JP4976293B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、像ぶれを補正する像ぶれ補正手段を含む撮像光学系を有する撮像装置に関する。

近年、ディジタル方式のスチルカメラやビデオムービーなどの撮像装置の普及と共に機器の小型化および軽量化が進展している。さらに、撮像装置の高画質化に伴い像ぶれ補正に対する要望が益々高まっている。

従来知られている像ぶれ補正手段を有する撮像装置（特許文献１）は、像振れによるカメラの振動を検出する振動検出手段と、像振れの適正な補正量を演算する演算手段と、像振れ補正用レンズと、像振れ補正用レンズを駆動するレンズ駆動手段と、常時補正モードまたはレリーズ中のみ振れ補正を行うレリーズ補正モードの何れか一方を選択する補正モード選択手段とを備えている。同撮像装置においては、常時補正モードが選択されたときには、振動検出手段による振動検出動作開始後にレンズ駆動手段による補正が開始される。補正モード選択手段によってレリーズ補正モードが選択されたときは、レリーズ中のみレンズ駆動手段による補正が行われる。

なお、上述の撮像装置においては、像振れ補正の態様としてレリーズ釦が半押しされた後は常に像振れ補正を行う常時補正モードと、レリーズ中のみ像振れ補正を行うレリーズ補正モードとが設けられている。それ故に、レリーズ釦の半押し状態が長時間に渡って続くような場合はレリーズ補正モードを選択してモータ等で消費される電池の無駄な消費を抑え、事前に像振れ補正の効果を確認したい場合は常時補正モードを選択して像振れ補正効果が確認できることを意図している。

また、レリーズ補正モードが選択されたときには、補正光学系をセンター位置にセットすることによって、補正光学系が光軸であるセンター位置から限界値まで移動できる量を確保して、レリーズ補正モードの像振れ補正の機能を効率的に使用できることを意図している。
特開平５−２２４２７０号公報

上述の特許文献１に記載されている撮像装置は、像ぶれ補正機能において常時補正モード、またはレリーズ中のみ振れ補正を行うレリーズ補正モードの何れか一方が選択されるように構成されている。常時補正モードでは、ユーザがモニタ画面を見ながらフレーミングを行っている期間は像ぶれが生じない。しかしながら、レリーズ開始時に補正光学系をセンター位置にセットできないため、同モードにおいてはレリーズ開始時に補正光学系が光軸であるセンター位置から限界値付近まで移動していると像ぶれ補正が働かないことがある。一方、レリーズ補正モードでは、レリーズ中のみ像ぶれ補正が行われるため、ユーザがモニタ画面を見ながらフレーミングを行っている期間は像ぶれが生じる。したがって、何れのモードにおいてもフレーミング期間の像ぶれ補正と、レリーズ中の像ぶれ補正との両立が困難である。

上述の問題を鑑みて、本発明は、ユーザがモニタ画面を見ながらフレーミングを行っている期間に像ぶれ補正を行い、かつレリーズ中においても補正光学系の可動余裕を確保した状態から像ぶれ補正を行うことにより、フレーミング期間の像ぶれ補正とレリーズ中の高精度な像ぶれ補正を両立する像ぶれ補正機能を実現する撮像装置を提供することを目的とする。

被写体の電気的な画像信号を出力する撮像装置であって、
複数のレンズ群により被写体の光学的な像を形成する撮像光学系と、
被写体の光学的な像を撮像して電気的な画像信号に変換する撮像素子と、
撮像装置のぶれ情報を検出する揺動検出部と、
撮像光学系の光軸を移動させることで光学的な像に生じる像ぶれを補正する光学的像ぶれ補正部と、
撮像素子から出力される画像データの切出し位置を変えることで像ぶれを補正する電子的像ぶれ補正部と、
撮像素子に露光された画像信号の表示および記憶を行う画像処理部と、
揺動検出部から出力されるぶれ情報に基づいて、撮像装置の露光期間中は主として光学的像ぶれ補正部を動作させ、露光期間以外は主として電子的像ぶれ補正部を動作させる像ぶれ制御部とを備える。

本発明によれば、フレーミング期間の像ぶれ補正とレリーズ中の補正光学系の可動余裕を確保した高精度な像ぶれ補正を両立する像ぶれ補正機能を実現する撮像装置を提供できる。

（実施の形態１）
先ず、図１を参照して、本発明の実施の形態１に係る撮像装置の構成について説明する。撮像装置ＩＣＤは、レンズ鏡筒１００、ＯＩＳユニット制御部１０４、フォーカス駆動部１０５、撮像素子であるＣＣＤ１０６、画像処理部１０７、合焦情報算出部１０９、操作部１１０、表示部１１１、およびメモリーカード１１２を含む。ＯＩＳとはＯｐｔｉｃａｌ Ｉｍａｇｅ Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｒの頭文字を取った略称である。なお、ＯＩＳユニット制御部１０４、フォーカス駆動部１０５、画像処理部１０７、および合焦情報算出部１０９は、撮像装置ＩＣＤの全体の動作を制御するシステムコントローラ１２０を構成している。

レンズ鏡筒１００は、撮像光学系であるズームレンズ系１０１、像ぶれ補正用レンズユニット１０２（以降、「ＯＩＳユニット１０２」と称する）、およびフォーカスレンズユニット１０３を内部に保持する。ズームレンズ系１０１、ＯＩＳユニット１０２、およびフォーカスレンズユニット１０３は、被写体の光学的な像を変倍可能に形成する撮像光学系ＩＣＳである。撮像光学系は、被写体側から順に、変倍時に光軸に沿って移動する第１ズームレンズ群１０１ａおよび第２ズームレンズ群１０１ｂと、像ぶれ補正を行うために光軸に対して垂直に移動するＯＩＳユニット１０２と、合焦状態に調節のために光軸に沿って移動するフォーカスレンズユニット１０３とから成る。

フォーカス駆動部１０５は、フォーカスレンズユニット１０３を駆動させたときの位置情報を合焦情報算出部１０９に出力する。さらに、フォーカス駆動部１０５はシステムコントローラ１２０から出力される指令に基づいて、フォーカスレンズユニット１０３を光軸方向に駆動させる駆動信号を出力する機能も有する。また、フォーカス駆動部１０５は、ズームレバー（図示せず）をユーザが操作することによりズームレンズ系１０１を光軸方向に駆動させる機能を有してもよい。

ＣＣＤ１０６は、撮像光学系ＩＣＳが形成した光学的な像を所定のタイミングで撮像して、電気的な画像信号に変換して出力する撮像素子である。画像処理部１０７は、ＣＣＤ１０６から出力された画像信号にホワイトバランス補正やγ補正などの所定の画像処理を施す処理部である。

表示部１１１は、典型的には液晶ディスプレイであり、システムコントローラ１２０から出力される指令により、ＣＣＤ１０６から出力された画像信号を画像処理部１０７を介して入力し、当該画像信号に基づいて撮影画像を可視画像としてユーザに表示する。また、画像処理部１０７は、ユーザが着脱可能なメモリーカード１１２と双方向にアクセス可能である。メモリーカード１１２は、システムコントローラ１２０から出力される指令に基づき、ＣＣＤ１０６から出力された画像信号を画像処理部１０７を介して入力させて格納する。さらに、メモリーカード１１２に格納された画像信号は、画像処理部１０７を介して表示部１１１に供給される。

操作部１１０は、撮像装置ＩＣＤの本体の外側に設けられて、ユーザが撮像装置ＩＣＤを操作するために用いる手段であり、電源スイッチやシャッターボタン等を含む。

次に、フォーカス駆動部１０５の動作について説明する。操作部１１０のシャッターボタンが半押しされると、システムコントローラ１２０は操作部１１０のシャッターボタンの半押状態を検知して、画像処理部１０７にＣＣＤ１０６で生成された画像信号を合焦情報算出部１０９に転送させる。

合焦情報算出部１０９は、転送された画像信号に含まれるコントラスト情報と、フォーカス駆動部１０５から出力されるフォーカスレンズユニット１０３の位置情報とに基づいてデフォーカス量を算出する。そして、合焦情報算出部１０９は、フォーカスレンズユニット１０３の位置を制御するための制御信号を生成して、当該制御信号をフォーカス駆動部１０５に出力する。

次に、図２、図３、図４、および図５を参照して、ＯＩＳユニット１０２について詳細に説明する。具体的には、図２は組み立てられたＯＩＳユニット１０２の状態を斜め上方からみた様子を示し、図３はＯＩＳユニット１０２の要部を分解した状態を示し、図４はピッチング移動枠の背面を示し、図５は図４に於けるＶ−Ｖ断面を示している。

図２に示すように、固定枠５には、ヨーイング移動枠４が左右方向のシャフト（図示せず）を介して左右方向に移動自在に支持されている。そして、ヨーイング移動枠４には、上下方向のシャフト４ａとガイド溝４ｂが設けられている。

図３に示すように、ピッチング移動枠２の本体２ａには、シャフト４ａにスライド自在に嵌合するガイド部材３ｂと、ガイド溝４ｂにスライド自在に嵌合するシャフト３ａが設けられている。これらにより、ＯＩＳユニット１０２の像ぶれ補正レンズ１（ＯＩＳユニット１０２）を保持するピッチング移動枠（移動枠）２がヨーイング移動枠４に上下方向に移動自在に保持されている。したがって、像ぶれ補正レンズ１（ＯＩＳユニット１０２）は、ピッチング移動枠２およびヨーイング移動枠４を介して、図２に示した固定枠５に対して上下方向および左右方向に移動自在に支持されている。

ピッチング移動枠２の本体２ａには、像ぶれ補正レンズ１（ＯＩＳユニット１０２）を駆動するピッチング用コイルパターン７Ａおよびヨーイング用コイルパターン７Ｂが形成された複数層、例えば４層の積層基板６が取付けられている。積層基板６には、像ぶれ補正レンズ１（ＯＩＳユニット１０２）の位置を検出するための位置検出センサであるホー
ル素子（磁気センサ）８Ａおよび８Ｂが取付けられている。

ホール素子８Ａおよび８Ｂを高精度に位置決め固定するために、ホール素子８Ａおよび８Ｂは、積層基板６の基準穴６ｃおよび６ｄと同時に金型で打ち抜き加工された位置決め穴６ａおよび６ｂに嵌合されている。位置決め穴６ａおよび６ｂは、ホール素子８Ａおよび８Ｂ（図３）が軽圧入可能なようにホール素子外形より少し小さく形成されている。そして、ホール素子８Ａおよび８Ｂをそれぞれ位置決め穴６ａおよび６ｂに軽圧入することで、位置決め穴６ａおよび６ｂ内にホール素子８Ａおよび８Ｂがガタつくこともなく高精度に位置決めされる。

図４に示すように、積層基板６には、結線パターン９ｄが形成されたフレキシブルプリント板９が設けられている。フレキシブルプリント板９は、固定部９ａと、可動部９ｂと、端子部９ｃとで構成されている。なお、固定部９ａは積層基板６の背面に取付けらており、可動部９ｂは固定部９ａから導出されて固定枠５（図３および図５参照）側に接続され、端子部９ｃは可動部９ｂの端部に取付けられて固定枠５側の給電および信号送受に供される。

さらに、フレキシブルプリント板９の固定部９ａであって、上述の位置決め穴６ａおよび６ｂに近接する部分には、センサ用のランド部１３ａおよび１３ｂがそれぞれ設けられている。そして、位置決め穴６ａおよび６ｂに、それぞれホール素子８Ａおよび８Ｂを嵌合することによって、ホール素子８Ａおよび８Ｂの端子辺８ｂ（図５参照）がセンサ用ランド１３ａおよび１３ｂに接触する。その結果、半田付けする際に、ホール素子８Ａおよび８Ｂを加圧保持する必要がなく、作業が容易であるので生産性がよい。

また、積層基板６には、ピッチング用のコイルパターン７Ａとヨーイング用のコイルパターン７Ｂにそれぞれ接続されるランド部６ｅおよび６ｆが形成されている。ランド部６ｅおよび６ｆは、フレキシブルプリント板９の固定部９ａに対応して形成されたランド部１４ａおよび１４ｂに半田付けにより接続されている。そして、ランド部６ｅおよび６ｆは、フレキシブルプリント板９の固定部９ａと可動部９ｂに形成された結線パターン９ｄによって、端子部９ｃを介してコネクタ１５に接続されている。結果、固定枠５（図２参照）側のコネクタ１５から可動側のヨーイング移動枠４（図２参照）に対して、ホール素子８Ａおよび８Ｂに対する電気信号の送受信と、コイルパターン７Ａおよび７Ｂへの電力供給とを行うことができる。

図５に示すように固定枠５には、コイルパターン７Ａおよび７Ｂ（図３参照）に対向するマグネット１０Ａおよび１０Ｂ（図３参照）がヨーク１１Ａおよび１１Ｂに取り付けられている。そして、ホール素子８Ａおよび８Ｂの移動範囲の中心位置と、２極着磁したマグネット１０Ａおよび１０Ｂの境界とが一致するように精度良く位置決めするために、固定枠５には、マグネット１０Ａおよび１０Ｂの上下位置の少なくとも一方と、左右位置の少なくとも一方に当接する位置決め用凸部（位置決め部）１２ａおよび１２ｂが設けられている。マグネット１０Ａおよび１０Ｂは、位置決用凸部１２ａおよび１２ｂに当接して、位置規制される。

次に、ＯＩＳユニット制御部１０４の機能について説明する。本実施の形態に係るＯＩＳユニット制御部１０４は、モニタ画面像ぶれ補正機能および撮像画面像ぶれ補正機能を有する。モニタ画面像ぶれ補正機能とはフレーミング期間中に像ぶれ補正を行う機能である。撮像画面像ぶれ補正機能とはレリーズ（以降、「露光」）期間中に像ぶれ補正を行う機能である。本例においては、モニタ画面像ぶれ補正機能は、ＣＣＤから出力される画像信号の切出し位置を変えることによって像ぶれ補正を行う電子的像ぶれ補正機能である。そして、撮像画面像ぶれ補正機能は、ＯＩＳユニット１０２の移動を制御することによって像ぶれ補正を行う光学的像ぶれ補正機能である。そして、露光前のフレーミング期間中は電子的像ぶれ補正機能を動作させ、露光期間中は光学的像ぶれ補正機能を動作させる。

ＯＩＳユニット制御部１０４の動作する条件は、主に下記に述べるケース１、ケース２、およびケース３の３通りが考えられる。
＜ケース１＞
操作部１１０のシャッターボタンが半押しされた場合に、システムコントローラ１２０がシャッターボタンの半押し状態を検知して、ＯＩＳユニット制御部１０４をモニタ画面像ぶれ補正モードに設定する。そして、シャッターボタンが全押しされた場合には、システムコントローラ１２０がシャッターボタンの全押し状態を検知して、ＯＩＳユニット制御部１０４をモニタ画面像ぶれ補正モードから撮像画面像ぶれ補正モードに切換える。さらに、システムコントローラ１２０は、ＣＣＤ１０６に画像信号を出力させ、当該画像信号を画像処理部１０７を介してメモリーカードに格納させた後に、ＯＩＳユニット制御部１０４の動作を終了させる。

＜ケース２＞
操作部１１０のシャッターボタンが全押しされた場合に、システムコントローラ１２０がこの全押しされた状態を検知して、ＣＣＤ１０６から画像信号が出力される直前に、ＯＩＳユニット制御部１０４を撮像画面像ぶれ補正モードに設定する。そして、ＣＣＤ１０６から画像信号が出力された後に、システムコントローラ１２０が画像処理部１０７を介してメモリーカードに当該画像信号を格納させた後に、ＯＩＳユニット制御部１０４の撮像画面像ぶれ補正モードを終了させる。

＜ケース３＞
操作部１１０の電源スイッチがＯＮになり、撮像装置ＩＣＤが撮影モードのときにシステムコントローラ１２０が撮像装置ＩＣＤが撮影モードであることを検知して、ＯＩＳユニット制御部１０４をモニタ画面像ぶれ補正モードに設定する。そして、電源スイッチがＯＦＦになったり、メモリーカード１１２に格納されている画像信号が画像処理部１０７を介して表示部１１１に供給されて、表示部１１１で画像表示されたりするなどの撮影モード以外のときに、システムコントローラ１２０はＯＩＳユニット制御部１０４のモニタ画面像ぶれ補正モードを終了させる。

撮像装置ＩＣＤが撮影モードのときに操作部１１０のシャッターボタンが全押しされた場合には、システムコントローラ１２０はＣＣＤ１０６から画像信号が出力される直前に、ＯＩＳユニット制御部１０４を撮像画面像ぶれ補正モードに設定する。そして、システムコントローラ１２０は、ＣＣＤ１０６から出力された画像信号を画像処理部１０７を介してメモリーカードに格納させた後に、ＯＩＳユニット制御部１０４を撮像画面像ぶれ補正モードからモニタ画面像ぶれ補正モードに切換える。上述のケース１、ケース２、およびケース３の３通りの条件をそれぞれ撮像装置ＩＣＤの本体に取付けられたメニュー釦（図示せず）によって切換えるように構成してもよい。

図６を参照して、上述のケース１の場合を例に、ＯＩＳユニット１０２およびＯＩＳユニット制御部１０４の動作について詳細に説明する。フレーミング期間は操作部１１０のシャッターボタンが半押しされたときからシャッターボタンが全押しされるまでの期間を示す。また露光期間は操作部１１０のシャッターボタンが全押しされたときから撮像素子に露光が開始され終了するまでの期間を示すものとして説明する。

図６に示すように、像ぶれ補正機能は、ＯＩＳユニット１０２およびＯＩＳユニット制御部１０４によって実現される。ＯＩＳユニット１０２は、ＯＩＳアクチュエータ３１ｘおよび３１ｙと位置検出センサ３２ｘおよび３２ｙを含む。ＯＩＳアクチュエータ３１ｘは像ぶれ補正レンズ１（ＯＩＳユニット１０２）と共に左右方向（ヨーイング方向）に移
動するコイルパターン７Ｂと固定枠５に固定されたマグネット１０Ｂおよびヨーク１１Ｂで構成される。位置検出センサ３２ｘはホール素子８Ｂで形成される。そして、位置検出センサ３２ｙは、像ぶれ補正レンズ１（ＯＩＳユニット１０２）と共に上下方向（ピッチング方向）に移動するコイルパターン７Ａと固定枠５に固定されたマグネット１０Ａおよびヨーク１１Ａで構成される。位置検出センサ３２ｙはホール素子８Ａで構成される。

ＯＩＳユニット制御部１０４は、ゲイン補正部３３ｘおよび３３ｙと、角速度センサ３４ｘおよび３４ｙと、積分器３５ｘおよび３５ｙと、ゲイン補正部３６ｘおよび３６ｙと、比較部３７ｘおよび３７ｙと、ＯＩＳユニット駆動部３８ｘおよび３８ｙと、画像シフト量演算部３９ｘおよび３９ｙと、目標指令制御部４０ｘおよび４０ｙとを含む。

角速度センサ３４ｘは、像ぶれ補正レンズ１（ＯＩＳユニット１０２）を左右方向（ヨーイング方向）に移動させるＯＩＳアクチュエータ３１ｘに対応する方向の角速度を検出する。積分器３５ｘは、角速度センサ３４ｘから出力される角速度情報を積分して角度情報を出力する。ＯＩＳユニット駆動部３８ｘは、コイルパターン７Ｂに電力を供給する。ゲイン補正部３３ｘは、位置検出センサ３２ｘから出力される可動部の位置情報を所定のゲインＫ１で倍増させる。ゲイン補正部３６ｘは、積分器３５ｘから出力される角度情報を所定のゲインＫ２で倍増させる。

目標指令制御部４０ｘは、ゲイン補正部３６ｘから出力される撮像装置ＩＣＤの本体の像振れ角度情報に基づいて、光学的および電子的像ぶれ補正を行うための目標指令情報を出力する。比較部３７ｘは、ゲイン補正部３３ｘから出力される可動部の位置情報と目標指令制御部４０ｘから出力される撮像装置ＩＣＤの本体の角度情報とを比較して、ＯＩＳユニット駆動部３８ｘを介して光学的像ぶれ補正を行う可動部の位置を制御するための制御信号を出力する。さらに、画像シフト量演算部３９ｘは、目標指令制御部４０ｘから出力される撮像装置ＩＣＤの本体の角度情報に基づいて、電子的像ぶれ補正を行うための画像シフト量を演算する。

同様に、角速度センサ３４ｙは、像ぶれ補正レンズ１（ＯＩＳユニット１０２）を上下方向（ピッチング方向）に移動させるＯＩＳアクチュエータ３１ｙに対応する方向の角速度を検出する。積分器３５ｙは、角速度センサ３４ｙから出力される角速度情報を積分して角度情報を出力する。ＯＩＳユニット駆動部３８ｙは、コイルパターン７Ａに電力を供給する。ゲイン補正部３３ｙは、位置検出センサ３２ｙから出力される可動部の位置情報を所定のゲインＫ１で倍増する。ゲイン補正部３６ｙは、積分器３５ｙから出力される角度情報を所定のゲインＫ２で倍増する。

目標指令制御部４０ｙは、ゲイン補正部３６ｙから出力される撮像装置ＩＣＤの本体の像振れ角度情報に基づいて光学的および電子的像ぶれ補正を行うための目標指令情報を出力する。比較部３７ｙは、ゲイン補正部３３ｙから出力される可動部の位置情報と目標指令制御部４０ｙから出力される撮像装置ＩＣＤの本体の角度情報とを比較して、ＯＩＳユニット駆動部３８ｙを介して光学的像ぶれ補正を行う可動部の位置を制御するための制御信号を出力する。さらに、画像シフト量演算部３９ｙは、目標指令制御部４０ｙから出力される撮像装置ＩＣＤの本体の角度情報に基づいて、電子的像ぶれ補正を行うための画像シフト量を演算する。

なお、本実施の形態においては、目標指令制御部４０ｘおよび４０ｙは、フレーミング期間中は目標指令信号を画像シフト量演算部３９ｘおよび３９ｙにそれぞれ出力して電子的像ぶれ補正を行う。目標指令制御部４０ｘおよび４０ｙは、さらに露光期間中は目標指令信号を比較部３７ｘおよび３７ｙにそれぞれ出力して光学的像ぶれ補正を行う。この電子的像ぶれ補正と光学的像ぶれ補正との切換えは、システムコントローラ１２０から出力される指令によって行われる。

次に、上述の如く構成されたＯＩＳユニット１０２及びＯＩＳユニット制御部１０４の光学的像ぶれ補正時の動作について説明する。撮像装置ＩＣＤの左右（ヨーイング）方向の振れに対して像ぶれを補正するための制御指令信号は、角速度センサ３４ｘおよび積分器３５ｘを通してゲイン補正部３６ｘから出力される。左右方向の振れのない状態ではゲイン補正部３６ｘおよび目標指令制御部４０ｘを介して所定の基準電圧が出力される。当該基準電圧に一致するように、ＯＩＳユニット駆動部３８ｘ、ＯＩＳアクチュエータ３１ｘ、位置検出センサ３２ｘおよびゲイン補正部３３ｘによって像ぶれ補正レンズの位置が制御される。すなわち、この状態では比較部３７ｘからＯＩＳユニット駆動部３８ｘに出力される電圧はほぼ０となり、像ぶれ補正レンズ１（ＯＩＳユニット１０２）の中心は像ぶれ補正レンズ１（ＯＩＳユニット１０２）以外の撮像光学系のほぼ中心を通る垂直線に一致する。

撮像装置ＩＣＤの左右（ヨーイング）方向の振れを生じた状態では、ゲイン補正部３６ｘおよび目標指令制御部４０ｙを介して、撮像装置ＩＣＤの左右方向の回転角度に基づく電圧が出力される。この左右方向の回転角度に基づく電圧によって、この左右方向の回転角度分だけ像ぶれを生じない方向に像ぶれ補正レンズ１（ＯＩＳユニット１０２）が移動させられる。したがって、ゲイン補正部３３ｘとゲイン補正部３６ｘでは、像ぶれ補正レンズ１（ＯＩＳユニット１０２）の位置を位置検出センサ３２ｘで検出した出力に対して像ぶれを生じない方向に移動させるために必要な電力がＯＩＳユニット駆動部３８ｘからＯＩＳアクチュエータ３１ｘへ出力されるように調整される。具体的には、撮像装置ＩＣＤの製造工場で出荷時などに調整される。

一方、撮像装置ＩＣＤの上下（ピッチング方向）方向の振れに対して像ぶれを補正するための制御指令信号は角速度センサ３４ｙおよび積分器３５ｙを通してゲイン補正部３６ｙから出力される。上下方向の振れのない状態では、ゲイン補正部３６ｙおよび目標指令制御部４０ｙを介して所定の基準電圧が出力される。当該基準電圧に一致するように、ＯＩＳユニット駆動部３８ｙ、ＯＩＳアクチュエータ３１ｙ、位置検出センサ３２ｙ、およびゲイン補正部３３ｙによって像ぶれ補正レンズ１（ＯＩＳユニット１０２）の位置が制御される。すなわち、この状態では、比較部３７ｙからＯＩＳユニット駆動部３８ｙに出力される電圧はほぼ０となり、像ぶれ補正レンズ１（ＯＩＳユニット１０２）の中心は像ぶれ補正レンズ１（ＯＩＳユニット１０２）以外の撮像光学系のほぼ中心を通る水平線に一致する。

撮像装置ＩＣＤの上下方向の振れを生じた状態では、ゲイン補正部３６ｙおよび目標指令制御部４０ｙを介して、撮像装置ＩＣＤの上下方向の回転角度に基づく電圧が出力される。この上下方向の回転角度に基づく電圧によって像ぶれ補正レンズ１（ＯＩＳユニット１０２）がこの上下方向の回転角度分だけ像ぶれを生じない方向に移動させられる。したがって、ゲイン補正部３３ｙとゲイン補正部３６ｙでは、像ぶれ補正レンズ１（ＯＩＳユニット１０２）の位置を位置検出センサ３２ｙで検出した出力に対して像ぶれを生じない方向に移動させるために必要な電力がＯＩＳユニット駆動部３８ｙからＯＩＳアクチュエータ３１ｙへ出力されるように調整される。具体的には、撮像装置ＩＣＤの製造工場で出荷時などに調整される。

なお、ＯＩＳアクチュエータ３１ｘおよび３１ｙと、位置検出センサ３２ｘおよび３２ｙと、ゲイン補正部３３ｘおよび３３ｙと、比較部３７ｘおよび３７ｙと、ＯＩＳユニット駆動部３８ｘおよび３８ｙとはそれぞれ制御ループゲインを構成している。

次に、図７を参照して、本実施の形態における画像処理部１０７の電子的像ぶれ補正動作について説明する。画像処理部１０７は、画像読み出し部４１、画像切り出し部４２、および画像メモリ４３で構成されて、電子的像ぶれ補正機能を実現する。画像読み出し部４１は、フレーミング期間に行われる電子的像ぶれ補正時には画像切り出し部４２へ画像データを出力し、露光期間には画像メモリ４３へ画像データを出力する。また、ＣＣＤ１０６から１フレーム分の画像データを読み出してフォーカスレンズユニット１０３を駆動して合焦させるための評価値としてコントラスト情報を演算する画像データも合焦情報算出部１０９に出力する。

画像切り出し部４２は、１フレーム分の画像データとそれに対応するｘ方向画像シフト量とｙ方向画像シフト量に基づいて、像ぶれ分を補正するように画像読み出し部４１から得た画像データを切り出して、画像メモリ４３に出力する。フレーミング期間中は、１フレーム毎に更新される画像メモリ４３上の画像データを表示部１１１に供給して画像表示させる。露光終了後は、ＣＣＤ１０６から画像読出し部４１へ出力された露光期間の画像データを表示部１１１に供給して画像表示させると共に、メモリーカード１１２へ露光期間の画像データを記憶させる。なお、１フレームは例えば３０〜１２０［Ｈｚ］を示し、システムコントローラ１２０から出力される同期信号のタイミングで処理される。

図８を参照して、画像データの配置について説明する。図８には、ＣＣＤなどの撮像素子で生成される画像データを表し、本例においては画像読み出し部４１でＣＣＤ１０６から読み出した画像データの配置を示している。同図において、（ ）内は画素の座標を示し、左から順に０からｍまでのｍ＋１列、上から順に０からｎまでのｎ＋１行の画素からなる。例えば、５００万画素のＣＣＤではｍ＝２５５９、ｎ＝１９１９、４００万画素のＣＣＤではｍ＝２３０３、ｎ＝１７２７で表される。

つまり、ｒ（０，０）、ｇ（１，０）、ｂ（１，１）などは、（ｍ＋１）×（ｎ＋１）個の画素数で表される画素単位を表す。例えば１画素を２５６階調で表し、ｒ（０，０）は赤色の情報を２５６階調で表した数値が格納される。ｇ（１，０）は緑色の情報を２５６階調で表した数値が格納される。ｂ（１，１）は青色の情報を２５６階調で表した数値が格納される。

図９Ａ〜９Ｄを参照して、電子的像ぶれ補正機能について説明する。同図において、符号１７は図８で示した画像データから３２０［画素］×２４０［画素］のサイズに間引いた場合のＱＶＧＡ画像データ枠を示す。ここでは説明を分かりやすくするために図９のようにｘ方向の座標を０〜１５、ｙ方向の座標を０〜１１の単位で表し、ＱＶＧＡ画像データ配置枠１７のサイズの場合には、単位エリア枠Ｃ１〜Ｃ４当たり２０［画素］×２０［画素］で表されるエリアとして定義される。

図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃ、および図９Ｄは、１／３０［ｓ］の時間毎に被写体Ｐ１を撮影した画像の一例を示している。同例においては、図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃ、および図９Ｄの順番に、像振れにより被写体Ｐ１の画面での位置が変化している。つまり、被写体Ｐ１の特定位置は座標（７，５）のエリアＣ１、座標（８，６）のエリアＣ２、座標（８，５）のエリアＣ３、座標（７，６）のエリアＣ４の順で移動している。

エリアＡ１、Ａ２、Ａ３、およびＡ４は、フレーミング期間における電子的像ぶれ補正を行うための画像データの切出しエリアを示す。エリアＢ１、Ｂ２、Ｂ３、およびＢ４はフレーミング期間における像ぶれに追従させた場合の画像データの切出しエリアを示している。

つぎに、エリアＡ１〜Ａ４とエリアＢ１〜Ｂ４との違いについて説明する。本実施の形態における電子的像ぶれ補正機能は、以下に述べるモニタ画面像ぶれ補正モードと撮像画面像ぶれ補正モードの２通りのモードが考えられる。

＜モニタ画面像ぶれ補正モード＞
本モードにおける電子的像ぶれ補正は、エリアＢ１〜Ｂ４で示すように被写体Ｐ１の像ぶれに追従して補正する機能である。３５［ｍｍ］フィルム換算の焦点距離４００［ｍｍ］とすると、画像データ配置枠のｘ方向の画素数３２０［画素］は画角５．１５［度］に相当する。

被写体Ｐ１の特定位置をエリアＣ１〜Ｃ４として表した場合に、エリアＣ１とエリアＣ２とに関しては、１／３０［ｓ］の間にｘ方向に２０［画素］（０．３２［度］相当）と、ｙ方向に２０［画素］（０．３２［度］相当）との像振れが生じたことが読みとれる。目標指令制御部４０からは、エリアＣ１とエリアＣ２との間（１／３０［ｓ］）に生じた像振れ角度情報が出力され、この角度情報に３２０［画素］／５．１５［度］を乗ずることによって、画像シフト量演算部３９ｘおよび３９ｙがｘ方向およびｙ方向の画像シフト量を算出できる。

算出されたｘ方向およびｙ方向の画像シフト量に基づいて、エリアＣ１が中心位置になるようにＱＶＧＡ画像データ配置枠１７からエリアＢ１として切り出される。以降同様に、エリアＣ２が中心位置になるようにエリアＢ２として切り出され、エリアＣ３が中心位置になるようにエリアＢ３として切り出され、エリアＣ４が中心位置になるようにエリアＢ４として切り出される。エリアＢ１〜Ｂ４のように、フレーム毎にＱＶＧＡ画像データ配置枠１７から画像データを切り出して表示部１１１に画像データを表示させることによって被写体Ｐ１は像ぶれの少ない状態で表示できる。

＜撮像画面像ぶれ補正モード＞
本モードにおける電子的像ぶれ補正は、エリアＡ１〜Ａ４で示すように被写体Ｐ１の像ぶれを若干残した状態で補正する機能である。３５［ｍｍ］フィルム換算の焦点距離４００［ｍｍ］とすると、画像データ配置枠のｘ方向の画素数３２０［画素］は画角５．１５［度］に相当する。被写体Ｐ１の特定位置をエリアＣ１〜Ｃ４として表した場合に、エリアＣ１とエリアＣ２とに関しては、１／３０［ｓ］の間にｘ方向に２０［画素］（０．３２［度］相当）と、ｙ方向に２０［画素］（０．３２［度］相当）の像振れが生じたことが読みとれる。

目標指令制御部４０ｘおよび４０ｙからは、エリアＣ１とエリアＣ２との間（１／３０［ｓ］）に生じた像振れ角度情報が出力される。上述のモニタ画面像ぶれ補正モードの例においては、この像振れ角度情報に３２０［画素］／５．１５［度］を乗ずることによって画像シフト量演算部３９ｘおよび３９ｙにおいてｘ方向およびｙ方向の画像シフト量を算出している。しかしながら、本撮像画面像ぶれ補正モードにおいては、目標指令制御部４０ｘおよび４０ｙから出力される像振れ角度情報に３２０［画素］／５．１５［度］×（１−０．６５）を乗ずることによって画像シフト量演算部３９ｘおよび３９ｙにおいてｘ方向およびｙ方向の画像シフト量を算出する。

結果、本撮像画面像ぶれ補正モードにおいては、算出されたｘ方向およびｙ方向の画像シフト量に基づいてＱＶＧＡ画像データ配置枠１７からエリアＡ１として切り出した場合に、エリアＣ１の位置はエリアＡ１の中心位置に対して左上にｘ方向およびｙ方向１３［画素］だけずれて位置する。以降同様に、エリアＣ２はエリアＡ２の中心位置に対して右下にｘ方向およびｙ方向１３［画素］だけずれて位置するようにエリアＡ２として切り出され、エリアＣ３はエリアＡ３の中心位置に対して右上にｘ方向およびｙ方向１３［画素］だけずれて位置するようにエリアＡ３として切り出され、エリアＣ４はエリアＡ４の中心位置に対して左下にｘ方向およびｙ方向１３［画素］だけずれて位置するようにエリアＡ２として切り出される。エリアＡ１〜Ａ４のように、フレーム毎にＱＶＧＡ画像データ配置枠１７から画像データを切り出して表示部１１１に画像データを表示させることによって被写体Ｐ１は若干像ぶれが残った状態でモニタされる。

図１０を参照して、ＱＶＧＡモニタにおける像ぶれ量と像ぶれ評価点との関係について説明する。同図は、ＱＶＧＡの２．５インチのモニタ画面上での被写体の位置変動に対する被験者１０名の評価結果を表している。具体的には、被験者のそれぞれが、モニタ画像毎に、「像ぶれ問題なし：１点」、「どちらとも言えない：０．５点」、および「像ぶれ問題あり：０点」の何れかの評価点を与えたものである。同図において、横軸はｘ方向およびｙ方向の像ぶれ量であり、１／３０［ｓ］毎に更新されるモニタ画面毎に１［画素］単位でランダムに像ぶれを生じるようにしたときのｘ方向およびｙ方向への最大の像ぶれ量を示す。縦軸は、被験者による評価点の平均値を示している。

図１０から読みとれるように、ｘ方向およびｙ方向への最大の像ぶれ量を１３［画素］以下としたところで「像ぶれ問題あり」から「像ぶれ問題なし」に評価される割合が多くなり、ｘ方向およびｙ方向への最大の像ぶれ量を４［画素］以下としたところではほぼ全員が「像ぶれ問題なし」と回答している。そこで、ｘ方向およびｙ方向への像ぶれ量が１３［画素］以下になるようにするだけで、フレーミング期間中にモニタ画面上に比較的見やすく被写体を表示できることが分かる。

図９を参照して上述したように、ｘ方向とｙ方向とのそれぞれに対する２０［画素］像ぶれは、像振れ角度に換算して０．３２［度］に相当する。よって、像ぶれを１３［画素］以下にすることで比較的見やすく被写体を表示できると考えれば、像振れ角度に対して１−１３／２０＝１−０．６５だけ像ぶれ補正を行うだけでよい。この結果、上述のように、エリアＢ１〜Ｂ４に対してエリアＡ１〜Ａ４はＱＶＧＡ画像データ配置枠１７から切り出す面積を広く切り出すことができる。具体的には、エリアＢ１〜Ｂ４の各面積８６．６［％］に対してエリアＡ１〜Ａ４は各面積９５．２［％］であるので、モニタ画面上の倍率変化を小さくでき、かつモニタ画像としては比較的見やすく被写体を表示させることができる。

図１４に示すフローチャートを参照して、システムコントローラ１２０より制御される像ぶれ補正動作について説明する。前述のように、システムコントローラ１２０は、シャッターボタンの全押しされた状態を検知した時点で、ＯＩＳユニット制御部１０４を動作させる。そして、ＯＩＳユニット制御部１０４は、像振れ角度に基づきＯＩＳユニット１０２を移動制御させる角度情報を比較部３７ｘおよび３７ｙへ出力させるように目標指令制御部４０を制御する。画像シフト量演算部３９ｘおよび３９ｙからは、ｘ方向およびｙ方向の画像シフト量として０が出力される。ＣＣＤ１０６から画像信号を出力させ、当該画像信号を画像処理部１０７を介してメモリーカードに格納させた後に、ＯＩＳユニット制御部１０４は動作を終了する。以上のように、ＯＩＳユニット制御部１０４が動作しているときを撮像画面像ぶれ補正モードあるいはＯＩＳユニット制御処理１と称す。

操作部１１０のシャッターボタンが半押しされた場合に「像ぶれ補正撮影処理開始」から処理が開始される。ステップＳ１０１において、角速度センサの出力が積分された撮像装置ＩＣＤの振れ角度情報は目標指令制御部４０ｘおよび４０ｙから画像シフト量演算部３９ｘおよび３９ｙへ出力される。また、基準角度情報は目標指令制御部４０ｘおよび４０ｙから比較部３７ｘおよび３７ｙへ出力される。これにより、上述のＯＩＳユニットの制御ループが機能して、補正レンズユニットが基準位置に保持される。

ステップＳ１０２において、ＣＣＤ１０６から１フレーム分の画像データが画像処理部１０７へ出力される。

ステップＳ１０３において、目標指令制御部４０ｘおよび４０ｙから出力されるｘ方向およびｙ方向の補正角度情報に３２０［画素］／５．１５［度］×（１−０．６５）を乗ずることによって、画像シフト量演算部３９ｘおよび３９ｙはｘ方向およびｙ方向の画像シフト量を算出する。先に説明したように、３５［ｍｍ］フィルム換算の焦点距離４００［ｍｍ］とすると、画像データ配置枠のｘ方向の画素数３２０［画素］は画角５．１５［度］に相当し、１／３０［ｓ］の間にｘ方向に２０［画素］（０．３２［度］相当）、ｙ方向に２０［画素］（０．３２［度］相当）の像振れが生じた場合には、画像シフト量演算部３９ｘおよび３９ｙからはｘ方向およびｙ方向画像シフト量として各７［画素］が出力される。

ステップＳ１０４において、上述の画像切り出し部４２が１フレーム画像データをｘ方向およびｙ方向の画像シフト量に基づき切り出す。そして、切り出された画像データは画像メモリ４３に記憶される。

ステップＳ１０５において、画像メモリ４３から記憶されている画像データが読み出されて、表示部１１１に出力される。

ステップＳ１０６において、操作部１１０のシャッターボタンが全押しされたか否かが判定される。全押しされていない場合には、ステップＳ１０１の処理へ戻る。そして、上述のステップＳ１０１〜Ｓ１０６の動作が繰返されて、図９を参照して説明したようにフレーミング期間のモニタ画面像ぶれ補正モードが機能して比較的像ぶれが少ない画像が表示される。なお、シャッターボタンが全押しされた場合には、ステップＳ１０７へ処理が移行する。

ステップＳ１０７において、モニタ画面像ぶれ補正モードから撮像画面像ぶれ補正モードに移行して、上述のＯＩＳユニット制御処理１の動作が開始される。なお、撮像装置ＩＣＤの本体の像振れ角度情報に基づいて、ＯＩＳユニット１０２の移動制御が行われるので、像ぶれがほぼ解消した画像を撮像することができる。また、モニタ画面像ぶれ補正モードから撮像画面像ぶれ補正モードへ移行する際に、ＯＩＳユニットは基準位置から動作を開始するため、補正光学系の性能が許容できる角度範囲などの限界値に対して余裕のある補正ができる。

ステップＳ１０８において、露光期間における画像データがＣＣＤ１０６から画像読出し部４１に転送される。

ステップＳ１０９において、画像データが画像読出し部４１から出力されて、画像メモリ４３に記憶される。

ステップＳ１１０において、画像データが画像メモリ４３から、表示部１１１およびメモリーカード１１２の何れかに出力されて、撮像画面像ぶれ補正モードからモニタ画面像ぶれ補正モードへ切換え撮影処理が終了する。

図１２を参照して、像ぶれ補正機能のフレーミング期間および露光期間における像振れ角度と補正角度との関係について説明する。同図において、横軸はフレーミング期間であるモニタ画面像ぶれ補正モードから露光期間（撮影処理期間）である撮像画面像ぶれ補正モードへ処理が移行する時間の経過を示す。縦軸は角度（像振れ角度、電子補正角度、光学補正角度および残留角度）を示している。つまり、図１２にはモニタ画面像ぶれ補正モードから撮像画面像ぶれ補正モードへ処理が移行する状態が表されている。

なお、像振れ角度は撮像装置ＩＣＤ本体の振れ角度であり、角速度センサ３４ｘおよび３４ｙ、積分器３５ｘおよび３５ｙ、およびゲイン補正部３６ｘおよび３６ｙによって角度情報として求められる。電子補正角度はモニタ画面像ぶれ補正モードにおいてＱＶＧＡ画像データ配置枠１７から切り出す位置を角度で示したものである。光学補正角度は撮像画面像ぶれ補正モードにおいて振れ角度情報に基づきＯＩＳユニットが移動制御されているときの補正レンズによる補正角度を示す。残留角度は、撮影された画像の像ぶれ量である。

フレーミング期間においては、図９および図１０を参照して説明したように、像振れ角度θｓ＝０．３２［度］および電子補正角度θｅ＝０．１１［度］としたときに残留角度０．２１［度］として電子的像ぶれ補正が行われる。そして、残留角度０．２１［度］は３２０［画素］×２４０［画素］のＱＶＧＡモニタにおいては１３［画素］の像ぶれが残留することが表されている。フレーミング期間では、この程度の像ぶれが残留してもモニタ画面としては比較的見やすく被写体を表示できることは既に述べた通りである。

露光期間においては、光学的像ぶれ補正が行われて、像振れ角度に追従するようにＯＩＳユニット１０２が移動制御されるので残留角度は一定となる。また、ぶれ補正レンズ１は基準位置から動作するため、光学性能許容角度範囲以内に収まって動作する。

図１１を参照して、従来の撮像装置における常時補正モードのフレーミング期間および露光期間における像振れ角度と光学補正角度との関係について説明する。同図において、横軸はフレーミング期間から露光期間へ移行するまでの時間の経過を示す。縦軸は角度（像振れ角度、光学補正角度および残留角度）を示している。像振れ角度は撮像装置ＩＣＤ本体の振れ角度であり、従来の撮像装置においても本発明と同様に角速度センサ、積分器、およびゲイン補正部によって角度情報として求められる。光学補正角度は振れ角度情報に基づきＯＩＳユニットを移動制御しているときの像ぶれ補正レンズによる補正角度を示す。残留角度は、撮影された画像の像ぶれ量である。

図１１から読みとれるように、従来の撮像装置の常時補正モードでは、フレーミング期間中においてモニタ画像に像ぶれを生じないように像ぶれ補正を行うことができる。しかしながら、像ぶれ補正レンズを常時動作させているので、フレーミング期間から露光期間への移行時に、光学性能許容角度範囲の限界値付近であるＧ点に像ぶれ補正レンズが位置していることがある。この場合、露光期間では楕円で囲まれた光学性能許容角度範囲を像ぶれ補正レンズが超えてしまい光学性能不良になってしまう。

（実施の形態２）
図１３および図１５を参照して、本発明の実施の形態２に係る撮像装置について説明する。なお、実施の形態２に係る撮像装置は、ＯＩＳユニット１０２の移動制御方法が異なる点を除けば、上述の本発明の第１の実施の形態に係る撮像装置ＩＣＤと同様に構成されている。つまり、実施の形態１においては、上述のように、モニタ画面像ぶれ補正モードでは画像データ配置枠から像ぶれに追従、または像ぶれを若干残して補正するように画像データの切出しを行う。これに対して、本実施の形態においてはモニタ画面像ぶれ補正モードにおいて画像データ配置枠から像ぶれを若干残して補正するように画像データの切り出すことで電子的な像ぶれ補正を行い、かつ電子的な像ぶれ補正において残留する像ぶれ分についてＯＩＳユニット１０２の移動制御による光学的な像ぶれ補正が行われる。

図１５に示すフローチャートを参照して、本実施の形態における像ぶれ補正動作について説明する。ＯＩＳユニット制御部１０４の動作は、操作部１１０のシャッターボタンが全押しされたときに動作するＯＩＳユニット制御処理１と、シャッターボタンが半押しされた時に動作するＯＩＳユニット制御処理２との２種類に分類される。

シャッターボタンが半押しされた状態では、後ほど図１３を参照して説明するように、電子的な像ぶれ補正を行うための目標指令情報が目標指令制御部４０ｘおよび４０ｙから画像シフト量演算部３９ｘおよび３９ｙへ出力される。それと同時に光学的な像ぶれ補正を行うための目標指令情報が比較部３７ｘおよび３７ｙへ出力される。ｘ方向あるいはｙ方向のそれぞれにおいて、これらの電子的な像ぶれ補正を行うための目標指令情報と光学的な像ぶれ補正を行うための目標指令情報とを加算して生成される角度情報が角速度センサ３４ｘおよび３４ｙ、積分器３５ｘおよび３４ｙ、およびゲイン補正部３６ｘおよび３６ｙから出力される角度情報と等しくなるように、目標指令制御部４０ｘおよび４０ｙによって振り分けられる。振り分けられた目標指令情報に基づいて、ＯＩＳユニット制御部１０４が動作しているときをＯＩＳユニット制御処理２と称す。

操作部１１０のシャッターボタンが半押しされた場合に、「像ぶれ補正撮影処理開始」から処理が開始される。３５［ｍｍ］フィルム換算の焦点距離４００［ｍｍ］として、ｘ方向およびｙ方向に０．３２［度］相当の像振れが生じた場合には、ステップＳ２０１においては、角速度センサの出力が積分された撮像装置ＩＣＤの振れ角度情報０．３２［度］が目標指令制御部４０ｘおよび４０ｙから比較部３７ｘおよび３７ｙと画像シフト量演算部３９ｘおよび３９ｙとに振り分けられて出力される。角速度センサ３４ｘおよび３４ｙ、積分器３５ｘおよび３４ｙ、およびゲイン補正部３６ｘおよび３６ｙから出力されるｘ方向およびｙ方向の補正角度情報に０．６５を乗ずることによって０．２１［度］の角度分補正するようにｘ方向およびｙ方向の像ぶれ補正レンズ１（ＯＩＳユニット１０２）の移動量を算出して、比較部３７ｘおよび３７ｙに出力する。

ステップＳ２０２においては、目標指令制御部４０ｘおよび４０ｙから出力される目標指令に応答して、ＯＩＳユニット１０２の制御ループが機能する。結果、補正レンズユニットが移動制御されて、図１４に示したステップＳ１０１の処理に移行する。

上述のステップＳ１０１〜Ｓ１０５においては、目標指令制御部４０ｘおよび４０ｙから出力されるｘ方向およびｙ方向の補正角度情報に３２０［画素］／５．１５［度］×（１−０．６５）を乗ずることによって画像シフト量演算部３９ｘおよび３９ｙにおいてｘ方向およびｙ方向の画像シフト量が算出される。そして、算出されたシフト量に基づいて、画像データが切り出される。したがって、ＯＩＳユニット１０２で補正される角度０．２１［度］と画像データの切出しにより補正される角度０．１１［度］との和は０．３２［度］となる。このようにして、電子的な像ぶれ補正と光学的な像ぶれ補正によって、モニタ画面上での像ぶれをほぼ解消することができる。

図１３を参照して、本実施の形態に係る像ぶれ補正機能におけるフレーミング期間および露光期間における像振れ角度と補正角度との関係について説明する。同図において、横軸はフレーミング期間であるモニタ画面像ぶれ補正モードから露光期間（撮影処理期間）である撮像画面像ぶれ補正モードへ処理が移行する時間の経過を表し、縦軸は角度（像振れ角度、電子補正角度、光学補正角度および残留角度）を示している。つまり、モニタ画面像ぶれ補正モードから撮像画面像ぶれ補正モードへ処理が移行する状態が表されている。

本実施の形態においても、像振れ角度は撮像装置の本体の振れ角度であり、角速度センサ３４ｘおよび３４ｙ、積分器３５ｘおよび３５ｙ、およびゲイン補正部３６ｘおよび３６ｙによって角度情報として求められる。電子補正角度はモニタ画面像ぶれ補正モードにおいてＱＶＧＡ画像データ配置枠１７から切り出す位置を角度で示したものである。光学補正角度は、モニタ画面像ぶれ補正モードでは像振れ角度から電子補正角度を差し引いた角度情報に基づきＯＩＳユニット１０２を移動制御しているときの像ぶれ補正レンズ１（ＯＩＳユニット１０２）による補正角度を示し、撮像画面像ぶれ補正モードでは振れ角度情報に基づきＯＩＳユニット１０２を移動制御しているときの像ぶれ補正レンズ１（ＯＩＳユニット１０２）による補正角度を示す。

なお、フレーミング期間は、図９および図１０を参照して説明したように像振れ角度θｓ＝０．３２［度］、電子補正角度θｅ＝０．１１［度］としたときに残留角度０．２１［度］として電子的像ぶれ補正が行われる。そして、残留角度はθｏ＝０．２１［度］として光学的像ぶれ補正によってほぼ解消される。フレーミング期間および露光期間の何れにおいても、像ぶれ補正が行われるので残留角度は一定となる。また、像ぶれ補正レンズ１（ＯＩＳユニット１０２）はフレーミング期間中は電子的像ぶれ補正によって移動制御する範囲は少なくなるために、実施の形態１におけるのと比べるとやや光学性能許容角度範囲に対して余裕は減るものの従来の撮像装置における常時補正モードに比べると光学性能許容角度範囲に対して余裕を確保できる。

上述のように本実施の形態においては、実施の形態１に係るモニタ画面像ぶれ補正機能に光学的な像ぶれ補正機能を加えることによって、フレーミング期間のモニタ画面上での被写体の像ぶれをほぼ解消すると共に、光学的な像ぶれ補正を行う像ぶれ補正レンズ１（ＯＩＳユニット１０２）の移動量を電子的な像ぶれ補正を同時に行うことで少なくしている。結果、露光期間における像ぶれ補正レンズ１（ＯＩＳユニット１０２）の移動余裕を確保しつつフレーミング期間と露光期間の双方において像ぶれをほぼ解消する撮像装置を提供できる。

さらに、ユーザがモニタ画面を見ながらフレーミングを行っている期間に像ぶれ補正を行い、かつレリーズ中においても補正光学系の可動余裕を確保した高精度な像ぶれ補正を行うように構成されている。結果、レーミング期間の像ぶれ補正とレリーズ中の像ぶれ補正を両立する像ぶれ補正機能を実現する撮像装置を提供できる。

なお、電子的な像ぶれ補正機能の構成は回路で実現してもよいし、マイコンなどで処理を行うソフトウエアで構成してもよい。

また、本実地の形態においては光軸方向に対して垂直に像ぶれ補正レンズ１（ＯＩＳユニット１０２）を駆動することによって光学的像ぶれ補正を行う例を示したが、レンズ群および／あるいは撮像素子を回動させることによって光学的像ぶれ補正を行ってもよいし、撮像素子を駆動することによって光学的像ぶれ補正を行ってもよい。

なおさらに、表示部は液晶ディスプレイとして説明しているが、表示部を有機ＥＬモニタなどの他のモニタを用いてもよい。液晶ディスプレイはＱＶＧＡとして説明しているが、さらに高解像度のモニタを用いてもよい。つまり、Ｍ［画素］×Ｎ［画素］のモニタとした場合には図１０における横軸の像ぶれ量をＭ／３２０あるいはＮ／２４０として置き換えればよい。また、モニタサイズも２．５インチに限らず他のサイズでもかまわない。

また、撮像素子はＣＣＤとして説明したが、ＣＭＯＳなどの他の撮像素子を用いてもよい。

また、シャッターボタンを操作することによって露光開始させるとして説明したが、セルフタイマーなどで設定したタイミングで露光開始させ、モニタ画面像ぶれ補正モードから撮像画面像ぶれ補正モードに切換えるようにしてもよい。

また、モニタ画面像ぶれ補正モードにおける電子的像ぶれ補正では画像データ配置枠から切り出す範囲を像振れ角度の０．３５として説明したが、図１０を参照して説明したように１〜０．３５の範囲で設定すればよい。

また、本発明における撮像装置は、カメラシステムに適用できる。具体的には、カメラシステムは、カメラボディおよび交換レンズを備える。さらに、カメラボディは少なくとも上述のＣＣＤ１０６に代表される撮像素子を含む。そして、交換レンズはカメラボディに着脱自在であると共に、カメラボディに装着時に当該カメラボディとの相互通信が可能に構成される。そして、交換レンズは少なくとも上述の撮像光学系ＩＣＳおよびＯＩＳユニット制御部１０４にそれぞれ対応する光学的撮像手段および光学的像ぶれ補正手段とを含むように構成される。

本発明は、ディジタルスチルカメラおよびディジタルビデオカメラ等の撮像装置および、撮像システムに好適である。

本発明の実施の形態１に係る撮像装置の構成を示すブロック図 図１の撮像装置におけるＯＩＳユニットの外観を示す斜視図 図２のＯＩＳユニットの要部の構成を示す分解斜視図 図１の撮像装置におけるピッチング移動枠を示す図 図４におけるＶ−Ｖ直線に関する断面を示す図 図１の撮像装置におけるＯＩＳユニットの構成を表すブロック図 図１の撮像装置における画像処理部の構成を示すブロック図 図１の撮像装置における画像データ配置の説明図 図１の撮像装置における電子的像ぶれ補正機能の説明図 図１の撮像装置における電子的像ぶれ補正機能の説明図 図１の撮像装置における電子的像ぶれ補正機能の説明図 図１の撮像装置における電子的像ぶれ補正機能の説明図 本発明において、ＱＶＧＡモニタでの像ぶれ量と像ぶれ評価点との関係を表す図 従来の撮像装置における常時補正モードのフレーミング期間および露光期間の像振れ角度と光学補正角度との関係を表す図 本発明の実施の形態１に係る像ぶれ補正機能のフレーミング期間および露光期間の像振れ角度と補正角度との関係を表す図 本発明の実施の形態２に係る像ぶれ補正機能のフレーミング期間および露光期間の像振れ角度と補正角度との関係を表す図 本発明の実施の形態１に係る撮像装置ＩＣＤにおける像ぶれ補正機能の動作を表すフローチャート 本発明の実施の形態２に係る撮像装置ＩＣＤにおける像ぶれ補正機能の動作を表すフローチャート

符号の説明

ＩＣＤ 撮像装置
ＩＣＳ 撮像光学系
１ 像ぶれ補正レンズ
２ ピッチング移動枠
２ａ ピッチング移動枠の本体
３ａ シャフト
３ｂ ガイド部材
４ ヨーイング移動枠
４ａ シャフト
４ｂ ガイド溝
５ 固定枠
６ 積層基板
６ａ、６ｂ 位置決め穴
６ｅ、６ｆ ランド部
７Ａ、７Ｂ コイルパターン
８Ａ、８Ｂ ホール素子
９ フレキシブルプリント板
９ａ 固定部
９ｂ 可動部
９ｃ 端子部
９ｄ 結線パターン
１０Ａ、１０Ｂ マグネット
１１Ａ、１１Ｂ ヨーク
１２ａ、１２ｂ 位置決め用凸部
１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂ ランド部
１５ 信号送受用コネクタ
１７ ＱＶＧＡ画像データ配置枠
３１ｘ、３１ｙ ＯＩＳアクチュエータ
３２ｘ、３２ｙ 位置検出センサ
３３ｘ、３３ｙ ゲイン補正部
３４ｘ、３４ｙ 角速度センサ
３５ｘ、３５ｙ 積分器
３６ｘ、３６ｙ ゲイン補正部
３７ｘ、３７ｙ 比較部
３８ｘ、３８ｙ ＯＩＳユニット駆動部
３９ｘ、３９ｙ 画像シフト量演算部
４０ｘ、４０ｙ 目標指令制御部
４１ 画像読み出し部
４２ 画像切り出し部
４３ 画像メモリ
１００ レンズ鏡筒
１０１ ズームレンズ系
１０１ａ 第１ズームレンズ群
１０１ｂ 第２ズームレンズ群
１０２ ＯＩＳユニット
１０３ フォーカスレンズユニット
１０４ ＯＩＳユニット制御部
１０５ フォーカス駆動部
１０６ ＣＣＤ
１０７ 画像処理部
１０９ 合焦情報算出部
１１０ 操作部
１１１ 表示部
１１２ メモリーカード
１２０ システムコントローラ

Claims (7)

1. 被写体の電気的な画像信号を出力する撮像装置であって、
   複数のレンズ群により前記被写体の光学的な像を形成する撮像光学系と、
   前記被写体の光学的な像を撮像して電気的な画像信号に変換する撮像素子と、
   前記撮像装置のぶれ情報を検出する揺動検出部と、
   前記撮像光学系の光軸を移動させることで前記光学的な像に生じる像ぶれを補正する光学的像ぶれ補正部と、
   前記撮像素子から出力される画像データの切出し位置を変えることで像ぶれを補正する電子的像ぶれ補正部と、
   前記切り出した画像データを表示する表示部と、
   ユーザによる半押し操作と全押し操作とを受け付けるシャッターボタンと、
   前記撮像素子に露光された画像信号の表示および記憶を行う画像処理部と、
   前記半押し操作に応答して合焦を行うように制御し、前記全押し操作に応答して前記撮像と前記画像信号の記憶とを行うように制御するシステムコントローラと、
   前記揺動検出部から出力されるぶれ情報に基づいて、前記全押し操作後の露光期間中は主として前記光学的像ぶれ補正部を動作させ、前記半押し操作後から前記全押し操作前までは主として前記電子的像ぶれ補正部を動作させる像ぶれ制御部とを備え、
   前記揺動検出部から出力されるぶれ情報を角度Ｓ度とすると、前記電子的像ぶれ補正部による補正角度はＳより小さいことを特徴とする、撮像装置。
2. 前記システムコントローラは、ユーザの前記全押し操作に応答して前記光学的像ぶれ補正部および前記電子的像ぶれ補正部の双方による像ぶれ補正動作から当該光学的像ぶれ補正部のみによる像ぶれ補正動作に切換えることを特徴とする、請求項１に記載の撮像装置。
3. 露光期間の前記光学的像ぶれ補正部による補正角度はＳとほぼ等しいことを特徴とする、請求項１に記載の撮像装置。
4. 前記光学的像ぶれ補正部は、光軸に対して垂直にレンズを移動させるアクチュエータ、前記撮像素子を移動させるアクチュエータ、および撮像光学系および撮 像素子の全体を移動させるアクチュエータとの何れかと、当該アクチュエータの位置を検出する位置検出センサとで構成されることを特徴とする、請求項１に記 載の撮像装置。
5. 前記像ぶれ制御部は、角速度センサから出力される角速度情報に基づいて、像ぶれ補正レンズを移動制御することを特徴とする、請求項１記載の撮像装置。
6. 前記画像データを２，５インチのＱＶＧＡモニタに１／３０秒毎に表示される画像において、ｘ方向およびｙ方向への像ぶれ量は、１３画素以下であることを特徴とする、請求項１に記載の撮像装置。
7. 前記撮像装置は、カメラボディと、当該カメラボディに着脱自在且つ装着時に当該カメラボディとの相互通信が可能な交換レンズとを備えるカメラシステムであって、
   前記カメラボディは、少なくとも前記撮像素子を含み、
   前記交換レンズは、少なくとも前記撮像光学系と光学的像ぶれ補正部とを含む、請求項１に記載の撮像装置。