JP2012063727A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単かつ少ない負荷でゴーストなどの異常画像の発生を抑制すること
【解決手段】補正レンズユニット１４のアクチュエータを駆動させ、補正レンズ１４ｃを撮影光学系の光軸と直交する方向に移動することによって像ブレ補正を行うカメラにおいて、ゴースト画像検出手段２６が画像にゴースト画像を検出した場合に、補正制御部２１はゴースト画像が軽減されるように補正レンズユニット１４を撮影光学系の光軸と直交する方向に移動させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ゴーストなどの異常画像の発生を抑制する撮像装置に関する。

撮像装置に用いられるレンズ鏡筒では、絞りやレンズ保持部といった、内部構造物の一部が光路に接している。そのため特定の撮影条件、特に主被写体の後方に強力な光源のある逆光状態では、有効光路ぎりぎりとなる角度に光源が来ることで、有効光路を制限する内部構造物での全反射が発生する。そして、全反射による結像性能を阻害するフレアやゴーストなど異常画像が発生することが避けられない。

そこで、鏡筒内部において有効光路を制限する内部構造物の全反射を軽減するため、特許文献１のようなゴースト等の異常画像が目立たないようにする制御が提案されている。

特開２００８−３５３２４号公報

特許文献１では、画像処理によってゴーストを除去しているためにＣＰＵ（ひいては回路システム全体）の負荷の増加、消費電力の増加が発生する。

本発明は、簡単かつ少ない負荷でゴーストなどの異常画像の発生を抑制することのできる撮像装置を提供することを例示的な目的とする。

本発明の撮像装置は、撮影光学系によって結像した光学像の像ブレを補正する補正部材と、前記補正部材を保持し、前記撮影光学系の光軸と直交する方向に移動可能な保持部材と、前記保持部材を駆動する駆動手段と、前記撮影光学系が撮影した光学像を光電変換することによって得られる画像にゴースト画像を検出するゴースト画像検出手段と、前記ゴースト画像検出手段が前記ゴースト画像を検出した場合に前記ゴースト画像が軽減されるように前記補正レンズを前記撮影光学系の光軸と直交する方向に移動させるよう、前記駆動手段を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、簡単かつ少ない負荷でゴーストなどの異常画像の発生を抑制することができる撮像装置を提供することができる。

本実施例に係るデジタルカメラの撮影不能状態と撮影可能状態での外観斜視図である。 本実施例に係るデジタルカメラのブロック図である。 図１に示す補正レンズユニットの光軸に直交する平面に関する断面図である。 図１に示すレンズ鏡筒の断面図である。

以下、本発明の実施例について、図１〜４を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明を実施した撮像装置としてのデジタルカメラを説明する外観斜視図であって、あわせて本実施例のデジタルカメラの２つの状態を説明する説明図である。

カメラ本体１は、複数のレンズ群から成るレンズ鏡筒２、ストロボ３がある。また、本発明に係るデジタルカメラの電源のＯＮ又はＯＦＦ機能を持つ電源ボタン４、半押しで撮影準備動作及び全押しで撮影動作開始を指示するためのレリーズボタン５、画角を変更して構図を決めるためのズームボタン６が配置されている。レリーズボタン５は２段スイッチであり、１段目を押すとＳＷ１の信号、２段目を押すとＳＷ２の信号を発生し、ＳＷ１で撮影準備を行い、ＳＷ２が押されて撮影が完了する。撮影時に暗い場合は自動、または撮影者が任意でストロボ３を発光させる。また、背面は不図示ではあるが、表示部や各種の設定を行うボタンを有している。

図１（ａ）は撮影不能状態の一例であり、電源オフ状態を示している。この状態ではレンズ鏡筒２は沈胴状態（第１の状態）となっている。図１（ｂ）は撮影可能状態の一例であり、電源オン状態を示している。この状態ではレンズ鏡筒２は繰り出し状態（第２の状態）となり、レンズユニット（後述）が露出されて撮影可能となる。

図２は、デジタルスチルカメラなどの撮像装置のブロック図である。なお、本実施例は、レンズ鏡筒２がカメラ本体１に一体型の撮像装置であるが、本発明はレンズ鏡筒がカメラ本体に着脱可能（交換可能）に構成されていてもよい。

レンズ鏡筒２の撮影光学系は、フォーカスレンズユニット９、補正レンズユニット１４、ズームレンズユニット（変倍レンズユニット）２９などを含む複数のレンズ群を有し、撮像素子８に被写体の光学像を形成する。フォーカスレンズユニット９は、焦点調節の際に前記撮影光学系の光軸Ｌ方向に移動される不図示のフォーカスレンズとフォーカスレンズを保持するレンズ保持枠を有する。補正レンズユニット１４は、手振れ補正（像ブレ補正）の際に光軸Ｌに直交する方向に移動される補正部材としての不図示の補正レンズと、補正レンズを保持する補正手段としての保持枠（保持手段）、及び補正レンズを移動させる駆動手段を有する。なお、補正レンズユニット１４の詳細な構成は、後に図２を用いて説明する。ズームレンズユニット２９は、ズーミング（変倍）の際に光軸Ｌ方向に移動される不図示のズームレンズ（変倍レンズ）を有する。 カメラ本体１は、撮像素子（イメージセンサ）８を有する。撮像素子８は、撮影光学系が形成した光学像を光電変換して画像信号を生成し、ＣＣＤやＣＭＯＳから構成される。

また、カメラ本体１はレンズ鏡筒２を含めてデジタルカメラを制御する制御系として、補正制御部２１、フォーカス制御部２３、ズーム制御部（変倍制御部）２４、信号処理部２５、ゴースト画像検出手段２６、姿勢検出手段２７、システム制御部２８を有する。

補正制御部２１は、補正レンズユニット１４の補正レンズを光軸に直交する方向に移動して防振を制御する。フォーカス制御部２３は、焦点調節時にフォーカスレンズユニット９を光軸方向に移動させる。ズーム制御部２４は、変倍時に不図示のアクチュエータを駆動してズームレンズユニット２９を光軸方向に移動させる。信号処理部２５は、撮像素子８が出力した画像信号に各種の処理を施し、ゴースト画像検出手段２６とシステム制御部２８に出力する。

また、姿勢検出手段２７は、不図示の姿勢検出センサや加速度センサなどを使用して撮像装置の姿勢を検出する。システム制御部２８は、撮像装置全体の動作を制御する制御手段として機能し、マイクロコンピュータから構成されている。

図３は、撮影光学系の光軸に直交する平面に関する補正レンズユニット１４の断面図である。 補正レンズ１４ｃを保持するレンズ保持枠１７（保持部材）は、ベース１５上で光軸に直交する方向に移動可能に取り付けられている。具体的には、レンズ保持枠１７とベース１５とで転動ボールを挟持し、バネによる付勢力もしくマグネットによる磁力によってレンズ保持枠１７とベース１５とがお互いに引き合うように付勢される。後述する補正制御部２１の信号によりレンズ保持枠１７に取り付けられた駆動手段としての第１、第２のアクチュエータ１８ａ、１８ｂに通電することでレンズ保持枠１７を介して補正レンズユニット１４を移動させる。なお、例えば第１、第２のアクチュエータ１８ａ、１８ｂは、マグネットとコイルからなるが、本実施例においては、レンズ保持枠１７にマグネット、ベース１５にコイルを配置する。ただし、レンズ保持枠１７にコイル、ベース１５にマグネットを配置しても良い。

補正レンズ１４ｃを保持するレンズ保持枠１７は、ベース１５上にあり光軸を法線とする鉛直面内において可動する。ベース１５にはレンズ保持枠１７の可動領域を規制する第１、第２の可動規制リブ１５ａ、１５ｂが光軸方向に凸形状で設けられている。第１、第２の可動規制リブ１５ａ、１５ｂに対応してレンズ保持枠１７には第１、第２の可動規制穴１４ａ、１４ｂが設けられている。第１、第２の可動規制穴１４ａと１４ｂの内面、つまり第１、第２の可動規制リブ１５ａ、リブ１５ｂを囲う穴形状により、レンズ保持枠１７の可動領域を決めている。通常、手ブレ補正における補正レンズ１４ｃの移動量はわずかであるが、本実施例の補正レンズユニット１４は、後述するように、ゴースト除去手段としての機能も有する。ゴースト補正の範囲を広く確保するために、補正レンズ１４ｃの光軸と直交する方向におけるゴースト補正用の可動領域は像ブレ補正用の可動領域よりも広く設定されている。

レンズ鏡筒２に入る光は補正レンズ１４ｃを通って屈折し、結像面において像の位置が変わる。防振制御においては手振れを検出する振れ検出手段であるジャイロセンサ（不図示）と、振れ検出センサが検出したデータを揺れキャンセル量に変換する計算手段からなる補正制御部２１により補正レンズユニット１４の移動を制御する。
図４は、レンズ鏡筒２の光軸Ｌを含む断面図である。

従来、不図示の主被写体を望遠撮影する際に、主被写体の後方の光源（例えば、太陽）の光軸がレンズ鏡筒２に対してある位置関係になる場合にゴーストが発生していた。この時、図３に示すように、入射光ＩＬがフォーカスレンズユニット９の不図示のレンズ保持部の端１６で全反射して反射光ＲＬが撮像素子８に結像してゴースト画像として撮影画像に写り込むことになる。もちろん光源の位置によって、反射物が異なるため、ゴーストの発生パターンは複数である。

ゴースト画像検出手段２６は、信号処理部２５の出力から撮像素子８に一定以上の面積で強い光があったことを検出することによってゴースト画像を検出する。ゴースト画像検出手段２６は、不図示のメモリに面積の閾値と光強度の閾値を格納しており、検出結果をこれらの閾値と比較することによってゴーストの有無とゴースト画像を検出している。なお、ゴースト画像検出手段２６の代わりに、光源の色情報も用いるゴースト検出手段を使用してもよい。

システム制御部２８は、ゴースト画像の検出結果をゴースト画像検出手段２６から取得してゴースト画像が抑制されるように補正制御部２１を介して補正レンズユニット１４のアクチュエータを制御し、補正レンズ１４ｃを光軸に直交する方向に移動させている。これは、レリーズボタン５からＳＷ１の信号（撮影準備信号）が出力された後でＳＷ２の信号（撮影信号）が出力される前に行われる。なお、補正レンズ１４ｃを光軸に直交する方向に移動させる際に、画角の微小な変化を回避したい場合は、画像の切り出し範囲を補正レンズ１４ｃの移動方向と逆に変更することで画角の変化を撮影者に見せなくする構成であっても構わない。 補正レンズ１４ｃを移動させると入射光が屈折してレンズ保持枠の端１６への入射角が変化するために全反射しないようにすることが可能であり、その結果、ゴースト画像の発生を軽減させることが可能となる。

なお、システム制御部２８がゴースト画像検出手段２６の機能を有してもよい。ズーム制御部２４はゴースト画像検出手段２６と直接に通信してシステム制御部２８を介さずにゴースト補正を行ってもよい。このため、ズーム制御部２４とシステム制御部２８の一方または両方はゴースト画像を軽減するように補正レンズユニット１４のアクチュエータを制御し、レンズ保持枠１７および補正レンズ１４ｃを移動させる制御手段として機能する。

ゴースト画像の軽減結果はゴースト画像検出手段２６からシステム制御部２８にフィードバックされ、システム制御部２８は一定のゴースト除去精度が確保されるまでフィードバック制御を継続することができる。

また、システム制御部２８は、ゴースト画像検出手段２６の検出結果において一定のレベルまで軽減されなければ、補正レンズ１４ｃの移動と共にズーム制御部２４がズームレンズユニット２９を光軸方向に微小移動させて撮影画角を変更する。

その後、フォーカス制御部２３はフォーカスレンズユニット９を移動させて焦点調節を行い、レリーズボタン５のＳＷ２の信号で補正制御部２１が防振制御を行った後でシステム制御部２８が撮影を完了させる。

システム制御部２８は、ＳＷ２の信号の後で一定期間以内に再度ＳＷ１の信号がなければ撮影が完了したと判断して補正制御部２１を介して補正レンズユニット１４のアクチュエータを駆動させ、補正レンズ１４ｃを元の位置に戻す。

また、システム制御部２８は、ＳＷ１の信号の後で一定期間以内にＳＷ２の信号がなければ撮影を行わないと判断して補正制御部２１を介して補正レンズユニット１４のアクチュエータを駆動させ、補正レンズ１４ｃを元の位置に戻す。

また、システム制御部２８は、ＳＷ２の信号が無い場合に補正レンズユニット１４のアクチュエータの制御をゴースト検出時の制御から通常の防振制御に戻すために、姿勢検出手段２７が検出した撮像装置の姿勢の変化を条件として更に使用してもよい。

例えば、システム制御部２８は、図３の下向きが重力方向である撮像装置の正位置からレンズ鏡筒２が重力方向を向いた（下向き）状態が一定時間以上経過し、且つ、レリーズボタン５やその他の不図示の操作ボタンが操作されていないかどうかを判断する。この場合には、撮影状態である可能性が低いために、システム制御部２８は、通常の防振制御に戻してもよい。

なお、システム制御部２８は、ゴースト画像の検出結果をゴースト画像検出手段２６から取得してゴースト画像が抑制されるように、補正レンズユニット１４のアクチュエータを駆動させ、補正レンズ１４ｃを光軸に直交する方向に移動させるように制御している。しかし、補正レンズ１４ｃを光軸に直交する方向に移動させる構造に換えて、撮像素子８を光軸に直交する方向に移動させる構造であっても構わない。

本発明によれば、像ブレ機能を有する撮像装置に予め備わっている補正レンズを利用するために、新たな構成を必要としないため、構成が簡単である。また、ゴースト画像を除去する際にマッチング検索は不要であるために撮像装置のシステムの負荷は軽減している。更に、ズームレンズユニット２９を移動したり、ゴースト画像検出手段２６を利用してフィードバック制御を行ったりすることによってゴースト除去の精度も維持することができる。

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

撮像装置は被写体を撮像する用途に適用することができる。

１４ 補正レンズユニット
１４ｃ 補正レンズ（補正部材）
２４ 補正制御部（制御手段）
２６ ゴースト画像検出手段
２７ 姿勢検出手段
２８ システム制御部
２９ ズームレンズ（変倍レンズ）ユニット

Claims (6)

1. 撮影光学系によって結像した光学像の像ブレを補正する補正部材と、
   前記補正部材を保持し、前記撮影光学系の光軸と直交する方向に移動可能な保持部材と、
   前記保持部材を駆動する駆動手段と、
   前記撮影光学系が撮影した光学像を光電変換することによって得られる画像にゴースト画像を検出するゴースト画像検出手段と、
   前記ゴースト画像検出手段が前記ゴースト画像を検出した場合に前記ゴースト画像が軽減されるように前記補正部材を前記撮影光学系の光軸と直交する方向に移動させるよう、前記駆動手段を制御する制御手段と、
   を有することを特徴とする撮像装置。
2. 前記補正部材の前記撮影光学系の光軸と直交する方向におけるゴースト補正用の可動領域は像ブレ補正用の可動領域よりも広く設定されていることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記撮影光学系は、変倍の際に前記撮影光学系の光軸方向に移動される変倍レンズを更に有し、
   前記制御手段は、前記補正部材の移動に加えて前記保持部材を前記撮影光学系の光軸方向に移動させるよう、前記駆動手段を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
4. 前記制御手段は、前記ゴースト画像検出手段による検出結果を使用してフィードバック制御を行うことを特徴とする請求項１ないし３のうちいずれか一項に記載の撮像装置。
5. 前記撮像装置は、撮影準備信号と撮影信号を生成するレリーズボタンを更に有し、
   前記制御手段は、
   前記レリーズボタンから前記撮影準備信号が出力された後で前記撮影信号が出力される前に前記ゴースト画像が軽減されるように前記保持部材を移動させ、
   前記レリーズボタンから前記撮影準備信号が出力された後で一定期間以内に前記撮影信号が出力されない場合には前記保持部材を元の位置に戻すよう、前記駆動手段を制御することを特徴とする請求項１ないし４のうちいずれか一項に記載の撮像装置。
6. 前記撮像装置は、当該撮像装置の姿勢を検出する姿勢検出手段を更に有し、
   前記制御手段は、前記姿勢検出手段が検出した前記撮像装置の姿勢が変化したことを条件として前記保持部材を元の位置に戻すよう、前記駆動手段を制御することを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。