JP2014074826A - 撮像装置およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 意図せず集光された光が撮像素子に入射されているような場合に、撮像素子の破壊を防止する。
【解決手段】 光軸に対して垂直な方向に移動可能な像振れ補正手段と、像振れ補正手段を駆動する駆動手段と、撮像素子の温度情報を取得する温度取得手段（Ｓ２０１）と、撮像素子の電気信号から画像における輝度レベルを取得する輝度レベル取得手段（Ｓ２０３）と、取得した温度が一定値以上である場合（Ｓ２０２）、撮像素子上で最も輝度レベルが高い位置を、集光位置として検出する集光位置検出手段（Ｓ２０４）と、集光による撮像素子への影響が軽減される位置へ集光位置を移動させるように駆動手段を制御する制御手段（Ｓ２０６）とを有する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、撮像素子の破壊を防止する撮像装置およびその制御方法に関するものである。

近年、デジタルカメラ等の撮像装置においては、像振れ補正機能を搭載する機種が発売されており、像振れ補正には電子式像振れ補正方式と光学式像振れ補正方式の２つの方式が知られている。

光学式像振れ補正は、振れの方向と大きさに応じて、レンズの光軸もしくは撮像素子を光軸と垂直な方向に移動させることによって、像振れ補正を実現している。一方、電子式像振れ補正方式は、振れ検出結果から算出される動きベクトルの大きさと向きに応じて画像の読み出し位置を変更することによって、像振れ補正を実現している。

ところで、太陽光などの輝度の高い光がレンズにより集光され、撮像素子に長時間入射されることにより撮像素子を破壊されてしまう場合があり、それを防ぐ技術がいくつか開示されている。

例えば、特許文献１には、表示部に画像を表示中に所定の時間以上継続して一定光量以上の出力を有する画像信号を検出すると、表示部に警告を表示することができる技術が開示されている。

特開２００８−２１９７１２号公報

しかしながら、上記従来例では画像信号の中に一定光量以上の出力を有する高輝度被写体を示す信号が含まれているか否かを判定して制御している。そのため、画像信号が飽和してしまう光量以上では光量の変化に応じて制御できず、集光していないような光でも一定光量以上の場合は、撮像素子が破壊されない温度であっても警告を表示してしまう問題点があった。

（発明の目的）
本発明の目的は、意図せず集光された光が撮像素子に入射されているような場合に、撮像素子の破壊を防止することができる撮像装置およびその制御方法を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、入射された光量に応じた電荷を発生し、電気信号に変換して出力する撮像素子と、光軸に対して垂直な方向に移動可能な像振れ補正手段と、前記像振れ補正手段を駆動する駆動手段と、前記撮像素子の温度情報を取得する温度取得手段と、前記撮像素子の電気信号から画像における輝度レベルを取得する輝度レベル取得手段と、前記取得した温度が一定値以上である場合、前記撮像素子上で最も輝度レベルが高い位置を、集光位置として検出する集光位置検出手段と、集光による前記撮像素子への影響が軽減される位置へ前記集光位置を移動させるように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ものである。

本発明によれば、意図せず集光された光が撮像素子に入射されているような場合に、撮像素子の破壊を防止することができる。

本発明の実施例１である撮像装置の機能ブロック図である。 実施例１の動作を示すフローチャートである。 実施例１による撮像素子上の集光位置の移動イメージ図である。 本発明の実施例２である撮像装置の機能ブロック図である。 実施例２の動作を示すフローチャートである。 実施例２による撮像素子上の集光位置の移動と撮像素子のシフトのイメージ図である。

本発明を実施するための形態は、以下の実施例１および２に記載される通りである。

以下、本発明の実施例１について図面を用いて詳述する。図１は実施例１における撮像装置の機能ブロック図である。像振れ補正レンズ１０１、レンズ群１０２、撮像素子１０３、Ａ／Ｄ変換部１０４、像振れ補正レンズ制御部１０５、温度検出部１０６、画像処理部１０７、輝度レベル取得部１０８、動きベクトル検出部１０９を備えている。また、データバス１１０、メモリ１１１、記録媒体１１２、表示部１１３、システム制御部１１４、振れセンサ１１５、操作部１１６を備えている。

次に、図１の全体構成ならびに基本動作を説明する。

レンズ群１０２は、駆動させることで入射光の光軸を制御できる像振れ補正レンズ１０１を含む、前玉レンズ、ズームレンズ、フォーカスレンズといった各種レンズで構成されるレンズ群であり、ユーザー所望のズーム画角調整、フォーカス調節ならびに露出制御がなされる。撮像素子１０３は、レンズ群１０２を通り結像された被写体を、各フォトセンサで光の入射光量に応じた量の信号電荷に変換し、撮像出力信号として順次読み出した後、その情報を画像データ処理用として変換・出力する。つまり、撮像素子１０３は、入射された光量に応じた電荷を発生し、電気信号に変換して出力する。Ａ／Ｄ変換部１０４は、撮像素子１０３から入力されたアナログ信号をデジタル信号へと変換し、画像処理部１０７へと出力する。

画像処理部１０７では、あらかじめ設定されたパラメータに応じて、色分離、階調補正、ホワイトバランス調整等など周知のカメラ信号処理がなされ、撮像データとしてデータバス１１０に出力される。また、ここで画像処理部１０７より出力される撮影データに対し、動きベクトル検出部１０９で動きベクトル検出を行う。そして、そこで得られた動き成分、または振れセンサ１１５により検出した動き成分（振れ検出出力）に合わせて、画像を切り出し、像振れ補正を行い、像振れの無い映像を撮影データとして出力する。もしくは、前記２つの動き成分に合わせて、像振れ補正レンズ制御部１０５を介して像振れ補正レンズ１０１を制御し、撮像素子１０３に結像される被写体が振れの無いように像振れ補正を行い、像振れの無い映像を撮影データとして出力する。ここで前記２つの動き成分に関しどちらか一方を用いる他に、両方合わせて、像振れ補正をすることも考えられる。また、像振れ補正に関しても前記撮影データに対して補正を行う方法と、像振れ補正レンズ１０１を制御し、撮像素子１０３に結像される被写体が振れの無いように像振れ補正を行う方法、どちらか一方を用いる他に両方合わせて、像振れ補正をすることも考えられる。像振れ補正レンズ１０１は、図示されていないが、光軸に対して垂直な方向に移動可能な支持部材によって保持され、不図示の駆動手段によって支持部材とともに光軸に対して垂直な方向に移動される。像振れ補正レンズ１０１およびその支持手段が像振れ補正手段の一例を構成する。

温度検出部１０６は、撮像素子１０３の各位置の温度を検出できる温度センサやサーミスタであり、前記検出した温度を温度情報として出力する。温度検出部１０６が温度取得手段を構成する。輝度レベル取得部１０８は、画像処理部１０７から出力された撮像データから各画素の輝度レベルを取得し、輝度レベル情報として出力する。動きベクトル検出部１０９は、画像処理部１０７から入力した撮像データに対し、動きベクトル検出を行い、そこで得られた動き成分を振れ検出情報として出力する。メモリ１１１はシステム制御部１１４の各処理においてタイム・シェアされるメモリであり、撮影データ、像振れ補正時に切り出される画像の位置や割合等のデータも一時的に保存する。記録媒体１１２は、たとえばフラッシュメモリやハードディスクドライブ、光ディスク等の記録メディアであり、各部の動作を制御するコンピュータプログラム、各部の動作に関するパラメータの情報が記録される。また、システム制御部１１４を経由してデータの書き込み、読み出しが制御され、撮影画像データを保存する。

表示部１１３は、たとえば液晶表示器あるいは有機発光デバイス等の携帯端末用小型パネルであり、撮像映像もしくは再生映像のモニタ機能、ユーザーへの様々な管理データの表示、または操作コマンド指示等を受けるインタフェースである。また、不図示のスピーカー等によって音声モニタ機能も備える。システム制御部１１４は中央演算処理機能を備え、データバス１１０を介して像振れ補正レンズ制御部１０５、温度検出部１０６、画像処理部１０７、輝度レベル取得部１０８、動きベクトル検出部１０９、メモリ１１１、記録媒体１１２、表示部１１３、振れセンサ１１５との情報の入出力、制御を担う。また、操作部１１６からユーザー指定コマンドを受信実行し、撮像装置の全体システムを統括する。振れセンサ１１５は、例えばジャイロセンサのような角速度センサや、加速度センサであり、前記振れセンサ１１５は装置の動き成分（振れ）を検出し、前記動き成分を振れ検出情報としてシステム制御部１１４へ出力する。操作部１１６は、ユーザーインタフェースであり、像振れ補正の選択・設定、撮像記録を行なう際のシャッターボタンやズームボタン、電源ＯＮ／ＯＦＦなど、メニューセレクトあるいはキースイッチ等、幾多のスイッチ群によって構成されている。

実施例１の動作を、図２のフローチャートを用いて説明する。

ステップＳ２０１では、システム制御部１１４が、温度検出部１０６から出力された撮像素子１０３の温度情報を取得し、ステップＳ２０２へ移行する。

ステップＳ２０２では、システム制御部１１４が、ステップＳ２０１で取得した温度情報から撮像素子１０３の温度が一定値以上か確認する。撮像素子１０３の温度が一定値以上の場合はステップＳ２０３へ移行する。撮像素子１０３の温度が一定値以上で無い場合は処理を継続する。

ステップＳ２０３では、輝度レベル取得部１０８が、画像処理部１０７から出力された撮像データから各画素の輝度レベルを取得し、輝度レベル情報を出力する。さらにシステム制御部１１４が、出力された輝度レベル情報を取得し、ステップＳ２０４へ移行する。

ステップＳ２０４では、システム制御部１１４が、ステップＳ２０４で取得した各画素の輝度レベル情報から、輝度レベルが最も高い画素の位置を撮像素子上の集光位置として検出し、ステップＳ２０５へ移行する。ステップＳ２０４を実行するシステム制御部１１４が集光位置検出手段を構成する。

ステップＳ２０５では、システム制御部１１４が、像振れ補正レンズ制御部１０５を介して像振れ補正レンズ１０１を駆動し、入射光の光軸（像振れ補正レンズ１０１の光軸に垂直方向の位置）を制御することで、ステップＳ２０４で検出した集光位置を移動することが可能な位置を取得する。そして、その位置が撮像素子１０３の外に移動可能かを判定する。集光位置を前記撮像素子１０３外へ移動可能であると判定した場合はステップＳ２０６へ移行する。前記集光位置を前記撮像素子１０３外へ移動不可能であると判定した場合ステップＳ２０８へ移行する。

ステップＳ２０６では、図３に示すように、システム制御部１１４が、像振れ補正レンズ制御部１０５を介して像振れ補正レンズ１０１を駆動し、入射光の光軸を制御することで、ステップＳ２０４で検出した集光位置３０１を移動軌跡３０２のようにステップＳ２０５で判定した撮像素子１０３外へ移動し、処理を終了する。

ステップＳ２０８では、システム制御部１１４が、ステップＳ２０５で取得した集光位置を移動することが可能な位置で、前記撮像素子１０３で温度が一定値以下の位置が存在するかを判定する。前記温度が一定値以下の位置が存在する場合はステップＳ２０９へ移行する。前記温度が一定値以下の位置が存在しない場合はステップＳ２１０へ移行する。

ステップＳ２０９では、システム制御部１１４が、像振れ補正レンズ制御部１０５を介して像振れ補正レンズ１０１を駆動し、入射光の光軸を制御することで、ステップＳ２０４で検出した集光位置をステップＳ２０８で確認した前記温度が一定値以下の位置へ移動する。その後、ステップＳ２０１へ移行する。

ステップＳ２１０では、システム制御部１１４が、表示部１１３に警告を表示し、ステップＳ２０１へ移行する。

撮像素子の外の位置、もしくは撮像素子上で温度が低い（一定値以下の）位置が、集光による撮像素子への影響が軽減される位置である。

以上説明したように、本実施例１によれば、意図せず集光された光が撮像素子１０３に入射されているような場合に、レンズにより集光された光を、像振れ補正を制御することにより、撮像素子に入射されないようにするか、または一箇所に長時間入射されないようにし、撮像素子の破壊を防止することができる。

実施例１における構成に撮像素子シフト制御部が含まれている実施例２について図面を用いて詳述する。

図４は実施例２における撮像装置の機能ブロック図であり、本発明の実施例２の撮像装置の構成を示している。実施例１における構成に撮像素子シフト制御部４０１が含まれている。また、撮像素子１０３は、光軸に垂直な方向に移動可能になっている。

次に、図４の全体構成ならびに基本動作を説明する。

図１に示した構成要素と同じ構成要素には、図１中の符号と同じ符号を付して説明に代える。

撮像素子シフト制御部４０１では、システム制御部１１４からの制御により、画像処理部１０７より出力される撮影データに対し、動きベクトル検出部１０９で動きベクトル検出を行い、そこで得られた動き成分、または振れセンサ１１５により検出した動き成分（振れ検出出力）に合わせて、撮像素子１０３をシフト駆動する。これにより、撮像素子１０３に入射される光軸を制御することで、結像されている被写体が像振れの無いように像振れ補正を行い、画像処理部１０７が像振れの無い映像を撮影データとして出力する。

ここで前記２つの動き成分に関しどちらか一方を用いる他に、両方合わせて、像振れ補正をすることも考えられる。また、像振れ補正に関しても前記撮影データに対して補正を行う方法と、像振れ補正レンズ１０１を制御し、撮像素子１０３に結像されている被写体が像振れの無いように、像振れ補正を行う方法と合わせて、どちらか一方を用いる他に各方法を合わせて、像振れ補正をすることも考えられる。撮像素子１０３は、図示されていないが、光軸に対して垂直な方向に移動可能な支持部材によって保持され、不図示の駆動手段によって支持部材とともに光軸に対して垂直な方向に移動される。撮像素子１０３およびその支持手段が像振れ補正手段の他の一例を構成する。

実施例２において、図５のフローチャートを用いて説明する。

ステップＳ５０１〜ステップＳ５０４、ステップＳ５０７、ステップＳ５０８、ステップＳ５１０については、それぞれステップＳ２０１〜ステップＳ２０４、ステップＳ２０７、ステップＳ２０８、ステップＳ２１０と共通処理のため説明を省略し、異なる処理について説明を行うものとする。

ステップＳ５０５では、システム制御部１１４が、像振れ補正レンズ制御部１０５を介して像振れ補正レンズ１０１を駆動し、入射光の光軸、または、撮像素子シフト制御部４０１を介して撮像素子１０３のシフト駆動を制御、もしくは前記光軸および前記シフト駆動を制御することで、ステップＳ５０４で検出した集光位置を移動することが可能な位置を取得し、前記位置で撮像素子１０３外に移動可能か確認する。前記集光位置を前記撮像素子１０３外へ移動可能な場合はステップＳ５０６へ移行する。前記集光位置を前記撮像素子１０３外へ移動不可能な場合ステップＳ５０８へ移行する。

ステップＳ５０６では、図６に示すように、システム制御部１１４が、像振れ補正レンズ制御部１０５を介して像振れ補正レンズ１０１を駆動し、入射光の光軸、または、撮像素子シフト制御部４０１を介して撮像素子１０３のシフト駆動を制御、もしくは前記光軸および前記シフト駆動を制御することで、ステップＳ５０４で検出した集光位置６０１を移動軌跡６０２のように移動、または、撮像素子１０３をシフト軌跡６０３のように駆動することで、ステップＳ５０５で確認した撮像素子１０３外へ移動し、処理を終了する。

ステップＳ５０９では、システム制御部１１４が、像振れ補正レンズ制御部１０５を介して像振れ補正レンズ１０１を駆動し、入射光の光軸、または、撮像素子シフト制御部４０１を介して撮像素子１０３のシフト駆動を制御、もしくは前記光軸および前記シフト駆動を制御することで、ステップＳ５０４で検出した集光位置をステップＳ５０８で確認した前記温度が一定値以下の位置へ移動し、ステップＳ５０１へ移行する。

以上説明したように、本実施例２によれば、実施例１に撮像素子のシフト制御を加えた場合には、実施例１と比較して、レンズ１０２により集光された光を、より撮像素子１０３に入射されないようにするか、または一箇所に長時間入射されないようにし、撮像素子１０３の破壊を防止することができる。

＜その他の実施例＞
以上、本発明をその好適な実施例に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。本発明の集光位置の移動は上述の実施例の集光位置の移動軌跡に限定されない。また上述の実施例の一部を適宜組み合わせてもよい。

１０１ 像振れ補正レンズ
１０３ 撮像素子
１０５ 像振れ補正レンズ制御部
１０６ 温度検出部
１０８ 輝度レベル取得部
１１４ システム制御部
４０１ 撮像素子シフト制御部

Claims (7)

1. 入射された光量に応じた電荷を発生し、電気信号に変換して出力する撮像素子と、
   光軸に対して垂直な方向に移動可能な像振れ補正手段と、
   前記像振れ補正手段を駆動する駆動手段と、
   前記撮像素子の温度情報を取得する温度取得手段と、
   前記撮像素子の電気信号から画像における輝度レベルを取得する輝度レベル取得手段と、
   前記取得した温度が一定値以上である場合、前記撮像素子上で最も輝度レベルが高い位置を、集光位置として検出する集光位置検出手段と、
   集光による前記撮像素子への影響が軽減される位置へ前記集光位置を移動させるように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. 前記集光による前記撮像素子への影響が軽減される位置は、前記撮像素子の外の位置であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記集光による前記撮像素子への影響が軽減される位置は、前記撮像素子上で温度が低い位置であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
4. 前記制御手段は、前記集光位置を前記撮像素子の外へ移動可能であるかを判定し、移動可能であると判定したときには、前記撮像素子の外の位置へ前記集光位置を移動させることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
5. 前記制御手段は、前記集光位置を前記撮像素子の外へ移動可能であるかを判定し、移動可能でないと判定したときには、前記撮像素子上で温度が低い位置へ前記集光位置を移動させることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
6. 前記像振れ補正手段として、像振れ補正レンズおよび支持手段、光軸に対して垂直な方向に移動可能な撮像素子および支持手段の両方を有し、
   前記制御手段は、集光による前記撮像素子への影響が軽減される位置へ前記集光位置を移動させるように前記像振れ補正レンズと前記撮像素子の両方の駆動を制御することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の撮像装置。
7. 入射された光量に応じた電荷を発生し、電気信号に変換して出力する撮像素子と、
   光軸に対して垂直な方向に移動可能な像振れ補正手段と、
   前記像振れ補正手段を駆動する駆動手段とを備えた撮像装置の制御方法であって、、
   前記撮像素子の温度情報を取得する温度取得ステップと、
   前記撮像素子の電気信号から画像における輝度レベルを取得する輝度レベル取得ステップと、
   前記取得した温度が一定値以上である場合、前記撮像素子上で最も輝度レベルが高い位置を、集光位置として検出する集光位置検出ステップと、
   集光による前記撮像素子への影響が軽減される位置へ前記集光位置を移動させるように前記駆動手段を制御する制御ステップとを有することを特徴とする撮像装置の制御方法。

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