JP2015135479A - 像振れ補正装置および撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】撮像装置では、スルー画時にパン動作や大きなブレが生じても、露光中の防振範囲を十分に確保し安定した防振を行う必要がある。【解決手段】撮影光学系にて形成された被写体像を電気信号に変換する撮像素子と、前記被写体像に対する前記撮像素子の相対的な位置をその結像平面内で変化させる第１および第２の光学補正手段とを備える像振れ補正装置であって、前記像振れ補正装置は、前記像振れ補正装置に加えられた振れを検出する振れ検出手段と、前記振れ検出手段により検出された振れに応じ前記第１および第２の光学補正手段のそれぞれの目標位置を算出する目標位置算出手段と、前記第１および第２の光学補正手段の現在位置を検出する現在位置検出手段と、前記それぞれの現在位置検出手段により検出された現在位置が前記目標位置算出手段により算出された目標位置に収束するように帰還制御を行う帰還制御手段とを備える像振れ補正装置により、解決する。【選択図】図５

Description

本発明は、像振れ補正装置を具えた撮像装置に関する。

デジタルカメラ等に搭載される像振れ補正装置は、光学部材又は撮像素子を保持する可動鏡筒を、光軸と直交する面内の２方向（ヨー方向およびピッチ方向）に駆動することで撮影時に発生する手振れによる影響を緩和する。

特許文献１に開示されている像振れ補正装置は、固定部材を挟んで前後にそれぞれ第１の補正部材を保持する第１の可動鏡筒と、第２の補正部材を保持する第２の可動鏡筒を配置することで、それぞれの可動鏡筒を独立して駆動することができる。これにより、像振れ補正装置の補正可能な角度を増加することができる。

特開２００９-２５８３８９号公報

特許文献１に開示された従来技術は、互いに正負の異なるパワーのレンズを用いた２つの像振れ補正部を、共通の駆動用磁石に対し極性が反対になるように電流を流すものである。これにより、反対方向に同時駆動させて駆動量を抑える仕組みであるため、振れ補正時には必ず両方の像振れ補正部が駆動してしまう。そのためスルー画時にパン動作や大きなブレが生じて振れ補正の可動端付近まで移動してしまった場合には、露光中の防振範囲を十分に確保できなくなってしまうという問題があった。

本発明の目的は、第１および第２の振れ補正（像移動）部材を駆動する第１および第２の光学補正手段を具える撮像装置において、スルー画時および静止画露光時のそれぞれにおいて十分な振れ補正領域を確保することである。

本発明の他の目的は、スルー画時に第１の光学補正手段のみを駆動させ第２の光学補正手段は振れ補正可動範囲内の所定位置に保持し、静止画記録の際の露光中は第１の光学補正手段を露光の開始時の位置に保持し第２の光学補正手段のみの駆動をすることにある。

上記背景に鑑み、本発明の目的は、振れを検出する振れ検出手段と、前記振れ検出手段から出力される振れの信号を用いて光学的に像振れ補正を行う第１の光学補正手段及び第２の光学補正手段と、静止画撮影動作の前の場合、前記第２の光学補正手段を用いて像振れ補正の補正範囲を制限するとともに前記第１の光学補正手段を用いて像振れ補正を行い、前記静止画撮影動作を行う場合、前記第２の光学補正手段を用いて像振れ補正を行うように制御する制御手段とを備える像振れ補正装置を提供することにある。

本発明の目的は、振れを検出する振れ検出手段と、前記振れ検出手段から出力される振れの信号を用いて光学的に像振れ補正を行う第１の光学補正手段及び第２の光学補正手段と、動画記録している場合、前記第２の光学補正手段を用いて像振れ補正の補正範囲を制限するとともに前記第１の光学補正手段を用いて像振れ補正を行い、動画記録中に静止画記録を行う場合、前記第２の光学補正手段を用いて像振れ補正を行うように制御する制御手段と、を備える像振れ補正装置を提供することにある。

本発明によれば、スルー画時および静止画記録のための露光中のそれぞれにおいて十分な振れ補正可動領域を確保する事ができる。パン動作や大きな振れが生じた後でも安定した振れ補正が行える像振れ補正装置を提供することができる。

本発明の各実施例に係わる像振れ補正装置の鏡筒を示す構成の例を示したブロック図である。 本発明の各実施例に係わる像振れ補正装置の鏡筒の分解斜視図である。 本発明の各実施例に係わる第１の補正レンズユニットの分解斜視図である。 本発明の各実施例に係わる防振制御部の内部構成を説明するブロック図である。 本発明の各実施例に係わる静止画撮影動作時における第１の光学補正手段と第２の光学補正手段の動きを示した図である。（ａ）は、スルー画時の第１の光学補正手段と第２の光学補正手段の状態を示す。（ｂ）は静止画記録のための露光中の第１の光学補正手段および第２の光学補正手段の状態を示す。（ｃ）は静止画露光終了時における第１の光学補正手段および第２の光学補正手段の状態を示す。 本発明の各実施例に係わる静止画撮影動作時におけるフローチャート図である。 本発明の各実施例に係わる動画記録中静止画撮影動作時における第１の光学補正手段と第２の光学補正手段の動きを示した図である。（ａ）に動画記録時の第１の光学補正手段および第２の光学補正手段の状態を、（ｂ）は動画記録中であって静止画の記録時の第１の光学補正手段および第２の光学補正手段の状態を、（ｃ）は動画記録中であって静止画記録のための露光終了時の第１の光学補正手段および第２の光学補正手段の状態を、それぞれ示している。 本発明の各実施例に係わる動画記録中静止画撮影動作時におけるフローチャート図である。 本発明の実施例３に係わる防振制御部の内部構成を説明するブロック図である。 本発明の実施例３に係わる静止画撮影動作の時における第１の光学補正手段と第２の光学補正手段の動きを示した図である。（ａ）は、スルー画時の第１の光学補正手段と第２の光学補正手段の状態を示す。（ｂ）は静止画記録のための露光中の第１の光学補正手段および第２の光学補正手段の状態を示す。（ｃ）は静止画露光終了時における第１の光学補正手段および第２の光学補正手段の状態を示す。 本発明の実施例３に係わる静止画撮影動作の時におけるフローチャート図である。

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。

（実施例１）
図１は、本発明の一実施形態に係る撮像装置の一例としてのデジタルスチルカメラ１００に像振れ補正装置の鏡筒を適用した場合の例を示すブロック図である。

撮像装置は、撮影光学系としてのズームユニット１０１と、像振れ補正装置としてのズーム駆動制御部１０２および防振制御部１０５とを備える。ズームユニット１０１は変倍を行うズームレンズを含む。本実施例では、ズームユニット１０１は、第１の光学補正手段たる第１の補正レンズユニット１０３と第２の光学補正手段たる第２の補正レンズユニット１０４の２つの補正レンズユニットを具備するように用意する。用意される第１の補正レンズユニット１０３と第２の補正レンズユニット１０４は、光学的に像振れを補正する。用意される第１の補正レンズユニット１０３と第２の補正レンズユニット１０４とは、それぞれ独立に駆動することが出来る。ズーム駆動制御部１０２はズームユニット１０１を駆動制御する。補正レンズ（シフトレンズ）ユニットは光軸に垂直な方向に移動可能な補正レンズを有し、補正レンズは例えば光軸を中心とした所定の大きさの円形の可動域を有する。

防振制御部１０５は、例えば角速度センサや加速度センサによってデジタルスチルカメラ１００の振れを検出し、カメラの振れによる撮像画像の振れを補正するように補正レンズの駆動を制御する。防振制御部１０５が第１の補正レンズユニット１０３および第２の補正レンズユニット１０４の駆動の制御を行う。防振制御部１０５が補正レンズをどのように駆動するか（補正レンズの駆動範囲や駆動パターンなど）は、後述する。

カメラシステム制御部１１９が防振制御部１０５に設定する手振れ補正パラメータによって制御可能である。また、防振制御部１０５が実現可能な複数の手振れ補正機能に対応するパラメータセットを予め用意し、カメラシステム制御部１１９からは防振制御部１０５で有効または無効にする手振れ補正機能の識別情報を設定することで防振制御部１０５の動作を制御してもよい。

絞り・シャッタユニット１０６は、例えば絞りを兼ねたメカニカルシャッタを有する。絞り・シャッタ駆動制御部１０７は、絞り・シャッタユニット１０６の駆動を制御する。フォーカスユニット１０８は、ピント調節を行うレンズ（フォーカスレンズ）を含む。フォーカス駆動制御部１０９は、フォーカスユニット１０８の駆動を制御する。ズームユニット１０１、光学的に像振れ補正を行う第１の補正レンズユニット１０３および第２の補正レンズユニット１０４、絞り・シャッタユニット１０６、フォーカスユニット１０８は、撮影光学手段たる撮影レンズ内に配置されている。撮影光学手段たる撮影レンズは、被写体像を光像として結像平面内に結像させる。撮影光学手段たる撮影レンズは交換式であっても固定式であってもよい。

撮像部１１０は撮像素子２０１を有し、撮影光学系の撮影レンズが結像する被写体像の光像を光電変換により電気信号に変換する。撮像信号処理部１１１は、撮像部１１０から出力された電気信号を映像信号に変換する。映像信号処理部１１２は、撮像信号処理部１１１から出力された映像信号を用途に応じて加工する。表示部１１３は、映像信号処理部１１２から出力された信号に基づいて、必要に応じてライブビュー画像の表示を行い、ＥＶＦとして機能する。本実施例ではスルー画時は主にライブビュー画像の表示を用いているが、これに限らない。例えば、スルー画時にライブビュー画像の表示を行わず、光学ファインダ（不図示）を用いても良い。

電源部１１４は、デジタルスチルカメラ１００全体に、用途に応じて電源を供給する。外部入出力端子部１１５は、外部装置やネットワークなどと通信信号及び映像信号を入出力する。操作部１１６は、ユーザがデジタルスチルカメラ１００に様々な指示を入力するボタン、キー、タッチパネルなどの入力デバイス群である。記憶部１１７は映像情報など様々なデータを記憶する。

姿勢情報制御部１１８は撮像装置の姿勢（縦位置か横位置か）を判定し、表示部１１３及び映像信号処理部１１２に姿勢情報を提供する。カメラシステム制御部１１９はデジタルスチルカメラ１００の全体を制御する。カメラシステム制御部１１９は例えばＣＰＵなどのプログラマブルなプロセッサであって良い。例えば、記憶部１１７に記憶された制御プログラムを実行して各部を制御することにより、デジタルスチルカメラ１００の各種機能を実現させる。撮像信号処理部１１１および映像信号処理部１１２の少なくとも一方はカメラシステム制御部１１９がソフトウェア的に実現してもよい。あるいは、カメラシステム制御部１１９が実現する機能の少なくとも一部が、ＡＳＩＣや電子回路等のハードウェアで実現されてもよい。

次に、デジタルスチルカメラ１００の主な動作について説明する。

操作部１１６には、振れ補正機能（防振機能）の有効、無効を設定するための防振スイッチが含まれる。防振スイッチにより振れ補正機能が有効なモード（振れ補正モード又は防振モード）が選択されると、カメラシステム制御部１１９が防振制御部１０５に防振動作の開始を指示する。防振動作の開始を指示された防振制御部１０５は、防振動作の終了の指示がなされるまで防振動作を行う。

また、操作部１１６には、撮影モードを設定するための撮影モード選択スイッチも含まれている。撮影モードには、静止画撮影動作が行われる静止画撮影モード、動画撮影動作が行われる動画撮影モードを選択可能である。設定されている撮影モードに応じて、補正レンズの駆動部材（例えばアクチュエータ）の動作条件を変更することができる。

また、操作部１１６には、押し込み量に応じて第１スイッチ（ＳＷ１）および第２スイッチ（ＳＷ２）が順にオンするように構成されたシャッタレリーズボタンが含まれる。シャッタレリーズボタンは、約半分押し込まれたときにスイッチＳＷ１がオンし、シャッタレリーズボタンが最後まで押し込まれたときにスイッチＳＷ２がオンする構造を有する。スイッチＳＷ１がオンされると、フォーカス駆動制御部１０９が撮像信号処理部１１１又は映像信号処理部１１２で処理された画像からＡＦ評価値を求め、フォーカスユニット１０８を駆動することによりコントラスト方式の自動焦点検出を行う。あるいは、外測センサなどを用いた位相差検出方式による焦点検出を行ってもよい。また、適正な露光量を得るための撮影条件を例えばカメラシステム制御部１１９が撮像信号処理部１１１又は映像信号処理部１１２で処理された画像から決定する。スイッチＳＷ２がオンされると、絞り・シャッタ駆動制御部１０７が、決定された撮影条件に従って絞り・シャッタユニット１０６を駆動して撮像部１１０を露光し、撮像部１１０が光像を変換した電気信号を出力する。その後、撮像信号処理部１１１でＡＤ変換処理、色補間処理、ホワイトバランス調整処理、ガンマ補正処理などが行われ、撮像画像データが記憶部１１７に記憶される。

さらに、操作部１１６には動画記録スイッチが含まれる。動画記録スイッチが押下げられると記憶部１１７に動画の記録を開始し、記録中に再度動画記録スイッチが押下げられると記録を終了する。また動画撮影中に静止画撮影動作用レリーズスイッチを押すことにより動画撮影中に静止画撮影動作が可能である（以下、動画中静止画撮影という）。また、操作部１１６には再生モードを選択出来る再生モード選択スイッチも含まれており、再生モード時にはカメラシステム制御部１１９から防振制御部１０５を通じて防振動作を停止する。

また操作部１１６には、撮影レンズのズーム変倍を変更する変倍スイッチが含まれる。変倍スイッチにより倍率変更指示が入力されると、カメラシステム制御部１１９を介して指示を受けたズーム駆動制御部１０２がズームユニット１０１を指示された方向に駆動する。それとともに、撮像信号処理部１１１、映像信号処理部１１２にて処理された撮像部１１０から送られた画像情報に基づいて、フォーカス駆動制御部１０９がフォーカスユニット１０８を駆動してピント調節を行う。

図２は、本実施例で提案する光学的な像振れ補正装置を備える撮像装置の鏡筒の部分の分解斜視図である。鏡筒２００は、撮像素子２０１、撮像素子ホルダー２０２、固定筒２０３、カム筒２０４、第１群のレンズユニット２１０、第２群のレンズユニット、第３群のレンズユニット、第４群のレンズユニット２４０の各レンズユニットを具備するように用意される。第１群のレンズユニットは、１群レンズ２１１、１群レンズホルダー２１２で構成される。第２群のレンズユニットは、光学的に像振れ補正を行う第１の光学補正手段たる第１の補正レンズユニット１０３である。第３群のレンズユニットは、光学的に像振れ補正を行う第２の振れ補正手段たる第２の補正レンズユニット１０４である。第２群のレンズユニットは、被写体像に対する撮像素子２０１の相対的な位置をその結像平面内で変化させる。同じく、第３群のレンズユニットも、被写体像に対する撮像素子２０１の相対的な位置をその結像平面内で変化させる。

第４群のレンズユニット２４０は、４群レンズ２４１、４群レンズホルダー２４２、メインバー２４３、サブバー２４４、ステッピングモータ２４５で構成される。また、１群レンズ２１１、２群レンズ２２１、３群レンズ２３１、４群レンズ２４１によって、撮像装置の鏡筒２００の撮影光学系を構成する。

撮像素子２０１は、被写体像を光電変換により電気信号として撮像面に結像された像を記録することのできる素子である。たとえば、ＣＣＤやＣ−ＭＯＳ素子、写真フィルムなどである。

撮像素子ホルダー２０２は、撮像素子２０１を固定することができる円盤上の部材である。また、撮像素子ホルダー２０２は、第４群を構成するメインバー２４３、サブバー２４４、ステッピングモータ２４５を固定することができる。

固定筒２０３は、円筒状に形成され、一方の端に撮像素子ホルダー２０２を固定することができる。また、他方の端の内径部に第１群を構成する１群レンズホルダー２１２を保持することができる。また、最外周部にて、カム筒２０４を回転可能に軸支することができる。

固定筒２０３は、第１直進溝２０３１および第２直進溝２０３２を具える。第１直進溝２０３１は、光軸方向に延びる直線状の溝であり、光軸を中心として等分に３個所配置される。第１直進溝２０３１は、２群固定地板２２３に設けられた２群フォロワ２２３１と嵌合し、第１の補正レンズユニット１０３を光軸方向に移動可能に支持する。

第２直進溝２０３２は、光軸方向に延びる直線状の溝であり、光軸を中心として等分に３個所配置される。第２直進溝２０３２は、３群固定地板２３３に設けられた３群フォロワ２３３１と嵌合し、第２の補正レンズユニット（第３群のレンズユニット）１０４を光軸方向に移動可能に支持する。

カム筒２０４は、円筒状に形成され、固定筒２０３の外周にて、光軸を中心軸として回転可能に軸支される。カム筒２０４は、第１カム溝２０４１、第２カム溝２０４２を具える。

第１カム溝２０４１は、２群固定地板２２３に設けられた２群フォロワ２２３１と嵌合し、カム筒２０４の回転に応じて第１の補正レンズユニット（第２群のレンズユニット）１０３を光軸方向に進退させることができる。

第２カム溝２０４２は、３群固定地板２３３に設けられた３群フォロワ２３３１と嵌合し、カム筒２０４の回転に応じて第２の補正レンズユニット（第３群のレンズユニット）１０４を光軸方向に進退させることができる。また図示しない検出手段によって、カム筒２０４の回転位置を検出することができる。

１群レンズホルダー２１２は、１群レンズ２１１を保持することができ、固定筒２０３に固定される。４群レンズホルダー２４２は、４群レンズ２４１を保持することができ、スリーブ部２４１１および回転止め溝２４１２、ラック２４１３を有する。スリーブ部２４１１は、撮像素子ホルダー２０２に固定された、光軸方向に延びるメインバー２４３と嵌合することで、４群レンズホルダー２４２を光軸方向に進退可能に保持する。回転止め溝２４１２は、撮像素子ホルダー２０２に固定された、光軸方向に延びるサブバー２４４と嵌合することで、４群レンズホルダー２４２がメインバー２４３を回転中心として回転することを規制する。ラック２４１３は、ステッピングモータ２４５の回転軸に設けられたリードスクリューと螺合することで、ステッピングモータ２４５の駆動をとりだすことができる。ステッピングモータ２４５を所定の量だけ回転させることで、４群レンズホルダー２４２を、光軸方向に所定の量だけ進退させることができる。

つまり、本撮影光学系では、カム筒２０４を操作し、２群レンズ２２１や３群レンズ２３１の光軸方向の位置を移動することで、撮影光学系の倍率を所望の値に変更することができる。

カム筒２０４の操作は、ユーザによる手動操作でも良いし、ステッピングモータや超音波モータなどのカム筒２０４の回転のための専用のモータをつけてもよい。また、ステッピングモータ２４５を回転させ、４群レンズ２４１の光軸方向の位置を移動することで、撮影光学系の焦点調節を行なうことができる。

図３は、第１の補正レンズユニット（第２群のレンズユニット）１０３の分解斜視図である。第１の補正レンズユニット１０３は、２群レンズ２２１、２群可動鏡筒２２２、２群固定地板２２３、転動ボール２２４を具備する。また、第１の２群電磁駆動部２２５、第２の２群電磁駆動部２２６、付勢ばね２２７、２群位置センサ２２８、２群センサホルダー２２９で構成される。

第１の２群電磁駆動部２２５は、第１の２群磁石２２５１、第１の２群コイル２２５２、第１の２群ヨーク２２５３で構成される。第２の２群電磁駆動部２２６は、第２の２群磁石２２６１、第２の２群コイル２２６２、第２の２群ヨーク２２６３で構成される。

２群レンズ２２１は、光軸を偏心させることのできる第１の補正光学部材である。２群レンズ２２１は、後述の駆動制御手段により駆動制御されることで、撮影光学系を通過した光像を移動させる像振れ補正動作が行われ、撮像面での像の安定性を確保できる。なお、本実施例では、補正光学系として補正レンズを用いているが、撮影光学系に対してＣＣＤなどの撮像素子を駆動することでも、撮像面での像の安定性を確保できる。このときは、撮像素子が補正光学系となる。

２群可動鏡筒２２２は、中央の開口部に２群レンズ２２１を保持する第１の可動部である。２群可動鏡筒２２２は、第１の２群磁石２２５１および第２の２群磁石２２６１を保持することができる。また２群可動鏡筒２２２は、転動ボール受け部を３個所有し、転動ボール２２４によって光軸と直交する面内を移動可能に転動支持される。さらに、ばねかけ部を３個所有し、付勢ばね２２７の一端を保持できる。

２群固定地板２２３は、円筒形状に形成される第１の固定部材である。外周部に３箇所にそれぞれ２群フォロワ２２３１を有し、合計で３個の２群フォロワを所有する。また中央の開口部に２群可動鏡筒２２２を配置し、２群可動鏡筒２２２の可動量を制限することができる。

２群固定地板２２３は、第１の２群磁石２２５１の着磁面と対向する個所に、第１の２群コイル２２５２および第１の２群ヨーク２２５３を保持することができる。また、第２の２群磁石２２６１の着磁面と対向する個所に、第２の２群コイル２２６２および第２の２群ヨーク２２６３を保持することができる。また、転動ボール受け部を３個所有し、２群可動鏡筒２２２を、転動ボール２２４を介して光軸と直交する面内を移動可能に支持することができる。また２群固定地板２２３は、ばねかけ部を３個所有し、付勢ばね２２７の一端を保持できる。

第１の２群電磁駆動部２２５は、公知のボイスコイルモータである。２群固定地板２２３に取り付けられた第１の２群コイル２２５２に電流を流すことで、２群可動鏡筒２２２に固定された第１の２群磁石２２５１との間にローレンツ力を発生し、２群可動鏡筒２２２を駆動することができる。本実施例では、第１の２群磁石２２５１と第１の２群ヨーク２２５３で第１の２群コイル２２５２を挟み込むような配置にしているため、第１の２群磁石２２５１の作る磁束を効率的に駆動力に変換することができる。また、第１の２群ヨーク２２５３によって、第１の２群磁石２２５１の磁束が遠方に漏れだす量を低減できる。

第２の２群電磁駆動部２２６は、第１の２群電磁駆動部２２５と同様のボイスコイルモータを９０°回転させて配置したものであるため、詳しい説明は省略する。

付勢ばね２２７は、変形量に比例する付勢力を発生する引っ張りばねである。一端を２群可動鏡筒２２２に固定され、他端を２群固定地板２２３に固定され、その間に付勢力を発生する。この付勢力により、転動ボール２２４は挟持され、転動ボール２２４は２群固定地板２２３と２群可動鏡筒２２２との接触状態を保つことができる。

２群位置センサ２２８は、第１の２群磁石２２５１および第２の２群磁石２２６１の磁束を読み取るホール素子を利用した現在位置検出手段としての磁気センサである。２群位置センサ２２８は、その出力変化から、２群可動鏡筒２２２の平面内の移動を検出する。第１の光学補正手段たる第１の補正レンズユニットのそれぞれの現在位置、より詳細には、第１の補正レンズユニット内のレンズの現在位置を把握することができる。また、同様に、その出力変化から、２群可動鏡筒２２２の平面内の移動を検出する。第２の光学補正手段たる第２の補正レンズユニットのそれぞれの現在位置、より詳細には、第２の補正レンズユニット内のレンズの現在位置を把握することもできる。
２群センサホルダー２２９は、概略円板上に構成され、２群固定地板２２３に固定される。２つの２群位置センサ２２８を、第１の２群磁石２２５１および第２の２群磁石２２６１と対向する位置に保持することができる。また、２群固定地板２２３とともに形成された内部の空間に２群可動鏡筒２２２を収納することができる。これにより、像振れ補正装置に衝撃力がかかったときや、姿勢差が変化したときでも、内部の部品の脱落を防ぐことができる。

この構成により、第１の補正レンズユニット１０３は、光軸と直交する面上の任意の位置に２群レンズ２２１を移動させることができる。２群レンズ２２１を保持する２群可動鏡筒２２２は、転動ボール２２４によって、２群固定地板２２３に対して移動可能に保持されている。このとき、付勢ばね２２７は、２群固定地板２２３と２群可動鏡筒２２２で転動ボール２２４を挟持する付勢力を発生するので、２群可動鏡筒２２２は、２群固定地板２２３に対する光軸方向の位置が安定して決まる。そして第１の２群コイル２２５２および第２の２群コイル２２６２に所定の電流を流すことで、２群可動鏡筒２２２に駆動力を働かせることができ、２群レンズ２２１を面内の所定の位置に移動させることができる。第２の補正レンズユニット（第３群のレンズユニット）１０４は、第２の光学補正手段であり、第１の補正レンズユニット（第２群のレンズユニット）１０３と同様の構成であるため、詳しい説明は省略する。

図４は防振制御部の構成を示したブロック図を示す。像振れ補正装置に加えられた振れは振れ検出手段、すなわち防振制御角速度センサであるジャイロ部３０１により検知され、ジャイロ部３０１の出力信号として検知される。ジャイロ部３０１の出力信号は、ＡＤ変換器３０２に入力されてデジタル信号に変換される。ＡＤ変換器３０２から出力された信号は、まずハイパスフィルタ（以下、ＨＰＦ）３０３とローパスフィルタ（以下、ＬＰＦ）３０４に入力され、角速度信号は、ＤＣ成分がカットされた角度信号として出力される。ここで、角速度センサがＳＰＩなどのデジタル通信方式の場合、ＡＤ変換器３０２は不要となる。

角度信号は、ＨＰＦおよびＬＰＦのカットオフ周波数切替部３０５に入力されて、振れ補正角の大きさやシフトレンズ位置などにより補正出力を抑えるパン制御に使用される。ＬＰＦ３０４の出力信号は振れ補正角算出部３０６に入力され、その出力は、目標位置算出手段たる第１の振れ補正目標位置算出部および第２の振れ補正目標位置算出部３０７に入力されて補正すべき角度が算出される。

振れ補正角算出部３０６により算出された補正角を、ズーム情報通知部３０８の情報により、目標位置算出手段たる第１の振れ補正目標位置算出部および第２の振れ補正目標位置算出部３０７において必要な駆動量に換算する。これにより、ジャイロ部３０１により検出された振れに応じた第１の光学補正手段および第２の光学補正手段のそれぞれの目標位置が算出される。

またレリーズ情報通知部３０９により操作部１１６からのレリーズ情報を受け取り、スルー画中の場合は第１の光学補正手段を駆動するための目標位置を算出し、露光中であったら第２の補正手段を駆動するための目標位置を算出する。

第１の振れ補正位置保持部３１０、第２の振れ補正位置保持部３１１は、露光中の第１の光学補正手段の保持位置情報とスルー画時の第２の光学補正手段の保持位置情報を、それぞれ、位置データとして記憶する。レリーズ情報による補正部駆動の切り替えおよび位置保持に関しては後に詳細を述べる。

防振制御部に入力された角速度信号は、これら一連の処理を施されることで、補正位置制御信号として出力され、帰還制御手段たる第１の補正レンズ位置制御部３１２および第２の補正レンズ位置制御部３１３へ入力される。第１の補正レンズ位置制御部３１２および第２の補正レンズ位置制御部３１３では、主にＰＩＤ制御を用いて、それぞれの目標位置に追従するように帰還制御を行う。つまり、帰還制御手段たる第１の補正レンズ位置制御部３１２および第２の補正レンズ位置制御部３１３は、２群位置センサ２２８によって検出された現在位置が目標位置に収束するように帰還制御を行う。すなわち、帰還制御手段は、検出された現在位置が目標位置算出手段たる第１の振れ補正目標位置算出部および第２の振れ補正目標位置算出部３０７によって算出された目標位置に収束するように帰還制御を行う。以下、帰還制御によって、実現する防振について説明する。

図５では、第１の光学補正手段および第２の光学補正手段の２つの補正手段を用いた場合における、帰還制御による防振概念を、第１の光学補正手段および第２の光学補正手段の動きにより示している。本実施例では撮像装置の静止画または動画の記録状態によって第１の光学補正手段および第２の光学補正手段の駆動を切り替えることを特徴としている。以下にその詳細を述べる。

帰還制御において、レリーズ情報通知部３０９によって通知されるスルー画時か露光中かの情報により第１の光学補正手段または第２の光学補正手段のすくなくとも一方、または両方を駆動するかを決定する。これに応じて、振れ補正角算出部３０６によって算出されるべき振れ補正角は、以下のように、算出される。

図５（ａ）にスルー画時の第１の光学補正手段と第２の光学補正手段の状態を示す。スルー画時は第１の光学補正手段のみを駆動させて防振を行う。すなわち、振れ補正角算出部３０６によって算出された振れ補正角は、全て、第１の光学補正手段の駆動量として第１の振れ補正目標位置算出部および第２の振れ補正目標位置算出部３０７で目標位置として算出される。スルー画時では、第２の光学補正手段は所定位置たる可動範囲の中央位置に保持された状態が維持されている。第１の光学補正手段および第２の光学補正手段が両方とも中央位置にあるとき、光軸中心にあるものとする。また、第２の光学補正手段の位置保持位置は輝度シェーディングや解像度などの調整のため光軸中心からずらしたところに保持するとしてもよい。この時の第２の光学補正手段の位置情報は第２の振れ補正位置保持部３１１に位置データとして保持されている。

図５（ｂ）は静止画記録のための露光中の第１の光学補正手段と第２の光学補正手段との状態を示す。レリーズ情報通知部３０９からＳＷ２が通知され露光が開始した瞬間に第１の光学補正手段は停止し、停止した場所で位置保持を行う。そして振れ補正角算出部３０６によって算出された振れ補正角はＳＷ２が押下された瞬間を基準としてそこからの補正角のみを補正するように第２の光学補正手段の駆動量として３０７で目標位置として算出される。この時の第１の光学補正手段の停止位置は第１の振れ補正位置保持部３１０に位置データとして保持される。

図５（ｃ）は静止画露光終了時における第１の光学補正手段および第２の光学補正手段の状態を示す。露光の終了の後、第２の光学補正手段は次の静止画露光のために中央位置に戻る。この時露光終了時の位置から中央位置に移動することにより画角がずれてしまう。そこで、その画角ずれを打ち消す方向に第１の光学補正手段を第１の振れ補正位置保持部３１０で保持されている停止位置から移動させる。また同時に振れ補正角算出部３０６によって算出された振れ補正角は（ｂ）で定めた基準を元にして第１の光学補正手段を駆動して、第１の光学補正手段を露光の開始の時の位置に保持するように切り替える。これらの処理を図６のフローチャート図に示す。

すなわち、カメラ起動後、手振れ補正オンでスルー画状態の時は、第２の光学補正手段を中央位置に保持する（Ｓ１０１）。そして、第１の光学補正手段のみで防振制御を行う（Ｓ１０２）。続いて、レリーズスイッチＳＷ２が押されたかどうかを判定する（Ｓ１０３）。ＳＷ２が押されていない場合は第１の光学補正手段で振れ補正を行いながらスルー画状態でＳ１１０に進む。一方、ＳＷ２が押されて静止画撮影動作が開始されていた場合には、ＳＷ２が押されたと同時に第１の光学補正手段をその場で保持または固定する（Ｓ１０４）。そして、スルー画中には、中央固定になっていた第２の光学補正手段で防振を行う（Ｓ１０５）。そして露光が開始され（Ｓ１０６）、所定時間経過後に露光が終了となって、静止画撮影動作が行われる（Ｓ１０７）。このように露光前に第２の光学補正手段を中央に固定しておき、露光開始に合わせて防振させることにより露光中に十分な防振可動範囲を確保することが可能となる（Ｓ１１１）。

露光終了時に、前記第２の光学補正手段をスルー画時に保持していた中央位置に戻し（Ｓ１０８）、同時に前記第２の光学補正手段を戻すことによって変化してしまった画角を打ち消すように、前記第１の光学補正手段を相対的に移動させる（Ｓ１０９）。

このように画角ずれを相殺するように第１の光学補正手段を動かすことにより、露光の終了の後に不自然に画角のずれが生じる事を防ぐ事が出来つつ次の撮影に備える事が出来る。静止画撮影動作が終了の後にスルー画状態に戻り、防振を終了するかどうかを判定し（Ｓ１１０）、防振終了でない場合はＳ１０１の状態に戻る。防振を終了する場合は、第１の光学補正手段および第２の光学補正手段の両方を中央位置に戻し、保持した状態となる。

以上のようにスルー画時と静止画露光時によって第１および第２の光学補正手段の駆動を切り替えることによって、露光中は第２の光学補正手段により十分な振れ補正可動範囲を確保出来る。この方式によりパン動作や大きな手振れが生じた直後においても必ず振れ補正可動範囲を確保出来るので安定した手振れ補正を実施することが可能となる。ここでスルー画時には第２の光学補正手段を中央位置に保持する場合について述べたが、それに限らず、第２の光学補正手段の補正範囲を制限することによって、スルー画中に補正を行ってもよい。

例えば、スルー画時は、第１の光学補正手段で振れ補正を行うと同時に第２の光学補正手段で設定された補正範囲内（例えば０．１５度）に制限して振れ補正を行う。静止画露光時には、第２の光学補正手段の補正範囲を拡げ（例えば０．４度）て、露光中に補正範囲を確保する。このようにスルー画時に可動範囲を制限して、第２の光学補正手段でも振れ補正を行う事により、スルー画時の振れ補正効果を高めて見えをよくしながらも、露光中に振れ補正範囲を制限して確保することが可能となる。この時、露光中に補正範囲が十分確保出来るように、スルー画時の第２の光学補正手段の補正範囲を設定する。

さらに、スルー画時に用いられる第１の光学補正手段の位置の検出分解能よりも露光中に用いられる第２の光学補正手段の位置の検出分解能をより高くする。これにより、より精度の高い手振れ補正を行う事が可能となる。ここで位置の検出分解能を高くすると可動範囲が狭くなってしまので、手持ち撮影で必要とされる可動範囲分を確保出来るように設定することが望ましい。（例えば、テレ端時にスルー画用に第１の振れ補正可動範囲を１．２度とし、静止画露光用に第２の振れ補正角度を０．４度とする。）

（実施例２）
次に、本発明の実施例２に係る撮像装置について説明する。実施例２に係る撮像装置の構成は実施例１の構成と同じであるものとする。実施例２においては実施例１と異なる部分のみを説明する。

実施例２では動画記録時と動画記録中であって静止画の記録時の第１の光学補正手段と第２の光学補正手段との駆動について述べる。

図７（ａ）に動画記録時の第１の光学補正手段と第２の光学補正手段との状態を示す。動画記録時は第１の光学補正手段のみを駆動させて防振を行う。すなわち振れ補正角算出部３０６によって算出された振れ補正角は全て第１の光学補正手段の駆動量として第１の振れ補正目標位置算出部および第２の振れ補正目標位置算出部３０７で目標位置が算出される。この時、第２の光学補正手段は、所定位置たる可動範囲の中央位置に保持されている。第２の光学補正手段の位置は第２の振れ補正位置保持部３１１に位置データとして保持されている。

図７（ｂ）は動画記録中であって静止画の記録時の第１の光学補正手段と第２の光学補正手段との状態を示す。レリーズ情報通知部３０９からＳＷ２が通知され露光が開始した瞬間に第１の光学補正手段は停止し、停止した場所で位置保持を行う。そして振れ補正角算出部３０６によって算出された振れ補正角はＳＷ２が押下された瞬間を基準としてそこからの補正角のみを補正するように第２の光学補正手段の駆動量として第１の振れ補正目標位置算出部および第２の振れ補正目標位置算出部３０７で目標位置算出される。この時の第１の光学補正手段の停止位置は第１の振れ補正位置保持部３１０に保持される。

図７（ｃ）は動画記録中であって静止画記録のための露光終了時の第１の光学補正手段と第２の光学補正手段との状態を示す。露光の終了の後、動画記録中かつ静止画の記録時において、次の露光のために、第２の光学補正手段は中央位置に戻る。また、動画の記録は継続して行われている。この時、露光の終了時の位置から中央位置に移動することにより画角がずれてしまうので、その画角ずれを打ち消す方向に第１の光学補正手段を第１の振れ補正位置保持部３１０で保持されている停止位置から移動させる。また同時に振れ補正角算出部３０６によって算出された振れ補正角は（ｂ）で定めた基準を元にして第１の光学補正手段を駆動するように切り替える。これらの処理を図８のフローチャート図に示す。

カメラ起動後、動画記録時は、第２の光学補正手段を中央位置に保持し（Ｓ２０１）、第１の光学補正手段のみで防振制御を行う（Ｓ２０２）。続いて、動画記録中であって静止画記録（撮影）のためにレリーズスイッチＳＷ２が押されたかどうかを判定する（Ｓ２０３）。ＳＷ２が押されていない場合は第１の光学補正手段を用いて動画記録を行い、Ｓ２１０へ進む。一方、ＳＷ２が押されて動画記録中であって静止画記録（撮影）が開始されていた場合には、ＳＷ２が押されたと同時に第１の光学補正手段をその場で保持または固定する（Ｓ２０４）。動画記録中には中央固定になっていた第２の光学補正手段で防振を行う（Ｓ２０５）。そして静止画露光が開始し（Ｓ２０６）、所定時間経過後、静止画記録のための露光の終了となり動画記録中における静止画記録（撮影）が処理される（Ｓ２０７）。このように、動画記録中における静止画記録のための露光の前（動画記録時）に、第２の振れ補正手段を動画記録中であって静止画記録のための露光の開始の時の位置である中央部分に固定しておく。動画記録中であって静止画記録のための露光の開始に合わせて防振させることにより動画記録中であって静止画記録のための露光に十分な防振可動範囲を確保することが可能となる。

動画記録中であって静止画記録のための露光の終了の後、第２の光学補正手段を、動画記録時に保持していた位置である中央位置に戻す（Ｓ２０８）。同時に、第２の振れ補正手段を中央位置に戻した分画角がずれるので、画角ずれが生じた分を相殺するように第１の光学補正手段を移動する（Ｓ２０９）。このように画角ずれを相殺するように第１の光学補正手段を動かすことにより、露光の終了の後に不自然に画角のずれが生じる事を防ぐ事が出来つつ、動画記録中であって次の静止画記録（撮影）に備える事が出来る。動画記録中であって静止画記録（撮影）が終了した後、再度動画記録状態に戻る。動画記録終了かどうかを判定して、動画記録終了でない場合はＳ２０１の状態に戻る。動画記録終了であった場合は、第１の光学補正手段および第２の光学補正手段の両方を中央位置に戻し、保持した状態となる（Ｓ２１０）。

以上のように動画記録時と動画記録中静止画時によって第１および第２の光学補正手段の駆動を切り替えることによって、動画記録中静止画の露光中は第２の光学補正手段により十分な振れ補正可動範囲を確保出来る。この方式によりパン動作や歩き撮りなどの大きな手振れが生じた直後においても必ず振れ補正可動範囲を確保出来るので安定した動画記録中静止画の手振れ補正を実施することが可能となる。

（実施例３）
次に、本発明の実施例３に係る撮像装置について説明する。実施例３に係る撮像装置の構成は実施例１の構成と同じである。ここでは、実施例３について、実施例１と異なる部分のみを説明する。

実施例３ではスルー画時と静止画露光時によって第１の光学補正手段および第２の光学補正手段の駆動を切り替える時に、スルー画時は第２の光学補正手段のみを駆動し、静止画露光時は第１の光学補正手段と第２の光学補正手段との両方を駆動する場合について述べる。
図９は実施例３に係わる防振制御部の構成を示したブロック図を示す。ＡＤ変換４０２から出力された信号は、ＬＰＦ４０３により低周波成分だけ抽出される。ＬＰＦ４０３により抽出された低周波の手振れ信号は、ＬＰＦ４０４において振れ補正角の大きさやシフトレンズ位置などにより補正出力を抑えるパン制御に使用されるとともに積分処理され、低周波成分のみ抽出された振れ角度信号が生成される。ＬＰＦ４０４の出力信号は第１の振れ補正角算出部４０７に入力され、その出力は、目標位置算出手段たる第１の振れ補正目標位置算出部４０９に入力されて補正すべき角度が算出される。

一方、ＡＤ変換４０２から出力された信号は、ＬＰＦ４０３で抽出された低周波成分を減算することで、手振れ信号から高周波成分を抽出する。減算により抽出された高周波の手振れ信号は、ＬＰＦ４０５において積分処理され高周波成分のみ抽出された振れ角度信号が生成される。ＬＰＦ４０５の出力信号は第２の振れ補正角算出部４０８に入力され、その出力は、目標位置算出手段たる第２の振れ補正目標位置算出部４１１に入力されて補正すべき角度が算出される。ここで実施例３ではＬＰＦ４０５で処理され高周波のみを抽出して振れ角度信号として生成されたもののみをスルー画時に防振する。また、静止画露光中はその高周波成分の手振れ信号とＬＰＦ４０４で処理され低周波成分の手振れ信号として生成されたものの両方を防振する。

この様子を図１０に示す。図１０（ａ）にスルー画時の第１の光学補正手段と第２の光学補正手段の状態を示す。スルー画時は第２の光学補正手段のみを駆動させて防振を行う。すなわち、高周波側だけ抽出し振れ補正角算出部４０８によって算出された振れ補正角が第２の振れ補正目標位置算出部４１１で目標位置として算出される。スルー画時は低周波の大きな揺れは補正を行わず、高周波の小さな揺れだけを防振することによって、像を見やすくする。また、スルー画時は、第１の光学補正手段では、所定位置たる可動範囲の中央位置に保持された状態が維持されている。この時の第１の光学補正手段の位置情報は、第１の振れ補正位置保持部４１０に位置データとして保持されている。

図１０（ｂ）は静止画記録のための露光中の第１の光学補正手段および第２の光学補正手段の状態を示す。レリーズ情報通知部４１４からＳＷ２が通知され露光が開始した瞬間に、第１の光学補正手段は駆動を開始する。そして第１の振れ補正角算出部４０７によって算出された振れ補正角は、ＳＷ２が押下された瞬間を基準として、そこからの補正角のみを補正するように、第１の光学補正手段の駆動量として第１の振れ補正目標位置算出部４０９で、目標位置として算出される。第２の光学補正手段は、スルー画と同様に第２の振れ補正角算出部４０８によって算出された振れ補正角が第２の振れ補正目標位置算出部４１１で目標位置として算出される。

図１０（ｃ）は静止画露光終了時における第１の光学補正手段および第２の光学補正手段の状態を示す。露光の終了の後、第１の光学補正手段は次の静止画露光のために中央位置に戻る。この時露光終了時の位置から中央位置に移動することにより画角がずれてしまう。そこで、その画角ずれを打ち消す方向に、第２の光学補正手段を移動させる。また同時に第１の振れ補正角算出部４０７によって算出された振れ補正角は、図１０（ｂ）で定めた基準を元にして第１の光学補正手段を駆動して、第１の光学補正手段を露光の開始の時の位置に保持するように切り替える。これらの処理を図１１のフローチャート図に示す。

カメラ起動後、手振れ補正オンでスルー画状態の時は、第１の光学補正手段を中央位置に保持する（Ｓ３０１）。そして、第２の光学補正手段のみで防振制御を行う（Ｓ３０２）。続いて、レリーズスイッチＳＷ２が押されたかどうかを判定する（Ｓ３０３）。ＳＷ２が押されていない場合は第２の光学補正手段で振れ補正を行いながらスルー画状態でＳ３１０に進む。一方、ＳＷ２が押されて静止画撮影動作が開始されていた場合には、ＳＷ２が押されたと同時に第１の光学補正手段の駆動を開始する（Ｓ３０４）。そして、第１の光学補正手段と第２の光学補正手段の両方を同時に駆動して防振を行う（Ｓ３０５）。そして露光が開始し（Ｓ３０６）、所定時間経過後露光終了となり静止画撮影動作が行われる（Ｓ３０７）。このように露光前に第１の光学補正手段を中央に固定しておき、露光開始に合わせて第１の光学補正手段および第２の光学補正手段の両方を防振させることにより露光中に十分な防振可動範囲を確保することが可能となる。

露光終了時に、前記第１の光学補正手段をスルー画時に保持していた中央位置に戻し（Ｓ３０８）、同時に前記第２の光学補正手段を戻すことによって変化してしまった画角を打ち消すように、前記第２の光学補正手段を移動させる（Ｓ３０９）。このように画角ずれを相殺するように第２の光学補正手段を動かすことにより、露光の終了の後に不自然に画角のずれが生じる事を防ぐ事が出来つつ次の撮影に備える事が出来る。静止画撮影動作が終了の後にスルー画状態に戻り、防振を終了するかどうかを判定し（Ｓ３１０）、防振終了でない場合はＳ３０１の状態に戻る。防振を終了する場合は、第１の光学補正手段および第２の光学補正手段の両方を中央位置に戻し、保持した状態となる（Ｓ３１１）。

本実施例では、撮像装置について説明したが、本発明は撮像装置に取り付け可能なレンズ鏡筒に対しても適用可能である。したがって、本実施例と同様の構成であるレンズ鏡筒も本発明の一側面を構成する。また、本発明はこれらの実施形態に限定されず、例えばＳＷ１押下時から第２の光学補正手段を駆動するなど、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

実施例２および実施例３においても、第２の光学補正手段の位置の検出分解能を、第１の光学補正手段の位置の検出分解能よりも高く設定する。この実施例でも、位置の検出分解能を高くすることにより、可動範囲が狭くなってしまうので、手持ち撮影で必要とされる可動範囲分を確保出来るように設定することが望ましい。

２０１ 撮像素子
２１１ １群レンズ
２２１ ２群レンズ
２３１ ３群レンズ
２４１ ４群レンズ
１０３ 第１の補正レンズユニット
１０４ 第２の補正レンズユニット
３０６ 振れ補正角算出部
３０７ 第１・第２の振れ補正目標位置算出部
３１０ 第１の振れ補正位置保持部
３１１ 第２の振れ補正位置保持部

Claims (9)

1. 振れを検出する振れ検出手段と、
   前記振れ検出手段から出力される振れの信号を用いて光学的に像振れ補正を行う第１の光学補正手段及び第２の光学補正手段と、
   静止画撮影動作の前の場合、前記第２の光学補正手段を用いて像振れ補正の補正範囲を制限するとともに前記第１の光学補正手段を用いて像振れ補正を行い、前記静止画撮影動作を行う場合、前記第２の光学補正手段を用いて像振れ補正を行うように制御する制御手段と、を備える像振れ補正装置。
2. 前記静止画撮影動作の前において、前記第２の光学補正手段は像振れ補正の可動範囲の中央位置に保持されている請求項１に記載の像振れ補正装置。
3. 前記静止画撮影動作を行う場合、前記第１の光学補正手段は前記静止画撮影動作が開始した時の位置に保持されている請求項１に記載の像振れ補正装置。
4. 前記第２の光学補正手段の位置の分解能は前記第１の光学補正手段の位置の分解能よりも高い請求項１に記載の像振れ補正装置。
5. 前記静止画撮影動作が終了した後に、前記第２の光学補正手段を前記静止画撮影動作の前の時に保持していた前記中央位置に戻す際に、前記第２の光学補正手段を前記中央位置に戻す際に変化する画角を打ち消すように前記第１の光学補正手段を移動させる請求項２に記載の像振れ補正装置。
6. 振れを検出する振れ検出手段と、
   前記振れ検出手段から出力される振れの信号を用いて光学的に像振れ補正を行う第１の光学補正手段及び第２の光学補正手段と、
   動画記録している場合、前記第２の光学補正手段を用いて像振れ補正の補正範囲を制限するとともに前記第１の光学補正手段を用いて像振れ補正を行い、動画記録中に静止画記録を行う場合、前記第２の光学補正手段を用いて像振れ補正を行うように制御する制御手段と、を備える像振れ補正装置。
7. 請求項１から６の何れか一項に記載の像振れ補正装置を有する撮像装置。
8. 振れを検出する振れ検出工程と、
   前記振れの信号を用いて光学的に像振れ補正を行う第１の光学補正手段および第２の光学補正手段とを用意する工程と、
   静止画撮影動作の前の場合には、前記第２の光学補正手段を用いて像振れ補正の補正範囲を制限するとともに前記第１の光学補正手段を用いて像振れ補正を行い、または前記静止画撮影動作を行う場合には、前記第２の光学補正手段を用いて像振れ補正を行うように制御する制御工程と、を備える像振れ補正方法。
9. 振れを検出する振れ検出工程と、
   前記振れの信号を用いて光学的に像振れ補正を行う第１の光学補正手段および第２の光学補正手段とを用意する工程と、
   動画記録している場合には、前記第２の光学補正手段を用いて像振れ補正の補正範囲を制限するとともに前記第１の光学補正手段を用いて像振れ補正を行い、または動画記録中に静止画記録を行う場合には、前記第２の光学補正手段を用いて像振れ補正を行うように制御する制御工程と、を備える像振れ補正方法。

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