JP2007104462A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】筐体の使用形態にかかわらず手ぶれを低減した画像が得られる、撮像装置を提供する。
【解決手段】少なくとも２つ以上の使用形態で利用可能な筐体と、ぶれを検出する、ぶれ検出手段と、ぶれ検出手段が検出したぶれ信号に基づいて、ぶれを補正するための補正信号を生成する補正信号生成手段と、補正信号に基づいて、手ぶれ補正制御を行う、ぶれ補正制御手段と、手ぶれを補正するぶれ補正手段と、を有する撮像装置において、使用形態に応じて、補正信号生成手段が生成する補正信号の補正特性を変更することを特徴とする撮像装置。
【選択図】図８

Description

本発明は、撮像装置に関する。

デジタルカメラなどの撮像装置においては、特に近年小型軽量化が進み、ユーザーの手ぶれによる撮影画像の劣化が問題となっている。手ぶれの要因には、撮像装置を保持している人間の震えによるものと、体全体の揺れによるものとがある。このような震えや揺れのうち、おもに撮影画像に影響を与えるのは、撮像装置の光軸方向をＺ軸とすると、撮像装置が正立姿勢の場合、これと直交する撮像装置のＸ軸方向（水平方向）およびＹ軸方向（垂直方向）まわりの回転運動成分である。

このような手ぶれを補正する各種の手ぶれ補正機構が従来より採用されてきた。例えばジャイロ等を用いてＸ軸方向、Ｙ軸方向の２成分の加速度を検出することで手ぶれを検出し、例えばＳＩＤＭ（Ｓｍｏｏｔｈ Ｉｍｐａｃｔ Ｄｒｉｖｅ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）等のアクチュエータを用いて撮像素子を光軸に垂直な面内で揺動し、手ぶれを補正する方法が実用化されている（例えば、特許文献１参照）。

一方、近年デジタルカメラであっても、動画撮影機能を持つものがある。このようなカメラで動画撮影を行う場合は、カメラを正立姿勢で保持して横長の画面で撮影することが一般的であり、通常正立姿勢で水平方向に画面を移動させるパンニング動作と、垂直方向に画面を移動させるチルティング動作が行われる。しかしながら、例えば被写体が縦長の場合には、カメラを縦位置で縦長画像を撮影する。その場合、パンニング動作とチルティング動作とは逆転するため、パンニング動作とチルティング動作が例えば正立姿勢での撮影に固定されたままだと、縦位置での撮影時にパンニング動作とチルティング動作が逆転するため、振れ補正効果が十分に得られず、手ぶれのない良好な撮影画像が得られないという問題があった。

このような問題を解決するため、撮像装置の姿勢を検知し、検知した姿勢に応じてパンニング動作とチルティング動作を補正する方向を選択し、補正量を変更する方法が提案されている（例えば特許文献２参照）。
特開２００３−１１０９２９号公報 特開２００２−２０７２３２号公報

近年、カメラ機能の内蔵された携帯電話が普及している。携帯電話は軽く小さいので、内蔵するカメラで撮影する際、撮影者は安定して保持することが難しく、撮影時に手ぶれが発生することが多い。結果として、手ぶれのために画像がぶれた写真を撮影してしまうことが多かった。このような、問題を解決するため、携帯電話に内蔵されたカメラに手ぶれ補正機能を搭載することが望まれている。

一方、カメラを内蔵した折りたたみ可能な携帯電話には、筐体を折りたたんだ状態でも、開いた状態でも撮影できるように設計されているものがある。このような携帯電話では、筐体を折りたたんだ状態では従来のカメラと同様の撮影姿勢で撮影できるし、また筐体を開いた状態では片手でも手軽に撮影できるようになっている。

このような折りたたみ可能な携帯電話では、筐体を折りたたんだ状態または開いた状態といった携帯電話の筐体の使用形態に応じて、撮影者が保持する場所や、撮影姿勢が変わると、手や腕の震えや体の振動の周波数が変わり、発生する手ぶれの周波数も変わってくる。特に静止画撮影時では、撮影者がしっかりと筐体を保持しようとするので、撮影者が撮影のために保持する場所や、撮影姿勢の影響が大きくなり、筐体の使用形態によって手ぶれの周波数特性が大きく変化する。そのため、手ぶれ補正時には筐体の使用形態に応じて手ぶれの補正特性を変更する必要がある。

しかしながら、上記特許文献２に開示されている方法では、角度センサの出力値により撮影時の姿勢を検出し、動画撮影時やライブビュー時におけるパンニング動作とチルティング動作を補正する方向や補正量を変更できるが、筐体の使用形態まで検知できないため、筐体の使用形態によって変わってくる手ぶれの周波数に応じた補正をすることができない。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、筐体の使用形態に応じて手ぶれ補正の補正特性を変更し、最適な手ぶれ補正制御を行うことにより、筐体の使用形態にかかわらず手ぶれを低減した画像が得られる、撮像装置を提供することを目的とする。

本発明の目的は、下記構成により達成することができる。

（１）
少なくとも２つ以上の使用形態で利用可能な筐体と、
ぶれを検出する、ぶれ検出手段と、
前記ぶれ検出手段が検出したぶれ信号に基づいて、ぶれを補正するための補正信号を生成する補正信号生成手段と、
前記補正信号に基づいて、手ぶれ補正制御を行う、ぶれ補正制御手段と、
手ぶれを補正するぶれ補正手段と、
を有する撮像装置において、
前記使用形態に応じて、前記補正信号生成手段が生成する補正信号の補正特性を変更することを特徴とする撮像装置。

（２）
前記撮像装置は前記筐体の使用形態を変更したことを検知する使用形態検知手段を有し、
前記使用形態検知手段の出力に応じて、前記補正信号生成手段が生成する補正信号の補正特性を変更することを特徴とする（１）に記載の撮像装置。

（３）
前記使用形態検知手段は、光学センサであることを特徴とする（２）に記載の撮像装置。

（４）
前記使用形態検知手段は、スイッチであることを特徴とする（２）に記載の撮像装置。

（５）
前記使用形態に応じて、変更する補正特性は
ぶれの周波数に対する補正信号の周波数特性であり、
前記使用形態に応じて、ぶれ補正効果が最大になるぶれの周波数を変更することを特徴とする（１）乃至（４）の何れか１項に記載の撮像装置。

筐体の使用形態に応じて手ぶれ補正の補正特性を変更し、最適な手ぶれ補正制御を行うので、使用形態にかかわらず手ぶれを低減した画像が得られる、手ぶれ防止機能付き撮像装置を提供できる。

以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。

図１〜図３は、本発明に係る撮像装置の一例であるカメラ機能付き携帯電話１の外観図である。カメラ機能付き携帯電話１は後に説明するように各部を操作することにより、２つの使用形態で利用できるようになっている。

図１は使用形態の一つである一般的なデジタルカメラと同様の使用形態（以下、デジタルカメラスタイルと呼ぶ。）である。図１（ａ）はデジタルカメラスタイルでのカメラ機能付き携帯電話１前面の斜視図、図１（ｂ）はカメラ機能付き携帯電話１背面の斜視図である。

また、図２、図３はもう一つの使用形態である一般的な携帯電話と同様の形態（以下、携帯電話スタイルと呼ぶ。）である。図２は携帯電話スタイルでのカメラ機能付き携帯電話１前面の斜視図、図３は携帯電話スタイルでのカメラ機能付き携帯電話１背面の斜視図である。

最初に図１について説明する。

図１において、矢印Ｘ、Ｙ、Ｚは座標軸を表し、Ｌは光軸である。また、後に手ぶれの説明を行うときに、Ｙ軸を中心とする回転をヨー方向（矢示Ｙａ）と呼び、Ｘ軸を中心とする回転をピッチ方向（矢示Ｐ）と呼ぶ。

図１において、３０は撮影レンズ、８８は第１のシャッタボタン、８１はＬＣＤ、９１はモードスイッチである。カメラ機能付き携帯電話１は第１筐体８６と第２筐体８５から構成されている。第２筐体８５は支持部８２と図示せぬ回転軸により支持され、図１ではＸ軸方向の回転軸を中心として１８０°回転できるようになっている。

また、支持部８２は第１筐体８６とヒンジ部８４で結合されている。図１ではＹ軸方向のヒンジ部８４を回転軸として第１筐体８６と第２筐体８５及び支持部８２は回転し、図１のように折りたたみ状態にできるようになっている。

第２筐体８５の片面にはＬＣＤ８１があり、文字や画像が表示できる。前述のように第２筐体８５は支持部８２の回転軸を中心に回転できるので、デジタルカメラスタイルで使用するときは、背面にＬＣＤ８１が表示される向きに第２筐体８５を回転させている。モードスイッチ９１は撮影モード、再生モード、カメラ機能オフを選択するスイッチである。モードスイッチ９１を撮影モードにすると、撮影レンズ３０で撮影された画像が、ＬＣＤ８１に画像が表示されるので、撮影者はＬＣＤ８１の画像を見ながら、適時第１のシャッタボタン８８を押して撮影する。撮影時に撮影者はカメラ機能付き携帯電話１の左右両端または一端を握って撮影する。

次に、図２の携帯電話スタイルでのカメラ機能付き携帯電話１前面の斜視図を説明する。

図２は図１の使用形態から、第１筐体８６と第２筐体８５をヒンジ部８４を中心に、Ｙ軸まわりに回転させて開いた状態である。図１で定めた座標軸はＺ軸をまわりに回転し、図２の上下方向がＸ軸方向に、左右方向がＹ軸方向になっている。

また、図２で図示されている第２筐体８５の面は、図１のＬＣＤ８１を有する面とは反対の面である。携帯電話スタイルでは、第２筐体８５を図示せぬ支持部８２との回転軸（Ｘ軸方向）を中心に１８０°回転させ、ＬＣＤ８１を反対側の面に向けて使用する。

次に、図３は携帯電話スタイルでのカメラ機能付き携帯電話１の背面の斜視図を説明する。

第１筐体８６の内面には操作ボタン８３が配置され、各種入力ができるようになっている。８９は第２のシャッタボタンであり、撮影者はＬＣＤ８１の画像を見ながら、適時第２のシャッタボタン８９を押して撮影する。撮影者は第１筐体８６の下部を片手で保持して撮影する。

検知スイッチ８７は、カメラ機能付き携帯電話１の使用形態を検知するスイッチであり、図１のように第１筐体８６と第２筐体８５が折りたたまれたデジタルカメラスタイルの使用形態で、オンになるように構成されている。検知スイッチ８７は、突起部を押下するとオン、オフするスイッチでも良いし、フォトリフレクタのように光学的に状態を検知するスイッチでも良い。検知スイッチ８７は、本実施形態の検知手段である。

図１〜図３に示したカメラ機能付き携帯電話１の手ぶれ補正機構を、図４を用いて説明する。

図４はカメラを内蔵する第１筐体８６の内部構成を説明する説明図である。図４（ａ）は第１筐体８６をＹ方向から見た平面図、図４（ｂ）はＺ方向から見た正面図、図４（ｃ）はＸ方向から見た側面図である。

カメラの撮像ユニット３はレンズ部３０、撮像素子５等から構成される。レンズ部３０から入射した光はレンズ部３０を通って、撮像素子５上に結像するように配置されている。撮像素子５は、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）、ＭＯＳ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサ、ＣＩＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｄｅｖｉｃｅ）センサ等の固体撮像素子である。撮像素子５は撮像ユニット３の図示せぬ回路基板上に搭載されており、基板上の回路により駆動される。また、撮像素子５の出力信号は図示せぬ回路基板上のＡ／Ｄ変換器によりデジタルデータに変換される。

撮像素子５は、カラーフィルタがそれぞれ付された微細な画素群で構成される撮像素子であり、レンズ部３０によって結像される被写体の光像（被写体像）を、例えばＲＧＢの色成分を有する画像信号に光電変換する。撮像素子５の受光面は結像平面と一致するように配置され、イメージサークルを含む結像平面の一部の領域が画像データ（本明細書中では、適宜単に「画像」ともいう。）として出力される。なお、撮像ユニット３は第１筐体８６内の図示せぬ基板と結線されており、画像データの信号処理等は前記基板で行う。

次にカメラ機能付き携帯電話１の手ぶれ補正機構について説明する。

撮像ユニット３は第１筐体８６に設けられた図示せぬ支持機構により、揺動回転軸Ｙ１（図中のＹ軸方向）、揺動回転軸Ｘ１（図中のＸ軸方向）周りに首振り可能なように支持され、揺動手段であるアクチュエータ７によりそれぞれの軸を中心に、手ぶれ補正に必要な範囲を揺動できるように構成されている。

アクチュエータ７は、たとえばムービングコイルを用いて構成され、撮像ユニット３に与えられる振動に対して高速に応答し、撮像ユニット３をＸ軸、Ｙ軸方向にそれぞれ移動させる。アクチュエータ７はＸ軸方向の揺動力を与える第１方向アクチュエータ７ａと、Ｙ軸方向の揺動力を与える第２方向アクチュエータ７ｂとから構成される。なお、アクチュエータ７はムービングコイルに限定されるものではなく、圧電素子で駆動するＳＩＤＭ（Ｓｍｏｏｔｈ Ｉｍｐａｃｔ Ｄｒｉｖｅ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）などでも良い。

撮像ユニット３と第１筐体８６には、移動する撮像ユニット３の位置を検出するための位置センサ５８が配置されている。位置センサ５８は、発光ダイオード等で構成される２つの投光部５６ａ、５６ｂ、および、フォトダイオード等で構成される２つの受光部５７ａ，５７ｂを備えている。受光部５７ａは撮像ユニット３の上部側（Ｙ軸正方向）に、受光部５７ｂは撮像ユニット３の下部左側面側（Ｙ軸負方向かつＸ軸負方向側）に固設される一方、投光部５６ａ、５６ｂは受光部５７ａ，５７ｂにそれぞれ対向するように第１筐体８６の内部に固設されている。

なお、位置センサ５８は発光ダイオードとフォトダイオードの組み合わせに限定されるものではなく、例えば磁石とホール素子で構成しても良い。

受光部５７ａ，５７ｂの出力電流は図示せぬ光電流増幅回路により、受光する光量に応じた出力電圧が得られるようになっている。投光部５６ａ，５６ｂから投光された光は受光部５７ａ，５７ｂにて受光可能となっており、この受光部５７ａ，５７ｂにて受光する光の位置の変化から、撮像ユニット３の位置がＸＹ座標位置として求められる。具体的には、第１投光部５６ａおよび第１受光部５７ａにて撮像ユニット３のＸ軸方向の位置を検出し、第２投光部５６ｂおよび第２受光部５７ｂにて撮像ユニット３のＹ軸方向の位置を検出するようになっている。

また、第１筐体８６の内部には、カメラ機能付き携帯電話１の手ぶれによる振動を検出する振動センサ４０が設けられている。振動センサ４０は、２つの角速度センサ（第１角速度センサ４１および第２角速度センサ４２）を備えており、第１角速度センサ４１にてＸ軸を中心とした回転振動（ピッチング）Ｐの角速度が検出され、第２角速度センサ４２にてＹ軸を中心とした回転振動（ヨーイング）Ｙａの角速度が検出される。この振動センサ４０により検出される２つの角速度に基づいて、ぶれ補正量を算出し、撮像ユニット３がアクチュエータ７によってＸ軸およびＹ軸のそれぞれの方向に回転されることにより、画像中の被写体像のぶれの補正、すなわち、手ぶれ補正がなされることとなる。一例として、手ぶれによるぶれ角の補正範囲をピッチング、ヨーイングともに±０．４度とすると、一般的な撮影条件では十分な手ぶれ補正効果が得られる。このように、アクチュエータ７、位置センサ５８が協働してぶれ補正手段として機能する。

なお、振動センサ４０は角速度センサに限定されるものではなく、加速度センサ等を用いても良い。

図４のカメラ機能付き携帯電話１の手ぶれ補正による撮像ユニット３の動きについて図５を用いて説明する。図５は撮像ユニット３の動きを説明する概念図であり、撮像ユニット３周辺の手ぶれ補正の主な構成のみを表現している。なお、図４に示したものと同じ構成要素には同符号を付して説明を省略する。

図５（ａ）は撮像ユニット３の動きを説明する斜視図である。第１方向アクチュエータ７ａによりＺ軸方向の揺動力を与えられＸ軸を中心に撮像ユニット３は揺動する。また、第２方向アクチュエータ７ｂによりＸ軸方向の揺動力を与えられＹ軸を中心に撮像ユニット３は揺動する。

図５（ｂ）は撮像ユニット３をＸ軸正方向から見た側面図である。図５（ｂ）では第１方向アクチュエータ７ａにより、撮像ユニット３がＸ軸を中心に回転した状態を点線で示している。撮像ユニット３がＸ軸を中心に回転すると、光軸Ｌ１はピッチ方向（矢示Ｐ）に移動し、ピッチ方向の振れを補正することができる。

図５（ｃ）は撮像ユニット３をＹ軸方向から見た側面図である。同様に、図５（ｃ）では第２方向アクチュエータ７ｂにより、撮像ユニット３がＹ軸を中心に回転した状態を点線で示している。撮像ユニット３がＹ軸を中心に回転すると、光軸Ｌ１はヨー（矢示Ｑ）方向に移動し、ヨー方向の振れを補正することができる。

なお、本実施形態では撮像ユニット３を揺動して手ぶれ補正を行う方法を例示したが、撮像素子５やレンズ部３０の一部を動かして補正する方法などでも良い。

本発明に係る撮像装置の各部について図６を用いて説明する。図６は図１に示したカメラ機能付き携帯電話１の内部構成を示す概略ブロック図である。なお、図１〜図４で説明した構成要素には同符号を付してその説明を省略する。

カメラ機能付き携帯電話１は、撮像ユニット３とメインマイコン部７、本実施形態のぶれ補正手段であるぶれ補正部２０、本実施形態のぶれ検出手段であるぶれ検出部１０、画像メモリ２３、操作部６４、ＬＣＤ８１、電話制御部１１０、通信部１１１等を有する。

メインマイコン部７は、カメラ機能付き携帯電話１全体の制御を実行する制御手段であり、マイクロコンピュータを備えて構成される。すなわち、メインマイコン部７は、各種演算処理を行うＣＰＵ７０と、演算を行うための作業領域となるＲＡＭ７５と、制御プログラム等が記憶されるＲＯＭ７６とを備え、カメラ機能付き携帯電話１の各処理部の動作を統括的に制御する。不揮発性メモリであるＲＯＭ７６としては、例えば、データの電気的な書き換えが可能なＥＥＰＲＯＭが採用される。これにより、ＲＯＭ７６は、データの書き換えが可能で、かつ、電源を落とした場合でもそのデータの内容を保持する。

操作部６４のカメラ機能付き携帯電話１の筐体に独立して設けられた複数の操作部材である第１のシャッタボタン８８、第２のシャッタボタン８９、モードスイッチ９１、操作ボタン８３、検知スイッチ８７の出力はメインマイコン部７に入力されている。操作者（ユーザ）は、この操作部６４にて所定の操作を行うことにより、各種の設定操作を行うことができる。

撮像ユニット３は、複数のレンズを有するレンズ部３０、撮像素子５、撮像素子駆動部６、Ａ／Ｄ変換部２１を備えている。

撮影前において、ＣＰＵ７０の指令により、撮像素子駆動部６はタイミング信号を発生し、撮像素子５からライブビュー画像の読み出し駆動を行っている。画像処理部２２はライブビュー画像の信号レベルを解析し、ＣＰＵ７０はその結果に基づいて撮像素子駆動部６の設定を変更し、撮像素子のシャッタ速度を、所定の信号レベルが得られるよう調整にする。

撮影時は、所定の露光時間の間、撮像素子５を露光し、撮像素子駆動部６のタイミング信号により、撮像素子５から撮影画像の読み出しを行う。

Ａ／Ｄ変換部２１、画像処理部２２および画像メモリ２３は、撮像素子５にて取得された画像を扱う処理部を示している。すなわち、撮像素子５にて取得されたアナログ信号の画像は、Ａ／Ｄ変換部２１にてデジタル信号に変換され、画像処理部２２で所定の画像処理が実行される。画像処理部２２はガンマ補正、輪郭補正、画像圧縮、デジタルズームなどの画像処理機能を有する。ガンマ補正、輪郭補正などの補正量の設定値はＣＰＵ７０からの指令により設定される。

手ぶれ補正の動作の説明をするに先立ち、一般的な撮像装置において発生する手ぶれの要因について説明する。

手ぶれの要因には、カメラを支持している人間の腕の筋肉振動によるものと、体全体の揺れによるものがある。このようなふるえや揺れの内、おもに撮影画像に影響を与えるのは、図１に示すピッチ方向（矢示Ｐ）とヨー方向（矢示Ｙａ）の回転運動成分であり、その周波数は１〜１５Ｈｚである。

この回転運動としてのぶれ量は、ぶれ検出部１０において、ピッチ方向成分Ｖｐとヨー方向成分Ｖｙに分けて、それぞれ１個の角速度センサを対応させて角速度を検出する。

本発明の手ぶれ検知手段であるぶれ検出部１０は、ヨー方向の手ぶれの角速度を検出する第１角速度センサ４１及びピッチ方向の手ぶれの角速度を検出する第２角速度センサ４２を有し、ヨー方向、ピッチ方向の手ぶれの角速度に応じた電圧をそれぞれ出力する。第１角速度センサ４１と第２角速度センサ４２からの出力電圧は、バンドパスフィルタであるＢＰＦ１１、ＢＰＦ１２で不要帯域の周波数成分を除去後、メインマイコン部７に入力される。メインマイコン部７は、入力された角速度に応じた電圧を、図示せぬＡ／Ｄ変換器によってデジタル値に変換し、角速度のデータとする。

メインマイコン部７は、本実施形態のぶれ補正信号生成手段であるぶれ補正信号生成部６１、本実施形態のぶれ補正制御手段であるぶれ補正制御部６０、などの各種機能を有する。ぶれ補正信号生成部６１は、ぶれ検出部１０から角速度の情報を得てぶれ量を算出する。すなわち、ぶれ補正信号生成部６１は、ぶれ検出部１０の出力する角速度に応じた電圧出力を、使用形態に応じたカットオフ周波数を設定した内部のフィルタを通過させた後、その出力を積分し、ヨー方向とピッチ方向のぶれ角度θｙ、θｐを得ている。ここで、フィルタの特性はローパスフィルタ、ハイパスフィルタ、バンドパスフィルタなど、使用形態に応じて最適な周波数特性を選択すれば良い。または、ローパスフィルタ、ハイパスフィルタ、バンドパスフィルタなどを組み合わせて、使用形態に応じた最適な周波数特性になるようにしても良い。

ぶれ補正部２０は、アクチュエータ７、位置センサ５８を有し、ぶれ補正制御部６０の指令により、撮像ユニット３をぶれ角度θｙ、θｐを補正するように回転させる。

メインマイコン部７の各種の機能は、予めＲＯＭ７６内に記憶される制御プログラムに従ってＣＰＵ７０が演算処理を行うことにより実現される。

また、圧縮後の画像をメモリカード２５に記録したり、またＬＣＤ８１などに表示出力する制御機能も持っている。このような画像に対する各種の処理もメインマイコン部７の制御に基づいて行われる。なお、本実施形態ではメインマイコン部７がすべての制御を行っているが、ぶれ補正を別のＣＰＵで制御するなど、複数のＣＰＵで処理を分担するようにしても良い。

電話制御部１１０は、電話機能を制御する制御部であり、マイクロコンピュータを備えて構成される。通信部１１１は図示せぬマイク、スピーカなどの通話機能と、無線送受信機能、通信用アンテナ等を有している。電話制御部１１０は、メインマイコン部７０と通信することにより、操作部６４からの入力情報を得て、電話通信機能を持つ通信部１１１を制御し通信する。また、電話制御部１１０は、通信部１１１が受信した情報を、メインマイコン部７０に送信し、ＬＣＤ８１に表示する。

次に、カメラ機能付き携帯電話１の使用形態により、手ぶれの周波数が変化することを説明する。

図７はデジタルカメラスタイルと携帯電話スタイルで撮影したときの、回転運動としての手ぶれの周波数と振幅との関係を示すグラフである。図７では５Ｈｚのときの振幅を１００％として正規化している。携帯電話スタイルでは１０Ｈｚでも振幅が８０％以上有り、デジタルカメラスタイルに対し、高い周波数の振幅が大きいことがわかる。一方、５Ｈｚより低い周波数では、デジタルカメラスタイルの方が振幅が大きい。

これは、カメラ機能付き携帯電話１を、デジタルカメラスタイルで保持するときよりも、携帯電話スタイルで保持するときの方が腕の姿勢が不安定であり、腕の筋肉振動による細かい振動が発生しやすいためである。一方、デジタルカメラスタイルで保持するときは、比較的安定してるが、体全体のゆっくりした揺れのため、低い周波数の振幅が多くなる。

なお、図７はピッチ方向の手ぶれの周波数と振幅との関係を示すグラフであるが、図示せぬヨー方向でも同様の傾向であり、デジタルカメラスタイルに対し、携帯電話スタイルの方が高い周波数の振幅が大きい。

また、図７のデジタルカメラスタイルのデータは、図１のように正立状態で、横長の画面を撮影する場合のデータであるが、図示せぬ縦位置で縦長の画面を撮影する場合も同様の傾向であり、姿勢による差はほとんど無い。

本実施形態では、このようにデジタルカメラスタイルと携帯電話スタイルでは手ぶれの周波数特性が異なることに着目し、それぞれの使用形態に応じて最適な補正特性でぶれ補正を行うものである。

前述のように、携帯電話スタイルでは、デジタルカメラスタイルに対し、５Ｈｚ以上の高い周波数の振幅が大きいので、５Ｈｚ以上の高い周波数に対してぶれ補正信号生成部６１が生成する補正信号を、デジタルカメラスタイルのときよりも大きくすることが望ましい。

本実施形態では、手ぶれによる揺れを角速度として検出したぶれ検出部１０からの出力が、ぶれ補正信号生成部６１の内部で通過するフィルタの補正特性を、携帯電話スタイル、またはデジタルカメラスタイルに応じて変更することにより、ぶれ補正信号生成部６１の出力する補正信号の補正特性を変更している。

フィルタの補正特性はバンドパスフィルタ、ローパスフィルタ、ハイパスフィルタの何れでも実現できる。以下、バンドパスフィルタの補正特性の例を説明する。

図８は、ぶれ補正信号生成部６１内部のバンドパスフィルタによる補正特性の一例を説明する説明図である。図８の横軸は入力周波数、縦軸は利得である。

図８に示すように、補正特性２は補正特性１より中心周波数が高く、カットオフ周波数も高くなっている。また、５Ｈｚ以上の高い周波数では補正特性２の方が、補正特性１より利得が高くなっている。

したがって、ぶれ検出部１０の出力する角速度に応じた電圧出力が、図８の補正特性２を通過したとすると、図８の補正特性１を通過した場合と比べて、５Ｈｚ以上の高い周波数の出力は大きくなる。

前述のように、携帯電話スタイルのときは、５Ｈｚ以上の高い周波数のぶれの振幅が多いので、５Ｈｚ以上の高い周波数の出力が大きくなる補正特性２を用いる。

一方、デジタルカメラスタイルのときは、５Ｈｚ以上の高い周波数のぶれの振幅は少ないので、５Ｈｚ以上の高い周波数の出力が小さくなる補正特性１を用いる。

なお、補正特性１、補正特性２はヨー方向、ピッチ方向の角速度に相当する出力にそれぞれ用いる。

補正を行った結果、携帯電話スタイルのときは、デジタルカメラスタイルのときより、高い周波数の角速度に相当する出力が多くなる。ぶれ補正信号生成部６１はフィルタを通過した結果を積分して、ぶれ角度θｙ、θｐを求める。ぶれ補正部２０は、ぶれ補正信号生成部６１が算出したぶれ角度θｙ、θｐを補正するよう、第１方向アクチュエータ７ａ、第２方向アクチュエータ７ｂを駆動する制御を行う。

なお、補正特性１、補正特性２は図８に示した特性に限られるものでは無く、周波数特性は筐体の形状に最適な周波数特性に設定すれば良い。また、フィルタの組み合わせにより所望の周波数特性を得るようにしても良い。

このように、ぶれ補正信号生成部６１は、ぶれ検出部１０が角速度として検出した手ぶれを、携帯電話スタイルのときは、デジタルカメラスタイルのときよりも高周波成分を補正する割合を増し、高い周波数のぶれへの補正効果を高めている。

図９は、デジタルカメラスタイルと携帯電話スタイルのぶれ補正処理において、ぶれの周波数とぶれ補正効果との関係の一例を示すグラフである。

図８で説明したように、ぶれ補正信号生成部６１が算出したぶれ量を、ぶれ補正制御部６０が、ぶれ補正部２０を駆動して補正した結果、撮像素子５で撮像した画像のぶれが１００％補正されている場合を、ぶれ補正効果１００％としている。図９に示すように、携帯電話スタイルの方が、デジタルカメラスタイルよりも、ぶれ補正効果が最大になる周波数が高くなっている。このことにより、デジタルカメラスタイルと比較して、高い周波数のぶれが発生しやすい携帯電話スタイルでの撮影でも、十分なぶれ補正効果が得られる。

以下、本実施形態の手ぶれ補正処理を、フローチャートを用いて説明する。

図１０は、図１及び図２に示したカメラ機能付き携帯電話１で行われる手ぶれ補正処理の流れを示すフローチャートである。なお、図１０においては、カメラ機能付き携帯電話１が撮影モードに設定されてからの処理について説明する。

Ｓ１０１：ライブビュー画像を表示するステップである。

ＣＰＵ７０は、撮像素子駆動部６に指令し、撮像素子５は連続して画像データを出力する。画像処理部２２はガンマ補正、ホワイトバランス補正などの処理を行い、ＬＣＤ８１にライブビュー画像を表示する。撮影者はライブビュー画像で撮影範囲を確認する。（ステップＳ１０１）。

Ｓ１０２：検知スイッチのオン、オフを判定するステップである。

次に、ＣＰＵ７０は検知スイッチ８７がオンか、どうか判定する（ステップＳ１０２）。

Ｓ１０３：検知スイッチのオンのとき、補正特性１を設定するステップである。

検知スイッチ８７がオンの場合（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、デジタルカメラスタイルでの撮影なので、補正特性１に設定する（ステップＳ１０３）。

Ｓ１０４：検知スイッチのオフのとき、補正特性２を設定するステップである。

検知スイッチ８７がオフの場合（ステップＳ１０２；Ｎｏ）、携帯電話スタイルでの撮影なので、補正特性１に比べて５Ｈｚ以上の高い周波数の利得が高い補正特性２を設定する（ステップＳ１０４）。

ステップＳ１０５：補正信号を算出するステップである。

ぶれ検出が開始され、ぶれ補正信号生成部６１は、ぶれ検出部１０の出力する角速度に応じた電圧出力を、前ステップで設定された補正特性１または補正特性２を通過させる。ぶれ補正信号生成部６１は補正特性１または補正特性２を通過した出力を、所定時間Ｔの間積分し、ヨー方向とピッチ方向のぶれ角度θｙ、θｐを得る（ステップＳ１０５）。

Ｓ１０６：ぶれ補正制御を行うステップである。

ぶれ補正制御部６０は、ぶれを打ち消す方向に、アクチュエータ７ａ、アクチュエータ７ｂを駆動し、撮像ユニット３をぶれ補正信号生成部６１の算出したヨー方向とピッチ方向のぶれ角度θｙ、θｐだけ回転させる（ステップＳ１０６）。

Ｓ１０７：撮影モードがオンのままかどうか、判定するステップである。

次に、撮影モードがオンのままかどうか、判定する（ステップＳ１０７）。撮影モードがオフの場合（ステップＳ１０７；Ｎｏ）、ステップＳ１０８に進み、撮影モードは終了する。

Ｓ１０９：撮影モードがオンの場合、シャッタボタンが押されたかどうか判定するステップである。

撮影モードがオンの場合（ステップＳ１０７；Ｙｅｓ）、デジタルカメラスタイルのときは第１のシャッタボタン８８、携帯電話スタイルのときは第２のシャッタボタン８９がオンかどうか、判定する（ステップＳ１０９）。

Ｓ１０１：シャッタボタンがオフの場合、Ｓ１０１に戻るステップである。

第１のシャッタボタン８８または第２のシャッタボタン８９がオフの場合（ステップＳ１０９；Ｎｏ）、ステップＳ１０１に戻り、ライブビュー画像を表示する（ステップＳ１０１）。

Ｓ１１０：シャッタボタンがオンの場合、画像を取得するステップである。

第１のシャッタボタン８８または第２のシャッタボタン８９がオンの場合（ステップＳ１０９；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ７０の指令により撮影を開始し、撮像素子５に露光時間Ｔの間露光する（ステップＳ１１０）。

Ｓ１１１：画像処理を行うステップである。

撮像素子５から得られた画像データは、ステップＳ１１１で、画像処理部２２により、ホワイトバランス補正やガンマ補正、輪郭補正など所定の画像処理が行われ（ステップＳ１１１）、画像メモリ２３に記憶される。

ステップＳ１１２：画像を圧縮し記録するステップである。

次に、画像処理部２２は画像データを圧縮し、圧縮した画像データを画像メモリ２３に保存した後、順次メモリカード２５に記録する（ステップＳ１１２）。撮影が終了すると、ステップＳ１０１に戻って、ライブビュー画像を表示する（ステップＳ１０１）。

以上のように、本発明の実施の形態によれば、筐体の使用形態に応じて手ぶれ補正の補正特性を変更することにより、最適な手ぶれ補正制御ができるので、使用形態にかかわらず手ぶれを低減した画像が得られる、撮像装置を提供できる。

なお、本実施の形態としてカメラ機能付き携帯電話を例示したが、デジタルカメラやビデオカメラなどにも適用可能である。

さらに、撮像素子を持たないフィルムカメラにも適用可能である。

本発明に係る撮像装置のデジタルカメラスタイルでの外観図である。 本発明に係る撮像装置の携帯電話スタイルでの前面外観図である。 本発明に係る撮像装置の携帯電話スタイルでの背面外観図である。 本発明に係る撮像装置のカメラを内蔵する第１筐体の内部構成を説明する説明図である。 本発明に係る撮像ユニットの動きを説明する概念図である。 本発明に係る撮像装置の内部構成を示す概略ブロック図である。 本発明に係る撮像装置の使用形態における、手ぶれの周波数と振幅との関係を説明するグラフである。 本発明に係わるぶれ補正信号生成部６１内部のフィルタの補正特性の一例を説明する説明図である。 本発明に係る撮像装置のぶれの周波数と補正効果との関係の一例を示すグラフである。 本発明に係る撮像装置のぶれ補正処理の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１ カメラ機能付き携帯電話
３ 撮像ユニット
５ 撮像素子
１０ ぶれ検出部
２０ ぶれ補正部
２３ 画像メモリ
２５ メモリカード
３０ レンズ群
６０ ぶれ補正制御部
６１ ぶれ補正信号生成部
７０ ＣＰＵ
８２ 支持部
８４ ヒンジ部
８５ 第２筐体
８６ 第１筐体
Ｌ 光軸

Claims (5)

1. 少なくとも２つ以上の使用形態で利用可能な筐体と、
   ぶれを検出する、ぶれ検出手段と、
   前記ぶれ検出手段が検出したぶれ信号に基づいて、ぶれを補正するための補正信号を生成する補正信号生成手段と、
   前記補正信号に基づいて、手ぶれ補正制御を行う、ぶれ補正制御手段と、
   手ぶれを補正するぶれ補正手段と、
   を有する撮像装置において、
   前記使用形態に応じて、前記補正信号生成手段が生成する補正信号の補正特性を変更することを特徴とする撮像装置。
2. 前記撮像装置は前記筐体の使用形態を変更したことを検知する使用形態検知手段を有し、
   前記使用形態検知手段の出力に応じて、前記補正信号生成手段が生成する補正信号の補正特性を変更することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記使用形態検知手段は、光学センサであることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記使用形態検知手段は、スイッチであることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
5. 前記使用形態に応じて、変更する補正特性は
   ぶれの周波数に対する補正信号の周波数特性であり、
   前記使用形態に応じて、ぶれ補正効果が最大になるぶれの周波数を変更することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の撮像装置。

Images