JP2010103937A

JP2010103937A - 撮像装置

Info

Publication number: JP2010103937A
Application number: JP2008275768A
Authority: JP
Inventors: Jun Aoki; 潤青木
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2008-10-27
Filing date: 2008-10-27
Publication date: 2010-05-06

Abstract

【課題】基板間の配線数を削減することができる撮像装置を提供する。
【解決手段】第１基板１００には固体撮像素子１０４が配置されており、第１基板１００は撮像光学系の光軸と略垂直な面内で任意の方向に移動可能である。第２基板２００は筐体内に固定されている。第１基板１００が所定の位置に移動したときに第１基板１００と第２基板２００が電気的に接続され、静止画および動画の撮像信号が第２基板２００へ伝送される。制御部２０９は、第１基板１００と第２基板２００が電気的に接続されているとき、第１基板１００が静止画の撮像信号を第２基板２００へ出力する第１モードまたは固体撮像素子１０４が動画を撮像し第１基板１００が動画の撮像信号を第２基板２００へ出力する第２モードに動作モードを設定する制御を行う。
【選択図】図２

Description

本発明は、撮像素子を移動体として手振れ補正を行うよう構成された撮像装置に関する。

従来より、手振れによる光軸のずれを補正して鮮明な画像を得る手振れ補正技術が実用化されている。この手振れ補正技術には、撮像光学系を移動させるタイプと、撮像素子を移動させるタイプのものが知られている。この手振れ補正技術のうち、撮像素子を撮像光学系の光軸と略垂直な面内で移動させて補正するタイプは、使用する撮像光学系全てに対応することができる利点を有する。

この撮像素子を移動させるタイプでは、撮像素子のみを移動させるのではなく、撮像素子が配置された基板ごと移動させるのが一般的である。さらに、移動に必要な駆動負荷を低減させるために、撮像に係る基板を分割し、その間をフレキシブルプリント基板などで電気的に接続し、撮像素子が配置された基板のみを移動させる手振れ補正撮像装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
特開２００７−４３１２９号公報

近年、撮像素子の多画素化および高速化に伴い、撮像素子の出力チャンネル数が増加している。また、撮像機能が多様化し駆動が複雑になり、制御信号なども増加している。特に、デジタル一眼レフカメラに使用される固体撮像素子では、多画素化しても静止画の連写コマ数を確保する必要があるため、全画素の信号を用いる静止画の撮像信号を高速に出力するために出力チャンネル数の増加が必須となっている。また、デジタル一眼レフカメラにおいては、動画の撮像信号を必要とするEVF（Electric View Finder）機能やライブビューモードを搭載するようになり、撮像機能が多様化している。

このように信号数を増加すると、上述したような撮像に係る基板を分割した場合においては、分割した基板間を電気的に接続するための配線数が増加し、撮像素子が配置された基板により大きな負荷がかかり、手振れ補正のための基板の移動が困難になってしまうという問題があった。

本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであって、基板間の配線数を削減することができる撮像装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、撮像光学系により結像された被写体像を、２次元状に配列された複数の画素で光電変換することにより生成された撮像信号を出力する撮像素子が配置され、前記撮像光学系の光軸と略垂直な面内で任意の方向に移動可能な第１基板と、筐体内に固定され、前記撮像信号を処理する信号処理部が配置された第２基板と、前記第１基板が所定の位置に移動したときに前記第１基板と前記第２基板を電気的に接続し、静止画および動画の前記撮像信号を前記第２基板へ伝送する伝送手段と、前記伝送手段が前記第１基板と前記第２基板を電気的に接続しているとき、前記第１基板が静止画の前記撮像信号を前記第２基板へ出力する第１モードまたは前記撮像素子が動画を撮像し前記第１基板が動画の前記撮像信号を前記第２基板へ出力する第２モードに動作モードを設定する制御を行う制御手段と、を有する撮像装置である。

また、本発明の撮像装置において、前記制御手段はさらに、前記伝送手段が前記第１基板と前記第２基板を電気的に接続しているとき、前記撮像素子から信号が読み出される読出し領域を変更する電子ぶれ補正の制御を行うことを特徴とする。

本発明によれば、第１基板が所定の位置に移動したときに第１基板と第２基板が電気的に接続され、静止画の撮像信号の出力または動画の撮像・動画の撮像信号の出力が行われるので、常時接続する基板間の配線数を、静止画および動画の撮像信号の伝送を行う信号線の本数分削減することができるという効果が得られる。

以下、図面を参照し、本発明の実施形態を説明する。図１は、本実施形態によるデジタルカメラ１０１の構成を示している。図１に示すように、デジタルカメラ１０１は、カメラ本体１０２と、レンズなどを含む撮像光学系１０３と、手振れ補正機能を有する撮像装置１０５とから構成される。

撮像装置１０５には、２次元状に配列された複数の画素を有し、撮像光学系１０３により結像された被写体像を光電変換し撮像信号を出力する固体撮像素子１０４が設けられている。撮影中にデジタルカメラ１０１が動いた場合、動いたことによるブレを打ち消すように、図１中の矢印１５０が示す方向（Ｘ方向）および矢印１５１が示す方向（Ｙ方向）に固体撮像素子１０４を移動させることにより、ぶれの影響のない被写体像を撮像できるようになる。

図２は、撮像装置１０５の構成を示している。図２に示すように撮像装置１０５内には、撮像に係る素子が配置された第１基板１００と第２基板２００が設けられている。第１基板１００には、固体撮像素子１０４が配置されている。

第１基板１００は、手振れ補正枠２０３上に配置されたｙ方向手振れ補正部２０１によって保持されている。ｙ方向手振れ補正部２０１は、第１基板１００をｙ方向に移動させることができる。さらに、手振れ補正枠２０３は、カメラ本体１０２に固定されたｘ方向手振れ補正部２０２によって保持されている。ｘ方向手振れ補正部２０２は、手振れ補正枠２０３をｘ方向に移動させることができる。したがって、第１基板１００に配置された固体撮像素子１０４は、ｙ方向手振れ補正部２０１およびｘ方向手振れ補正部２０２により、撮像光学系１０３の光軸と略垂直な面内で移動することができる。

第２基板２００には、信号処理部２０６と、電源２０８と、制御部２０９とが配置されている。信号処理部２０６は、固体撮像素子１０４から出力される撮像信号に対して、画像として保存や表示を行うための信号処理を行う。電源２０８は、撮像装置１０５の各部に供給する駆動電力を発生する。制御部２０９は、撮像装置１０５全体の動作を制御する。

第１基板１００には第１接触端子２０４が設けられ、第２基板２００には第２接触端子２０５が設けられている。第１接触端子２０４と第２接触端子２０５とを接触させることにより、第１接触端子２０４からは、固体撮像素子１０４で得られた撮像信号が出力され、第２接触端子２０５には、第１接触端子２０４から出力された撮像信号が入力される。クロック信号、電源、ＧＮＤなどの信号伝送は、基板間で常時接続されたフレキシブルプリント基板２０７を介して行われる。

図２に示す状態では、固体撮像素子１０４上の撮像領域の中心は撮像光学系１０３の光軸の中心と略一致している。また、第１接触端子２０４と第２接触端子２０５は接触していないので、撮像信号の伝送は行われない。図３は、第１接触端子２０４と第２接触端子２０５を接触させた状態を示している。図３に示すように、第１基板１００に設けた第１接触端子２０４と第２基板２００に設けた第２接触端子２０５とを接触させることにより、第１基板１００と第２基板２００間の撮像信号の伝送が行われる。

次に、図４を参照しながら、撮像装置１０５の動作を説明する。図４は、固体撮像素子１０４の位置および駆動モード（動作モード）と、第１基板１００から第２基板２００への信号伝送の状態とを示している。ここで、固体撮像素子１０４の位置について記した第１の位置は、第１基板１００に設けた第１接触端子２０４と第２基板２００に設けた第２接触端子２０５とが接触する位置を示している（図３の状態）。また、第２の位置は、撮像光学系１０３の光軸中心と固体撮像素子１０４の受光面中心が略一致し、静止画撮像および手振れ補正動作が可能な位置を示している（図２の状態）。

図４に示すように、デジタルカメラ１０１は、時刻t1までライブビューもしくはEVFの動画撮像モード状態にあり、その後、時刻t1で静止画撮像モード状態となり、静止画撮像の終了後、時刻t5で再び動画撮像モード状態となる。固体撮像素子１０４は、この動作に合わせて、時刻t1以前および時刻t5以降は、連続的に複数回の撮像を行う動画撮像モードで駆動され、動画撮像信号を出力する。また、制御部２０９は、時刻t1において動画撮像モードから静止画撮像モードに駆動モードを切り替え、時刻t5において静止画撮像モードから動画撮像モードに駆動モードを切り替える制御を行う。

時刻t1以前および時刻t5以降の期間では、固体撮像素子１０４は信号伝送可能な第１の位置にあり、動画撮像信号を出力する。この動画撮像信号は、第１接触端子２０４と第２接触端子２０５を介して固体撮像素子１０４から第２基板２００上の信号処理部２０６に伝送される。このとき、撮像光学系１０３の光軸中心と固体撮像素子１０４の受光面中心は一致しないので、制御部２０９は、中心のずれを補正する処理、すなわち撮像光学系１０３の光軸中心に相当する位置を中心として画像を切り出す処理を動画撮像信号に施すように信号処理部２０６を制御する。また、この期間で手振れが発生した場合、制御部２０９は、手振れの方向およびぶれ量に応じて、固体撮像素子１０４から信号が読み出される読出し領域を変更する電子ぶれ補正の制御を行う。

時刻t1から時刻t5の期間では、固体撮像素子１０４は静止画撮像モードで駆動される。具体的には固体撮像素子１０４は、時刻t1から時刻t3の期間では、全画素のリセットを行う。この期間内の時刻t2において、制御部２０９がｙ方向手振れ補正部２０１およびｘ方向手振れ補正部２０２を制御することにより、固体撮像素子１０４は、静止画撮像および手振れ補正可能な第２の位置に移動される。

また、時刻t3から時刻t4の期間では、固体撮像素子１０４は露光を行う。露光期間中は、手振れが発生すると、それを打ち消す方向に固体撮像素子１０４を移動させるように、制御部２０９がｙ方向手振れ補正部２０１およびｘ方向手振れ補正部２０２を制御することにより、手振れ補正が実施される。露光が終了すると、制御部２０９がｙ方向手振れ補正部２０１およびｘ方向手振れ補正部２０２を制御することにより、固体撮像素子１０４は、信号伝送可能な第１の位置に移動される。

時刻t4から時刻t5の期間では、固体撮像素子１０４は静止画撮像信号を出力する。この静止画撮像信号は、第１接触端子２０４と第２接触端子２０５を介して第２基板２００上の信号処理部２０６に伝送される。時刻t5で静止画撮像信号の出力が終了し、固体撮像素子１０４は再び動画撮像モードで駆動される。

上述したように、本実施形態によれば、静止画撮像時に出力された静止画撮像信号は、第１基板１００が所定の位置に移動し第１基板１００と第２基板２００が電気的に接続されたときに伝送される。また、EVFやライブビューモードに用いられる動画撮像信号も、第１基板１００と第２基板２００が電気的に接続された状態で伝送される。したがって、第１基板１００と第２基板２００を常時接続する信号線が、撮像信号の伝送を行う信号線の本数分不要となる。これにより、手振れ補正時の第１基板１００に係る負荷を低減することができる。

また、動画撮像モードにおいては、手振れの発生に応じて、固体撮像素子１０４から信号を読み出す画素の範囲を変える電子ぶれ補正を行うことによって、手振れ補正が可能となる。

撮像信号の伝送を行う際には、第１基板１００と第２基板２００が電気的に接続されていればよく、第１基板１００と第２基板２００が直接接触していなくてもよい。すなわち、誘導結合による信号伝送や、容量結合による信号伝送、発光素子と受光素子を用いた光による信号伝送などを利用して、第１基板１００と第２基板２００間の撮像信号の伝送を非接触で行ってもよい。また、静止画撮像信号と動画撮像信号を出力する画素は固体撮像素子１０４の全画素であってもよいし、高速動作を行うために、動画撮像信号を出力する画素を固体撮像素子１０４の全画素より少なくしてもよい。

以上、図面を参照して本発明の実施形態について詳述してきたが、具体的な構成は上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、クロック信号、電源、GNDなどのための常時接続する配線としては、フレキシブルプリント基板に限られるものではなく、フラットケーブルや同軸ケーブルなどを用いてもよい。

また、各部材の位置は、発明の趣旨を満たすものであれば、上記実施形態に示した箇所のみに限らないことは言うまでもない。さらに、動画撮像時と静止画撮像時とでは撮像位置関係が異なるので、感度補正などのためのデータをそれぞれ別に持つことが望ましい。

本発明の一実施形態によるデジタルカメラの構成を示す斜視図である。本発明の一実施形態によるデジタルカメラの構成を示す断面図である。本発明の一実施形態によるデジタルカメラの構成を示す断面図である。本発明の一実施形態によるデジタルカメラが備える固体撮像素子の動作を説明するためのタイミングチャートである。

符号の説明

１００・・・第１基板、１０１・・・デジタルカメラ、１０２・・・カメラ本体、１０３・・・撮像光学系、１０４・・・固体撮像素子、１０５・・・撮像装置、２００・・・第２基板、２０４・・・第１接触端子（伝送手段）、２０５・・・第２接触端子（伝送手段）、２０７・・・フレキシブルプリント基板（伝送手段）、２０９・・・制御部（制御手段）

Claims

撮像光学系により結像された被写体像を、２次元状に配列された複数の画素で光電変換することにより生成された撮像信号を出力する撮像素子が配置され、前記撮像光学系の光軸と略垂直な面内で任意の方向に移動可能な第１基板と、
筐体内に固定され、前記撮像信号を処理する信号処理部が配置された第２基板と、
前記第１基板が所定の位置に移動したときに前記第１基板と前記第２基板を電気的に接続し、静止画および動画の前記撮像信号を前記第２基板へ伝送する伝送手段と、
前記伝送手段が前記第１基板と前記第２基板を電気的に接続しているとき、前記第１基板が静止画の前記撮像信号を前記第２基板へ出力する第１モードまたは前記撮像素子が動画を撮像し前記第１基板が動画の前記撮像信号を前記第２基板へ出力する第２モードに動作モードを設定する制御を行う制御手段と、
を有する撮像装置。
前記制御手段はさらに、前記伝送手段が前記第１基板と前記第２基板を電気的に接続しているとき、前記撮像素子から信号が読み出される読出し領域を変更する電子ぶれ補正の制御を行うことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。