制御される分、消費電力が低減される。

上記例においては正立姿勢にあるときにはＣＰＵ１００が第１の駆動ゲインで駆動回路１００４ａを制御し、正立姿勢以外の姿勢にあるときにはＣＰＵ１００が第２の駆動ゲインで駆動回路１００４ａを制御する例を説明したが、撮影装置の姿勢（傾きの角度）に応じて除々に駆動ゲインを上げるような構成にしても良い。

以上説明したように、屈曲光学系を用いることにより消費電力の低減が図られた撮影装置が実現する。

また、正立姿勢にあっても、ズームスイッチが操作されてズーム倍率を上げていくと、手ぶれの影響が除々に強く現われるようになってくる。

例えば、駆動回路１００４ａにゲインが連続的に変化するようなもの用いるようにすると、第１の駆動ゲインや第２の駆動ゲインを連続的に変化させながら動作させることができる。このように駆動回路にゲインが連続的に変化するようなものを用いると、次のような応用が利く。

図９は、ズーム倍率と駆動ゲインとの関係を説明する図である。

この撮影装置がたとえ正立姿勢にあっても、ズームスイッチが操作されてズーム倍率を上げていく操作が行なわれた場合には、望遠側に近づくに応じて手ぶれの影響が強く現われるようになる。そこで本実施形態の撮影装置においては、ズーム倍率に応じて駆動回路１００４ａのゲインを第１の駆動ゲインから第２の駆動ゲインに近づけていくようにしておいて、高ズーム倍率における撮影時に手ぶれが発生したときにはより大きな駆動力で手ぶれ補正レンズを駆動することができるようにしている。

このようにしておくと、ズーム倍率が上がるにつれて手ぶれの影響が強く現われてきたとしても手ぶれ補正レンズを敏感に反応させることにより好適な手ぶれ補正が行なわれるようになる。

また、被写体輝度の輝度値によってはシャッタ秒時が短くなるにつれて手ぶれの影響はあまり現われなくなってくる。

図１０は、被写体輝度と駆動ゲインの関係を説明する図である。

周知の通り、被写体輝度が明るくなるにつれてシャッタ秒時を短くしていくことができる。このようにシャッタ秒時を短くすることができるということは手ぶれの影響がほとんど現われなくなるということである。そこで、シャッタ秒時が短くなるにつれて上記第１の駆動ゲインを下げるようにしてさらなる消費電力の低減を図るようにするとなお良い。

図１１は、第２実施形態を示す図である。

上記第１実施形態では手ぶれ補正レンズ１００４を二次元的に駆動するようにしたが、第二実施形態では手ぶれ補正レンズ１００４に代えてＣＣＤ固体撮像素子１１０を二次元的に駆動するようにしている。

図１１には、そのＣＣＤ固体撮像素子１１０を２次元的に駆動する駆動手段の構成が示されている。図４に示す手ぶれ補正レンズ１００４をＣＣＤ固体撮像素子１１０に置き換えた以外は図４の構成と全く同じ構成である。

図１１に示すようにＣＣＤ固体撮像素子１１０をそのＣＣＤ固体撮像素子１１０が実装されている基板１１０１ａごと、水平面上であって上記第１の光軸と平行な第１の方向に移動自在に保持する第１のホルダ１１０１と、第１のホルダ１１０１を、水平面上であって第１の光軸に垂直な第２の方向に移動自在に保持する第２のホルダ１１０２とがそれぞれ備えられている。上記手ぶれ検出手段である角速度センサ１３による検出結果に応じて、上記第１のホルダ１ｘ１０１に保持された上記ＣＣＤ固体撮像素子１１０、上記第２のホルダ１１０２に保持された上記第１のホルダ１１０１それぞれが駆動され手ぶれが補正される。

このように図４に示す手ぶれ補正レンズ１００４の代わりにＣＣＤ固体撮像素子１１０を２次元的に駆動するようにしても第1実施形態と同様の効果が得られる。

本発明の一実施形態であるデジタルカメラ１の外観を示す図である。屈曲光学系１０００の構成を示す図である。屈曲光学系１０００に組み込まれている手ぶれ補正レンズ１００４を駆動する駆動手段の概略の構成を示す図である。電磁コイル１００４１１を備えた駆動手段の構成の詳細を示す図である。ＣＰＵ１００が実装されているメイン基板１０と屈曲光学系１０００との位置関係を説明する図である。メイン基板１０内の回路構成および駆動手段との関係を示す図である。ＣＰＵ１００が、上記正立姿勢とその正立姿勢以外の姿勢とを判別するときの状態を説明するための図である。ＣＰＵ１００が行う撮影処理を説明するフローチャートである。ズーム倍率と駆動ゲインとの関係を説明する図である。被写体輝度と駆動ゲインとの関係を説明する図である。第２実施形態を示す図である。

符号の説明

１デジタルカメラ
１０００屈曲光学系
１００１対物レンズ
１００２プリズム
１００３ズームレンズ
１００４手ぶれ補正レンズ
１００４１第１のホルダ
１００４２第２のホルダ
１００４１ａ第１のヨーク
１００４２ａ第２のヨーク
１００４１１第1の電磁コイル
１００４２１第２の電磁コイル
１００４１１ａマグネット
１００４２１ａマグネット
１００５フォーカスレンズ
１１０ＣＣＤ固体撮像素子
１１０１第１のホルダ
１１０１ａ第１の電磁コイル
１１０１１第１のヨーク
１１０１１ａ第１のマグネット
１１０２第２のホルダ
１１０２ａ第２の電磁コイル
１１０２１ａ第２のマグネット
１１０２１第２のヨーク
１１０３ベース

Claims

前方から向かう第１の光軸に沿って入射してきた被写体光を、正立姿勢にあるときに上下方向に延びる第２の光軸に沿う方向に反射して撮像素子上に結像させる屈曲光学系を備え、該撮像素子上に結像した被写体光を捉えて画像信号を生成する撮影装置において、
この撮影装置の姿勢を検知する姿勢検知手段と、
撮影時の手ぶれを検出する手ぶれ検出手段と、
前記屈曲光学系の被写体光が前記第２の光軸に沿って進む部分に組み込まれた、手ぶれを補正する手ぶれ補正レンズと、
前記手ぶれ補正レンズを、前記第２の光軸に垂直な方向に移動させる駆動手段と、
前記手ぶれ検出手段により検出された手ぶれに応じて、前記駆動手段に前記手ぶれ補正レンズを移動させることにより、手ぶれを補正させる駆動制御手段とを備え、
前記駆動制御手段は、前記姿勢検知手段により検知された、この撮影装置の姿勢に応じてこの撮影装置が正立姿勢にあるときに前記駆動手段を所定の第１の駆動ゲインで制御し、この撮影装置が正立姿勢以外の姿勢にあるときには、前記駆動手段を、前記第１の駆動ゲインよりも大きな第２の駆動ゲインで制御するものであることを特徴とする撮影装置。
前方から向かう第１の光軸に沿って入射してきた被写体光を、正立姿勢にあるときに上下方向に延びる第２の光軸に沿う方向に反射して撮像素子上に結像させる屈曲光学系を備え、該撮像素子上に結像した被写体光を捉えて画像信号を生成する撮影装置において、
この撮影装置の姿勢を検知する姿勢検知手段と、
撮影時の手ぶれを検出する手ぶれ検出手段と、
前記撮像素子を、前記第２の光軸に垂直な方向に移動させる駆動手段と、
前記手ぶれ検出手段により検出された手ぶれに応じて、前記駆動手段に前記撮像素子を移動させることにより、手ぶれを補正させる駆動制御手段とを備え、
前記駆動制御手段は、前記姿勢検知手段により検知された、この撮影装置の姿勢に応じてこの撮影装置が正立姿勢にあるときに前記駆動手段を所定の第１の駆動ゲインで制御し、この撮影装置が正立姿勢以外の姿勢にあるときには、前記駆動手段を、前記第１の駆動ゲインよりも大きな第２の駆動ゲインで制御するものであることを特徴とする撮影装置。
半押しと全押しの２段階の操作態様を持つシャッタボタンを備え、
前記駆動制御手段は、前記駆動手段を、シャッタボタン半押し以前は前記第１の駆動ゲインで駆動するとともに、シャッタボタン半押し後は、前記姿勢検知手段により検知された、この撮影装置の姿勢に応じて、この撮影装置が正立姿勢にあるときには前記第１の駆動ゲインで駆動し、この撮影装置が正立姿勢以外の姿勢にあるときには前記第２の駆動ゲインで駆動するものであることを特徴とする請求項１又は２記載の撮影装置。
前記屈曲光学系が、撮影倍率可変のズーム光学系であって、
前記駆動制御手段は、前記ズーム光学系のズーム倍率を上げるに従って前記第１の駆動ゲインを上げて前記第２の駆動ゲインに近づけるものであることを特徴とする請求項１又は２記載の撮影装置。
被写体輝度を検出する検出手段を備え、
前記駆動制御手段は、前記輝度検出手段で検出された被写体輝度に応じて、被写体輝度が高いほど前記第１の駆動ゲインを下げるものであることを特徴とする請求項１から４のうちのいずれか１項記載の撮影装置。
前記駆動手段が、前記手ぶれ補正レンズを、光軸に垂直であって互いに直角な２つの方向それぞれに移動させる２つの電磁コイルを有し、
前記姿勢検知手段が、前記手ぶれ補正レンズを所定の中立位置に保持するのに必要な、２つの電磁コイルの駆動電流を比較することにより、この撮影装置の姿勢を検出するものであることを特徴とする請求項１記載の撮影装置。
前記駆動手段が、前記撮像素子を、光軸に垂直であって互いに直角な２つの方向それぞれに移動させる２つの電磁コイルを有し、
前記姿勢検知手段が、前記撮像素子を所定の中立位置に保持するのに必要な、２つの電磁コイルの駆動電流を比較することにより、この撮影装置の姿勢を検出するものであることを特徴とする請求項２記載の撮影装置。