JP5878910B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、ズーム機能及びシフト機能を有する撮像装置に関し、より具体的には、操作性が良く、スペースを取らないズーム機能を作動させるための第１の操作手段及びシフト機能を作動させるための第２の操作手段を備える撮像装置に関する。

従来より、カメラ、ビデオカメラ等による撮影において、結像平面である撮像手段の光軸に対して、光学系の光軸をその垂直方向にずらすことにより、被写体の撮影画像が先窄まる歪みを補正するシフト（又はあおり）処理が行われている。

例えば、特許文献１は、いわゆる銀塩カメラに用いるシフトレンズ系を開示する。当該シフトレンズ系は、前群と後群のレンズ群で構成され、後群のレンズ群の全体又はその一部を光軸と垂直な方向にシフトすることで歪みを補正する。

また、非特許文献１は、銀塩カメラに装着可能なシフトレンズを開示する。このシフトレンズは、シフトレンズの角度を変更するためのシフトつまみが、シフトレンズの筐体の側面に装着されている。カメラを操作する操作者は、シフトつまみを回動することにより、シフト量を調整できる構成である。

特開平４−２５３０４１号

Ｃａｎｏｎ ＥＦ ＬＥＮＳ、［online］、１９９１年、ＪＰＮ−３−４頁、ＣＡＮＯＮ ＩＮＣ．、［平成２５年１０月２８日検索］、インターネット〈URL：http://cweb.canon.jp/manual/ef/ts-e/ts-e45f28-ja.pdf〉

上述の通り、非特許文献１に開示されるシフトレンズと、従来から知られるズームレンズを利用することにより、シフト機能及びズーム機能を有するカメラを実現することができる。しかし、ズーム用リング及びシフトつまみによる操作は、ズーム用リングやシフトつまみの形状や、ズーム用リングやシフトつまみの位置関係によって、撮影者の操作が困難になることや、撮影者がその操作を習熟するまでに時間を要する恐れがある。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものである。すなわち、シフト機能及びズーム機能の操作が容易かつ簡便にできるシフト機能及びズーム機能を作動させる操作手段を備える撮像装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の撮像装置の第１の態様は、ズーム機能及びシフト機能を有する撮像装置であって、前記ズーム機能を作動させるための第１の操作手段と、前記第１の操作手段の近傍に配置され、前記シフト機能を作動させるための第２の操作手段と、を備える。

また、本発明の撮像装置の第２の態様によれば、第１の態様の撮像装置であって、前記第２の操作手段は、第１の操作手段により囲まれている。

また、本発明の撮像装置の第３の態様によれば、第１の態様の撮像装置であって、前記第１の操作手段及び前記第２の操作手段は、互いに同心に回転可能な２つのリング状部材を有し、一方のリング状部材を回転させることにより、前記ズーム機能が作動し、他方のリング状を回転させることにより、前記シフト機能が作動する。

また、本発明の撮像装置の第４の態様によれば、第３の態様の撮像装置であって、前記他方のリング状部材は、前記一方のリング状部材の外周面に装着されている。

また、本発明の撮像装置の第５の態様によれば、第３の態様の撮像装置であって、前記一方のリング状部材及び他方のリング状部材は、同一の支柱部材に装着されている。

本発明に係る撮像装置によれば、シフト機能を作動させるための第２の操作手段が、ズーム機能を作動させるための第１の操作手段の近傍に配置されているため、撮影者により容易かつ簡便に両操作を実現できる撮像装置を提供できる。

（ａ）は、第１の実施形態に係るデジタルカメラを背面側から模式的に示す斜視図であり、（ｂ）は、図１（ａ）の側面図であり、（ｃ）は、図１（ａ）の平面図であり、（ｄ）は、ズーム用つまみとシフト用つまみを示す分解斜視図である。 シフト機能に係る実施形態であるデジタルカメラを光軸に沿って示す模式断面図であり、（ａ）は、第１及び第２のレンズ群の光軸と撮像素子の光軸が一致する整合位置を示し、（ｂ）は、第１及び第２のレンズ群の光軸と撮像素子の光軸がずれている非整合位置を示す。 建物を表示するＬＣＤを模式的に示す模式図であり、（ａ）は、建物がＬＣＤ内に納まらない状態、（ｂ）は、ズームアウトし建物がＬＣＤ内に納まっている状態、（ｃ）は、シフト画像を表示している状態である。 （ａ）、（ｂ）は、歪み量とシフト量の関係を演算するための演算方法を説明するための図である。 歪み量とシフト量との関係を示すグラフである。 デジタルカメラのブロック図である。 シフト画像を生成するための流れ図である。 （ａ）、（ｂ）は、歪み量とシフト量の関係を演算するための演算方法を説明するための図である。 （ａ）は、第２の実施形態に係るデジタルカメラを正面側から模式的に示す斜視図であり、（ｂ）は、第１の操作リングと第２の操作リングの構成を説明する模式斜視図である。 （ａ）は、第３の実施形態に係るデジタルカメラを正面側から模式的に示す斜視図であり、（ｂ）は、ズーム用つまみとシフト用つまみの構成を説明する模式斜視図である。

以下に、本発明に係る撮像装置を適用した実施形態であるデジタルカメラ及びシフト機能に係る実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、後述の実施形態及び変形例により本発明が限定されるものではない。

〔第１の実施形態〕
図１（ａ）は、第１の実施形態に係るデジタルカメラ１を背面側から模式的に示す斜視図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の側面図であり、図１（ｃ）は、図１（ａ）の平面図であり、図１（ｄ）は、ズーム用つまみとシフト用つまみを示す分解斜視図である。

本実施形態に係るデジタルカメラ１は、ズーム機能及びシフト機能を有し、ズーム機能を作動させるための第１の操作手段である第１の操作ボタン３と、第１の操作ボタン３の近傍に配置され、シフト機能を作動させるための第２の操作手段である第２の操作ボタン５と、を備える。デジタルカメラ１の各構成要素について以下に説明する。

図１（ｄ）に示されるように、第１の操作ボタン３は、背面視において、略矩形のリング状部材から形成されている。さらに、第１の操作ボタン３は、縦枠部３ａ、３ｂと、縦枠部３ａ、３ｂの両端を連結する横枠部３ｃ、３ｄを有する。縦枠部３ａ、３ｂは、その長手方向のほぼ中点に、突出する支持突起１０ａ、１０ｂを備える。また、横枠部３ｃ、３ｄの長手方向のほぼ中点に、屈曲する屈曲部１１（１１ｃ、１１ｄ）が設けられている。屈曲部１１ｃ、１１ｄのそれぞれには、横枠部３ｃ、３ｄから離れる方向に延在する枢動軸１３（１３ｃ、１３ｄ）が設けられている。枢動軸１３ｃ、１３ｄは、半円柱形であり、湾曲面が後述するボタン受部材９の軸受部１７に枢動可能に装着される。

上記構成の第１の操作ボタン３が装着されるボタン受部材９は、背面視において略矩形状の枠体であり、縦壁部９ａ、９ｂ及び縦壁部９ａ、９ｂの両端を連結する上壁部９ｃ、下壁部９ｂとを有する。上壁部９ｃの長手方向の中間部であって、正面側には、第１の操作ボタン３の枢動軸１３ｃを枢動可能に支持する軸受部１７が設けられている。同様に、図面には示されていないが、下壁部９ｄにも、第１の操作ボタン３の枢動軸１３ｄを枢動可能に支持するための軸受部が設けられている。したがって、第１の操作ボタン３は、ボタン受部材９に装着された状態では、第１の操作ボタン３が、枢動軸１３ｃ、１３ｄを支点として、図１（ｃ）の矢印１９方向に枢動可能である。

ボタン受部材９の縦壁部９ａ、９ｂそれぞれの外面には、スイッチ用電極１９が装着されている。スイッチ用電極１９は、２つの金属部材を備え、２つの金属部材の一端部が互いに固定される固定端であり、２つの金属部材の他端部が自由端である。両金属部材のいずれにも力が加わっていない場合には、両金属部材は互いに離間し、絶縁状態である。他方、一方の金属部材に力が加わり両方の金属部材が互いに接触すると、導通状態となる。このように、スイッチ用電極１９は、導電性で可撓性のある材料から形成される。

また、ボタン受部材９の上壁部９ｃ及び下壁部９ｄとの間を連結する一対の支持部材２２が、互いに平行に延在する。支持部材２２は、後述の第２の操作ボタン５の揺動軸２１を揺動可能に装着できるように湾曲部を備える。

第２の操作ボタン５は、側面視で略流線形状の板状部材から構成される。その両端面には、突出する円柱状の揺動軸２１が設けられている。前述の通り、揺動軸２１がボタン受部材９の支持部材２２の湾曲部に矢印２３方向に揺動可能に装着される。また、第２の操作ボタン５は、第１の操作ボタン３の縦壁部９ａ、９ｂ、横壁部９ｃ、９ｄにより囲まれる矩形空間内で、矢印２３方向に揺動可能に配置できるように寸法付けされている。

第２の操作ボタン５を図１（ｂ）の矢印２３の上方又は下方に揺動させると、不図示の導電部材であるスイッチ電極に第２の操作ボタン５が接触し、導通状態が実現される。一方、第２の操作ボタン５に力を加えない状態では、導電部材に非接触で導通しない。例えば、第２の操作ボタン５を矢印２３の上方又は下方に揺動させ、ボタン受部材９に設けられているスイッチ用電極（不図示）に接触すると、後述するシフト機能の動作が開始するように構成される。

上記の通り、本実施形態では、第１の操作ボタン３の壁部９により囲まれる矩形空間内で、第２の操作ボタン５が配置され、第１の操作ボタン３及び第２の操作ボタン５が互いに近い位置関係を有する。したがって、デジタルカメラ１を操作する操作者は、例えば、親指一本で第１の操作ボタン３や第２の操作ボタン５を容易に操作できる。
なお、上記実施形態では、デジタルカメラ１の筐体７の一面（背面７ａ）に第１及び第２の操作ボタン３、５を設ける構成であるが、第１及び第２の操作ボタンを、互いに隣り合うように、異なる面（背面７ａと上面７ｂ）に設ける構成とすることも可能である。

〔シフト機能〕
次に、第２の操作ボタン５により作動するシフト機能に係る実施形態について図２〜図８を参照しつつ説明する。図２（ａ）〜（ｂ）は、シフト機能に係る実施形態であるデジタルカメラ１を光軸Ｏに沿って示す模式断面図であり、図２（ａ）は、第１及び第２のレンズ群３０３、３０５の光軸Ｏと撮像素子であるＣＣＤ３１３の光軸Ｐが一致する整合位置を示し、図２（ｂ）は、第１及び第２のレンズ群３０３、３０５の光軸ＯとＣＣＤ３１３の光軸Ｐがずれている非整合位置を示し、図３（ａ）〜（ｃ）は、建物を表示するＬＣＤ１５を模式的に示す模式図であり、図３（ａ）は、建物ＢがＬＣＤ１５内に納まらない状態、図３（ｂ）は、ズームアウトし建物ＢがＬＣＤ１５内に納まっている状態、図３（ｃ）は、シフト画像を表示している状態であり、図４（ａ）、図４（ｂ）は、歪み量ｘとシフト量Ｓの関係を演算するための演算方法を説明するための図である。また、図５は、歪み量ｘとシフト量Ｓとの関係を示すグラフであり、図６は、デジタルカメラ１のブロック図であり、図７は、シフト画像を生成するための流れ図であり、図８（ａ）、図８（ｂ）は、歪み量ｘとシフト量Ｓの関係を演算するための演算方法を説明するための図である。

本実施形態に係る手振れ機能付きのデジタルカメラ１は、光軸Ｏを有する光学系である第１及び第２のレンズ群３０３、３０５と、第１及び第２のレンズ群３０３、３０５からの光束が入射し被写体の画像情報を取得する撮像手段であるＣＣＤ１３と、第１及び第２のレンズ群３０３、３０５の光軸Ｏと、ＣＣＤ１３の光軸Ｐとが一致する整合位置（図２（ａ）参照。）と、第１及び第２のレンズ群３０３、３０５の光軸Ｏと、ＣＣＤ１３の光軸Ｐとが一致しない非整合位置（図２（ａ）参照。）との間で、第１及び第２のレンズ群３０３、３０５とＣＣＤ１３とを相対移動可能な駆動手段であるアクチュエータ１７と、前記整合位置においてＣＣＤ１３により取得される第１の画像情報及び前記非整合位置（図２（ｂ）参照。）においてＣＣＤ１３により取得される第２の画像情報から取得される歪み量ｘ（図２（ａ）参照。）と、第１及び第２のレンズ群３０３、３０５の光軸Ｏ及びＣＣＤ１３の光軸Ｐのシフト量Ｓ（図２（ｂ）参照。）との関係を演算する演算手段である演算部１１５（図５参照。）と、シフト画像（図２（ｃ）参照。）を歪み量ｘとシフト量Ｓとの関係に基づき前記第１の又は第２の画像情報から生成する画像処理手段である画像処理部１０９と、を備える。また、駆動手段としては、圧電素子等の種々の駆動機構が利用できる。

図３に示すように、デジタルカメラ１は、さらに付随的な構成要素として、液晶画面であるＬＣＤ１５と、制御部１０１（図５参照。）と、デジタルカメラ１を使用する操作者が指令を入力する操作部（第１及び第２の操作ボタン３，５（図５参照。））と、外部メモリ１１１（図５参照。）とを備える。さらに、図５に示されるように、制御部１０１は、各構成要素を統括するＣＰＵ（中央処理装置）１０３と、取得される画像情報等を格納するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ
Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１０５と、デジタルカメラ１を作動させるためのプログラム等が格納されているＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１０７とを備えている。また、デジタルカメラ１の各構成要素は、バスを通じて電気的に連結されている。

さらに、ＣＰＵ１０３には、ＣＣＤ１３の光軸Ｐが第１及び第２のレンズ群３０３、３０５の光軸Ｏに対し垂直方向（デジタルカメラ１を水平面に載置する場合の鉛直方向）にずれるように、ＣＣＤ１３を移動できるアクチュエータ１７や、デジタルカメラ１の手振れを検知するための角速度センサ５１や、ＣＣＤ１３や、ズーム機能を作動させるためにレンズを光軸Ｐに沿って移動させるためのズーム用アクチュエータ（不図示）に電気的に連結されている。従って、ＣＣＤ１３、モータ１７、角速度センサ５１、アクチュエータ１７、ズーム用アクチュエータは、ＣＰＵ１０３との間で信号の授受を行い制御される。

なお、シフト機能に係る実施形態に組み込まれる手振れ防止機能は、角速度センサ５１によりデジタルカメラ１自体のぶれ（動き）量を計測し、その動き量に基づき、ＣＣＤ１３を鉛直方向に移動する駆動手段であるアクチュエータ１７を駆動し、ＣＣＤ１３を上下左右に動かし、所定の位置に光が届くようにする既知の方法である。もちろん、角速度センサ５１により取得されるデジタルカメラ１の動き量に基づき、ＣＣＤ１３を動かす代わりに、光学系（例えば、第２のレンズ群３０５）を駆動手段により移動させ、ＣＣＤ１３の所定の位置に光を到達させ、手振れを防止する方法を適用することも可能である。

次に、上記構成のデジタルカメラ１によるシフト機能について説明する。なお、初期状態においては、デジタルカメラ１の第１及び第２のレンズ群３０３、３０５の光軸Ｏと、ＣＣＤ１３の光軸Ｐとは、一致する整合位置（図２（ａ）参照。）にある。デジタルカメラ１の操作部である第２の操作ボタン５を用いて操作者がシフト機能を作動させる

撮影者は、デジタルカメラ１のＬＣＤ１５を観ながら、デジタルカメラ１を所望の被写体である建物Ｂに向ける。被写体がＬＣＤ１５、すなわちＣＣＤ１３内の領域内に納まるか否かを識別する（図６のステップＳ１０１）。このときに、例えば、図３（ａ）に示すように、建物全体がＬＣＤ１５の領域内に納まらない場合には、デジタルカメラ１に予め搭載されているズーム機能の広角（ワイド）側に光学系（第１及び第２のレンズ群３０３、３０５）を操作部である第１の操作ボタン３により操作し、建物Ｂ全体がＬＣＤ１５内に納まるように調整する（図６のステップＳ１０２）。このとき、図３（ｂ）に示されるように、建物Ｂの左右の壁面が、先窄まりの状態でＬＣＤ１５に表示される。また、このときの画像情報は、光軸Ｏと光軸Ｐとは一致する整合位置（図２（ａ）参照。）における第１の撮像情報としてＲＡＭ１０５、外部メモリ１１１等の記憶手段に記憶される（図６のステップＳ１０３）。

次に、ＣＰＵ１０３からの駆動信号がアクチュエータ１７に送られ、アクチュエータ１７が作動する。アクチュエータ１７により、ＣＣＤ１３の光軸Ｐが、光軸Ｏに垂直な鉛直方向に距離Ｓ１だけずれた非整合位置に配置されるように、ＣＣＤ１３が移動する（図２（ｂ）参照。）。このときの画像情報は、ＬＣＤ１５には、図３（ｃ）に示されるように、建物Ｂの左右の壁面が互いに平行（ほぼ鉛直方向）に延在する状態で表示されるとともに、ＲＡＭ１０５、外部メモリ１１１等の記憶手段に第２の画像情報として記憶される（図６のステップＳ１０４）。

次に、演算部１１５では、上記した整合位置での第１の画像情報（図３（ｂ）参照。）と、非整合位置での第２の画像情報（図３（ｃ）参照。）に基づいて、歪み量ｘ及びシフト量Ｓとの関係が演算される。

歪み量ｘとシフト量Ｓは、以下の通り演算される。図３（ｂ）に対応する図４（ａ）に示される第１の画像情報に基づき、建物Ｂの底辺３１の長さ（画素数）に対する上辺３３の長さ（画素数）の比である歪み量ｂ０／ａ０を取得する。一方、図３（ｃ）に対応する図４（ｂ）に示される第２の画像情報（シフト画像）に基づき、建物Ｂの底辺３５の長さ（画素数）に対する上辺３７の長さ（画素数）の比である歪み量ｂ１／ａ１を取得する。

ここで、ｘは、建物Ｂの底辺３１の長さ（画素数）に対する上辺３３の長さ（画素数）の比率を示す歪み量であり、Ｓは、光学系（第１及び第２のレンズ群３０３、３０５）の光軸０とＣＣＤ１３の光軸Ｐとの間の距離（シフト量）とする。そして、上辺３３に関する歪み量ｘとシフト量Ｓの関係を示す以下の式１を取得する（図７のステップＳ１０５）。この式１が取得されると、撮影者は、ＬＣＤ１５を観ながら操作部である第２の操作ボタン５によりシフト量Ｓを調整し、建物Ｂの歪み量ｘ（すなわちｂ／ａ）を調整し、任意のシフト画像を取得できる。

Ｓ＝｛１／（ｂ１／ａ１−ｂ０／ａ０）｝・｛（Ｓ１−Ｓ０）ｘ＋（ｂ１／ａ１）・Ｓ０−（ｂ０／ａ０）・Ｓ１｝ （式１）

上記構成によれば、整合位置における第１の画像情報（図５のグラフのＴ点）と、非整合位置における第２の画像情報（図５のグラフのＵ点）とから、歪み量ｘと、シフト量Ｓの関係を演算し取得しＲＡＭ１０５等の記憶手段に記憶する。なお、上記ステップＳ１０５において、上辺３３に関するシフト量Ｓと建物Ｂの歪み量ｘとの関係について説明したが、このステップでは、上辺３３を構成する画素列より下段に配置され、建物Ｂの幅寸法に対応する画素列の各々についても演算及び取得される。例えば、建物Ｂの高さ寸法を規定する画素の数（高さ寸法）がｈと仮定する。この場合、建物Ｂを構成する幅方向（図４の左右方向）長さを規定する画素列（上辺ｂを構成する画素列を含む）がｈ段存在することになる。このｈ段の全ての画素列に関し、画素列それぞれのシフト量Ｓと建物Ｂの歪み量ｘとの関係式を演算し取得する。

その後、操作者は、任意の歪み量（例えば、図５のグラフのＶ点、歪み量ｂ２／ａ２、シフト量Ｓ２）を有するシフト画像を取得する場合には、ｈ段分の画素列に関する式１と、第１及び第２の画像情報とに基づき、画像処理部１０９により生成されるｈ段分の画像情報をＬＣＤ１５上で表示し視認できる（図７のステップＳ１０６）。

なお、上記シフト機能に係る実施形態では、被写体である建物Ｂの全体が、ＣＣＤ１３の撮像領域内に納まるか否かを識別し（ステップＳ１０１）、納まらない場合には、納まるように調整する（ステップＳ１０２）が、これらの工程は、シフト画像を生成する際に、必須の工程ではないことは言うまでもない。シフト機能に係る本実施形態は、建物Ｂのシフト画像を生成する例を示すにすぎない。

（変形例１）
上記シフト機能に係る実施形態では、撮像素子であるＣＣＤ１３をアクチュエータ１７により移動する構成であったが、変形例１に係るデジタルカメラは、ＣＣＤ１３を固定し、光学系（第１のレンズ群３０３又は第２のレンズ群３０５）を移動させる構成である。例えば、補正光学系である第２のレンズ群３０５の光軸をＣＣＤ１３の光軸Ｐの垂線であって鉛直線上に移動させることによりシフト機能を付与することが可能である。

この構成では、デジタルカメラ１の操作者により操作部である第２の操作ボタン５を用いて、まず、光学系（第１及び第２のレンズ群３０３、３０５）の光軸Ｏ及びＣＣＤ１３の光軸Ｐが一致する整合位置（図２（ａ）参照。）において図３（ｂ）に示すような第１の画像情報を取得しＲＡＭ１０５等の記憶手段に格納する。そして、第２のレンズ群３０５の光軸をＣＣＤ１３の光軸Ｐに対して垂直な方向にずらす非整合位置（図２（ｂ）参照。）において、図３（ｃ）に示すような建物Ｂの第２の画像情報を取得しＲＡＭ１０５等の記憶手段に格納する。その後は、上記シフト機能に係る実施形態と同様に歪み量ｘとシフト量Ｓとの関係を示す式１を取得し、その式１に基づき任意のシフト画像を画像処理部１０９により生成しＬＣＤ１５に表示させる。

その後は、シフト機能に係る実施形態と同様に、操作部である第２の操作ボタン５で操作しながら、画像処理部１０９により生成されるシフト画像をＬＣＤ１５に表示させ、それを観ながら第２の操作ボタン５を操作して所望の建物Ｂの画像情報を取得し、必要に応じて外部メモリ１１１等に保存する。

（変形例２）
上記シフト機能に係る実施形態の変形例２は、デジタルカメラ１に予め内蔵されている手振れ機能を利用しシフト機能を実現する構成である。手振れ画像とは、デジタルカメラのシャッターが開いている間に、操作者がデジタルカメラ１を動かすことによって、静止被写体を撮像しているにも拘わらず、撮影画像が流れてしまう現象である。

手振れ防止機能では、前述したように角速度センサ５１により得られた３次元方向のデジタルカメラ１自体の動き（手振れ量）を検出し、手振れ量に応じて光学系の光軸Ｏ及びＣＣＤ１３の光軸Ｐとを相対移動させる。

変形例２のデジタルカメラでは、操作者が操作部である第２の操作ボタン５によりシフト機能に必要な画像情報を、手振れ機能で取得される画像情報で代替する。具体的には、手振れ機能が作動していないときの画像情報を第１の画像情報として取得し、手振れ機能が作動しているときの画像情報を第２の画像情報として取得し、併せて第２の画像情報を取得した際のシフト量の情報を取得する。手振れ機能では角速度センサ５１により取得されるぶれ量に基づきＣＣＤ１３のシフト量が演算部１１５により演算される。

なお、手振れ機能におけるシフト量は、必ずしも光軸Ｏに対する垂直方向への移動量とは限らない。従って、シフト機能に係る実施形態と同様に鉛直方向に関するシフト画像を取得する場合には、取得されたぶれ量に基づきぶれ量の鉛直方向成分、すなわちシフト量Ｓが演算部１１５により演算され、ＲＡＭ１０５等の記憶手段に格納される。

さらに、前述のシフト機能に係る実施形態と同様に第１及び第２の画像情報に関連し、同一の建物Ｂの下辺ａに対する上辺ｂの比である歪み量ｘをそれぞれ演算し、ＲＡＭ１０５等の記憶手段に格納される。その後は、記憶手段に格納されている第１及び第２の画像情報、歪み量ｘ並びにシフト量Ｓから、演算部により式１の関係式が取得される。従って、操作者は、画像処理部１０９により生成されＬＣＤ１５に表示される撮影画像を観ながら任意のシフト画像を取得できる。

このように、シフト機能用の構成要素を新たに撮像装置に組み込むことなく、すでに内蔵されている手振れ防止機能で取得される画像情報等を利用し、シフト機能を実現できる。よって、シフト機能に係る実施形態及び変形例１に比べ、より簡易な構成で、シフト機能を撮像装置に付与できる。

なお、変形例２の構成では、手振れ防止機能に関連し取得されるシフト量Ｓと建物Ｂの上辺と底辺との歪み量ｘは、手振れに由来するので相対的に小さくなる。すなわち、手振れ防止機能においてシフト機能に流用する画像情報等には、歪み量ｘが１となる（歪み無しの）場合の画像情報が含まれないことが想定される。

この場合であっても、前述のシフト機能に係る実施形態に関連し説明したように、シフト画像の画像情報を演算し取得できる。すなわち、整合位置で取得される第１の画像情報から図５のグラフＴ点の値を得て、非整合位置で取得される第２の画像情報から図５のグラフのＶ点の値が得られた場合、建物Ｂと認識されるｈ段分の画素列毎に関し式１の関係を演算し取得する。例えば、Ｕ点における画像情報（歪み量が１の歪みがない状態）を取得する指令を、操作部である第２の操作ボタン５からＣＰＵ１０３が受ける。その際、演算部１１５では、ｈ段分の画素列に関する式１から、ｈ段分それぞれの画素列（幅寸法）に関する歪み量ｘを演算し取得し、シフト画像（この場合には上辺と底辺が同じ画素数となる）がＬＣＤ１５に生成される。

このように、整合位置における第１の画像情報と非整合位置における第２の画像情報を取得できさえすれば、式１で示される関係を演算し、取得できるので、操作者は任意のシフト量を有するシフト画像を、画像処理部１０９により生成し、画像情報をＬＣＤ１５上で表示できる（図７のステップＳ１０６）。シフト機能に係る実施形態においても、同様に、第２の画像情報で示されるシフト画像の歪み量が１より小さい（すなわち、歪みがある）画像であっても、式１から任意のシフト画像を取得することができることは言うまでもない。

なお、上記変形例２のシフト機能は、手振れ機能に用いるアクチュエータを利用し、撮像素子又は光学系を光軸に対し移動する構成で実現される。ところで、シフト画像で利用されるシフト量は、ぶれ量の鉛直方向成分（又は水平方向成分）に応じたシフト量に比べると、大きくなる傾向にある。例えば、図５のグラフにおいて、シフト画像で利用されるシフト量の最大値が、Ｕ点であり、ぶれ量に応じたシフト量の最大値が、Ｖ点となる場合が予想される。このような条件下において生成されるシフト画像の精度を上げるために、手振れ機能を構成するアクチュエータにより光学系又は撮像素子が移動できる駆動範囲を、ぶれ量に応じたシフト量に応じたアクチュエータによる駆動範囲より広く（例えばシフト量がＶ点まで達することができるように）設定することが好ましい。

〔第２の実施形態〕
図９（ａ）は、第２の実施形態に係るデジタルカメラ１０１を正面側から模式的に示す斜視図であり、図９（ｂ）は、第１の操作リング１５５と第２の操作リング１５３の構成を説明する模式斜視図である。

本実施形態に係るデジタルカメラ１０１は、第１の実施形態と同様に、ズーム機能及びシフト機能を有し、ズーム機能を作動させるための第１の操作手段である第１の操作リング１５５と、第１の操作リング１５５の近傍に配置され、シフト機能を作動させるための第２の操作手段である第２の操作リング１５３と、を備える。デジタルカメラ１０１の各構成要素について以下に説明する。

図９に示されるように、第１の操作リング１５５は、筒状の部材から形成されている。さらに、第１の操作リング１５５は、いわゆるカムリングを構成する。第１の操作リング１５５は、光軸（図２の符号Ｏ参照。）回りに回転可能であり、第１の操作リング１５５の内周側に配置されている一方のレンズ群（図２の符号３０３参照。）を当該光軸方向に関し他方のレンズ群（図２の符号３０５参照。）を離接できる構成である。この両レンズ群（図２の符号３０３、３０５参照。）の相対移動によりズーム機能のテレとワイドの調節が行われる。

第１の操作リング１５５の外周面には、第２の操作リング１５３が、第１の操作リング１５５に対して相対的に回転可能に配置されている。第２の操作リング１５３は、内周側にシフト機能を駆動させる駆動信号を生成するためのスイッチ部材等が装着されている。したがって、第２の操作リング１５３を光軸（図２の符号Ｏ参照。）回りに回すことにより、シフト機能が作動する作動状態と、シフト機能が作動しない停止状態との間で切り替えることができる。

このように、第１の操作リング１５５と第２の操作リング１５３とが近くに配置されることで、デジタルカメラ１０１を操作する操作者は、例えば、親指と人差し指のみで第１の操作リング１５５や第２の操作リング１５３を操作できる。

〔第３の実施形態〕
次に、第３の実施形態に係るデジタルカメラ２０１について図１０を参照しつつ説明する。図１０（ａ）は、第２の実施形態に係るデジタルカメラ２０１を正面側から模式的に示す斜視図であり、図１０（ｂ）は、ズーム用つまみ２７３とシフト用つまみ２７５の構成を説明する模式斜視図である。

本実施形態に係るデジタルカメラ２０１は、第１の実施形態と同様に、ズーム機能及びシフト機能を有し、ズーム機能を作動させるための第１の操作手段であるズーム用つまみ２７３と、ズーム用つまみ２７３の近傍で同心に配置され、シフト機能を作動させるための第２の操作手段であるシフト用つまみ２７５と、を備える。デジタルカメラ２０１の各構成要素について以下に説明する。

図１０（ｂ）に示されるように、棒状の支柱部材２７１の上端部側に、ズーム用つまみ２７３及びシフト用つまみ２７５が回転可能に装着されている。ズーム用つまみ２７３とシフト用つまみ２７５は、同形状、同寸法であるので、ズーム用つまみ２７３について説明する。

ズーム用つまみ２７３は、突起部２７３ａを周方向に等間隔に備える。また、外周面には、突起部２７３ａを構成する領域を除き、周方向に等間隔で縦溝２７３ｂが刻設されている。この縦溝２７３ｂは、デジタルカメラ２０１を操作する操作者が、ズーム用つまみ２７３を親指と人差し指で掴む際に、滑ることを防止するために設けられている。なお、突起部２７３ａを親指と人差し指で挟み、当該ズーム用つまみ２７３を操作することも可能である。

また、ズーム用つまみ２７３の内周面（支柱部材２７１の外周面に対向する面）には、導通部材等が装着され、支柱部材２７１に設けられているズーム機能用回路をオン・オフするスイッチ機能が設けられている。さらに、第２の実施形態に係るデジタルカメラ１０１の第１の操作リング１５５は、カム等を用いる機械的な機構によりレンズを移動させ、ズーム機能を作動させているが、本実施形態では、ズーム用つまみは、電気的なスイッチ機能を果たしている。なお、矢印２７７方向（支柱部材２７１の中心軸回り）に回転させることによりテレとワイドの調整が可能である。

また、シフト用つまみ２７５は、ズーム用つまみ２７３と同じ寸法及び同じ形状であるが、平面視において、ズーム用つまみ２７３の突起部２７３ａと、シフト用つまみ２７５の突起部２７５ａとは、周方向に関しずれるように配置されている。したがって、操作者は、ズーム用つまみ２７３と、シフト用つまみ２７５を容易に選択的に操作できる。なお、誤操作を防ぐために、両つまみ２７３、２７５の形状を異ならせる構成とすることも可能である。もちろん、シフト用つまみ２７５とズーム用つまみ２７３の位置を、本実施形態とは逆にし、支柱部材２７１の上端側にシフト用つまみ２７５を配置することも可能である。

なお、シフト用つまみ２７５は、シフト機能のスイッチとして用い、シフト用つまみ２７５を回転することによりシフト機能の動作をオン・オフする構成である。

上記の通り、ズーム用つまみ２７３とシフト用つまみ２７５が互いに近くに配置されている。したがって、デジタルカメラ２０１を操作する操作者は、例えば、親指と人差し指でズーム用つまみ２７３やシフト用つまみ２７５を容易に操作することができる。

上記第１〜第３の実施形態のデジタルカメラは、つまみ等の機構的な構成を設け、ズーム機能やシフト機能を作動する構成であるが、本発明は当該構成に限定されない。例えば、第１の実施形態の第１及び第２の操作ボタン等に対応するアイコンを表示できる液晶等から構成されるタッチパネルを備えるスマートフォン又は携帯電話にも本発明を適用できる。なお、スマートフォンとは、コンピュータ（ＣＰＵ）を内蔵し、音声通話以外に撮像機能等のデータ処理機能を持ち、電子メール機能やＷｅｂブラウザを内蔵し、インターネットに接続することができる携帯電話などのことである。同様に、レンズ型カメラに本発明を適用できる。レンズ型カメラとは、デジタルカメラの撮像機能をレンズ形状の筐体に収容し、Ｗｉ−Ｆｉ等を利用しワイヤレスでスマートフォンやＰＣと接続できるカメラである。

上記第２及び第３の実施形態においては、シフト機能に係る実施形態及びその変形例１、２で説明したシフト機能を実行できることは言うまでもない。

上記のシフト機能に係る実施形態及びその変形例１、２では、鉛直方向に関するシフト画像を取得するシフト機能を備える構成であるが、本発明は当該構成に限定されない。例えば、水平方向のシフト量を取得しシフト画像を生成することも可能である。図８（ａ）、（ｂ）は、図４（ａ）、（ｂ）に対応し、歪み量とシフト量の関係を演算するための演算方法を説明するための図である。

水平方向に関し、光学系の光軸と撮像素子の光軸とが一致する整合位置における第１の画像情報（図８（ａ）参照。）と、両光軸が一致しない非整合位置における第２の画像情報（図８（ｂ）参照。）を取得することにより、水平方向に関する歪み量（ａ０／ｂ０、ａ１／ｂ１）とシフト量（水平方向に関する光軸Ｏ及び光軸Ｐ間の距離）の関係を取得する。この関係式は、式１と同様の式で表せる。操作者は、任意の歪み量のシフト画像を生成することができる。さらに、シフト画像のシフト方向は、鉛直方向及び水平方向に限定されず、任意の方向に設定できることは言うまでもない。

上記のシフト機能に係る実施形態及びその変形例１では、２つの画像情報に基づき、歪み量とシフト量との関係を示す式１を取得し、当該関係式から所望のシフト画像を取得する構成としているが、本発明はこの構成に限定されない。すなわち、光軸０に対する撮像素子又は補正光学系を物理的（機構的）にシフトできる範囲内では、前述の関係式を用いることなく、シフト画像が取得できることは言うまでもない。したがって、撮像素子又は補正光学系の光軸Ｏに対する移動範囲（すなわち、ずれ可能範囲）内では、シフト画像が、上記の式１を用いることなく取得でき、ずれ可能範囲を越えた領域では、シフト画像は、式１を用いて生成する構成とすることも可能である。

また、シフト機能に係る本実施形態の式１は、歪み量とシフト量との関係が直線で表されているが、本発明の当該関係は直線に限定されない。被写体の種類や、被写体の構図等により、シフト機能を用いて歪み量とシフト量とを取得し、その情報を蓄積し、蓄積された当該情報から当該関係を表す式が導出される。

なお、シフト機能に係る本実施形態及び変形例１では、整合位置と非整合位置との間を移動させる駆動手段であるアクチュエータ１７を備えるが、本発明の必須の構成要件ではない。すなわち、同一被写体に対して、整合位置における第１の画像情報と、非整合位置における第２の画像情報を取得できる構成であればよい。例えば、整合位置に配置される第１の撮像素子（又は補正光学系）と、非整合位置に配置される第２の撮像素子（又は補正光学系）とを備え、同一被写体に対して前者から第１の画像情報を取得し、後者から第２の画像情報を取得する。そして、これらの２つの画像情報から式１を取得しシフト画像を生成する構成とすることも可能である。この構成によれば、アクチュエータを具備しないので、撮像装置を簡素化できる。このように、撮像装置は、複数の撮像素子（又は補正光学系）を設ける構成をすることも可能である。

上記のシフト機能に係る実施形態及びその変形例１、２では、コンパクトデジタルカメラにシフト機能を組み込む構成としたが、本発明は、この構成に限定されない。例えば、ミラーレス一眼カメラ、カメラ付き携帯電話、プリントシール機、自動証明写真撮影機、デジタルビデオカメラ、スマートフォン、レンズ型カメラ等に組み込むことやシフト機能をコンピュータに実行させるプログラムとして利用することも可能である。

上記シフト機能に係る実施形態及びその変形例１、２では、２つの画像情報に基づき、歪み量とシフト量の関係式を取得しているが、３つ以上の画像情報に基づき歪み量及びシフト量の関係式を取得し、シフト画像の生成精度を高めることも可能である。さらに、シフト画像が作成される被写体は、上記の建物に限定されず、人物や人物の集合写真、風景等、歪みが生じているあらゆる被写体に適用できることは言うまでもない。

１、１０１、２０１ デジタルカメラ
３ 第１の操作ボタン
５ 第２の操作ボタン
９ ボタン受部材
１５ ＬＣＤ
５１ 角速度センサ
１００ 制御部
１０３ ＣＰＵ
１０５ ＲＡＭ
１０９ 画像処理部
１１５ 演算部
１５３ 第２の操作リング
１５５ 第１の操作リング
２７３ ズーム用つまみ
２７５ シフト用つまみ
３０３、３０５ 第１及び第２のレンズ群
３１３ ＣＣＤ
３１７ アクチュエータ
Ｂ 建物
Ｓ シフト量
ｘ 歪み量

Claims (7)

1. ズーム機能及びシフト機能を有する撮像装置であって、
   前記ズーム機能を作動させるための第１の操作手段と、
   前記第１の操作手段の近傍に配置され、前記シフト機能を作動させるための第２の操作手段と、
   光軸を有する光学系と、
   前記光学系からの光束が入射し被写体の画像情報を取得する撮像手段と、
   前記光学系の光軸と前記撮像手段の光軸とが一致する整合位置において前記撮像手段により取得される第１の画像情報及び前記光学系の光軸と前記撮像手段の光軸とが一致しない非整合位置において前記撮像手段により取得される第２の画像情報から取得される歪み量と、前記光学系の光軸及び前記撮像手段の光軸のシフト量との関係を演算する演算手段と、
   シフト画像を前記歪み量と前記シフト量との関係に基づき前記第１の又は第２の画像情報から生成する画像処理手段と、を備えることを特徴とする撮像装置。
2. 前記第２の操作手段は、前記第１の操作手段により囲ま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. 前記第１の操作手段及び前記第２の操作手段は、互いに同心に回転可能な２つのリング状部材を有し、一方のリング状部材を回転させることにより、前記ズーム機能が作動し、他方のリング状を回転させることにより、前記シフト機能が作動することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
4. 前記他方のリング状部材は、前記一方のリング状部材の外周面に装着されていることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
5. 前記一方のリング状部材及び他方のリング状部材は、同一の支柱部材に装着されていることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
6. ボタン受部材を備え、
   前記第１の操作手段は、第１の操作ボタン及び第２の操作ボタンの一方であり、
   前記第２の操作手段は、第１の操作ボタン及び第２の操作ボタンの他方であり、
   前記第１の操作ボタンが枢動できるように、前記第１の操作ボタンは第１の方向に延在する枢動軸を介し前記ボタン受部材により支持され、
   前記第２の操作ボタンが揺動できるように、前記第２の操作ボタンは前記第１の方向とは異なる第２の方向に延在する揺動軸を介し前記ボタン受部材により支持されることを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
7. ズーム機能及びシフト機能を有する撮像装置であって、
   ボタン受部材と、
   前記ズーム機能を作動させるための第１の操作ボタン及び第２の操作ボタンの一方と、
   前記シフト機能を作動させるための第１の操作ボタン及び第２の操作ボタンの他方と、を備え、
   前記第１の操作ボタンは、前記第２の操作ボタンにより囲まれ、又は前記第２の操作ボタンは、前記第１の操作ボタンにより囲まれ、
   前記第１の操作ボタンが枢動できるように、前記第１の操作ボタンは第１の方向に延在する枢動軸を介し前記ボタン受部材により支持され、
   前記第２の操作ボタンが揺動できるように、前記第２の操作ボタンは前記第１の方向とは異なる第２の方向に延在する揺動軸を介し前記ボタン受部材により支持されることを特徴とする撮像装置。

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