JP2011118011A - Imaging apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、撮像装置に関し、特に、像振れ補正手段を利用して撮像装置の姿勢を算出する技術に関する。 The present invention relates to an imaging apparatus, and more particularly to a technique for calculating the attitude of an imaging apparatus using image blur correction means.
近年、レンズからの入射光を電荷結合素子(Charge Coupled Device、以下CCDと略す)などの撮像素子を用いて撮像し、電気信号に変換後、画像として取り出せるようにした撮像装置が広く用いられている。また、レンズ交換式DSC(Digital Still Camera)や固定レンズ式DSCなどの携帯用機器の小型化、高性能化の要求に伴い、撮像装置の主要部品であるレンズ鏡筒の小型化、軽量化、薄型化が一層求められている。 2. Description of the Related Art In recent years, an image pickup apparatus has been widely used in which incident light from a lens is picked up using an image pickup device such as a charge coupled device (hereinafter abbreviated as CCD), converted into an electric signal, and then taken out as an image. Yes. In addition, with the demand for miniaturization and high performance of portable devices such as interchangeable lens DSC (Digital Still Camera) and fixed lens DSC, the lens barrel, which is the main part of the imaging device, has become smaller and lighter. There is a further demand for thinning.
従来、撮影時において、露光中に手振れなどに起因してカメラが被写体に対して振れてしまうことがある。このような場合には、撮影フィルム、CCDなどの撮像素子により構成される撮像面に結像する光学像が、撮像面に対して移動してしまう。そのため撮像画像が振れ、フォーカスがずれたような画像になってしまう。 Conventionally, during shooting, the camera may shake with respect to the subject due to camera shake during exposure. In such a case, an optical image formed on an imaging surface constituted by an imaging element such as a photographing film or a CCD moves with respect to the imaging surface. As a result, the captured image is shaken, resulting in an image that is out of focus.
そこで、手振れなどによるカメラの振れに応じて、撮像レンズを構成する複数のレンズ群の一部のレンズを撮影光軸に対して直交する方向や、回動する方向に移動可能とする光学式の像振れ補正装置を備えた撮像装置が提案されている。これにより、撮像時における光学系の振れ(移動)を抑え、撮像画像が振れないようにすることができる。 Therefore, in accordance with camera shake due to camera shake or the like, an optical type that allows a part of the lenses of the plurality of lens groups constituting the imaging lens to move in a direction orthogonal to the photographing optical axis or in a rotating direction. An imaging apparatus provided with an image shake correction apparatus has been proposed. Thereby, the shake (movement) of the optical system at the time of imaging can be suppressed, and the captured image can be prevented from shaking.
特許文献1には、防振システム内の駆動手段から重力方向の信号を取り出し、重力方向検出を行う検出手段を設け、この検出手段と防振システムの構成部材の一部(像振れ補正光学機構およびその駆動手段)を兼用することにより、カメラの重力方向検出手段を構成するようにした撮像装置が開示されている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228688 provides detection means for extracting a gravity direction signal from a drive means in the image stabilization system and detecting the direction of gravity, and a part of the components of the image detection system and the image stabilization system (image stabilization optical mechanism). In addition, there is disclosed an image pickup apparatus that constitutes a gravitational direction detection unit of a camera by also using a driving unit).
また、特許文献2には、撮像素子を光軸に対し垂直な平面内で移動および回転させることで、レンズ部の光軸に対しずれてかつ振れた映像を補正する補正光学手段としての振動モータ(超音波振動子と移動体)を備え、振動モータに移動力を持たない振動を発生させた状態で、撮像素子が重力方向に移動する移動量を検出する移動量検出手段(位置検出センサ)を備える。そして、移動量検出手段により検出された撮像素子の移動量から撮像装置の姿勢を検出する撮像装置が開示されている。
近年、デジタル一眼カメラなどの高性能化が進み、かつ、多様なアングルで撮影するなど多様な環境下での使用が増加している。このような状況においては、像振れ補正の機能強化のみならず、撮像装置自体の姿勢を検出し補正する機能を備えることが市場における製品優位性を得るための要件となっている。 In recent years, digital single-lens cameras have been improved in performance, and the use in various environments such as shooting at various angles has been increasing. In such a situation, it is a requirement for obtaining a product superiority in the market not only to enhance the function of image blur correction but also to have a function of detecting and correcting the attitude of the imaging apparatus itself.
しかしながら、特許文献1に開示された撮像装置では、撮像装置の姿勢を駆動手段に供給する電流値によって検出しているため、レンズ重量や、レンズを移動させるための推力などのパラメータに大きく影響されていた。そのため、撮像装置の姿勢検出精度のばらつきが大きいという問題があった。
However, in the imaging apparatus disclosed in
また、特許文献2に開示された撮像装置では、撮像素子に重力方向以外の方向に加速度が生じている場合には、単純には重力方向へ移動しない。したがって撮像装置の姿勢判断精度が悪化するという問題があった。
In the imaging device disclosed in
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、像振れ補正のみならず撮像装置の姿勢をより精度よく判断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。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides an imaging apparatus capable of determining not only image blur correction but also the attitude of the imaging apparatus with higher accuracy.
上述した目的を達成するために、本発明は、撮像光軸に沿って複数配置されたレンズ群と、レンズ群によって結像された画像を電気信号に変換する撮像素子と、撮像光軸と直交する面上を移動することで像振れを補正する少なくとも一の像振れ補正レンズと位置検出手段とを有する像振れ補正可動部と、像振れ補正可動部を支持する像振れ補正支持部と、像振れ補正可動部を駆動制御する駆動手段とを有する像振れ補正手段とを備えた撮像装置において、撮像装置は、像振れ補正可動部の加速度を検出する加速度検出手段とを有し、像振れ補正可動部は、駆動制御を停止したときは重力によって移動し、加速度検出手段から出力される像振れ補正可動部の加速度値と加速度値を積分して得られる速度値が所定の範囲になるように像振れ補正可動部を駆動制御した後、像振れ補正可動部の駆動制御を停止することにより、像振れ補正可動部を重力によって移動させ、位置検出手段によって出力される像振れ補正可動部の駆動制御停止前後の位置情報から撮像装置の姿勢を判断する撮像装置である。 In order to achieve the above-described object, the present invention includes a plurality of lens groups arranged along the imaging optical axis, an imaging element that converts an image formed by the lens group into an electrical signal, and an orthogonal to the imaging optical axis. An image blur correction movable unit having at least one image blur correction lens that corrects image blur by moving on the surface to be moved and a position detection unit, an image blur correction support unit that supports the image blur correction movable unit, and an image An image pickup apparatus including an image shake correction unit having a drive unit that drives and controls the shake correction movable unit. The image pickup apparatus includes an acceleration detection unit that detects an acceleration of the image shake correction movable unit, and performs image shake correction. When the drive control is stopped, the movable part moves due to gravity so that the velocity value obtained by integrating the acceleration value and the acceleration value of the image blur correction movable part output from the acceleration detecting means is within a predetermined range. Image blur correction possible After the drive control of the image pickup unit, the image shake correction movable unit is moved by gravity by stopping the drive control of the image shake correction movable unit, and before and after the drive control of the image shake correction movable unit output by the position detection unit is stopped. It is an imaging device that determines the attitude of the imaging device from position information.
また、本発明は、撮像光軸に沿って複数配置されたレンズ群と、レンズ群によって結像された画像を電気信号に変換する撮像素子と、撮像光軸と直交する面上を移動することで像振れを補正する少なくとも一の像振れ補正レンズと位置検出手段とを有する像振れ補正可動部と、像振れ補正可動部を支持する像振れ補正支持部と、像振れ補正可動部を駆動制御する駆動手段とを有する像振れ補正手段とを備えた撮像装置において、撮像装置は、像振れ補正可動部の速度を検出する速度検出手段を有し、像振れ補正可動部は、駆動制御を停止したときは重力によって移動し、速度検出手段から出力される像振れ補正可動部の速度値と速度値を微分して得られる加速度値が所定の範囲になるように像振れ補正可動部を駆動制御した後、像振れ補正可動部の駆動制御を停止することにより、像振れ補正可動部を重力によって移動させ、位置検出手段によって出力される像振れ補正可動部の駆動制御停止前後の位置情報から撮像装置の姿勢を判断する撮像装置である。 The present invention also includes a plurality of lens groups arranged along the imaging optical axis, an imaging element that converts an image formed by the lens group into an electrical signal, and a surface that is orthogonal to the imaging optical axis. The image blur correction movable unit having at least one image blur correction lens that corrects the image blur and the position detection unit, the image blur correction support unit that supports the image blur correction movable unit, and the drive control of the image blur correction movable unit. The image pickup apparatus includes an image shake correction unit having a drive unit that performs speed detection means for detecting a speed of the image shake correction movable unit, and the image shake correction movable unit stops drive control. When the image is moved by gravity, the image blur correction movable part is driven and controlled so that the acceleration value obtained by differentiating the speed value and the speed value of the image blur correction movable part output from the speed detection means is within a predetermined range. Image blur correction after By moving the image shake correction movable part by gravity by stopping the drive control of the image pickup unit, and determining the posture of the imaging device from the position information before and after the drive control stop of the image shake correction movable part output by the position detection unit Device.
また、本発明は、撮像光軸に沿って複数配置されたレンズ群と、レンズ群によって結像された画像を電気信号に変換する撮像素子と、撮像光軸と直交する面上を移動することで像振れを補正する少なくとも一の像振れ補正レンズと位置検出手段とを有する像振れ補正可動部と、像振れ補正可動部を支持する像振れ補正支持部と、像振れ補正可動部を駆動制御する駆動手段とを有する像振れ補正手段とを備えた撮像装置において、撮像装置は、像振れ補正可動部の加速度を検出する加速度検出手段と、像振れ補正可動部の速度を検出する速度検出手段とを有し、像振れ補正可動部は、駆動制御を停止したときは重力によって移動し、加速度検出手段から出力される像振れ補正可動部の加速度値と速度検出手段から出力される像振れ補正可動部の速度値が所定の範囲になるように像振れ補正可動部を駆動制御した後、像振れ補正可動部の駆動制御を停止することにより、像振れ補正可動部を重力によって移動させ、位置検出手段によって出力される像振れ補正可動部の駆動制御停止前後の位置情報から撮像装置の姿勢を判断する撮像装置である。 The present invention also includes a plurality of lens groups arranged along the imaging optical axis, an imaging element that converts an image formed by the lens group into an electrical signal, and a surface that is orthogonal to the imaging optical axis. The image blur correction movable unit having at least one image blur correction lens that corrects the image blur and the position detection unit, the image blur correction support unit that supports the image blur correction movable unit, and the drive control of the image blur correction movable unit. In the image pickup apparatus including the image blur correction unit having the driving unit that performs the above operation, the image pickup device includes an acceleration detection unit that detects the acceleration of the image blur correction movable unit, and a speed detection unit that detects the speed of the image blur correction movable unit. The image blur correction movable part moves by gravity when the drive control is stopped, and the image blur correction movable part acceleration value output from the acceleration detection means and the image blur correction output from the speed detection means Of moving parts After driving and controlling the image blur correction movable part so that the degree value falls within a predetermined range, by stopping the drive control of the image blur correction movable part, the image blur correction movable part is moved by gravity, and the position detection unit This is an image pickup apparatus that determines the posture of the image pickup apparatus from position information before and after stopping the drive control of the image blur correction movable portion that is output.
このような構成によれば、像振れ補正可動部の駆動制御を停止したときには、ほぼ重力のみによって像振れ補正可動部を移動させることができる。また、像振れ補正可動部の駆動制御停止前後での位置情報は、ほぼ重力によってのみ変化する。すなわち、像振れ補正可動部の駆動制御を停止したときには、ほぼ撮像装置の姿勢に依存し、重力によって像振れ補正可動部が移動する。 According to such a configuration, when the drive control of the image blur correction movable portion is stopped, the image blur correction movable portion can be moved almost only by gravity. Further, the position information of the image blur correction movable unit before and after the stop of the drive control is changed only by gravity. That is, when the drive control of the image blur correction movable part is stopped, the image blur correction movable part moves by gravity almost depending on the posture of the imaging apparatus.
したがって、像振れ補正のみならず撮像装置の姿勢をより精度よく判断することができる撮像装置を提供することができる。 Therefore, it is possible to provide an imaging apparatus that can determine not only image blur correction but also the attitude of the imaging apparatus with higher accuracy.
本発明の撮像装置によれば、像振れ補正のみならず撮像装置の姿勢をより精度よく判断することができる。 According to the imaging apparatus of the present invention, not only image blur correction but also the attitude of the imaging apparatus can be determined with higher accuracy.
(実施例)
〔1.撮像装置の構成〕
〔1−1.撮像装置の具体的な構成〕
図1に示すように、撮像装置1は、撮像部2と、本体部3とを備えている。撮像部2は、光軸Aに沿って入射した光束を固定倍率、もしくは変倍自由に撮像素子に導くような光学系を備えている。本体部3は、撮像部2を収納するとともに、撮像部2の制御などを行う。
(Example)
[1. Configuration of imaging device]
[1-1. Specific Configuration of Imaging Device]
As shown in FIG. 1, the
まず、撮像部2の詳しい構成を説明する前に、本体部3の構成について説明を行う。
First, before describing the detailed configuration of the
なお、以下の説明では、撮像装置1の6面を以下のように定義する。
In the following description, six surfaces of the
まず、「前面」は、撮像装置1による撮影時に被写体側を向く面である。「背面」は、前面の反対側の面である。「上面」は、被写体の鉛直方向上下と撮像装置1で撮像される長方形の像(一般には、アスペクト比(長辺対短辺の比)が3:2、4:3、16:9など)の短辺方向上下とが一致する姿勢で撮影を行う場合に、鉛直方向上側に向く面である。「底面」は、上面の反対側の面である。「左側面」は、被写体の鉛直方向上下と撮像装置1で撮像される長方形の像の短辺方向上下とが一致する姿勢で撮影を行う場合に、被写体側から見て左側に位置する面である。「右側面」は、左側面の反対側の面である。なお、以上の定義は、撮像装置1の使用姿勢を限定するものではない。
First, the “front surface” is a surface that faces the subject side when photographing by the
以上の定義によれば、図1は、前面、上面および左側面を示す斜視図ということになる。 According to the above definition, FIG. 1 is a perspective view showing a front surface, a top surface, and a left side surface.
なお、撮像装置1の6面だけでなく、撮像装置1に配置される各構成部材の6面も同様に定義する。すなわち、撮像装置1に配置された状態の各構成部材の6面に対して、上述の定義を適用する。
In addition, not only the six surfaces of the
また、図1に示すように、撮像光軸としての光軸Aに平行なY軸と撮像装置1の正姿勢に対して、水平な方向をX軸、垂直な方向をZ軸とする。さらに、図1に示すように、光軸Aに沿って背面側から前面側に向かう方向がY軸正方向であり、撮像装置1の右側面側から左側面側に向かう方向がX軸正方向であり、これらのX軸とY軸とに直交する直交軸に沿って撮像装置1の底面側から上面側に向かう方向がZ軸正方向となる。
Further, as shown in FIG. 1, with respect to the Y axis parallel to the optical axis A as the imaging optical axis and the normal posture of the
以下、それぞれの図面において、このXYZ座標系を基準として説明を行う。すなわち、それぞれの図面におけるX軸正方向、Y軸正方向、Z軸正方向は、それぞれ同じ方向を示している。 Hereinafter, in each drawing, it demonstrates on the basis of this XYZ coordinate system. That is, the X-axis positive direction, the Y-axis positive direction, and the Z-axis positive direction in each drawing indicate the same direction.
〔1−2.本体部の構成〕
図1〜図3Cに示すように、本体部3は、外装部11、グリップ部12、ストロボ15、シャッターボタン16、操作ダイアル17、画像表示部18、メインコンデンサ20、サブ基板21、電池22、メイン基板23を備えている。外装部11およびグリップ部12は、撮像部2を収納する筐体を構成する。ストロボ15、シャッターボタン16、操作ダイアル17および画像表示部18は、外装部11の表面に配置されている。メインコンデンサ20、サブ基板21、電池22、およびメイン基板23は、外装部11およびグリップ部12から構成される筐体の内部に配置されている。また、本体部3は、メモリカード24を着脱可能である。なお、メモリカード24などの記憶媒体は、本体部3に対して着脱可能である構成に限らず、本体部3内部に固定されていてもよい。
[1-2. Configuration of main unit)
As shown in FIGS. 1 to 3C, the main body 3 includes an
図1に示すように、外装部11は、略直方体形状のハウジングである。外装部11のX軸方向正側には、撮影者が撮影時に把持するためのグリップ部12が外装部11からY軸方向に突出するように配置されている。これにより、外装部11およびグリップ部12は、略L字状の中空の筐体を構成している。また、外装部11の前面には、ストロボ15が配置されている。ストロボ15は、被写体が暗いときなど必要に応じて閃光して被写体を照射し露光の補助を行う。また、外装部11の上面のグリップ部12側には、シャッターボタン16や操作ダイアル17が配置されている。シャッターボタン16は、使用者によるZ軸方向負側への押下操作を受け付ける。操作ダイアル17は、撮影動作の設定など各種設定を行うことができる。
As shown in FIG. 1, the
さらに、図2に示すように、外装部11の背面には、撮像部2により撮影される像を撮影者などに視認させる画像表示部18(視認部)が設けられている。画像表示部18は、例えば、アスペクト比(長辺対短辺の比)が3:2、4:3、16:9などの長方形の外形を有している。
Further, as shown in FIG. 2, an image display unit 18 (viewing unit) that allows a photographer to visually recognize an image captured by the
なお、図1や図2は、図示を明確にするために、外装部11の表面に配置される主な部材のみを描画した。したがって、図1および図2には、説明を行った部材以外の部材が設けられていてもよい。
In FIGS. 1 and 2, only main members arranged on the surface of the
次に、図3A〜図3Cを参照しながら、本体部3の内部構成について説明を行う。 Next, the internal configuration of the main body 3 will be described with reference to FIGS. 3A to 3C.
図3Aに示すように、撮像部2は、被写体に向くレンズ群G1を保持する。
As shown in FIG. 3A, the
さらに、撮像部2のZ軸方向正側には、ストロボ15と、メインコンデンサ20と、サブ基板21とが配置されている。メインコンデンサ20は、後述する電池22からの充電により、ストロボ15に閃光エネルギーを与える。サブ基板21は、後述する電池22からの電力を必要に応じて変圧する。また、ストロボ15の制御を行う。また、グリップ部12の内部のY軸方向正側には、撮像装置1を動作させるため電源としての電池22が配置されている。
Further, a
さらに、図3Bおよび図3Cに示すように、撮像部2のY軸方向負側には、メイン基板23が配置されている。メイン基板23には、撮像部2からの画像信号を処理する画像処理回路や、撮像部2を制御するための制御回路などが実装されている。また、電池22のY軸方向負側には、メモリカードスロットに装着されたメモリカード24が配置されている。メモリカード24は、撮像部2からの画像信号を記録する。
Further, as shown in FIGS. 3B and 3C, the
なお、図3Aおよび図3Bに示すように、撮像部2は、そのZ軸方向幅(Wz)がY軸方向幅(Wy)よりも大きく形成されている。
As shown in FIGS. 3A and 3B, the
〔1−3.撮像部の具体的な構成〕
図4および図5に示すように、撮像部2は、レンズ鏡筒31と、モータユニット32と、マスターフランジ33とを備えている。レンズ鏡筒31は、光学系を有する。モータユニット32は、レンズ鏡筒31を駆動するズームモータ36を有する。マスターフランジ33は、レンズ鏡筒31を通過した光束を受光する撮像素子であるCCD37を有する。
[1-3. Specific configuration of imaging unit]
As shown in FIGS. 4 and 5, the
モータユニット32は、例えば、DCモータなどのズームモータ36と、FPC(フレキシブルプリント基板)39と、フォトセンサ(図示せず)とを備えている。FPC39は、ズームモータ36をメイン基板(図示せず)に電気的に接続することができる。フォトセンサは、ズームモータ36のモータ回転数の計測を通して、レンズ鏡筒31におけるレンズの原点からの位置を計測することができる。ズームモータ36は、レンズ鏡筒31を駆動し、光学系を広角端と望遠端との間で移動させる。これにより、レンズ鏡筒31が備える光学系は、CCD37における光束の結像倍率を変化させるズームレンズ系として動作する。
The
マスターフランジ33は、CCD37と、CCD板金38と、FPC39とを備えている。CCD37は、レンズ鏡筒31を通過した光束を受光し、電気的な信号に変換することができる。CCD板金38は、CCD37をレンズ鏡筒31に固定することができる。FPC39は、CCD37をメイン基板(図示せず)に電気的に接続することができる。
The
〔2.レンズ鏡筒の構成〕
〔2−1.レンズ鏡筒の具体的な構成〕
図6に示すように、レンズ鏡筒31は、1群枠ユニット41と、2群枠ユニット42と、中枠43と、3群枠ユニット44と、4群枠ユニット45とを備えている。1群枠ユニット41は、第1レンズ群G1を保持する。2群枠ユニット42は、第2レンズ群G2を保持する。3群枠ユニット44は、第3レンズ群G3、露光調整部材、シャッターおよび後述する像振れ補正手段400を保持する。4群枠ユニット45は、第4レンズ群G4を保持する。1群枠ユニット41と、2群枠ユニット42と、中枠43と、3群枠ユニット44と、4群枠ユニット45とは、中枠43に設けられたフォーカスモータ35、およびマスターフランジ33に設けられたズームモータ36の動作により、中枠43とカム枠46とに設けられたカム溝の協調動作により、変倍、および合焦動作を行うことができるように構成されている。
[2. Lens barrel configuration)
[2-1. Specific configuration of lens barrel]
As shown in FIG. 6, the
〔2−2.像振れ補正手段の構成〕
図7Aおよび図7Bに示すように、像振れ補正手段400は、像振れ補正可動部402と像振れ補正支持部としての保持部材408とを備えている。像振れ補正可動部402は、補正レンズ保持部材405と、電気基板406とを備えている。補正レンズ保持部材405は、像振れ補正レンズ404を保持する。電気基板406は、補正レンズ保持部材405に固定されている。保持部材408は、補正レンズ保持部材405をヨーイング方向(X軸方向)に直線的に駆動可能に支持する。また、保持部材408は、補正レンズ保持部材405をピッチング方向(Z軸方向)に直線的に駆動可能に支持する。したがって、像振れ補正可動部402は、光軸Aと直交する面上を移動する。
[2-2. Configuration of image blur correction unit]
As shown in FIGS. 7A and 7B, the image
また、ヨーイング方向への駆動手段としての電磁アクチュエータ413は、磁性材料からなるヨーク462dと、マグネット462cと、コイル406aと、磁性材料からなる対向ヨーク462gとから構成されている。ここで、対向ヨーク462gは、コイル406aと対向する位置に配置されている。ヨーク462dは、保持部材408に固定されている。マグネット462cは、ヨーク462dに固定され、X軸方向に2極着磁されている。コイル406aは、マグネット462cと、補正レンズ保持部材405に固定されている。コイル406aに通電することにより、ヨーイング方向の電磁力が発生する。
Further, the
また、ピッチング方向への駆動手段としての電磁アクチュエータ412は、磁性材料からなるヨーク462fと、マグネット462eと、コイル406bと、磁性材料からなる対向ヨーク462hとから構成されている。ここで、対向ヨーク462hは、コイル406bと対向する位置に配置されている。ヨーク462fは、保持部材408に固定されている。マグネット462eは、ヨーク462fに固定され、Z軸方向に2極着磁されている。コイル406bは、補正レンズ保持部材405に固定されている。コイル406bに通電することにより、ピッチング方向の電磁力が発生する。
The
コイル406bのX軸方向正側には、マグネット462eの磁束を検知し、像振れ補正可動部402のZ軸方向位置検出手段としてのホール素子406dが配置されている。ホール素子406dは、マグネット462eを電磁アクチュエータ412と共有している。
On the positive side in the X-axis direction of the
同様に、コイル406aのZ軸方向正側には、マグネット462cの磁束を検知し、像振れ補正可動部402のX軸方向位置検出手段としてのホール素子406cが配置されている。ホール素子406cは、マグネット462cを電磁アクチュエータ413と共有している。
Similarly, on the positive side in the Z-axis direction of the
〔2−3.像振れ補正手段の動作原理〕
図8Aおよび図8Bの像振れ補正手段400の一部(電磁アクチュエータ413)の上面図を用いて、像振れ補正手段400の動作原理を説明する。
[2-3. Operation principle of image blur correction means]
The operation principle of the image
図8Aに示すようにコイル406a(補正レンズ保持部材405、電気基板406および対向ヨーク462gは図示しない)に時計回りの電流(黒矢印)を流した場合、フレミングの左手の法則によって、コイル406a、すなわち像振れ補正可動部402は紙面右方向に駆動される。当然ながら、駆動力は電流の大きさによって変動する。
As shown in FIG. 8A, when a clockwise current (black arrow) is applied to the
図8Bに示すように、コイル406aに反時計回りの電流を流した場合、コイル406a、すなわち手振れ補正手段は、紙面左方向に駆動される。このように、コイル406aに流す電流の方向および大きさを変えることにより、像振れ補正可動部402を所望の位置に駆動させることができる。
As shown in FIG. 8B, when a counterclockwise current is passed through the
〔3.撮像装置の動作について〕
〔3−1.撮像装置のブロック図〕
図9のブロック図を用いて撮像装置1の動作概要を説明する。図1〜図8Bと重複する構成については、適宜その説明を省略する。まず、シャッターボタン16(図1参照)などを有する操作部516から、所定の信号がCPU514に送られることにより、撮像装置1の動作が始まる。
[3. Regarding the operation of the imaging device)
[3-1. (Block diagram of imaging device)
An outline of the operation of the
撮像時には、レンズ部500および像振れ補正手段400を経た光束はCCD37に結像される。CCD37に入射した光束は電気信号に変換され、信号処理部506に送られる。信号処理部506からエンコーダ508に送られた信号は、エンコーダ508によってビデオ信号に変換される。変換されたビデオ信号は液晶パネルなどの表示部510に送られ、撮像された画像を表示する。また、像振れ補正手段400の位置検出手段502が出力した信号はCPU514に送られ、CPU514によって像振れ補正可動部402(図7A、図7B参照)の位置情報が算出される。位置情報はCPU514から制御信号としてドライバ512へ送られる。さらに、制御信号がドライバ512から像振れ補正手段400の駆動手段504に送られる。像振れが発生していたときは、像振れ補正可動部402(図7A、図7B参照)が駆動手段504によって所定の位置に駆動され像振れが補正される。
At the time of imaging, the light beam that has passed through the
〔3−2.撮像装置の動作フローチャート〕
図10のフローチャートおよび図1、図7A、図7B、図9を用いて撮像装置の動作を説明する。
[3-2. (Operation flowchart of imaging apparatus)
The operation of the imaging apparatus will be described with reference to the flowchart of FIG. 10 and FIGS. 1, 7A, 7B, and 9.
S101では、撮像のための準備として、ズームやフォーカス、露出、シャッタースピードや像振れ補正などの設定が、自動またはマニュアル操作によって行われる。一般的に、ズームの設定はマニュアル操作で行われる。また、フォーカスおよび露出、シャッタースピードの設定は自動またはマニュアル操作によって行われる。なお、像振れ補正については、一般的に自動で行われる。 In S101, as preparation for imaging, settings such as zoom, focus, exposure, shutter speed, and image blur correction are performed automatically or manually. In general, the zoom setting is performed manually. The focus, exposure, and shutter speed are set automatically or manually. Note that image blur correction is generally performed automatically.
S102では、ユーザーが撮像装置1のシャッターボタン16を押すことにより、撮像装置1内部のCPU514が撮像開始と判断し、S103へと進む。
In S102, when the user presses the
S103では、S101で設定されたズームやフォーカス、露出、シャッタースピードや像振れ補正などの条件に基づき、画像が撮像素子上に結像される。続いて撮像素子によって画像が電気信号に変換される。 In S103, an image is formed on the image sensor based on the zoom, focus, exposure, shutter speed, and image blur correction conditions set in S101. Subsequently, the image is converted into an electric signal by the image sensor.
S104では、撮像が行われた後、撮像された画像が表示部510にプレビュー表示される。また、姿勢検出への準備として、像振れ補正可動部402の位置情報が検出される。さらに、CPU514によって像振れ補正可動部402の駆動速度および加速度が演算される。
In step S <b> 104, after the image is captured, the captured image is previewed on the
像振れ補正可動部402の位置情報を検出するためには、ホール素子406c,406dなどの位置検出手段502を用いる方法や、速度センサを用いてその出力を積分処理する方法などがある。また、像振れ補正可動部402の速度情報の演算には、速度センサを用いる方法や、ホール素子406c,406dなどの位置検出素子の出力を微分処理する方法、加速度センサ出力を積分処理する方法などがある。さらに、像振れ補正手段400の加速度情報の演算には、加速度センサを用いる方法や、速度センサ出力を微分処理する方法などがある。
In order to detect the position information of the image blur correction
本実施例においては、ホール素子406c,406dによって位置情報を検出している。また、電磁アクチュエータ412,413に印加する電圧の変動から加速度を算出し、加速度を積分処理する方法で速度を算出している。
In this embodiment, the position information is detected by the
なお、S104では、撮像された画像の代わりに、ユーザーがシャッターボタン16を押した瞬間の画像(撮像直前の画像)などをプレビュー表示してもよい。 Note that in S104, instead of the captured image, an image at the moment when the user presses the shutter button 16 (image immediately before imaging) or the like may be displayed as a preview.
S105では、像振れ補正可動部402の速度、加速度が所定の範囲内になっているかどうかを判定する。所定の範囲内の定義は、後で説明する。像振れ補正可動部402の速度、加速度が所定の範囲内になっていればS107へと進み、そうでない場合はS106へと進む。
In S105, it is determined whether or not the speed and acceleration of the image blur correction
S106では、像振れ補正可動部402の速度、加速度が所定の範囲内になるよう、像振れ補正可動部402を駆動制御する。さらに、像振れ補正可動部402の駆動制御を継続しながらS105へと戻る。
In S106, the image blur correction
S107では、像振れ補正手段400への電圧印加をオフにする。ここで、像振れ補正可動部402の速度、加速度が所定の範囲内であるので、像振れ補正可動部402が、ほぼ重力のみによって移動可能な状態となる。
In S107, voltage application to the image
S108では、像振れ補正可動部402が重力によって、重力の方向および像振れ補正手段400の構成によって決まる一定の方向へ移動する。また、像振れ補正可動部402が移動している間、表示部510にはプレビュー画像が表示されている。
In S <b> 108, the image blur correction
撮像装置1全体の光軸と像振れ補正手段400の光軸が同じ方向の撮像装置1においては、ユーザーが、撮像装置1を、撮像装置1の光軸を重力方向に対して直交する方向で使用した場合には、像振れ補正可動部402は、重力方向に移動する。一方、ユーザーが撮像装置1を、撮像装置1の光軸を重力方向に対して直交する方向以外であり、重力方向と同一でない方向で使用した場合には、像振れ補正可動部402は、重力方向の加速度ベクトルを像振れ補正可動部402の動作平面に投影した方向に移動する。さらに、ユーザーが、撮像装置1の光軸を重力方向と同一方向で使用した場合には、像振れ補正可動部402は移動しない。
In the
S109では、像振れ補正可動部402の移動方向を演算する。像振れ補正手段400への電圧印加をオフにしたときの像振れ補正可動部402の位置と、重力によって移動した後の像振れ補正可動部402の位置との差分から、像振れ補正可動部402の移動方向を演算する。演算が終了した後、S110およびS112へと進む。
In S109, the moving direction of the image blur correction
S110では、像振れ補正可動部402が所定の範囲内に戻るよう、駆動制御を行う。
In S110, drive control is performed so that the image blur correction
S111では、像振れ補正可動部402の位置が所定の範囲内であるかどうかを判定する。所定の範囲内であればS114へと進み、そうでなければS110へと戻る。
In S111, it is determined whether the position of the image blur correction
S112では、S109での演算結果より、撮像装置1の姿勢を判断する。
In S112, the attitude of the
S113では、S112で判断された撮像装置1の姿勢の情報を、撮像装置1内の記録領域に出力する。出力された姿勢情報は、撮像された画像情報に付加されて記録される。ここでは姿勢情報に応じて、撮像された画像を回転させて記録してもよい。
In S113, the orientation information of the
S114では、像振れ補正可動部402の位置が所定の範囲内であること、およびS113での処理が終了したことを確認後、表示部510のプレビュー画像表示を解除して通常の撮像画面に戻す。
In S114, after confirming that the position of the image blur correction
〔3−3.像振れ補正手段の動作概要〕
図11A〜図11Cを用いて、像振れ補正可動部402の動作概要を説明する。
[3-3. Outline of image blur correction unit operation)
An outline of the operation of the image blur correction
図11Aは、ユーザーがシャッターボタン16(図1参照)を押した瞬間を示したものである。ユーザーがシャッターボタン16(図1参照)を押した瞬間、像振れ補正可動部402は、像振れ補正のために、駆動制御範囲のいずれかの位置に、速度s0および加速度a0をもって存在する。
FIG. 11A shows the moment when the user presses the shutter button 16 (see FIG. 1). At the moment when the user presses the shutter button 16 (see FIG. 1), the image blur correction
図11Bは、像振れ補正可動部402の速度s1、加速度a1が所定の範囲内に収まるよう、像振れ補正可動部402を制御する例を示したものである。
FIG. 11B shows an example of controlling the image blur correction
ここで、像振れ補正可動部402の速度および加速度の制御の必要性について説明する。
Here, the necessity of controlling the speed and acceleration of the image blur correction
像振れ補正可動部402の速度は、所定の範囲内に制御される。これは、像振れ補正手段400への電圧印加をオフした瞬間、像振れ補正可動部402に残存する速度s0によって、像振れ補正可動部402が本来重力によって移動するはずの方向と異なる方向へ移動することを防ぐためである。
The speed of the image blur correction
所定の範囲内とは、撮像装置1の設定によって異なるが、速度s1による像振れ補正可動部402の移動量が、重力による移動量に比べて無視できる程度の範囲内のことをいう。より好ましくは、速度s1は、ほぼ0に制御される。
The term “within a predetermined range” means that the amount of movement of the image blur correction
像振れ補正可動部402の加速度は、所定の範囲内に制御される。これは、像振れ補正手段400への電圧印加をオフした瞬間、像振れ補正可動部402に残存する加速度a0によって、像振れ補正可動部402が本来重力によって移動するはずの方向と異なる方向へ移動することを防ぐためである。
The acceleration of the image blur correction
所定の範囲内とは、撮像装置1の設定によって異なるが、加速度a1が重力加速度に比べて無視できる程度の範囲内のことをいう。より好ましくは、加速度a1は、ほぼ0に制御される。
The term “within a predetermined range” means that the acceleration a1 is within a range that can be ignored as compared with the gravitational acceleration, although it varies depending on the setting of the
図11Cは、像振れ補正可動部402が重力によって移動した例を示したものである。図面中の白抜き矢印で示した、像振れ補正可動部402の移動方向を演算することにより、撮像装置1の姿勢を検出することができる。
FIG. 11C shows an example in which the image blur correction
なお、像振れ補正可動部402の移動方向に加えて移動量を演算することにより、撮像装置1の姿勢をより精度よく検出することができる。また、像振れ補正可動部402の、姿勢検出準備中の速度s0および加速度a0が十分小さく所定の範囲内にあるときは図11Bの動作を省略できる。
Note that by calculating the movement amount in addition to the movement direction of the image blur correction
〔4.まとめ〕
本実施の形態の撮像装置1は、撮像光軸に沿って複数配置されたレンズ群G1,G2,G3,G4と、レンズ群G1,G2,G3,G4によって結像された画像を電気信号に変換するCCD37と、撮像光軸としての光軸Aと直交する面上を移動することで像振れを補正する少なくとも一の像振れ補正レンズ404とホール素子406c,406dとを有する像振れ補正可動部402と、像振れ補正可動部402を支持する保持部材408と、像振れ補正可動部402を駆動制御する電磁アクチュエータ412,413とを有する像振れ補正手段400とを備えた撮像装置1において、撮像装置1は、像振れ補正可動部402の加速度を検出する加速度検出手段を有し、像振れ補正可動部402は、駆動制御を停止したときは重力によって移動し、加速度検出手段から出力される像振れ補正可動部402の加速度値と加速度値を積分して得られる速度値が所定の範囲になるように像振れ補正可動部402を駆動制御した後、像振れ補正可動部402の駆動制御を停止することにより、像振れ補正可動部402を重力によって移動させ、ホール素子406c,406dによって出力される像振れ補正可動部402の駆動制御停止前後の位置情報から撮像装置1の姿勢を判断する撮像装置1である。
[4. (Summary)
The
このような構成によれば、像振れ補正可動部402の駆動制御を停止したときには、ほぼ重力のみによって像振れ補正可動部402を移動させることができる。また、像振れ補正可動部402の駆動制御停止前後での位置情報は、ほぼ重力によってのみ変化する。すなわち、像振れ補正可動部402の駆動制御を停止したときには、ほぼ撮像装置1の姿勢に依存し、重力によって像振れ補正可動部402が移動する。
According to such a configuration, when the drive control of the image blur correction
したがって、像振れ補正のみならず撮像装置1の姿勢をより精度よく検出することができる。
Therefore, it is possible to detect not only image blur correction but also the posture of the
〔5.他の実施の形態〕
本発明の実施の形態として、一実施例を説明した。しかし、本発明は、これには限られない。そこで本発明の他の実施の形態を以下にまとめて説明する。なお、本発明は、これらには限定されず、適宜修正された他の実施の形態に対しても適用可能である。
[5. Other Embodiments]
One embodiment has been described as an embodiment of the present invention. However, the present invention is not limited to this. Therefore, another embodiment of the present invention will be described below. In addition, this invention is not limited to these, It is applicable also to other embodiment modified suitably.
本実施例において、像振れ補正可動部402の加速度検出手段から出力される加速度を積分して、速度を算出したが、本発明はこれには限られない。
In the present embodiment, the velocity is calculated by integrating the acceleration output from the acceleration detecting means of the image blur correction
撮像装置1に速度センサなどの速度検出手段を配置し、速度検出手段によって検出した速度を微分することによって加速度を算出することもできる。
It is also possible to calculate acceleration by arranging speed detection means such as a speed sensor in the
また、撮像装置1に、加速度センサなどの加速度検出手段および速度センサなどの速度検出手段を配置し、それぞれに加速度および速度を検出してもよい。この構成によれば、より精度よく像振れ補正可動部402の加速度および速度を検出することができる。よって像振れ補正可動部402の駆動制御停止前の状態をより安定させることができる。したがって、より精度よく撮像装置1の姿勢判断をすることができる。
Further, the
本実施例において、像振れ補正可動部402の駆動制御停止前に、速度および加速度が所定の範囲になるように制御したが、本発明はこれには限られない。さらに、像振れ補正可動部402の位置を、原点近傍である駆動制御範囲の中心近傍に駆動制御させてもよい。この構成によれば、重力による像振れ補正可動部402の移動量を十分に確保することができる。したがって、より精度よく撮像装置1の姿勢判断をすることができる。
In this embodiment, the speed and acceleration are controlled to be within a predetermined range before the drive control of the image blur correction
また、本実施例においては、CCD37に光軸を曲げることなく直線で入射する光学系において説明を行っているが、光学系は屈曲光学系でもよい。すなわち、像振れ補正手段400の光軸が、撮像装置1の光軸と異なる方向の構成である場合は、あらかじめ像振れ補正可動部402の移動方向の計算式を補正しておくことにより、撮像装置1の姿勢を判断することができる。
In the present embodiment, the description has been given of the optical system that enters the
また、本実施例においては、アクチュエータとして電磁アクチュエータを用いて説明したが、アクチュエータの構成は、電磁アクチュエータに限るものではなく、圧電素子の振動などを用いたアクチュエータ、ステッピングモータなどのモータなどで構成することができる。 In this embodiment, the electromagnetic actuator is used as the actuator. However, the configuration of the actuator is not limited to the electromagnetic actuator, and includes an actuator using vibration of a piezoelectric element, a motor such as a stepping motor, and the like. can do.
本発明の撮像装置によれば、像振れ補正のみならず撮像装置の姿勢をより精度よく判断できる。したがって、デジタルスチルカメラなどに広く有用である。 According to the imaging apparatus of the present invention, not only image blur correction but also the attitude of the imaging apparatus can be determined with higher accuracy. Therefore, it is widely useful for digital still cameras and the like.
1 撮像装置
2 撮像部
3 本体部
11 外装部
12 グリップ部
15 ストロボ
16 シャッターボタン
17 操作ダイアル
18 画像表示部
20 メインコンデンサ
21 サブ基板
22 電池
23 メイン基板
24 メモリカード
31 レンズ鏡筒
32 モータユニット
33 マスターフランジ
35 フォーカスモータ
36 ズームモータ
37 CCD
38 CCD板金
39 FPC
41 1群枠ユニット
42 2群枠ユニット
43 中枠
44 3群枠ユニット
45 4群枠ユニット
46 カム枠
400 像振れ補正手段
402 像振れ補正可動部
404 像振れ補正レンズ
405 補正レンズ保持部材
406 電気基板
406a,406b コイル
406c,406d ホール素子
408 保持部材
412,413 電磁アクチュエータ
462c,462e マグネット
462d,462f ヨーク
462g,462h 対向ヨーク
500 レンズ部
502 位置検出手段
504 駆動手段
506 信号処理部
508 エンコーダ
510 表示部
512 ドライバ
514 CPU
516 操作部
DESCRIPTION OF
38
41 1st
516 Operation unit
Claims (4)
前記レンズ群によって結像された画像を電気信号に変換する撮像素子と、
前記撮像光軸と直交する面上を移動することで像振れを補正する少なくとも一の像振れ補正レンズと位置検出手段とを有する像振れ補正可動部と、前記像振れ補正可動部を支持する像振れ補正支持部と、前記像振れ補正可動部を駆動制御する駆動手段とを有する像振れ補正手段とを備えた撮像装置において、
前記撮像装置は、前記像振れ補正可動部の加速度を検出する加速度検出手段を有し、
前記像振れ補正可動部は、駆動制御を停止したときは重力によって移動し、
前記加速度検出手段から出力される前記像振れ補正可動部の加速度値と加速度値を積分して得られる速度値が所定の範囲になるように前記像振れ補正可動部を駆動制御した後、前記像振れ補正可動部の駆動制御を停止することにより、前記像振れ補正可動部を重力によって移動させ、前記位置検出手段によって出力される前記像振れ補正可動部の駆動制御停止前後の位置情報から前記撮像装置の姿勢を判断する撮像装置。 A plurality of lens groups arranged along the imaging optical axis;
An image sensor that converts an image formed by the lens group into an electrical signal;
An image blur correction movable unit having at least one image blur correction lens that corrects image blur by moving on a plane orthogonal to the imaging optical axis and a position detection unit, and an image that supports the image blur correction movable unit In an imaging apparatus including a shake correction support unit and an image shake correction unit having a drive unit that drives and controls the image shake correction movable unit,
The imaging apparatus includes an acceleration detection unit that detects acceleration of the image shake correction movable unit,
The image blur correction movable unit moves by gravity when driving control is stopped,
The image blur correction movable unit is driven and controlled so that the velocity value obtained by integrating the acceleration value and the acceleration value of the image blur correction movable unit output from the acceleration detection unit is within a predetermined range, and then the image By stopping the drive control of the shake correction movable part, the image shake correction movable part is moved by gravity, and the imaging is performed from the position information before and after the drive control stop of the image shake correction movable part output by the position detection unit. An imaging device that determines the attitude of the device.
前記レンズ群によって結像された画像を電気信号に変換する撮像素子と、
前記撮像光軸と直交する面上を移動することで像振れを補正する少なくとも一の像振れ補正レンズと位置検出手段とを有する像振れ補正可動部と、前記像振れ補正可動部を支持する像振れ補正支持部と、前記像振れ補正可動部を駆動制御する駆動手段とを有する像振れ補正手段とを備えた撮像装置において、
前記撮像装置は、前記像振れ補正可動部の速度を検出する速度検出手段を有し、
前記像振れ補正可動部は、駆動制御を停止したときは重力によって移動し、
前記速度検出手段から出力される前記像振れ補正可動部の速度値と速度値を微分して得られる加速度値が所定の範囲になるように前記像振れ補正可動部を駆動制御した後、前記像振れ補正可動部の駆動制御を停止することにより、前記像振れ補正可動部を重力によって移動させ、前記位置検出手段によって出力される前記像振れ補正可動部の駆動制御停止前後の位置情報から前記撮像装置の姿勢を判断する撮像装置。 A plurality of lens groups arranged along the imaging optical axis;
An image sensor that converts an image formed by the lens group into an electrical signal;
An image blur correction movable unit having at least one image blur correction lens that corrects image blur by moving on a plane orthogonal to the imaging optical axis and a position detection unit, and an image that supports the image blur correction movable unit In an imaging apparatus including a shake correction support unit and an image shake correction unit having a drive unit that drives and controls the image shake correction movable unit,
The imaging apparatus has speed detection means for detecting the speed of the image shake correction movable unit,
The image blur correction movable unit moves by gravity when driving control is stopped,
After driving and controlling the image blur correction movable unit so that an acceleration value obtained by differentiating the speed value and the speed value of the image blur correction movable unit output from the speed detection unit is within a predetermined range, the image By stopping the drive control of the shake correction movable part, the image shake correction movable part is moved by gravity, and the imaging is performed from the position information before and after the drive control stop of the image shake correction movable part output by the position detection unit. An imaging device that determines the attitude of the device.
前記レンズ群によって結像された画像を電気信号に変換する撮像素子と、
前記撮像光軸と直交する面上を移動することで像振れを補正する少なくとも一の像振れ補正レンズと位置検出手段とを有する像振れ補正可動部と、前記像振れ補正可動部を支持する像振れ補正支持部と、前記像振れ補正可動部を駆動制御する駆動手段とを有する像振れ補正手段とを備えた撮像装置において、
前記撮像装置は、前記像振れ補正可動部の加速度を検出する加速度検出手段と、
前記像振れ補正可動部の速度を検出する速度検出手段とを有し、
前記像振れ補正可動部は、駆動制御を停止したときは重力によって移動し、
前記加速度検出手段から出力される前記像振れ補正可動部の加速度値と前記速度検出手段から出力される前記像振れ補正可動部の速度値が所定の範囲になるように前記像振れ補正可動部を駆動制御した後、前記像振れ補正可動部の駆動制御を停止することにより、前記像振れ補正可動部を重力によって移動させ、前記位置検出手段によって出力される前記像振れ補正可動部の駆動制御停止前後の位置情報から前記撮像装置の姿勢を判断する撮像装置。 A plurality of lens groups arranged along the imaging optical axis;
An image sensor that converts an image formed by the lens group into an electrical signal;
An image blur correction movable unit having at least one image blur correction lens that corrects image blur by moving on a plane orthogonal to the imaging optical axis and a position detection unit, and an image that supports the image blur correction movable unit In an imaging apparatus including a shake correction support unit and an image shake correction unit having a drive unit that drives and controls the image shake correction movable unit,
The imaging apparatus includes acceleration detection means for detecting an acceleration of the image shake correction movable unit,
Speed detecting means for detecting the speed of the image blur correction movable part,
The image blur correction movable unit moves by gravity when driving control is stopped,
The image blur correction movable portion is adjusted so that the acceleration value of the image blur correction movable portion output from the acceleration detection means and the velocity value of the image blur correction movable portion output from the speed detection means are within a predetermined range. After the drive control, by stopping the drive control of the image shake correction movable part, the image shake correction movable part is moved by gravity, and the drive control stop of the image shake correction movable part output by the position detecting means is stopped. An imaging apparatus that determines an attitude of the imaging apparatus from front and rear position information.
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