JP2015219468A - 撮像装置及び制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】撮像素子に力を加え続けなくても、撮像素子が緩やかに周囲の部品に着地して、ユーザに不快感を与えない撮像装置及び制御方法を得る。
【解決手段】デジタルカメラ１００は、ＣＣＤ１２４が露光を完了すると、二軸加速度センサ１１２を用いてデジタルカメラ１００の姿勢を検知する。そして、検知した姿勢に基づいて、現在の重力正方向へ可動部１２２を駆動し、固定部１２１に軟着陸させる。ＣＰＵ２３は、可動部１２２が移動範囲の限界、すなわち固定部１２１に突き当たるとき、可動部１２２と固定部１２１との衝突の衝撃が少なくなるように可動部１２２を駆動する。つまり、可動部１２２が固定部１２１に近づくにつれて可動部１２２の移動速度を緩やかにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、移動可能な撮像素子を備える撮像装置、及び撮像装置の制御方法に関する。

移動可能な撮像素子を備え、撮像装置に加えられた手ブレを相殺するように撮像素子を駆動して、撮影画像において被写体像がぶれてしまうことを防止する手ブレ補正機構を備える撮像装置が知られている。このような撮像装置は、撮像装置がスリープモードにされている間、手ブレ補正を行わない（特許文献１）。

特開２０１０−１７０１０３号公報

しかし、手ブレ補正機構を簡略化するため、撮像素子を駆動後に機械的に保持する機構を廃し、かつ手ブレ補正を行わない期間に撮像素子に力を加えないと、手ブレ補正を止めたときに、突然撮像素子に加えられる力が失われる。加えられる力を失った撮像素子は、重力によって自由落下し、周囲の部品に衝突する。衝突するときに大きな音と衝撃が生じ、これによりユーザに不快感を与えるおそれがある。

本発明はこれらの問題に鑑みてなされたものであり、撮像素子に力を加え続けなくても、撮像素子が緩やかに周囲の部品に着地して、ユーザに不快感を与えない撮像装置及び制御方法を得ることを目的とする。

本願第１の発明による撮像装置は、所定の移動範囲内で移動可能である補正部と、撮像装置の姿勢を検出する姿勢検出手段と、姿勢に基づいて補正部を駆動し、補正部の駆動を終了した後には補正部に力を加えない制御手段とを備え、制御手段は、姿勢に基づいて、重力正方向における補正部の移動範囲限界まで補正部を重力正方向に向けて駆動した後に、補正部の駆動を終了することを特徴とする。

制御手段は、補正部が移動範囲限界に近づくにつれて補正部の移動速度を緩やかにすることが好ましい。

撮像装置に加えられる手ブレを検出する手ブレ検出手段をさらに備え、制御手段は、手ブレ検出手段が検出した手ブレに基づいて、手ブレを相殺するように補正部を駆動することが好ましい。撮影した画像、あるいはライブビューが手ブレによりぶれてしまうことを防止できる。

制御手段は、手ブレを相殺するように補正部を駆動した後に、移動範囲限界まで補正部を重力正方向に向けて駆動し、その後に、補正部の駆動を終了することが好ましい。補正部が固定部に激突することを防止できる。

制御手段は、撮影動作を行っている期間に、手ブレを相殺するように補正部を駆動し、撮影動作を終了したときに、手ブレを相殺するように補正部を駆動することを終了し、その後に、移動範囲限界まで補正部を重力正方向に向けて駆動してもよい。撮影後に補正部が固定部に激突することを防止できる。

制御手段は、ライブビュー動作を行っている期間に、手ブレを相殺するように補正部を駆動し、ライブビュー動作を終了したときに、手ブレを相殺するように補正部を駆動することを終了し、その後に、移動範囲限界まで補正部を重力正方向に向けて駆動してもよい。ライブビュー終了後に補正部が固定部に激突することを防止できる。

補正部は撮像素子が好適である。

本願第２の発明による制御方法は、所定の移動範囲内で移動可能である撮像素子を備える撮像装置の制御方法であって、撮像装置の姿勢を検出するステップと、姿勢に基づいて、重力正方向における撮像素子の移動範囲限界まで撮像素子を重力正方向に向けて駆動するステップと、その後に撮像素子に力を加えないステップとを備えることを特徴とする。

本発明によれば、撮像素子に力を加え続けなくても、撮像素子が緩やかに周囲の部品に着地して、ユーザに不快感を与えない撮像装置及び制御方法を得る。

本実施形態による撮像装置の背面斜視図である。 手ブレ補正機構を概略的に示した正面図である。 撮像装置のブロック図である。 手ブレ補正機構のブロック図である。 着地処理を示したタイミングチャートである。 着地処理を示したタイミングチャートである。 手ブレ補正処理を示したフローチャートである。 並進ブレ補正処理を示したフローチャートである。 ライブビュー撮影を行うときの手ブレ補正処理を示したフローチャートである。

以下、本願発明の一実施形態による撮像装置であるデジタルカメラ１００について図を用いて説明する。まず、図１を用いてデジタルカメラ１００の構成について説明する。

デジタルカメラ１００は、撮像レンズ１０１と、カメラボディ１１０とを主に備える。

撮像レンズ１０１は、図示しない合焦レンズを備える。合焦レンズは、撮像レンズ１０１の光軸Ｌ上を進退し、これにより、撮像素子である後述するＣＣＤ１２４に被写体像を結像させる。

カメラボディ１１０は、手ブレ検出手段を成すＸ方向角速度センサ１１１Ｘ及びＹ方向角速度センサ１１１Ｙと、姿勢検出手段を成す二軸加速度センサ１１２と、手ブレ補正機構１２０と、レリーズボタン１１３と、主電源ボタン１１４と、手ブレ補正スイッチ１１５と、モニタ１１６とを主に備える。

ここで、撮像レンズ１０１の光軸Ｌに直交し、かつカメラボディ１１０を横位置で構えたときに水平面と平行な軸をカメラボディ１１０のＸ軸とし、撮像レンズ１０１の光軸Ｌに直交し、かつカメラボディ１１０を横位置で構えたときに水平面と直交する軸をカメラボディ１１０のＹ軸とする。

Ｘ方向角速度センサ１１１Ｘ及びＹ方向角速度センサ１１１Ｙ、二軸加速度センサ１１２、並びに手ブレ補正機構１２０は、デジタルカメラ１００の内部に固定され、レリーズボタン１１３は、デジタルカメラ１００の頂面１１７に設けられ、ファインダ１０２、主電源ボタン１１４、手ブレ補正スイッチ１１５、及びモニタ１１６は、デジタルカメラ１００の背面１１８に設けられる。

Ｘ方向角速度センサ１１１Ｘは、Ｘ軸回りに対するデジタルカメラ１００の角速度を測定し、Ｙ方向角速度センサ１１１Ｙは、Ｙ軸回りに対するデジタルカメラ１００の角速度を測定する。Ｘ軸回りに対するデジタルカメラ１００の角速度をピッチング角速度といい、Ｙ軸回りに対するデジタルカメラ１００の角速度をヨーイング角速度という。

二軸加速度センサ１１２は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に対する重力加速度を検出する。二軸加速度センサ１１２がＹ軸方向に重力加速度を検出した場合、デジタルカメラ１００は横位置にあると判断でき、Ｘ軸方向に重力加速度を検出した場合、デジタルカメラ１００は縦位置にあると判断できる。

レリーズボタン１１３は、二段階スイッチであって、半押しされると、ピントが被写体像に合わされて固定され、露出が決定される。全押しされると、ＣＣＤ１２４が被写体像を撮像して画像を出力する。

主電源ボタン１１４は、デジタルカメラ１００の主電源を投入又は切断するモメンタリスイッチである。デジタルカメラ１００の主電源が入っていないときに押圧されると、デジタルカメラ１００の主電源が投入され、デジタルカメラ１００の主電源が入っているときに押圧されると、デジタルカメラ１００の主電源が切断される。

手ブレ補正スイッチ１１５は、手ブレ補正機能をオン又はオフするモメンタリスイッチである。手ブレ補正が機能していないときに押圧されると、手ブレ補正機能が実行され、手ブレ補正が機能しているときに押圧されると、手ブレ補正機能が中止される。

モニタ１１６は、ＣＣＤ１２４から画像を受信して、表示する。また、モニタ１１６は、撮影済みの画像を表示、あるいはＣＣＤ１２４が連続的に撮像した画像を連続的に受信して表示するライブビューを行うことも可能である。

ファインダ１０３は、図示しないリターンミラーを介して撮像レンズ１０１から被写体像を受光する。ユーザはファインダ１０３を介して被写体像を視認する。

デジタルカメラ１００の前面であって、Ｘ軸正方向に対する端部には、グリップ１１９が設けられる。ユーザはグリップ１１９に指等を掛けることにより、デジタルカメラ１００を確実に把持する。

次に、図２を用いて手ブレ補正機構１２０について説明する。図２は、手ブレ補正機構１２０をデジタルカメラ１００の背面１１８から見た図である。手ブレ補正機構１２０に設けられる各部品は、実際には、デジタルカメラ１００の正面と同じ方向を向く手ブレ補正機構１２０の正面に設けられるが、図２では、説明のため、手ブレ補正機構１２０に設けられる各部品は、手ブレ補正機構１２０の背面１１８に実線で描かれる。

手ブレ補正機構１２０は、デジタルカメラ本体に固定される固定部１２１と、固定部１２１に対して移動可能に設けられる可動部１２２を備える。ＣＣＤ１２４及び可動部１２２、あるいはＣＣＤ１２４が補正部を成す。

可動部１２２は、基板１２３、並びに、基板１２３上に設けられるＣＣＤ１２４、４つのコイル１２５ＸＲ、１２５ＸＬ、及び１２５ＹＲ、１２５ＹＬ、並びに３つのホールセンサ１２６Ｘ、１２６ＹＲ、及び１２６ＹＬを主に備える。

ＣＣＤ１２４は、基板１２３の略中央に配置される。ＣＣＤ１２４の右側には、コイル１２５ＸＲ、左側にはコイル１２５ＸＬが配置され、ＣＣＤ１２４の下側には、ＣＣＤ１２４の下辺に沿って右側にコイル１２５ＹＲ、左側にコイル１２５ＹＬが直線上に並んで配置される。

ホールセンサ１２６Ｘ、１２６ＹＲ、及び１２６ＹＬは、基板１２３の厚さ方向に対してコイル１２５ＸＲ、１２５ＹＲ、及び１２５ＹＬと各々重なる位置に設けられ、固定部１２１に対する可動部１２２の変位を検出する。ホールセンサ１２６Ｘは、Ｘ軸方向に対する変位を示すＸ方向変位ＸＣを出力し、ホールセンサ１２６ＹＲ及び１２６ＹＬは、Ｙ軸方向に対する変位を示すＹ方向変位ＹＲＣ及びＹＬＣを各々出力する。ヨーク１２７ＸＲ、１２７ＸＬ、１２７ＹＲ、及び１２７ＹＬは、コイル１２５ＸＲ、１２５ＸＬ、１２５ＹＲ、及び１２５ＹＬと各々対向する位置に設けられる。ヨーク１２７ＸＲ及び１２７ＸＬは、後述するように、コイル１２５ＸＲ及び１２５ＸＬとの間にＸ軸方向へ電磁力を生じさせ、固定部１２１に対してＸ軸方向に可動部１２２を移動させる。ヨーク１２７ＹＲ及び１２７ＹＬは、後述するように、コイル１２５ＹＲ及び１２５ＹＬとの間にＹ軸方向へ電磁力を生じさせ、固定部１２１に対してＹ軸方向に可動部１２２を移動させる。固定部１２１に対して可動部１２２が移動可能な範囲を、可動部１２２の移動範囲という。

図３を用いて、デジタルカメラ１００の内部に設けられる回路について説明する。

回路は、制御手段の一部を成すＣＰＵ２３と、ＣＰＵ２３に接続される複数の部材とを主に備える。

ＣＰＵ２３は、デジタルカメラ１００の動作を制御する。主電源ボタン（メインＳＷ）１１４が押圧されると、ＣＰＵ２３は、デジタルカメラ１００が備える各部材に電力を供給する。

レリーズボタン１１３は、レリーズボタン１１３が半押しされたときにオン状態となる測光スイッチ(測光ＳＷ)１１３ａと、全押しされたときにオン状態となるレリーズスイッチ(レリーズＳＷ)１１３ｂとを備える。測光スイッチ１１３ａはＣＰＵ２３のポートＰ１０に、レリーズスイッチ１１３ｂはＣＰＵ２３のポートＰ１１に各々接続される。

手ブレ補正スイッチ１１５（補正ＳＷ）１１５は、ＣＰＵ２３のポートＰ１２に接続される。

ＡＦブロック２４、ＡＥブロック２５、撮像ブロック２６、絞り制御部２７、モニタ１１６、撮像メモリ２８、レンズ駆動部２９が、ＣＰＵ２３のポート２から８に各々接続される。測光スイッチ(測光ＳＷ)１１３ａがオンにされると、ＣＰＵ２３は、ＡＦブロック２４からの信号に基づいてレンズ駆動部２９を制御し自動焦点調節を行い、ＡＥブロック２５からの信号に基づいて絞り制御部２７および撮像ブロック２６を制御し、Ｆ値、シャッタ速度等を制御した自動露出制御を行う。撮像ブロック２６は、ＣＣＤ１２４を駆動し、例えば１／６０秒間隔で撮像した画像をメモリ３０に順次一時的に保存する。また撮像ブロック２６は、ＣＰＵ２３からの指示に基づきメモリ３０に保存されている画像を順次読み出してＣＰＵ２３へと出力する。ＣＰＵ２３に入力された画像は、モニタ１１６に順次出力され例えばスルー画像として表示される。また、レリーズスイッチ(レリーズＳＷ)１１３ｂがオンされると、メモリ３０に最後に保存された画像が不揮発性の撮像メモリ２８に保存される。

ＣＰＵ２３は、アナログ信号をデジタル信号に変換して受信するＡ／Ｄポート（Ａ／Ｄ０〜Ａ／Ｄ４）を備える。Ａ／Ｄポート（Ａ／Ｄ０及びＡ／Ｄ１）には、アナログハイパスフィルタ３１Ｘ及び３１Ｙ、並びにアンプ３２Ｘ及び３２Ｙを各々介してＸ方向角速度センサ１１１Ｘ及びＹ方向角速度センサ１１１Ｙが各々接続される。一方、Ａ／Ｄポート（Ａ／Ｄ２〜Ａ／Ｄ４）には、ホールセンサ信号処理回路３３Ｘ、３３ＹＲ、及び３３ＹＬを各々介して、ホールセンサ１２６Ｘ、１２６ＹＲ、及び１２６ＹＬが接続される。

ＣＰＵ２３は、ＰＷＭポート（ＰＷＭ０〜ＰＷＭ２）を備え、ＰＷＭポート（ＰＷＭ０〜ＰＷＭ２）は、ドライバ回路３４を介して、コイル１２５ＸＲ、１２５ＸＬ、１２５ＹＲ、及び１２５ＹＬに接続される。固定部１２１には、コイル１２５ＸＲ、１２５ＸＬ、１２５ＹＲ、及び１２５ＹＬの各々に対応してヨーク１２７ＸＲ、１２７ＸＬ、１２７ＹＲ、及び１２７ＹＬが設けられる。コイル１２５ＸＲ、１２５ＸＬ、１２５ＹＲ、及び１２５ＹＬへ供給する電流を制御することより、可動部１２２が固定部１２１に対して並進する。並進とは、Ｘ軸又はＹ軸に沿った移動である。なお、図３ではコイル１２５ＸＬは省略されている。

手ブレ補正機能が実行されている間、ＣＰＵ２３は、Ｘ方向角速度センサ１１１Ｘ及びＹ方向角速度センサ１１１Ｙが出力した信号に基づき、手ブレの並進成分を所定時間（例えば１ｍＳ）毎に算出し、並進ブレに基づきドライバ回路３４に信号を送信する。ここで、並進成分とは、手ブレにより生じる角速度のうち、Ｘ軸及びＹ軸周りの回動によって生じる角速度である並進ブレを意味する。ドライバ回路３４は、ＣＰＵ２３から受信した信号に基づいて、コイル１２５ＸＲ、１２５ＸＬ、１２５ＹＲ、１２５ＹＬに通電する。これにより、可動部及びＣＣＤ１２４が、並進ブレを相殺するように駆動される。併せて、ホールセンサ１２６Ｘ、１２６ＹＲ、及び１２６ＹＬが、可動部１２２、すなわちＣＣＤ１２４の位置を検出する。ＣＰＵ２３は、検出した位置を用いて、並進ブレの補正をフィードバック制御する。

次に図３及び４を参照して、ＣＰＵ２３において実行される並進ブレ補正処理について説明する。なお図４は、並進ブレ補正処理に関する制御の流れを示すブロック図であり、破線で囲まれる領域内がＣＰＵ２３において実行される処理である。これらの処理は、所定時間（例えば１ｍＳ）間隔の割り込み処理として実行される。

Ｘ方向角速度センサ１１１Ｘ及びＹ方向角速度センサ１１１Ｙが検出した信号は、アナログハイパスフィルタ３１Ｘ及び３１Ｙに入力される。アナログハイパスフィルタ３１Ｘ及び３１Ｙは、パンニングなどに起因する成分を信号から除去した後、アンプ３２Ｘ及び３２Ｙに出力する。アンプ３２Ｘ及び３２Ｙは、受信した信号を増幅して得られたピッチング角速度ＶＸ及びヨーイング角速度ＶＹを、Ａ／Ｄポート（Ａ／Ｄ０及びＡ／Ｄ１）を介して、Ａ／Ｄ３５Ｘ及びＡ／Ｄ３５Ｙに出力する。

Ａ／Ｄ３５Ｘ及びＡ／Ｄ３５Ｙは、ピッチング角速度ＶＸ及びヨーイング角速度ＶＹをＡ／Ｄ変換してＨＰＦ３６Ｘ及びＨＰＦ３６Ｙに出力する。ＨＰＦ３６Ｘ及びＨＰＦ３６Ｙは、ピッチング角速度ＶＸ及びヨーイング角速度ＶＹにデジタルハイパスフィルタ処理を施す。これにより、ピッチング角速度ＶＸ及びヨーイング角速度ＶＹから手ブレに関わる情報のみが抽出される。そして、角度演算ブロック３７Ｘ及び３７Ｙは、ピッチング角速度ＶＸ及びヨーイング角速度ＶＹに積分演算を施し、Ｘ軸周りの回転角度であるピッチング角θＸ、及びＹ軸周りの回転角度であるヨーイング角θＹを求める。

駆動位置計算ブロック３８Ｘ及び３８Ｙは、ヨーイング角θＹ、ピッチング角θＸ、および焦点距離ｆ等のレンズ情報を用いて、並進ブレ補正量を算出する。並進ブレ補正量は、手ブレの並進成分により静止被写体像が撮像面上で移動する距離であって、並進シフト量ＳＸと、並進シフト量ＳＹＲと、並進シフト量ＳＹＬとから成る。算出された並進シフト量ＳＸ、ＳＹＲ、及びＳＹＬは、メモリ（不図示）に順次保持され、計算される毎に更新される。

並進シフト量ＳＸは、コイル１２５ＸＲ及び１２５ＸＬによるシフト量であって、ホールセンサ１２６Ｘの基準位置からのＸ軸方向へのシフト量に対応する。並進シフト量ＳＹＲは、コイル１２５ＹＲによるＹ軸方向へのシフト量であって、ホールセンサ１２６ＹＲの基準位置からのＹ軸方向へのシフト量に対応する。並進シフト量ＳＹＬは、コイル１２５ＹＬによるＹ軸方向へのシフト量であって、ホールセンサ１２６ＹＬの基準位置からのＹ軸方向へのシフト量に対応する。ホールセンサ１２６Ｘ、１２６ＹＲ、及び１２６ＹＬの基準位置は、可動部１２２を標準位置に置いたときの、ヨーク１２７ＸＲ、１２７ＹＲ、及び１２７ＹＬに対するホールセンサ１２６Ｘ、１２６ＹＲ、及び１２６ＹＬの位置である。可動部１２２の標準位置とは、ＣＣＤ１２４の各辺がＸ軸又はＹ軸のいずれかに対して平行であって、かつＣＣＤ１２４の有効画素領域の中心が光軸Ｌと一致するような位置をいう。なお、本実施形態では、コイル１２５ＸＲ及び１２５ＸＬは、Ｘ軸に沿って直列的に配置され、かつＸ軸に沿った可動部１２２の並進運動のみに寄与するため、コイル１２５ＸＲ及び１２５ＸＬによる可動部１２２のシフト量は同じ並進シフト量ＳＸとして表される。

手ブレ補正機能が機能している場合、並進シフト量ＳＸ、並進シフト量ＳＹＲ、及び並進シフト量ＳＹＬは、例えば１ｍＳ毎に算出される。手ブレ補正機能が機能していない場合、並進シフト量ＳＸ、並進シフト量ＳＹＲ、及び並進シフト量ＳＹＬは０に設定される。並進シフト量ＳＸ、並進シフト量ＳＹＲ、及び並進シフト量ＳＹＬが０であるとき、ホールセンサ１２６Ｘ、１２６ＹＲ、及び１２６ＹＬが基準位置にある。すなわち、並進シフト量ＳＸ、並進シフト量ＳＹＲ、及び並進シフト量ＳＹＬを０に設定することにより、ＣＣＤ１２４は、ＣＣＤ１２４の有効画素領域の中心が光学中心と一致するように配置される。

一方、ホールセンサ１２６Ｘ、１２６ＹＲ、及び１２６ＹＬが検出した信号は、ホールセンサ信号処理回路３３Ｘ、３３ＹＲ、３３ＹＬに入力される。ホールセンサ信号処理回路３３Ｘ、３３ＹＲ、３３ＹＬは、受信した信号を、基準位置からのシフト量ＳＸＣ、ＹＲＣ、及びＹＬＣに対応する信号に変換し、Ａ／Ｄポート（Ａ／Ｄ２、Ａ／Ｄ３、及びＡ／Ｄ４）を介してＣＰＵ２３に入力する。ＣＰＵ２３は、Ａ／Ｄポート（Ａ／Ｄ２、Ａ／Ｄ３、及びＡ／Ｄ４）に各々接続されるＡ／Ｄブロック４３Ｘ、４３ＹＲ、及び４３ＹＬを備える。Ａ／Ｄブロック４３Ｘ、４３ＹＲ、及び４３ＹＬは、受信した信号をデジタル信号にＡ／Ｄ変換する。

ＣＰＵ２３は、シフト量ＳＸＣ、ＹＲＣ、及びＹＬＣをそれぞれフィードバックする。すなわち、制御演算ブロック４５Ｘ、４５ＹＲ、及び４５ＹＬが、制御目標値に設定された並進シフト量ＳＸ、並進シフト量ＳＹＲ、及び並進シフト量ＳＹＬとの間の偏差を求め、各偏差にＰＩＤ制御等の自動制御演算を施す。そして、これにより得られた信号を各々パルス変調し、得られた信号を操作量ＤＸ、ＤＹＲ、及びＤＹＬとしてＰＷＭポート（ＰＷＭ０、ＰＷＭ１、及びＰＷＭ２）を介してドライバ回路３４に出力する。ドライバ回路３４は、操作量ＤＸ、ＤＹＲ、及びＤＹＬに基づいてコイル１２５ＸＲ、１２５ＹＬ、及び１２５ＹＲに電流を供給する。これにより、コイル１２５ＸＲ、１２５ＹＬ、及び１２５ＹＲは、操作量ＤＸ、ＤＹＲ、及びＤＹＬに対応する駆動力で可動部１２２を駆動する。以上の構成により、可動部１２２は、手ブレ補正機能が機能している場合には並進ブレを相殺するように駆動され、手ブレ補正機能が機能していない場合には標準位置に保持される。

デジタルカメラ１００は、撮影後に、二軸加速度センサ１１２を用いて自らの姿勢を検知し、検知した姿勢に基づいて、可動部１２２を駆動する。そして、可動部１２２を移動範囲の限界まで重力正方向（重力下方方向）に移動させた後、可動部１２２の駆動を終了する。この処理を着地処理という。

次に、図５及び６を用いて、着地処理について説明する。着地処理は、撮影を終了したときから可動部１２２の駆動を終了する前までに実行される処理である。

まず、撮影を開始するときから可動部１２２の駆動を終了するまでに、デジタルカメラ１００の姿勢が横位置に維持されて変化しない場合について図５を用いて説明する。

撮影を行っていない期間において、ＣＰＵ２３は、コイル１２５ＸＲ、１２５ＹＬ、及び１２５ＹＲに通電しない。これにより、可動部１２２は、デジタルカメラ１００の動きによる加速度や重力以外の力を受けず、移動範囲の限界まで重力正方向に移動している。

ここで、ＣＣＤ１２４の有効画素領域の中心が、Ｘ軸方向において０点にあり、Ｙ軸負方向において移動範囲の限界にあるとする。この状態においてレリーズスイッチ１１３ｂがオンにされると、ＣＰＵ２３は、ＣＣＤ１２４の現在位置を初期位置として記憶した後、コイル１２５ＸＲ、１２５ＹＬ、及び１２５ＹＲに通電して、ＣＣＤ１２４の有効画素領域の中心を光軸Ｌと一致させる。初期位置は、撮影を行っていない期間から撮影を行う期間に移行する度に、あるいは、コイル１２５ＸＲ、１２５ＹＬ、及び１２５ＹＲに通電しない期間から通電する期間に移行する度に、あるいは、レリーズスイッチ１１３ｂがオンにされる度に記憶される。ＣＣＤ１２４の有効画素領域の中心を光軸Ｌと一致させる動作を中心駆動動作という。中心駆動動作が完了すると、ＣＣＤ１２４の有効画素領域の中心が、Ｘ軸方向及びＹ軸方向において０点と一致、すなわち可動部１２２が標準位置に置かれ、その後に手ブレ補正が行われる。中心駆動動作が行われているとき、可動部１２２はＸ軸方向に対して移動せず、ホールセンサ１２６Ｘからの出力電圧は変化しない。他方、可動部１２２は、Ｙ軸正方向に対して移動するため、ホールセンサ１２６ＹＲ及び１２６ＹＬからの出力電圧が変化する。

前述のようにデジタルカメラ１００の姿勢が横位置に維持されて変化しない。そのため、中心駆動動作が完了すると、可動部１２２はＸ軸方向及びＹ軸方向に対して移動せず、ホールセンサ１２６Ｘ、１２６ＹＲ、及び１２６ＹＬからの出力電圧は、一定の値に維持されて変化しない。

中心駆動動作が完了した後、絞りが駆動され、シャッタ幕が走査され、ＣＣＤ１２４が露光を行う。ＣＣＤ１２４が露光を完了すると、手ブレ補正も終了し、二軸加速度センサ１１２はデジタルカメラ１００の姿勢を検知する。そして、ＣＰＵ２３は、検知した姿勢に基づいて、現在の重力正方向へ可動部１２２を駆動し、固定部１２１に軟着陸させる。現在の重力正方向へ可動部１２２を駆動し、固定部１２１に軟着陸させる処理を、着地処理という。このときＣＰＵ２３は、可動部１２２が移動範囲の限界、すなわち固定部１２１に突き当たるとき、可動部１２２と固定部１２１との衝突の衝撃が少なくなるように可動部１２２を駆動する。つまり、可動部１２２が固定部１２１に近づくにつれて可動部１２２の移動速度を緩やかにする。このように可動部１２２を駆動する制御パターンは、ＣＰＵ２３のプログラム領域（不図示）に記憶される。より詳しく説明すると、可動部１２２がＸ軸方向に対して０点の位置に維持されるような電流をコイル１２５ＸＲに流し、可動部１２２がＹ軸負方向において移動範囲の限界に移動するような電流をコイル１２５ＹＬ及び１２５ＹＲに流す。これにより、可動部１２２はＸ軸方向に対して移動せず、ホールセンサ１２６Ｘからの出力電圧は変化しない。他方、可動部１２２は、Ｙ軸負方向に対して移動するため、ホールセンサ１２６ＹＲ及び１２６ＹＬからの出力電圧が変化する。着地処理が終了すると、コイル１２５ＸＲ、１２５ＹＬ、及び１２５ＹＲに通電されない。

次に、撮影を開始するときから可動部１２２の駆動を終了するまでに、デジタルカメラ１００の姿勢が変化する場合について図６を用いて説明する。

中心駆動動作が完了するまでの動作については、図５に示す構成と同様であるため、説明を省略する。中心駆動動作が完了した後、絞りが駆動され、シャッタ幕が走査され、ＣＣＤ１２４が露光を行う。中心駆動動作が完了してからＣＣＤ１２４が露光を終了するまでの期間において、デジタルカメラ１００の姿勢が横位置から縦位置に変化する。

連写を行うとき、デジタルカメラ１００は、連写が終了するまで可動部１２２を駆動しつづけており、１枚の画像を撮影する毎に可動部１２２の駆動を中止することはない。初期位置は、レリーズスイッチ１１３ｂがオンにされる度に記憶されるため、連写を行っている期間では、ＣＣＤ１２４の初期位置は更新されない。連写を行っている期間にデジタルカメラ１００の姿勢が変化した場合、連写終了後の重力正方向と、初期位置を記憶したときの重力正方向とが異なる方向になる。そのため、連写を行っている期間にデジタルカメラ１００の姿勢が変化した場合、連写終了後に初期位置へ可動部１２２を駆動すると、可動部１２２は重力正方向に落ちて、固定部１２１に激突するおそれがある。他方、シャッタ速度が長秒である期間にデジタルカメラ１００の姿勢が変化した場合も同様に、連写終了後の重力正方向と、初期位置を記憶したときの重力正方向とが異なる方向となって、連写終了後に可動部１２２が重力正方向に落ちて、固定部１２１に激突するおそれがある。そこで、デジタルカメラ１００は、ＣＣＤ１２４が露光を完了すると、二軸加速度センサ１１２を用いてデジタルカメラ１００の姿勢を検知する。そして、検知した姿勢に基づいて、現在の重力正方向へ可動部１２２を駆動し、固定部１２１に軟着陸させる。ＣＰＵ２３は、可動部１２２が移動範囲の限界、すなわち固定部１２１に突き当たるとき、可動部１２２と固定部１２１との衝突の衝撃が少なくなるように可動部１２２を駆動する。つまり、可動部１２２が固定部１２１に近づくにつれて可動部１２２の移動速度を緩やかにする。ここで、デジタルカメラ１００の姿勢が横位置から縦位置に変化したとすると、可動部１２２がＸ軸負方向において移動範囲の限界に移動するような電流をコイル１２５ＸＲに流し、可動部１２２がＹ軸方向に対して現在の位置、すなわちＹ軸方向に対して０点の位置に維持されるような電流をコイル１２５ＹＬ及び１２５ＹＲに流す。これにより、可動部１２２はＸ軸負方向に対して移動して、ホールセンサ１２６Ｘからの出力電圧が変化する。他方、可動部１２２は、Ｙ軸方向に対して移動しないため、ホールセンサ１２６ＹＲ及び１２６ＹＬからの出力電圧が変化しない。着地処理が終了すると、コイル１２５ＸＲ、１２５ＹＬ、及び１２５ＹＲに通電されない。

これにより、コイル１２５ＸＲ、１２５ＹＬ、及び１２５ＹＲへの通電を切断しても、可動部１２２が固定部１２１に激突しない。そのため、可動部１２２が固定部１２１に激突する場合に発生する衝撃が、デジタルカメラ１００を保持するユーザに伝わらず、ユーザに不快感を持たせることがない。

次に図７を用いて、手ブレ補正処理について説明する。手ブレ補正処理は、主電源ボタン（メインＳＷ）１１４がオンにされたときに実行される。

始めのステップＳ２００では、Ｘ方向角速度センサ１１１Ｘ及びＹ方向角速度センサ１１１Ｙを起動する。より詳しく説明すると、Ｘ方向角速度センサ１１１Ｘ及びＹ方向角速度センサ１１１Ｙが備えるジャイロを起動する。

次のステップＳ２０２では、並進ブレ補正処理を実行する。これにより、手ブレ補正機能がオンである場合には、手ブレを相殺するように可動部１２２が駆動され、手ブレ補正機能がオフである場合には、可動部１２２が所定位置に固定される。

次のステップＳ２０４では、測光スイッチ１１３ａがオンされたか否かの判定を行う。測光スイッチ１１３ａがオンにされていない場合、再度ステップＳ２０４を実行する。測光スイッチ１１３ａがオンにされた場合、ステップＳ２０６に進む。

ステップＳ２０６では、補正スイッチがオンにされているか否かを判断する。補正スイッチがオンにされている場合にはステップ２１０に進み、補正スイッチがオンにされていない場合にはステップ２０９に進む。

ステップＳ２１０では、補正フラグＳＲを1（真）に設定する。ステップＳ２０９では、補正フラグＳＲを０（偽）に設定する。

次のステップＳ２１２では、測光処理が実行される。測光処理は、ＣＣＤ１２４、あるいは図示しない測光素子を用いて、被写体像の明るさを測定する処理である。

次のステップＳ２１４では、ＡＦ処理が実行される。ＡＦ処理は、ＣＣＤ１２４、あるいは図示しない測距素子を用いて、被写体像に撮像レンズ１０１のピントを合わせる処理である。

次のステップＳ２１６では、レリーズスイッチ１１３ｂがオンされたか否かを判断する。レリーズスイッチ１１３ｂがオンされている場合、処理はステップＳ２１８からステップＳ２４２を実行し、レリーズスイッチ１１３ｂがオンされていない場合、処理はステップＳ２０４に戻る。

ステップＳ２１８では、絞り駆動処理を実行する。絞り駆動処理は、測光処理で求めた値に基づいて、絞り値を決定し、絞り値に基づいて絞り羽根を駆動する処理である。

次のステップＳ２１９では、中心駆動動作を実行し、ＣＣＤ１２４の有効画素領域の中心を光軸Ｌと一致させる。

次のステップＳ２２０では、撮像処理を実行する。撮像処理は、測光処理で求めた値に基づいて、シャッタ速度を決定し、決定したシャッタ速度を用いて、ＣＣＤ１２４が撮像を行う処理である。

次のステップＳ２２２では、画像記録処理を実行する。画像記録処理は、ＣＣＤ１２４が撮像した画像を撮像メモリ２８に記録する処理である。

ステップＳ２２４からステップＳ２４２までが、着地処理を構成する。ステップＳ２２４では、加速度センサ処理を実行する。加速度センサ処理は、二軸加速度センサ１１２がデジタルカメラ１００におけるＸ軸方向及びＹ軸方向に対する重力加速度を検知し、ＣＰＵ２３に送信する処理である。

次のステップＳ２２６では、姿勢計算処理を実行する。姿勢計算処理は、ＣＰＵ２３が、受信した重力加速度を用いて、デジタルカメラ１００の位置を算出する処理である。デジタルカメラ１００の位置は、横位置かつ正立位置、横位置かつ逆立位置、縦位置かつグリップ１１９が重力上方向位置、又は縦位置かつグリップ１１９が重力下方向位置の４つの位置のいずれかである。

次のステップＳ２２８では、ＣＰＵ２３が、受信した重力加速度を用いて、デジタルカメラ１００が横位置かつ正立位置にあるか否かを判断する。横位置かつ正立位置にある場合、処理はステップＳ２３０に進み、横位置かつ正立位置にない場合、処理はステップＳ２３２に進む。

ステップＳ２３０では、デジタルカメラ１００が横位置かつ正立位置にあるとして、着地処理によって可動部１２２が着地すべき位置を、移動範囲内においてＹ軸負方向の限界値に設定する。着地処理によって可動部１２２が着地すべき位置を、目標位置という。そして、処理はステップＳ２４２に進む。

ステップＳ２３２では、ＣＰＵ２３が、受信した重力加速度を用いて、デジタルカメラ１００が横位置かつ逆立位置にあるか否かを判断する。横位置かつ逆立位置にある場合、処理はステップＳ２３４に進み、横位置かつ逆立位置にない場合、処理はステップＳ２３６に進む。

ステップＳ２３４では、デジタルカメラ１００が横位置かつ逆立位置にあるとして、着地処理によって可動部１２２が着地すべき位置を、移動範囲内においてＹ軸正方向の限界値に設定する。そして、処理はステップＳ２４２に進む。

ステップＳ２３６では、ＣＰＵ２３が、受信した重力加速度を用いて、デジタルカメラ１００が縦位置であり、かつグリップ１１９が重力上方向位置にあるか否かを判断する。縦位置であり、かつグリップ１１９が重力上方向位置にある場合、処理はステップＳ２３８に進み、縦位置であり、かつグリップ１１９が重力上方向位置にない場合、処理はステップＳ２４０に進む。

ステップＳ２３８では、デジタルカメラ１００が縦位置であり、かつグリップ１１９が重力上方向位置にあるとして、着地処理によって可動部１２２が着地すべき位置を、移動範囲内においてＸ軸負方向の限界値に設定する。そして、処理はステップＳ２４２に進む。

ステップＳ２４０では、デジタルカメラ１００が縦位置であり、かつグリップ１１９が重力下方向位置にあるとして、着地処理によって可動部１２２が着地すべき位置を、移動範囲内においてＸ軸正方向の限界値に設定する。そして、処理はステップＳ２４２に進む。

次のステップＳ２４２では、可動部１２２を着地すべき位置に駆動し、処理はステップＳ２０２に戻る。これにより、ＣＣＤ１２４を含む可動部１２２が、重力正方向における可動部１２２の移動範囲限界まで駆動される。

手ブレ補正処理を実行することにより、撮影終了後に可動部１２２に対する駆動力が切断されても、可動部１２２が固定部１２１に激突して、ユーザに不快感を与えることがない。

次に図８を用いて、並進ブレ補正処理について説明する。並進ブレ補正処理は、所定時間（１ｍＳ）毎にタイマ割り込みが発生する度にＣＰＵ２３によって実行される処理であって、手ブレ補正処理のステップＳ２０２において実行される。

始めのステップＳ１０１では、着地処理を実行するか否かを判断する。着地処理を実行するようにデジタルカメラ１００が設定されている場合、処理はステップＳ１０２に進み、設定されていない場合、処理はステップＳ１０３に進む。

ステップＳ１０２では、着地処理によって可動部１２２が着地すべき目標位置を設定する。

他方、ステップＳ１０３では、Ｘ方向角速度センサ１１１Ｘ及びＹ方向角速度センサ１１１Ｙが測定したピッチング角速度ＶＸ及びヨーイング角速度ＶＹをＣＰＵ２３が読み込む。

次のステップＳ１０４では、ホールセンサ１２６Ｘ、１２６ＹＲ、及び１２６ＹＬから現在位置をＣＰＵ２３が取得する。現在位置は、現時点におけるヨーク１２７ＸＲ、１２７ＹＲ、及び１２７ＹＬに対するホールセンサ１２６Ｘ、１２６ＹＲ、及び１２６ＹＬの位置であって、ホールセンサ１２６Ｘ、１２６ＹＲ、及び１２６ＹＬの基準位置からのＸ軸及びＹ軸方向に対するシフト量ＸＣ、ＹＲＣ、及びＹＬＣによって表される。

次のステップＳ１０５では、手ブレ補正機能がオン状態であるか否かを判断する。手ブレ補正機能がオン状態であるか否かは、補正フラグＳＲが１であるか０であるかによって判断される。補正フラグＳＲが１である場合、手ブレ補正機能がオンであると判断され、０である場合、オンでないと判断される。手ブレ補正機能がオンである場合、処理はステップＳ１０７に進み、オンでない場合、処理はステップＳ１０６に進む。

まず、手ブレ補正機能がオンでない、すなわちオフである場合について説明する。ステップＳ１０６では、並進シフト量ＳＸと、並進シフト量ＳＹＲと、並進シフト量ＳＹＬが０に設定される。次のステップＳ１０９では、ステップＳ１０４で得られたシフト量ＸＣ、ＹＲＣ、及びＹＬＣと、ステップＳ１０６で得られた並進シフト量ＳＸ、並進シフト量ＳＹＲ、及び並進シフト量ＳＹＬとの偏差に対して自動制御演算を施す。次のステップＳ１１０では、自動制御演算により得られた操作量ＤＸ、ＤＹＲ、及びＤＹＬに基づき手ブレ補正機構１２０を駆動する。ここで、並進シフト量ＳＸと、並進シフト量ＳＹＲと、並進シフト量ＳＹＬが０であることから、可動部１２２は現在位置に保持される。その後、処理は終了する。

次に、手ブレ補正機能がオンである場合について説明する。ステップＳ１０７では、ステップＳ１０３において取得したピッチング角速度ＶＸ及びヨーイング角速度ＶＹに基づいて、ピッチング角度θＸ及びヨーイング角度θＹを算出する。次のステップＳ１０８では、撮像レンズ１０１の焦点距離等のレンズ情報とピッチング角度θＸ及びヨーイング角度θＹとを用いて、並進シフト量ＳＸと、並進シフト量ＳＹＲと、並進シフト量ＳＹＬを算出する。次のステップＳ１０９では、ステップＳ１０４で得られたシフト量ＸＣ、ＹＲＣ、及びＹＬＣと、並進シフト量ＳＸ、並進シフト量ＳＹＲ、及び並進シフト量ＳＹＬとの偏差に対して自動制御演算を施す。次のステップＳ１１０では、自動制御演算により得られた操作量ＤＸ、ＤＹＲ、及びＤＹＬに基づき手ブレ補正機構１２０を駆動する。これにより、ピッチング角速度ＶＸ及びヨーイング角速度ＶＹに基づいて可動部１２２が駆動され、手ブレが補正される。その後、処理は終了する。

次に図９を用いて、ライブビュー撮影時における手ブレ補正処理について説明する。ライブビュー撮影とは、ユーザがモニタ１１６に表示されている画像を見ながら撮影を行う撮影手法である。ライブビュー撮影時における手ブレ補正処理は、ファインダ１０３又は図示しないリターンミラーを備えないカメラ、例えばミラーレス一眼カメラにおいて実行される。この手ブレ補正処理は、図７に示す手ブレ補正処理に対して、中心駆動動作を行う時期、及び着地処理を実行する時期が異なる。よって、図７に示す手ブレ補正処理と同じ処理に対しては同じ符号を付して説明を省略し、異なる処理について主に説明する。

ステップＳ２０２において並進ブレ補正処理を実行した後、ステップＳ２５１において、中心駆動動作を実行する。これにより、ＣＣＤ１２４の有効画素領域の中心が光軸Ｌと一致する。そしてステップＳ２０６に進み、補正スイッチがオンにされているか否かを判断する。ステップＳ２０６からＳ２１４までの処理については、図７に示す手ブレ補正処理と同様であるため、説明を省略する。

ステップＳ２１４が終了すると、処理はステップＳ２５２に進む。ステップＳ２５２では、ライブビューが終了しているか否かを判断する。ライブビューが終了している場合、処理はステップＳ２２４に進み、着地処理を実行する。ライブビューが終了していない場合、処理はステップＳ２１６、Ｓ２１８、Ｓ２２０、及びＳ２２２を実行し、撮影を行う。

以降の処理は、図７に示す手ブレ補正処理と同様であるため、説明を省略する。

ライブビュー撮影時における手ブレ補正処理を実行することにより、ミラーレス一眼カメラにおいて、撮影終了後に可動部１２２に対する駆動力が切断されても、可動部１２２が固定部１２１に激突して、ユーザに不快感を与えることがない。

本実施形態によれば、可動部１２２に対する駆動力を切断しても、可動部１２２が固定部１２１に激突しない。そのため、可動部１２２が固定部１２１に激突する場合に発生する衝撃が、デジタルカメラ１００を保持するユーザに伝わらず、ユーザに不快感を持たせることがない。

なお、着地処理において、ＣＰＵ２３は、ＣＣＤ１２４の現在位置を初期位置として記憶しなくてもよい。初期位置を記憶しておかなくても、着地処理を実行することが可能である。

なお、着地処理を撮影終了後に実行する構成について説明したが、ライブビューを終了したときに着地処理を実行してもよい。すなわち、ライブビューを行っている期間に、手ブレを相殺するように可動部１２２を駆動し、ライブビューを終了したときに、手ブレを相殺するようにＣＣＤ１２４を駆動することを終了して、その後に、着地処理を実行する。

また、デジタルカメラ１００は、いわゆるコンパクトカメラ、一眼レフカメラ、ミラーレス一眼カメラのいずれかであってもよい。

ＣＣＤ１２４の代わりに、ＣＭＯＳ（相補型金属酸化物半導体）撮像素子等の固体撮像素子を用いてもよい。

なお、ＣＣＤ１２４を駆動して手ブレを補正する構成について説明したが、撮像レンズ１０１が備えるレンズ群の一部を駆動して手ブレを補正してもよい。このとき、前述したいずれの処理においても、ＣＣＤ１２４の代わりにレンズ群の一部が駆動される。

２３ ＣＰＵ
２４ ＡＦブロック
２５ ＡＥブロック
２６ 撮像ブロック
２７ 絞り制御部
２８ 撮像メモリ
２９ レンズ駆動部
３０ メモリ
３１Ｘ アナログハイパスフィルタ
３２Ｘ アンプ
３３Ｘ ホールセンサ信号処理回路
３４ ドライバ回路
３５Ｘ Ａ／Ｄ
３５Ｙ Ａ／Ｄ
３６Ｘ ＨＰＦ
３６Ｙ ＨＰＦ
３７Ｘ 角度演算ブロック
３８Ｘ 駆動位置計算ブロック
４３Ｘ Ａ／Ｄブロック
４５Ｘ 制御演算ブロック
１００ デジタルカメラ
１０１ 撮像レンズ
１１０ カメラボディ
１１１Ｘ Ｘ方向角速度センサ
１１１Ｙ Ｙ方向角速度センサ
１１２ 二軸加速度センサ
１１３ レリーズボタン
１１３ａ 測光スイッチ
１１３ｂ レリーズスイッチ
１１４ 主電源ボタン
１１５ 手ブレ補正スイッチ
１１６ モニタ
１１７ 頂面
１１８ 背面
１１９ グリップ
１２０ 手ブレ補正機構
１２１ 固定部
１２２ 可動部
１２３ 基板
１２４ ＣＣＤ
１２５ＸＬ コイル
１２５ＸＲ コイル
１２５ＹＬ コイル
１２５ＹＲ コイル
１２６Ｘ ホールセンサ
１２６ＹＬ ホールセンサ
１２６ＹＲ ホールセンサ
１２７ＸＲ ヨーク
１２７ＸＬ ヨーク
１２７ＹＲ ヨーク
１２７ＹＬ ヨーク

Claims (8)

1. 所定の移動範囲内で移動可能である補正部と、
   前記撮像装置の姿勢を検出する姿勢検出手段と、
   前記姿勢に基づいて前記補正部を駆動し、前記補正部の駆動を終了した後には前記補正部に力を加えない制御手段とを備え、
   前記制御手段は、前記姿勢に基づいて、重力正方向における前記補正部の移動範囲限界まで前記補正部を重力正方向に向けて駆動した後に、前記補正部の駆動を終了する撮像装置。
2. 前記制御手段は、前記補正部が移動範囲限界に近づくにつれて前記補正部の移動速度を緩やかにする請求項1に記載の撮像装置。
3. 前記撮像装置に加えられる手ブレを検出する手ブレ検出手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記手ブレ検出手段が検出した手ブレに基づいて、前記手ブレを相殺するように前記補正部を駆動する請求項１又は２に記載の撮像装置。
4. 前記制御手段は、前記手ブレを相殺するように前記補正部を駆動した後に、前記移動範囲限界まで前記補正部を重力正方向に向けて駆動し、その後に、前記補正部の駆動を終了する請求項３に記載の撮像装置。
5. 前記制御手段は、撮影動作を行っている期間に、前記手ブレを相殺するように前記補正部を駆動し、撮影動作を終了したときに、前記手ブレを相殺するように前記補正部を駆動することを終了し、その後に、前記移動範囲限界まで前記補正部を重力正方向に向けて駆動する請求項４に記載の撮像装置。
6. 前記制御手段は、ライブビュー動作を行っている期間に、前記手ブレを相殺するように前記補正部を駆動し、ライブビュー動作を終了したときに、前記手ブレを相殺するように前記補正部を駆動することを終了し、その後に、前記移動範囲限界まで前記補正部を重力正方向に向けて駆動する請求項４又は５に記載の撮像装置。
7. 前記補正部は撮像素子である請求項１に記載の撮像装置。
8. 所定の移動範囲内で移動可能である補正部を備える撮像装置の制御方法であって、
   前記撮像装置の姿勢を検出するステップと、
   前記姿勢に基づいて、重力正方向における前記補正部の移動範囲限界まで前記補正部を重力正方向に向けて駆動するステップと、
   その後に前記補正部に力を加えないステップと
   を備える制御方法。

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