JPWO2019131935A1 - 像ぶれ補正装置、撮像装置、像ぶれ補正方法、及び像ぶれ補正プログラム - Google Patents

像ぶれ補正装置、撮像装置、像ぶれ補正方法、及び像ぶれ補正プログラム Download PDF

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Abstract

使用電力を低減しながら像ぶれ補正性能を維持することのできる像ぶれ補正装置、撮像装置、像ぶれ補正方法、及び像ぶれ補正プログラムを提供する。デジタルカメラ(100)は、撮像素子(20)を含む可動部材(2)を、撮像素子(20)の受光面(20a)に沿った方向X,Y,θに移動させるための複数の駆動部と、この複数の駆動部を制御するシステム制御部(108)と、を備える。システム制御部(108)は、可動部材(2)を目標位置に移動させるための上記複数の駆動部の各々に供給すべき電力量を決定する電力量決定部(108A)と、電力量決定部(108A)によって決定された電力量の比率を維持したまま、電力量決定部(108A)によって決定された電力量の合計値を低下させ、その低下後の電力量を上記駆動部に供給する第一の制御を行う駆動制御部(108B)と、を備える。

Description

本発明は、像ぶれ補正装置、撮像装置、像ぶれ補正方法、及び像ぶれ補正プログラムに関する。
撮像光学系を通して被写体を撮像する撮像素子を備えた撮像装置、又はこのような撮像装置に装着して用いられるレンズ装置には、装置が振動することによって生じる撮像画像のぶれ(以下、像ぶれという)を補正するための像ぶれ補正機能を有するものがある。
例えばレンズ装置では、レンズ装置に搭載された加速度センサ又は角速度センサ等の動き検出センサからの情報に基づいて装置の振動を検出し、検出した振動を打ち消すように、撮像光学系に含まれる補正用レンズを光軸に垂直な面内で移動させることで像ぶれ補正を行っている。
また、撮像装置では、撮像装置に搭載された加速度センサ又は角速度センサ等の動き検出センサからの情報に基づいて装置の振動を検出し、検出した振動を打ち消すように、撮像光学系に含まれる補正用レンズと撮像素子の一方又は両方を光軸に垂直な面内で移動させることで像ぶれ補正を行っている。
特許文献1には、レンズを移動させることによって像ぶれ補正を行う撮像装置が記載されている。この撮像装置は、電源電圧が特定電圧以下の場合には、レンズの可動量を小さくすることで、防振動作の継続を図っている。
日本国特開2008−268813号公報
撮像素子又はレンズを複数の方向に移動させて像ぶれを補正する像ぶれ補正装置には、可動部を移動させるためのアクチュエータが複数設けられる。可動部を目標位置まで移動させる場合には、可動部のスムーズな移動と、その移動速度と、電力の利用効率等を考慮して、この複数のアクチュエータに最適な比率で電力を配分することが行われる。
しかし、複数のアクチュエータに供給可能な総電力量が低下した場合、又は、この総電力量を減らしたい場合に、例えば最も大きな電力が供給されているアクチュエータの電力量を減らす制御を単純に行ってしまうと、上記の最適な比率が崩れてしまう。この結果、可動部に無駄な動きが生じてしまい、この動きが、撮像装置の揺れとは無関係に生じる撮像画像の揺れとして認識されてしまう。
特許文献1に記載の撮像装置は、可動部の移動範囲を狭めることで使用電力を抑制しているが、これでは、像ぶれ補正性能を十分に確保することができない。また、特許文献1は、複数のアクチュエータに供給する電力の比率をどう制御するかについては考慮していない。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、使用電力を低減しながら像ぶれ補正性能を維持することのできる像ぶれ補正装置、撮像装置、像ぶれ補正方法、及び像ぶれ補正プログラムを提供することを目的とする。
本発明の像ぶれ補正装置は、撮像素子又は上記撮像素子の前方に配置されるレンズの少なくとも一方を含む可動部を、上記撮像素子の受光面に沿った複数の方向に移動させるための複数の駆動部と、上記複数の駆動部を制御する制御部と、を備え、上記制御部は、上記可動部を目標位置に移動させるための上記複数の駆動部の各々に供給すべき電力量を決定する電力量決定部と、上記電力量決定部によって決定された上記電力量の比率を維持したまま、上記電力量決定部によって決定された上記電力量の合計値を低下させ、上記低下後の上記電力量を上記駆動部に供給する第一の制御を行う駆動制御部と、を備えるものである。
本発明の撮像装置は、上記像ぶれ補正装置を備えるものである。
本発明の像ぶれ補正方法は、撮像素子又は上記撮像素子の前方に配置されるレンズの少なくとも一方を含む可動部を、上記撮像素子の受光面に沿った複数の方向に移動させるための複数の駆動部を制御する制御ステップを備え、上記制御ステップは、上記可動部を目標位置に移動させるための上記複数の駆動部の各々に供給すべき電力量を決定する電力量決定ステップと、上記電力量決定ステップによって決定された上記電力量の比率を維持したまま、上記電力量決定ステップによって決定された上記電力量の合計値を低下させ、上記低下後の上記電力量を上記駆動部に供給する第一の制御を行う駆動制御ステップと、を備えるものである。
本発明の像ぶれ補正プログラムは、撮像素子又は上記撮像素子の前方に配置されるレンズの少なくとも一方を含む可動部を、上記撮像素子の受光面に沿った複数の方向に移動させるための複数の駆動部を制御する制御ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムであって、上記制御ステップは、上記可動部を目標位置に移動させるための上記複数の駆動部の各々に供給すべき電力量を決定する電力量決定ステップと、上記電力量決定ステップによって決定された上記電力量の比率を維持したまま、上記電力量決定ステップによって決定された上記電力量の合計値を低下させ、上記低下後の上記電力量を上記駆動部に供給する第一の制御を行う駆動制御ステップと、を備えるものである。
本発明によれば、使用電力を低減しながら像ぶれ補正性能を維持することのできる像ぶれ補正装置、撮像装置、像ぶれ補正方法、及び像ぶれ補正プログラムを提供することができる。
本発明の撮像装置の一実施形態であるデジタルカメラ100の概略構成を示す図である。 図1に示すデジタルカメラ100における像ぶれ補正機構3の概略構成を示す図である。 図1及び図2に示す像ぶれ補正機構3の外観構成を示す斜視図である。 図3に示す像ぶれ補正機構3における支持部材1を撮像レンズ101側から見た支持部材1の分解斜視図である。 図3に示す像ぶれ補正機構3における可動部材2を撮像レンズ101側から見た斜視図である。 図5に示す可動部材2を撮像レンズ101側と反対側から見た斜視図である。 図1に示すシステム制御部108の機能ブロック図である。 駆動制御部108Bが行う第一の制御の内容を説明するための模式図である。 係数αの一例を示す図である。 駆動制御部108Bが行う第二の制御の内容を説明するための模式図である。 図1に示すデジタルカメラ100のシステム制御部108の動作を説明するためのフローチャートである。 図1に示すデジタルカメラ100のシステム制御部108の動作の第一の変形例を説明するためのフローチャートである。 図1に示すデジタルカメラ100のシステム制御部108の動作の第二の変形例を説明するためのフローチャートである。 本発明の撮像装置の一実施形態であるスマートフォン200の外観を示すものである。 図14に示すスマートフォン200の構成を示すブロック図である。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図1は、本発明の撮像装置の一実施形態であるデジタルカメラ100の概略構成を示す図である。
デジタルカメラ100は、撮像レンズ101と、撮像素子20と、像ぶれ補正機構3と、撮像素子20を駆動する撮像素子駆動部105と、アナログフロントエンド(AFE)104と、画像処理部107と、動き検出センサ106と、デジタルカメラ100全体を統括制御するシステム制御部108と、メモリ109と、を備える。
撮像レンズ101は、フォーカスレンズ又はズームレンズ等を含む。
撮像素子20は、撮像レンズ101を通して被写体を撮像するものであり、CCD(Charge Coupled Device)イメージセンサ又はCMOS(Complementaly Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサ等が形成された半導体チップと、この半導体チップを収容するパッケージとを備える。
後述する図3に示すように、この撮像素子20の受光面20aは矩形となっている。
像ぶれ補正機構3は、撮像素子20の受光面20aを撮像レンズ101の光軸Kに垂直な面内に移動させることで、撮像素子20によって撮像される撮像画像の像ぶれを補正する。
本明細書においては、デジタルカメラ100において、撮像素子20の受光面20aが重力方向に垂直な状態(光軸Kが重力方向に平行な状態)、且つ、像ぶれ補正機構3に通電がなされていない状態を基準状態という。この基準状態においては、光軸K上に受光面20aの中心P(図3参照)が位置する。
像ぶれ補正機構3は、詳細な構成は後述するが、この基準状態における撮像素子20の受光面20aの短手方向(図3に示す方向Y)である第一の方向と、この基準状態における撮像素子20の受光面20aの長手方向(図3に示す方向X)である第二の方向と、撮像素子20の受光面20aの中心Pを中心とする円の円周に沿った方向(図3に示す方向θ)である第三の方向との3つの方向に、それぞれ撮像素子20を移動させることで、像ぶれを補正するものである。
AFE104は、撮像素子20から出力される撮像信号に対し相関二重サンプリング処理及びデジタル変換処理等を行う信号処理回路を含む。
画像処理部107は、AFE104にて処理後の撮像信号をデジタル信号処理してJPEG(Joint Photographic Experts Group)形式等の撮像画像データを生成する。
動き検出センサ106は、デジタルカメラ100の動きを検出するためのセンサであり、加速度センサ又は角速度センサ、或いはこれら両方等によって構成される。
システム制御部108は、撮像素子駆動部105とAFE104を制御して、撮像素子20によって被写体を撮像させ、被写体像に応じた撮像信号を撮像素子20から出力させる。
システム制御部108は、動き検出センサ106によって検出されたデジタルカメラ100の動き情報に基づいて、像ぶれ補正機構3を制御する。システム制御部108は、撮像素子20の受光面20aを方向X、方向Y、及び方向θの少なくとも1つの方向に移動させることにより、撮像素子20によって撮像される撮像画像の像ぶれを補正する。
システム制御部108は、像ぶれ補正プログラムを含むプログラムを実行して処理を行う各種のプロセッサによって構成されている。
各種のプロセッサとしては、プログラムを実行して各種処理を行う汎用的なプロセッサであるCPU(Central Prosessing Unit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)等の製造後に回路構成を変更可能なプロセッサであるプログラマブルロジックデバイス(Programmable Logic Device:PLD)、又はASIC(Application Specific Integrated Circuit)等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路等が含まれる。
これら各種のプロセッサの構造は、より具体的には、半導体素子等の回路素子を組み合わせた電気回路である。
システム制御部108は、各種のプロセッサのうちの1つで構成されてもよいし、同種又は異種の2つ以上のプロセッサの組み合わせ(例えば、複数のFPGAの組み合わせ又はCPUとFPGAの組み合わせ)で構成されてもよい。
メモリ109は、RAM(Ramdom Access Memory)と、ROM(Read Only Memory)を含む。ROMには、システム制御部108の動作に必要なプログラムと各種データが記憶されている。
図2は、図1に示すデジタルカメラ100における像ぶれ補正機構3の概略構成を示す図である。
像ぶれ補正機構3は、方向X、方向Y、及び方向θのそれぞれに移動可能な可動部材2と、可動部材2を方向X、方向Y、及び方向θのそれぞれに移動自在に支持する支持部材1と、を備える。
可動部材2には、撮像素子20が固定(実装)された回路基板21と、X軸兼回転駆動用コイルC1と、X軸兼回転駆動用コイルC2と、Y軸駆動用コイルC3と、が固定されている。可動部材2は、可動部を構成する。
回路基板21には、可動部材2の方向Xの位置を検出するための位置検出素子であるX軸位置検出用ホール素子H1と、可動部材2の方向Yと方向θの位置を検出するための位置検出素子であるY軸兼回転位置検出用ホール素子H2及びY軸兼回転位置検出用ホール素子H3と、が固定されている。
X軸位置検出用ホール素子H1、Y軸兼回転位置検出用ホール素子H2、及びY軸兼回転位置検出用ホール素子H3の出力信号はシステム制御部108に入力される。
システム制御部108は、この出力信号に基づいて可動部材2の位置を検出し、検出した位置を目標位置に一致させるように、X軸兼回転駆動用コイルC1に流す制御電流と、X軸兼回転駆動用コイルC2に流す制御電流と、Y軸駆動用コイルC3に流す制御電流とを制御して可動部材2を移動させて、像ぶれを補正する。
支持部材1は、第一の支持部材1Aと第二の支持部材1Bとによって構成されている。
第一の支持部材1Aには、X軸兼回転駆動用磁石Mv1と、X軸兼回転駆動用磁石Mv2と、Y軸駆動用磁石Mv3と、X軸位置検出用磁石Mh1と、Y軸兼回転位置検出用磁石Mh2と、Y軸兼回転位置検出用磁石Mh3と、が固定されている。
第二の支持部材1Bには、X軸兼回転駆動用磁石mv1と、X軸兼回転駆動用磁石mv2と、Y軸駆動用磁石mv3と、が固定されている。
図3は、図1及び図2に示す像ぶれ補正機構3の外観構成を示す斜視図である。図3は、上述した基準状態における像ぶれ補正機構3の外観を示している。
図3に示すように、像ぶれ補正機構3は、第一の支持部材1Aと第二の支持部材1Bとにより構成された支持部材1と、撮像素子20が実装された回路基板21が固定された可動部材2と、を備える。可動部材2は、弾性部材であるバネ24a,24b,24cにより、第一の支持部材1Aに対して付勢されている。
この像ぶれ補正機構3は、受光面20aが図1に示す撮像レンズ101に向けられた状態にてデジタルカメラ100本体に固定される。
像ぶれ補正機構3は、受光面20aに垂直且つ受光面20aの中心Pを通る回転軸R(基準状態において重力方向に平行な方向且つ中心Pを通る軸)を中心とする方向θと、受光面20aの長手方向である方向Xと、受光面20aの短手方向である方向Yと、にそれぞれ可動部材2を移動させることで像ぶれ補正を行う。
以下では、回転軸Rの延びる方向を方向Zという。この回転軸Rに垂直な平面が、可動部材2の移動する平面となる。
可動部材2は、基準状態から方向Xの一方の方向(左方向)と方向Xの他方の方向(右方向)とにそれぞれ同じ距離ずつ移動可能である。
また、可動部材2は、基準状態から方向Yの一方の方向(上方向)と方向Yの他方の方向(下方向)とにそれぞれ同じ距離ずつ移動可能である。
また、可動部材2は、方向θの一方の方向(右回転方向)と方向θの他方の方向(左回転方向)とにそれぞれ同じ角度ずつ回転可能である。
図4は、図3に示す像ぶれ補正機構3における支持部材1を撮像レンズ101側から見た分解斜視図である。
図4に示すように、第一の支持部材1Aは、樹脂等で形成され方向Zに垂直な平面を持つ板状のベース10と、ベース10の周辺部から撮像レンズ101側に向かって方向Zに延びる突起部17a,17b,17cと、を備える。
第二の支持部材1Bは、撮像レンズ101側から見て略L字状のヨーク18を有する。このヨーク18には、突起部17a,17b,17cと対向する位置に、孔部19aと切欠き部19b,19cが形成されている。
第一の支持部材1Aと第二の支持部材1Bの間に可動部材2が配置された状態にて、第一の支持部材1Aの突起部17aが第二の支持部材1Bの孔部19aに嵌合されて固定され、第一の支持部材1Aの突起部17bが第二の支持部材1Bの切欠き部19bに嵌合されて固定され、第一の支持部材1Aの突起部17cが第二の支持部材1Bの切欠き部19cに嵌合されて固定される。これにより、可動部材2が支持部材1によって支持された状態となる。
図4に示すように、ベース10の撮像レンズ101側の面において、撮像レンズ101側から見て方向Xの左側の端部及び方向Yの下側の端部には、撮像レンズ101側から見て略L字状のヨーク14が形成されている。
第一の支持部材1Aのヨーク14における方向Yに沿って延びる部分の表面には、X軸兼回転駆動用磁石Mv1と、X軸兼回転駆動用磁石Mv2とが、方向Yに間を空けて並べて固定されている。
第一の支持部材1Aのヨーク14における方向Xに沿って延びる部分の表面には、Y軸駆動用磁石Mv3が固定されている。
図4に示すように、第二の支持部材1Bのヨーク18の第一の支持部材1A側の表面には、図6にて説明する可動部材2のX軸兼回転駆動用コイルC1を挟んで第一の支持部材1AのX軸兼回転駆動用磁石Mv1と対向する位置に、X軸兼回転駆動用磁石mv1が固定されている。
図4に示すように、第二の支持部材1Bのヨーク18の第一の支持部材1A側の表面には、図6にて説明する可動部材2のX軸兼回転駆動用コイルC2を挟んで第一の支持部材1AのX軸兼回転駆動用磁石Mv2と対向する位置にX軸兼回転駆動用磁石mv2が固定されている。
図4に示すように、第二の支持部材1Bのヨーク18の第一の支持部材1A側の表面には、図6にて説明する可動部材2のY軸駆動用コイルC3を挟んでY軸駆動用磁石Mv3と対向する位置にY軸駆動用磁石mv3が固定されている。
図4に示すように、第一の支持部材1Aのベース10の撮像レンズ101側の面において、図6にて説明する可動部材2に固定された回路基板21と対向する部分には、方向Zから見て略プラス字状のヨーク12が形成されている。
ヨーク12の表面には、可動部材2に固定された回路基板21に固定されているX軸位置検出用ホール素子H1(後述の図6参照)と対向する位置にX軸位置検出用磁石Mh1が固定されている。
ヨーク12の表面には、可動部材2に固定された回路基板21に固定されているY軸兼回転位置検出用ホール素子H2(後述の図6参照)と対向する位置にY軸兼回転位置検出用磁石Mh2が固定されている。
ヨーク12の表面には、可動部材2に固定された回路基板21に固定されているY軸兼回転位置検出用ホール素子H3(後述の図6参照)と対向する位置にY軸兼回転位置検出用磁石Mh3が固定されている。
図4に示す例では、X軸位置検出用磁石Mh1、Y軸兼回転位置検出用磁石Mh2、及びY軸兼回転位置検出用磁石Mh3が、連結部材13によって連結されて一体化されている。連結部材13がヨーク12に固定されることで、X軸位置検出用磁石Mh1、Y軸兼回転位置検出用磁石Mh2、及びY軸兼回転位置検出用磁石Mh3が第一の支持部材1Aに固定されている。
図4に示すように、ベース10の撮像レンズ101側の面には、方向Zに垂直な3つの平面15a,15b,15cが形成されている。平面15a,15b,15cは、方向Zの位置が全て同じであり、全て同一平面上に形成されている。
ベース10の周縁部には、図3に示すバネ24aの一端が係止される方向Xに延びたフック16aと、図3に示すバネ24bの一端が形成される方向Yの上方向に延びるフック16bと、図3に示すバネ24cの一端が係止される方向Yの下方向に延びるフック16cとが形成されている。
図5は、図3に示す像ぶれ補正機構3における可動部材2を撮像レンズ101側から見た斜視図である。
図6は、図5に示す可動部材2を撮像レンズ101側と反対側から見た斜視図である。
可動部材2は、方向Xに延びる直線状の部分と、この部分の方向Xの右端部から方向Yに延びる直線状の部分と、この方向Yに延びる部分の下端部から方向Xの左側に延びる直線状の部分とによって構成される、撮像レンズ101側から見て略C字状のベース22を備える。
このベース22には、図5及び図6に示すように、上記の3つの部分によって囲まれる領域に面した部分に、撮像素子20の実装された回路基板21が接着剤等によって固定されている。
また、このベース22には、図5及び図6に示すように、図4に示すX軸兼回転駆動用磁石Mv1,mv1の各々と対向する位置にX軸兼回転駆動用コイルC1が形成されている。
また、このベース22には、図4に示したX軸兼回転駆動用磁石Mv2,mv2の各々と対向する位置にX軸兼回転駆動用コイルC2が形成されている。
更に、このベース22には、図4に示したY軸駆動用磁石Mv3,mv3の各々と対向する位置にY軸駆動用コイルC3が形成されている。
図5及び図6に示すX軸兼回転駆動用コイルC1と、図4に示すX軸兼回転駆動用磁石Mv1,mv1とにより、X軸兼回転駆動用の第一のVCM(Voice Coil Motor)が構成される。
図5及び図6に示すX軸兼回転駆動用コイルC2と、図4に示すX軸兼回転駆動用磁石Mv2,mv2とによりX軸兼回転駆動用の第二のVCMが構成される。
第一のVCMと第二のVCMは、X軸兼回転駆動用コイルC1とX軸兼回転駆動用コイルC2に互いに逆方向に制御電流を流すことにより、X軸兼回転駆動用コイルC1とX軸兼回転駆動用磁石Mv1,mv1との間の電磁誘導作用と、X軸兼回転駆動用コイルC2とX軸兼回転駆動用磁石Mv2,mv2との間の電磁誘導作用によって、可動部材2を方向Xに移動させる。
また、第一のVCMと第二のVCMは、X軸兼回転駆動用コイルC1とX軸兼回転駆動用コイルC2の各々に同じ方向に制御電流を流すことにより、X軸兼回転駆動用コイルC1とX軸兼回転駆動用磁石Mv1,mv1との間の電磁誘導作用と、X軸兼回転駆動用コイルC2とX軸兼回転駆動用磁石Mv2,mv2との間の電磁誘導作用によって、可動部材2を受光面20aの中心Pを回転中心として回転軸Rの回りに回転させる。
図5及び図6に示すY軸駆動用コイルC3と、図4に示すY軸駆動用磁石Mv3,mv3とにより、Y軸駆動用の第三のVCMが構成される。
この第三のVCMは、Y軸駆動用コイルC3に制御電流を流すことにより、Y軸駆動用コイルC3とY軸駆動用磁石Mv3,mv3との間の電磁誘導作用によって、可動部材2を方向Yに移動させる。
第一のVCM、第二のVCM、及び第三のVCMが、それぞれ駆動部を構成している。第一のVCM、第二のVCM、及び第三のVCMの各々の駆動用コイルに流す制御電流は、図1のシステム制御部108によって制御される。システム制御部108は、これら3つの駆動部を制御する制御部として機能する。この3つの駆動部と、システム制御部108とによって、像ぶれ補正装置が構成されている。
図6に示すように、ベース22に固定された回路基板21の第一の支持部材1A側の面(以下、回路基板21の背面という)には、X軸位置検出用磁石Mh1のS極1sとN極1nの中間位置に対向する位置にX軸位置検出用ホール素子H1が固定されている。
また、回路基板21の背面には、Y軸兼回転位置検出用磁石Mh2のS極2sとN極2nの中間位置に対向する位置に、Y軸兼回転位置検出用ホール素子H2が固定されている。
更に、回路基板21の背面には、Y軸兼回転位置検出用磁石Mh3のS極3sとN極3nの中間位置に対向する位置に、Y軸兼回転位置検出用ホール素子H3が固定されている。
X軸位置検出用ホール素子H1は、X軸位置検出用磁石Mh1から供給される磁界に応じた信号を磁場情報として出力するものであり、この信号の出力変化によって、システム制御部108が可動部材2の方向Xにおける位置を検出する。
Y軸兼回転位置検出用ホール素子H2は、Y軸兼回転位置検出用磁石Mh2から供給される磁界に応じた信号を磁場情報として出力するものであり、この信号の出力変化によって、システム制御部108が可動部材2の方向Yにおける位置を検出する。
Y軸兼回転位置検出用ホール素子H3は、Y軸兼回転位置検出用磁石Mh3から供給される磁界に応じた信号を磁場情報として出力するものである。
Y軸兼回転位置検出用ホール素子H3の出力信号の変化と、Y軸兼回転位置検出用ホール素子H2の出力信号の変化とにより、システム制御部108が可動部材2の回転軸R回りの回転角度を、可動部材2の方向θにおける位置として検出する。
図6に示すように、ベース22において、図4に示した第一の支持部材1Aの平面15aと対向する位置には、可動部材2を方向Zに垂直な面内で移動可能にするための転動体(球状のボール)を収容する凹部290aが形成されている。凹部290aの底面29aは、方向Zに垂直な平面となっている。
また、ベース22において、図4に示した第一の支持部材1Aの平面15bと対向する位置には、可動部材2を方向Zに垂直な面内で移動可能にするための転動体を収容する凹部290bが形成されている。凹部290bの底面29bは、方向Zに垂直な平面となっている。
更に、ベース22において、図4に示した第一の支持部材1Aの平面15cと対向する位置には、可動部材2を方向Zに垂直な面内で移動可能にするための転動体を収容する凹部290cが形成されている。凹部290cの底面29cは、方向Zに垂直な平面となっている。
これら底面29a,29b,29cは、方向Zの位置が全て同じであり、全て同一平面上に形成されている。
可動部材2の底面29aと第一の支持部材1Aの平面15aの間と、可動部材2の底面29bと第一の支持部材1Aの平面15bの間と、可動部材2の底面29cと第一の支持部材1Aの平面15cの間とに配置される転動体の転動によって、可動部材2は方向Zに垂直な平面内を移動する。
図7は、図1に示すシステム制御部108の機能ブロック図である。
システム制御部108は、像ぶれ補正プログラムを実行することにより、電力量決定部108Aと、駆動制御部108Bと、を備える制御部として機能する。電力量決定部108Aと駆動制御部108Bは、それぞれ異なるプロセッサによって構成されてもよいし、1つのプロセッサによって構成されてもよい。
電力量決定部108Aは、可動部材2を目標位置に移動させるための第一のVCM、第二のVCM、及び第三のVCMの各々に供給すべき電力量を決定する。
電力量決定部108Aは、可動部材2が目標位置まで最少移動量且つ最高速度にて移動できるように、第一のVCM、第二のVCM、及び第三のVCMの各々に供給する電力量を決定する。
以下では、第一のVCMを駆動するために第一のVCMに供給すべき電力量を第一の電力量という。また、第二のVCMを駆動するために第二のVCMに供給すべき電力量を第二の電力量という。また、第三のVCMを駆動するために第三のVCMに供給すべき電力量を第三の電力量という。
図1に示すメモリ109のROMには、可動部材2の位置と目標位置との組み合わせに対し、第一の電力量、第二の電力量、及び第三の電力量のセットのデータが予め記憶されている。
電力量決定部108Aは、X軸位置検出用ホール素子H1、Y軸兼回転位置検出用ホール素子H2、及びY軸兼回転位置検出用ホール素子H3の検出信号に基づいて可動部材2の位置を検出し、この位置と目標位置と上記のデータとに基づいて、第一の電力量、第二の電力量、及び第三の電力量を決定する。
駆動制御部108Bは、第一の制御と、第二の制御と、第三の制御とのいずれか1つを選択的に行って、第一のVCM、第二のVCM、及び第三のVCMの各々に電力を供給することで、可動部材2を目標位置に移動させる。
第一の制御と第二の制御は、それぞれ、電力量決定部108Aによって決定された第一の電力量、第二の電力量、及び第三の電力量の合計値が、像ぶれ補正機構3の駆動に許容される総電力量を上回る場合に実行される。第三の制御は、この合計値がこの総電力量以下の場合に実行される。
像ぶれ補正機構3の駆動に許容される総電力量は、デジタルカメラ100のバッテリから供給される電力のうち像ぶれ補正機構3の駆動に必要な電力として配分されるものを言い、バッテリ残量又はデジタルカメラ100の動作状況等によって変化する。
第一の制御は、電力量決定部108Aによって決定された第一の電力量、第二の電力量、及び第三の電力量の比率を維持したまま、これら第一の電力量、第二の電力量、及び第三の電力量の合計値を低下させて、この合計値を上記の総電力量以下(好ましくは総電力量と同じ値)に制御し、この低下後の第一の電力量、第二の電力量、及び第三の電力量を、第一のVCM、第二のVCM、及び第三のVCMに供給する制御である。
第二の制御は、電力量決定部108Aによって決定された第一の電力量、第二の電力量、及び第三の電力量のうちの最小のものを除く2つの電力量のうちの少なくとも1つを低下させて、第一の電力量、第二の電力量、及び第三の電力量の合計値を上記の許容される総電力量以下(好ましくは総電力量と同じ値)に制御し、この低下後の第一の電力量、第二の電力量、及び第三の電力量を、第一のVCM、第二のVCM、及び第三のVCMに供給する制御である。
第三の制御は、電力量決定部108Aによって決定された第一の電力量、第二の電力量、及び第三の電力量を、そのまま第一のVCM、第二のVCM、及び第三のVCMに供給する制御である。
図8は、駆動制御部108Bが行う第一の制御の内容を説明するための模式図である。
図8の上段には、電力量決定部108Aによって決定された第一の電力量P1、第二の電力量P2、及び第三の電力量P3と、第一の電力量P1、第二の電力量P2、及び第三の電力量P3の合計値Psumとが示されている。図8の例では、合計値Psumが、許容される総電力量Pmaxを上回っている。
駆動制御部108Bは、第一の制御を行う場合には、図8の上段に示す第一の電力量P1、第二の電力量P2、及び第三の電力量P3の各々に、0よりも大きく且つ1よりも小さい係数αを乗じる。
図8の下段には、第一の電力量P1に係数αを乗じて得られた第一の電力量P1aと、第二の電力量P2に係数αを乗じて得られた第二の電力量P2aと、第三の電力量P3に係数αを乗じて得られた第三の電力量P3aと、が示されている。
駆動制御部108Bは、図8の下段に示すように、第一の電力量P1a、第二の電力量P2a、及び第三の電力量P3aの合計値Psumaが総電力量Pmax以下となるように、係数αを設定する。
例えば、駆動制御部108Bは、総電力量Pmaxを合計値Psumで除算して得られる値を係数αとして設定する。または、この係数αを、総電力量Pmaxと合計値Psumの組み合わせ毎に予め求めておいてメモリ109のROMに記憶しておき、この組み合わせに対応する係数αをROMから読み出して設定してもよい。
図9は、係数αの一例を示す図である。
図9に示す例では、合計値Psumが総電力量Pmax以下の場合には、係数αが1となっている。また、合計値Psumが総電力量Pmaxを上回る場合には、係数αは合計値Psumに反比例した値となり、合計値Psumが閾値Th1以上の場合には係数αは0.4で固定されている。
なお、係数αの下限値は、この下限値の係数αを第一の電力量P1に乗じて得られる値が第一のVCMによって可動部材2を動かすために最低限必要な電力量以上となり、この下限値の係数αを第二の電力量P2に乗じて得られる値が第二のVCMによって可動部材2を動かすために最低限必要な電力量以上となり、この下限値の係数αを第三の電力量P3に乗じて得られる値が第三のVCMによって可動部材2を動かすために最低限必要な電力量以上となるように設定されている。
図8の上段に示す第一の電力量P1、第二の電力量P2、及び第三の電力量P3によって第一のVCM、第二のVCM、及び第三のVCMを駆動する場合には、可動部材2を最速にて移動させることができる。
一方、図8の下段に示す第一の電力量P1a、第二の電力量P2a、及び第三の電力量P3aによって第一のVCM、第二のVCM、及び第三のVCMを駆動する場合には、可動部材2が目標位置に到達するまでの時間は上段の場合よりも長くなるが、その分、可動部材2の移動に必要な消費電力を下げることができる。
図10は、駆動制御部108Bが行う第二の制御の内容を説明するための模式図である。
図10の上段には、電力量決定部108Aによって決定された第一の電力量P1、第二の電力量P2、及び第三の電力量P3と、第一の電力量P1、第二の電力量P2、及び第三の電力量P3の合計値Psumとが示されている。図10の例では、合計値Psumが総電力量Pmaxを上回っている。
駆動制御部108Bは、第二の制御を行う場合には、図10の下段に示すように、第一の電力量P1、第二の電力量P2、及び第三の電力量P3のうちの最小となる第二の電力量P2以外の第一の電力量P1及び第三の電力量P3の各々に係数βを乗じて、第一の電力量P1bと第三の電力量P3bを得る。
係数βは、0より大きく1よりも小さい値であり、第一の電力量P1b、第二の電力量P2、及び第三の電力量P3bの合計値Psumbが総電力量Pmax以下(好ましくは総電力量Pmaxと同じ)となるような値に設定される。
また、係数βの下限値は、この下限値の係数βを第一の電力量P1に乗じて得られる値が第一のVCMによって可動部材2を動かすために最低限必要な電力量以上となり、この下限値の係数βを第二の電力量P2に乗じて得られる値が第二のVCMによって可動部材2を動かすために最低限必要な電力量以上となり、この下限値の係数βを第三の電力量P3に乗じて得られる値が第三のVCMによって可動部材2を動かすために最低限必要な電力量以上となるように設定されている。
なお、図10の例では、第一の電力量P1と第三の電力量P3の各々に係数βを乗じているが、第一の電力量P1と第三の電力量P3のうちのいずれか一方にのみ係数βを乗じることで、合計値Psumbが総電力量Pmax以下となるようにしてもよい。
図10の例では、第一の電力量P1と第三の電力量P3のうち第一の電力量P1の方が大きく、値を低下させる余地が大きい。このため、第一の電力量P1にのみ係数βを乗じて合計値Psumbが総電力量Pmax以下となるようにしてもよい。
以上の第一の制御と第二の制御とではそれぞれ次のような利点がある。
第一の制御では、第一のVCM、第二のVCM、及び第三のVCMに供給される電力量の比率が、電力量決定部108Aによって決定される最適比率のまま維持される。したがって、第二の制御を行うときと比較すると、可動部材2の無駄な動きをなくして安定させることができ、可動部材2が目標位置に移動する際における撮像画像の揺れの発生を防ぐことができる。したがって、第一の制御は、撮像画像の品質が重要視される状況において有効になる。
第二の制御では、第一のVCM、第二のVCM、及び第三のVCMに供給される電力量のうちの最小の電力量は変更されずに、その他の電力量が小さい値に変更される。このため、第一の制御を行うときと比較すると、可動部材2の移動速度が大きく低下するのを防ぐことができる。したがって、第二の制御は、像ぶれ補正の応答性が重要視される状況において有効になる。
図11は、図1に示すデジタルカメラ100のシステム制御部108の動作を説明するためのフローチャートである。
電力量決定部108Aは、X軸位置検出用ホール素子H1、Y軸兼回転位置検出用ホール素子H2、及びY軸兼回転位置検出用ホール素子H3の検出信号に基づいて可動部材2の位置を検出し、この位置と、可動部材2の目標位置と、ROMに記憶されている上記のデータとに基づいて、第一の電力量、第二の電力量、及び第三の電力量を決定する(ステップS1)。
次に、駆動制御部108Bは、ステップS1にて決定された第一の電力量、第二の電力量、及び第三の電力量の合計値が、許容される総電力量以下であるか否かを判定する(ステップS2)。
合計値が総電力量以下であった場合(ステップS2:YES)には、駆動制御部108Bは、第三の制御を実行する(ステップS6)。
合計値が総電力量を上回っていた場合(ステップS2:NO)には、駆動制御部108Bは、撮像レンズ101に含まれるズームレンズの位置の情報から焦点距離を求め、この焦点距離が予め決められた第一の閾値以下であるか否かを判定する(ステップS3)。
焦点距離が第一の閾値以下であった場合(ステップS3:YES)には、駆動制御部108Bは、第一の制御を実行する(ステップS5)。
焦点距離が第一の閾値を超えていた場合(ステップS3:NO)には、駆動制御部108Bは、第二の制御を実行する(ステップS4)。
以上のように、デジタルカメラ100によれば、電力量決定部108Aによって決定された電力量の合計値が、その決定時点にて許容される総電力量を超える場合には、第一の制御又は第二の制御が行われる。このため、可動部材2の移動に必要な電力を削減しながら、撮像画像の品質を向上させることができる。
例えば、広角撮像のときはデジタルカメラ100の動きに起因する撮像画像のぶれが小さくなるので、電力量の比率が維持されないことによって撮像画像の揺れが生じた場合には、見た目への影響が大きい。このため、図11に示す動作のように、広角撮像のとき(ステップS3の判定がYESのとき)には第一の制御を実行することで、デジタルカメラ100の動きとは無関係の撮像画像の揺れの発生を防ぐことができ、撮像画像の品質を向上させることができる。また、広角撮像のときは撮像画像のぶれが小さくなり、ぶれを補正するための可動部材2の移動量も小さくなる傾向にある。このため、第一の制御によって可動部材2の移動速度が低下したとしても、その影響を限定的なものとすることができる。
また、望遠撮像のときはデジタルカメラ100の動きに起因する撮像画像のぶれが大きくなるので、この大きなぶれを補正するための可動部材2の移動量は大きくなる傾向にある。また、撮像画像のぶれが大きくなるので、電力量の比率が維持されないことによって撮像画像の揺れが生じても見た目への影響は少ない。このため、図11に示す動作のように、望遠撮像のとき(ステップS3の判定がNOのとき)には第二の制御を実行することで、撮像画像のぶれを高速に補正することができ、撮像画像の品質を向上させることができる。
図12は、図1に示すデジタルカメラ100のシステム制御部108の動作の第一の変形例を説明するためのフローチャートである。図12に示すフローチャートは、ステップS3がステップS3aに変更された点を除いては、図11と同じである。図12において図11と同じ処理には同一符号を付して説明を省略する。
ステップS2の判定がNOの場合に、駆動制御部108Bは、撮像素子20の露光時間の情報を取得し、この露光時間が予め決められた第二の閾値以下であるか否かを判定する(ステップS3a)。
駆動制御部108Bは、露光時間が第二の閾値以下であった場合(ステップS3a:YES)にはステップS4の処理を行い、露光時間が第二の閾値を超えていた場合(ステップS3a:NO)にはステップS5の処理を行う。
露光時間が長いときには、撮像画像のぶれを補正することが重要になる。このため、図12に示す動作のように第一の制御を実行することで撮像画像の品質を向上させることができる。また、露光時間が長いときには、第一の制御によって可動部材2の移動速度が低下したとしても、像ぶれ補正に必要な時間が十分に確保されているため、その影響を限定的なものとすることができる。
一方、露光時間が短いときには、像ぶれ補正に必要な時間に限りがある。このため、図12に示す動作のように第二の制御を実行することで、撮像画像のぶれを高速に補正することができ、撮像画像の品質を向上させることができる。
図13は、図1に示すデジタルカメラ100のシステム制御部108の動作の第二の変形例を説明するためのフローチャートである。図13に示すフローチャートは、ステップS3がステップS3bに変更された点を除いては、図11と同じである。図13において図11と同じ処理には同一符号を付して説明を省略する。
ステップS2の判定がNOの場合に、駆動制御部108Bは、動き検出センサ106の検出情報に基づいて、デジタルカメラ100の移動量を算出する。この移動量は、具体的には光軸Kの向きの変化量であり、デジタルカメラ100がパンニングされた場合には大きな値になる。
駆動制御部108Bは、算出したデジタルカメラ100の移動量が予め決められた第三の閾値以下であるか否かを判定する(ステップS3b)。
駆動制御部108Bは、移動量が第三の閾値以下であった場合(ステップS3b:YES)にはステップS5の処理を行い、移動量が第三の閾値を超えていた場合(ステップS3b:NO)にはステップS4の処理を行う。
デジタルカメラ100の移動量が小さいときには、利用者がライブビュー画像を観察している可能性が高い。このため、図13に示すように第一の制御を実行することで撮像画像の品質を向上させることができる。
一方、デジタルカメラ100の移動量が大きいときには、利用者がライブビュー画像を観察している可能性は低い。このため、図13に示すように第二の制御を行って像ぶれ補正の応答性を優先させることで、デジタルカメラ100が静止した後の撮像画像の品質を向上させることができる。
なお、像ぶれ補正機構3は、可動部材2を受光面20aの中心Pを中心として方向θに回転させるものとしたが、可動部材2の回転中心の位置はこれに限らず、受光面20a上の任意の1点であればよい。
また、像ぶれ補正機構3は、可動部材2を方向X、方向Y、及び方向θの3つの方向に移動させて像ぶれ補正を行うものであるが、可動部材2を方向Xと方向Yの2つの方向に移動させて像ぶれ補正を行う構成であってもよい。
可動部材2を方向θに移動させない構成とする場合には、例えば、Y軸兼回転位置検出用磁石Mh2とY軸兼回転位置検出用ホール素子H2のペアを削除し、X軸兼回転駆動用磁石Mv1とX軸兼回転駆動用コイルC1のペアを削除した構成とすればよい。
像ぶれ補正機構3のように、可動部材2が方向θにも移動可能な構成では、上記の電力量の比率を最適化しておかないと、可動部材2が目標位置まで移動する過程において、可動部材2の方向θへの回転が生じやすい。このため、上述した第一の制御を行う駆動制御部108Bの構成が特に有効となる。
また、像ぶれ補正機構3は、撮像素子20を移動させることで像ぶれを補正するものであるが、撮像レンズ101に含まれる補正用のレンズを可動部として移動させることで像ぶれを補正する機構であってもよい。この場合には、レンズを移動させるための複数の駆動部(VCM)を図11〜図13に示した方法にて制御すればよい。
また、像ぶれ補正機構3が、撮像素子20と、撮像レンズ101に含まれる補正用のレンズと、をそれぞれ可動部として移動させることで像ぶれを補正する機構であってもよい。この場合には、レンズを移動させるための複数の駆動部(VCM)と、撮像素子を移動させるための複数の駆動部(VCM)とを、それぞれ図11〜図13に示した方法にて制御すればよい。
図14は、本発明の撮像装置の一実施形態であるスマートフォン200の外観を示すものである。
図14に示すスマートフォン200は、平板状の筐体201を有し、筐体201の一方の面に表示面としての表示パネル202と、入力部としての操作パネル203とが一体となった表示入力部204を備えている。
また、この様な筐体201は、スピーカ205と、マイクロホン206と、操作部207と、カメラ部208とを備えている。なお、筐体201の構成はこれに限定されず、例えば、表示面と入力部とが独立した構成を採用したり、折り畳み構造又はスライド機構を有する構成を採用したりすることもできる。
図15は、図14に示すスマートフォン200の構成を示すブロック図である。
図15に示すように、スマートフォンの主たる構成要素として、無線通信部210と、表示入力部204と、通話部211と、操作部207と、カメラ部208と、記憶部212と、外部入出力部213と、GPS(Global Positioning System)受信部214と、モーションセンサ部215と、電源部216と、主制御部220とを備える。
また、スマートフォン200の主たる機能として、図示省略の基地局装置BSと図示省略の移動通信網NWとを介した移動無線通信を行う無線通信機能を備える。
無線通信部210は、主制御部220の指示にしたがって、移動通信網NWに収容された基地局装置BSに対し無線通信を行うものである。この無線通信を使用して、音声データ、画像データ等の各種ファイルデータ、電子メールデータ等の送受信、ウェブデータ又はストリーミングデータ等の受信を行う。
表示入力部204は、主制御部220の制御により、画像(静止画像及び動画像)又は文字情報等を表示して視覚的に利用者に情報を伝達するとともに、表示した情報に対する利用者操作を検出する、いわゆるタッチパネルであって、表示パネル202と、操作パネル203と、を備える。
表示パネル202は、LCD(Liquid Crystal Display)、OELD(Organic Electro−Luminescence Display)等を表示デバイスとして用いたものである。
操作パネル203は、表示パネル202の表示面上に表示される画像を視認可能に載置され、利用者の指又は尖筆によって操作される一又は複数の座標を検出するデバイスである。このデバイスを利用者の指又は尖筆によって操作すると、操作に起因して発生する検出信号を主制御部220に出力する。次いで、主制御部220は、受信した検出信号に基づいて、表示パネル202上の操作位置(座標)を検出する。
図15に示すように、本発明の撮影装置の一実施形態として例示しているスマートフォン200の表示パネル202と操作パネル203とは一体となって表示入力部204を構成しているが、操作パネル203が表示パネル202を完全に覆うような配置となっている。
係る配置を採用した場合、操作パネル203は、表示パネル202外の領域についても、利用者操作を検出する機能を備えてもよい。換言すると、操作パネル203は、表示パネル202に重なる重畳部分についての検出領域(以下、表示領域と称する)と、それ以外の表示パネル202に重ならない外縁部分についての検出領域(以下、非表示領域と称する)とを備えていてもよい。
なお、表示領域の大きさと表示パネル202の大きさとを完全に一致させても良いが、両者を必ずしも一致させる必要は無い。また、操作パネル203が、外縁部分と、それ以外の内側部分の2つの感応領域を備えていてもよい。さらに、外縁部分の幅は、筐体201の大きさ等に応じて適宜設計されるものである。
さらにまた、操作パネル203で採用される位置検出方式としては、マトリクススイッチ方式、抵抗膜方式、表面弾性波方式、赤外線方式、電磁誘導方式、静電容量方式等が挙げられ、いずれの方式を採用することもできる。
通話部211は、スピーカ205又はマイクロホン206を備え、マイクロホン206を通じて入力された利用者の音声を主制御部220にて処理可能な音声データに変換して主制御部220に出力したり、無線通信部210あるいは外部入出力部213により受信された音声データを復号してスピーカ205から出力させたりするものである。
また、図14に示すように、例えば、スピーカ205を表示入力部204が設けられた面と同じ面に搭載し、マイクロホン206を筐体201の側面に搭載することができる。
操作部207は、キースイッチ等を用いたハードウェアキーであって、利用者からの指示を受け付けるものである。例えば、図14に示すように、操作部207は、スマートフォン200の筐体201の側面に搭載され、指等で押下されるとオンとなり、指を離すとバネ等の復元力によってオフ状態となる押しボタン式のスイッチである。
記憶部212は、主制御部220の制御プログラム及び制御データ、アプリケーションソフトウェア、通信相手の名称又は電話番号等を対応づけたアドレスデータ、送受信した電子メールのデータ、WebブラウジングによりダウンロードしたWebデータ、ダウンロードしたコンテンツデータを記憶し、またストリーミングデータ等を一時的に記憶するものである。また、記憶部212は、スマートフォン内蔵の内部記憶部217と着脱自在な外部メモリスロットを有する外部記憶部218により構成される。
なお、記憶部212を構成するそれぞれの内部記憶部217と外部記憶部218は、フラッシュメモリタイプ(flash memory type)、ハードディスクタイプ(hard disk type)、マルチメディアカードマイクロタイプ(multimedia card micro type)、カードタイプのメモリ(例えば、MicroSD(登録商標)メモリ等)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)等の格納媒体を用いて実現される。
外部入出力部213は、スマートフォン200に連結される全ての外部機器とのインターフェースの役割を果たすものであり、他の外部機器に通信等(例えば、ユニバーサルシリアルバス(USB)、IEEE1394等)又はネットワーク(例えば、インターネット、無線LAN、ブルートゥース(Bluetooth)(登録商標)、RFID(Radio Frequency Identification)、赤外線通信(Infrared Data Association:IrDA)(登録商標)、UWB(Ultra Wideband)(登録商標)、ジグビー(ZigBee)(登録商標)等)により直接的又は間接的に接続するためのものである。
スマートフォン200に連結される外部機器としては、例えば、有/無線ヘッドセット、有/無線外部充電器、有/無線データポート、カードソケットを介して接続されるメモリカード(Memory card)、SIM(Subscriber Identity Module Card)/UIM(User Identity Module Card)カード、オーディオ・ビデオI/O(Input/Output)端子を介して接続される外部オーディオ・ビデオ機器、無線接続される外部オーディオ・ビデオ機器、有/無線接続されるスマートフォン、有/無線接続されるパーソナルコンピュータ、有/無線接続されるパーソナルコンピュータ、イヤホン等がある。
外部入出力部213は、このような外部機器から伝送を受けたデータをスマートフォン200の内部の各構成要素に伝達したり、スマートフォン200の内部のデータが外部機器に伝送されるようにしたりすることができる。
GPS受信部214は、主制御部220の指示にしたがって、GPS衛星ST1〜STnから送信されるGPS信号を受信し、受信した複数のGPS信号に基づく測位演算処理を実行し、スマートフォン200の緯度、経度、高度からなる位置を検出する。GPS受信部214は、無線通信部210又は外部入出力部213(例えば、無線LAN)から位置情報を取得できる時には、その位置情報を用いて位置を検出することもできる。
モーションセンサ部215は、例えば、3軸の加速度センサ等を備え、主制御部220の指示にしたがって、スマートフォン200の物理的な動きを検出する。スマートフォン200の物理的な動きを検出することにより、スマートフォン200の動く方向又は加速度が検出される。係る検出結果は、主制御部220に出力されるものである。
電源部216は、主制御部220の指示にしたがって、スマートフォン200の各部に、バッテリ(図示しない)に蓄えられる電力を供給するものである。
主制御部220は、マイクロプロセッサを備え、記憶部212が記憶する制御プログラム及び制御データにしたがって動作し、スマートフォン200の各部を統括して制御するものである。また、主制御部220は、無線通信部210を通じて、音声通信又はデータ通信を行うために、通信系の各部を制御する移動通信制御機能と、アプリケーション処理機能を備える。
アプリケーション処理機能は、記憶部212が記憶するアプリケーションソフトウェアにしたがって主制御部220が動作することにより実現するものである。アプリケーション処理機能としては、例えば、外部入出力部213を制御して対向機器とデータ通信を行う赤外線通信機能、電子メールの送受信を行う電子メール機能、又はウェブページを閲覧するウェブブラウジング機能等がある。
また、主制御部220は、受信データ又はダウンロードしたストリーミングデータ等の画像データ(静止画像又は動画像のデータ)に基づいて、映像を表示入力部204に表示する等の画像処理機能を備える。
画像処理機能とは、主制御部220が、上記画像データを復号し、この復号結果に画像処理を施して、画像を表示入力部204に表示する機能のことをいう。
さらに、主制御部220は、表示パネル202に対する表示制御と、操作部207、操作パネル203を通じた利用者操作を検出する操作検出制御を実行する。
表示制御の実行により、主制御部220は、アプリケーションソフトウェアを起動するためのアイコン又はスクロールバー等のソフトウェアキーを表示したり、あるいは電子メールを作成したりするためのウィンドウを表示する。
なお、スクロールバーとは、表示パネル202の表示領域に収まりきれない大きな画像等について、画像の表示部分を移動する指示を受け付けるためのソフトウェアキーのことをいう。
また、操作検出制御の実行により、主制御部220は、操作部207を通じた利用者操作を検出したり、操作パネル203を通じて、上記アイコンに対する操作と上記ウィンドウの入力欄に対する文字列の入力を受け付けたり、あるいは、スクロールバーを通じた表示画像のスクロール要求を受け付けたりする。
さらに、操作検出制御の実行により主制御部220は、操作パネル203に対する操作位置が、表示パネル202に重なる重畳部分(表示領域)か、それ以外の表示パネル202に重ならない外縁部分(非表示領域)かを判定し、操作パネル203の感応領域又はソフトウェアキーの表示位置を制御するタッチパネル制御機能を備える。
また、主制御部220は、操作パネル203に対するジェスチャ操作を検出し、検出したジェスチャ操作に応じて、予め設定された機能を実行することもできる。
ジェスチャ操作とは、従来の単純なタッチ操作ではなく、指等によって軌跡を描いたり、複数の位置を同時に指定したり、あるいはこれらを組み合わせて、複数の位置から少なくとも1つについて軌跡を描く操作を意味する。
カメラ部208は、図1に示したデジタルカメラ100の動き検出センサ106、システム制御部108、及び画像処理部107以外の構成要素を含む。スマートフォン200では、主制御部220が、動き検出センサ106に相当するモーションセンサ部215の情報に基づいて像ぶれ補正機構3を制御して像ぶれ補正を行う。
カメラ部208によって生成された撮像画像データは、記憶部212に記憶したり、外部入出力部213又は無線通信部210を通じて出力したりすることができる。
図14に示すスマートフォン200において、カメラ部208は表示入力部204と同じ面に搭載されているが、カメラ部208の搭載位置はこれに限らず、表示入力部204の背面に搭載されてもよい。
また、カメラ部208はスマートフォン200の各種機能に利用することができる。例えば、表示パネル202にカメラ部208で取得した画像を表示したり、操作パネル203の操作入力のひとつとして、カメラ部208の画像を利用したりすることができる。
また、GPS受信部214が位置を検出する際に、カメラ部208からの画像を参照して位置を検出することもできる。さらには、カメラ部208からの画像を参照して、3軸の加速度センサを用いずに、或いは、3軸の加速度センサと併用して、スマートフォン200のカメラ部208の光軸方向を判断したり、現在の使用環境を判断したりすることもできる。勿論、カメラ部208からの画像をアプリケーションソフトウェア内で利用することもできる。
その他、静止画又は動画の画像データにGPS受信部214により取得した位置情報、マイクロホン206により取得した音声情報(主制御部等により、音声テキスト変換を行ってテキスト情報となっていてもよい)、モーションセンサ部215により取得した姿勢情報等を付加して記憶部212に記憶したり、外部入出力部213又は無線通信部210を通じて出力したりすることもできる。
以上のような構成のスマートフォン200においても、像ぶれ補正装置が上述してきた構成となっていることで、各種の効果を得ることができる。
以上説明してきたように、本明細書には以下の事項が開示されている。
(1)
撮像素子又は上記撮像素子の前方に配置されるレンズの少なくとも一方を含む可動部を、上記撮像素子の受光面に沿った複数の方向に移動させるための複数の駆動部と、
上記複数の駆動部を制御する制御部と、を備え、
上記制御部は、上記可動部を目標位置に移動させるための上記複数の駆動部の各々に供給すべき電力量を決定する電力量決定部と、上記電力量決定部によって決定された上記電力量の比率を維持したまま、上記電力量決定部によって決定された上記電力量の合計値を低下させ、上記低下後の上記電力量を上記駆動部に供給する第一の制御を行う駆動制御部と、を備える像ぶれ補正装置。
(2)
(1)記載の像ぶれ補正装置であって、
上記駆動制御部は、上記合計値が上記複数の駆動部に供給可能な総電力量を上回る場合に上記第一の制御を行い、上記合計値が上記総電力量以下の場合には、上記電力量決定部によって決定された上記電力量を上記駆動部に供給する像ぶれ補正装置。
(3)
(2)記載の像ぶれ補正装置であって、
上記駆動制御部は、上記電力量決定部によって決定された上記電力量のうちの最小のものを除く上記電力量のうちの少なくとも1つを低下させて上記合計値を上記総電力量以下に制御し、その低下後の上記電力量を上記駆動部に供給する第二の制御と、上記第一の制御とのいずれか一方を、上記合計値が上記総電力量を上回る場合に行う像ぶれ補正装置。
(4)
(3)記載の像ぶれ補正装置であって、
上記駆動制御部は、上記撮像素子の撮像条件に基づいて、上記第一の制御と上記第二の制御のどちらを行うかを決定する像ぶれ補正装置。
(5)
(4)記載の像ぶれ補正装置であって、
上記撮像条件は、上記撮像素子の前方に配置されたレンズの焦点距離である像ぶれ補正装置。
(6)
(5)記載の像ぶれ補正装置であって、
上記駆動制御部は、上記焦点距離が第一の閾値以下の場合には上記第一の制御を行い、上記焦点距離が上記第一の閾値を超える場合には上記第二の制御を行う像ぶれ補正装置。
(7)
(4)記載の像ぶれ補正装置であって、
上記撮像条件は、上記撮像素子の露光時間である像ぶれ補正装置。
(8)
(7)記載の像ぶれ補正装置であって、
上記駆動制御部は、上記露光時間が第二の閾値以下の場合には上記第二の制御を行い、上記露光時間が上記第二の閾値を超える場合には上記第一の制御を行う像ぶれ補正装置。
(9)
(3)記載の像ぶれ補正装置であって、
上記駆動制御部は、上記像ぶれ補正装置の移動量が第三の閾値以下の場合には、上記第一の制御を行い、上記移動量が上記第三の閾値を超える場合には、上記第二の制御を行う像ぶれ補正装置。
(10)
(1)〜(9)のいずれか1つに記載の像ぶれ補正装置であって、
上記可動部は上記撮像素子を含むものであり、
上記複数の方向は、上記受光面に沿った互いに直交する2つの方向と、上記受光面の任意の点を中心とする回転方向との3つの方向であり、
上記複数の駆動部は、少なくとも3つの駆動部を含む像ぶれ補正装置。
(11)
(1)〜(10)のいずれか1つに記載の像ぶれ補正装置を備える撮像装置。
(12)
撮像素子又は上記撮像素子の前方に配置されるレンズの少なくとも一方を含む可動部を、上記撮像素子の受光面に沿った複数の方向に移動させるための複数の駆動部を制御する制御ステップを備え、
上記制御ステップは、上記可動部を目標位置に移動させるための上記複数の駆動部の各々に供給すべき電力量を決定する電力量決定ステップと、上記電力量決定ステップによって決定された上記電力量の比率を維持したまま、上記電力量決定ステップによって決定された上記電力量の合計値を低下させ、上記低下後の上記電力量を上記駆動部に供給する第一の制御を行う駆動制御ステップと、を備える像ぶれ補正方法。
(13)
(12)記載の像ぶれ補正方法であって、
上記駆動制御ステップでは、上記合計値が上記複数の駆動部に供給可能な総電力量を上回る場合に上記第一の制御を行い、上記合計値が上記総電力量以下の場合には、上記電力量決定ステップによって決定された上記電力量を上記駆動部に供給する像ぶれ補正方法。
(14)
(13)記載の像ぶれ補正方法であって、
上記駆動制御ステップでは、上記電力量決定ステップによって決定された上記電力量のうちの最小のものを除く上記電力量のうちの少なくとも1つを低下させて上記合計値を上記総電力量以下に制御し、その低下後の上記電力量を上記駆動部に供給する第二の制御と、上記第一の制御とのいずれか一方を、上記合計値が上記総電力量を上回る場合に行う像ぶれ補正方法。
(15)
(14)記載の像ぶれ補正方法であって、
上記駆動制御ステップでは、上記撮像素子の撮像条件に基づいて、上記第一の制御と上記第二の制御のどちらを行うかを決定する像ぶれ補正方法。
(16)
(15)記載の像ぶれ補正方法であって、
上記撮像条件は、上記撮像素子の前方に配置されたレンズの焦点距離である像ぶれ補正方法。
(17)
(16)記載の像ぶれ補正方法であって、
上記駆動制御ステップでは、上記撮像素子の前方に配置されたレンズの焦点距離が第一の閾値以下の場合には上記第一の制御を行い、上記焦点距離が上記第一の閾値を超える場合には上記第二の制御を行う像ぶれ補正方法。
(18)
(15)記載の像ぶれ補正方法であって、
上記撮像条件は、上記撮像素子の露光時間である像ぶれ補正方法。
(19)
(18)記載の像ぶれ補正方法であって、
上記駆動制御ステップでは、上記露光時間が第二の閾値以下の場合には上記第二の制御を行い、上記露光時間が上記第二の閾値を超える場合には上記第一の制御を行う像ぶれ補正方法。
(20)
(14)記載の像ぶれ補正方法であって、
上記駆動制御ステップでは、上記像ぶれ補正方法の移動量が第三の閾値以下の場合には、上記第一の制御を行い、上記移動量が上記第三の閾値を超える場合には、上記第二の制御を行う像ぶれ補正方法。
(21)
(12)〜(20)のいずれか1つに記載の像ぶれ補正方法であって、
上記可動部は上記撮像素子を含むものであり、
上記複数の方向は、上記受光面に沿った互いに直交する2つの方向と、上記受光面の任意の点を中心とする回転方向との3つの方向であり、
上記複数の駆動部は、少なくとも3つの駆動部を含む像ぶれ補正方法。
(22)
撮像素子又は上記撮像素子の前方に配置されるレンズの少なくとも一方を含む可動部を、上記撮像素子の受光面に沿った複数の方向に移動させるための複数の駆動部を制御する制御ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
上記制御ステップは、上記可動部を目標位置に移動させるための上記複数の駆動部の各々に供給すべき電力量を決定する電力量決定ステップと、上記電力量決定ステップによって決定された上記電力量の比率を維持したまま、上記電力量決定ステップによって決定された上記電力量の合計値を低下させ、上記低下後の上記電力量を上記駆動部に供給する第一の制御を行う駆動制御ステップと、を備える像ぶれ補正プログラム。
以上、図面を参照しながら各種の実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。
なお、本出願は、2017年12月27日出願の日本特許出願(特願2017−252255)に基づくものであり、その内容は本出願の中に参照として援用される。
本発明は、一眼レスカメラ又はミラーレスカメラ等のデジタルカメラ、車載カメラ、監視カメラ、或いはスマートフォン等に適用して利便性が高く、有効である。
100 デジタルカメラ
101 撮像レンズ
20 撮像素子
3 像ぶれ補正機構
104 AFE
105 撮像素子駆動部
106 動き検出センサ
107 画像処理部
108 システム制御部
108A 電力量決定部
108B 駆動制御部
109 メモリ
P1、P1a、P1b 第一の電力量
P2、P2a 第二の電力量
P3、P3a、P3b 第三の電力量
Psum、Psuma、Psumb 合計値
K 光軸
1 支持部材
1A 第一の支持部材
Mh1 X軸位置検出用磁石
Mh2 Y軸兼回転位置検出用磁石
Mh3 Y軸兼回転位置検出用磁石
1s、2s、3s S極
1n、2n、3n N極
Mv1 X軸兼回転駆動用磁石
Mv2 X軸兼回転駆動用磁石
Mv3 Y軸駆動用磁石
1B 第二の支持部材
mv1 X軸兼回転駆動用磁石
mv2 X軸兼回転駆動用磁石
mv3 Y軸駆動用磁石
2 可動部材
C1 X軸兼回転駆動用コイル
C2 X軸兼回転駆動用コイル
C3 Y軸駆動用コイル
21 回路基板
H1 X軸位置検出用ホール素子
H2 Y軸兼回転位置検出用ホール素子
H3 Y軸兼回転位置検出用ホール素子
24a,24b,24c バネ
20a 受光面
P 受光面の中心
R 回転軸
10 ベース
12、14 ヨーク
13 連結部材
15a、15b、15c 平面
16a、16b、16c フック
17a、17b、17c 突起部
18 ヨーク
19a 孔部
19b,19c 切欠き部
22 ベース
23a、23b、23c フック
29a、29b、29c 底面
290a、290b、290c 凹部
200 スマートフォン
201 筐体
202 表示パネル
203 操作パネル
204 表示入力部
205 スピーカ
206 マイクロホン
207 操作部
208 カメラ部
210 無線通信部
211 通話部
212 記憶部
213 外部入出力部
214 GPS受信部
215 モーションセンサ部
216 電源部
217 内部記憶部
218 外部記憶部
220 主制御部
ST1〜STn GPS衛星

Claims (22)

  1. 撮像素子又は前記撮像素子の前方に配置されるレンズの少なくとも一方を含む可動部を、前記撮像素子の受光面に沿った複数の方向に移動させるための複数の駆動部と、
    前記複数の駆動部を制御する制御部と、を備え、
    前記制御部は、前記可動部を目標位置に移動させるための前記複数の駆動部の各々に供給すべき電力量を決定する電力量決定部と、前記電力量決定部によって決定された前記電力量の比率を維持したまま、前記電力量決定部によって決定された前記電力量の合計値を低下させ、前記低下後の前記電力量を前記駆動部に供給する第一の制御を行う駆動制御部と、を備える像ぶれ補正装置。
  2. 請求項1記載の像ぶれ補正装置であって、
    前記駆動制御部は、前記合計値が前記複数の駆動部に供給可能な総電力量を上回る場合に前記第一の制御を行い、前記合計値が前記総電力量以下の場合には、前記電力量決定部によって決定された前記電力量を前記駆動部に供給する像ぶれ補正装置。
  3. 請求項2記載の像ぶれ補正装置であって、
    前記駆動制御部は、前記電力量決定部によって決定された前記電力量のうちの最小のものを除く前記電力量のうちの少なくとも1つを低下させて前記合計値を前記総電力量以下に制御し、当該低下後の前記電力量を前記駆動部に供給する第二の制御と、前記第一の制御とのいずれか一方を、前記合計値が前記総電力量を上回る場合に行う像ぶれ補正装置。
  4. 請求項3記載の像ぶれ補正装置であって、
    前記駆動制御部は、前記撮像素子の撮像条件に基づいて、前記第一の制御と前記第二の制御のどちらを行うかを決定する像ぶれ補正装置。
  5. 請求項4記載の像ぶれ補正装置であって、
    前記撮像条件は、前記撮像素子の前方に配置されたレンズの焦点距離である像ぶれ補正装置。
  6. 請求項5記載の像ぶれ補正装置であって、
    前記駆動制御部は、前記焦点距離が第一の閾値以下の場合には前記第一の制御を行い、前記焦点距離が前記第一の閾値を超える場合には前記第二の制御を行う像ぶれ補正装置。
  7. 請求項4記載の像ぶれ補正装置であって、
    前記撮像条件は、前記撮像素子の露光時間である像ぶれ補正装置。
  8. 請求項7記載の像ぶれ補正装置であって、
    前記駆動制御部は、前記露光時間が第二の閾値以下の場合には前記第二の制御を行い、前記露光時間が前記第二の閾値を超える場合には前記第一の制御を行う像ぶれ補正装置。
  9. 請求項3記載の像ぶれ補正装置であって、
    前記駆動制御部は、前記像ぶれ補正装置の移動量が第三の閾値以下の場合には、前記第一の制御を行い、前記移動量が前記第三の閾値を超える場合には、前記第二の制御を行う像ぶれ補正装置。
  10. 請求項1〜9のいずれか1項記載の像ぶれ補正装置であって、
    前記可動部は前記撮像素子を含むものであり、
    前記複数の方向は、前記受光面に沿った互いに直交する2つの方向と、前記受光面の任意の点を中心とする回転方向との3つの方向であり、
    前記複数の駆動部は、少なくとも3つの駆動部を含む像ぶれ補正装置。
  11. 請求項1〜10のいずれか1項記載の像ぶれ補正装置を備える撮像装置。
  12. 撮像素子又は前記撮像素子の前方に配置されるレンズの少なくとも一方を含む可動部を、前記撮像素子の受光面に沿った複数の方向に移動させるための複数の駆動部を制御する制御ステップを備え、
    前記制御ステップは、前記可動部を目標位置に移動させるための前記複数の駆動部の各々に供給すべき電力量を決定する電力量決定ステップと、前記電力量決定ステップによって決定された前記電力量の比率を維持したまま、前記電力量決定ステップによって決定された前記電力量の合計値を低下させ、前記低下後の前記電力量を前記駆動部に供給する第一の制御を行う駆動制御ステップと、を備える像ぶれ補正方法。
  13. 請求項12記載の像ぶれ補正方法であって、
    前記駆動制御ステップでは、前記合計値が前記複数の駆動部に供給可能な総電力量を上回る場合に前記第一の制御を行い、前記合計値が前記総電力量以下の場合には、前記電力量決定ステップによって決定された前記電力量を前記駆動部に供給する像ぶれ補正方法。
  14. 請求項13記載の像ぶれ補正方法であって、
    前記駆動制御ステップでは、前記電力量決定ステップによって決定された前記電力量のうちの最小のものを除く前記電力量のうちの少なくとも1つを低下させて前記合計値を前記総電力量以下に制御し、当該低下後の前記電力量を前記駆動部に供給する第二の制御と、前記第一の制御とのいずれか一方を、前記合計値が前記総電力量を上回る場合に行う像ぶれ補正方法。
  15. 請求項14記載の像ぶれ補正方法であって、
    前記駆動制御ステップでは、前記撮像素子の撮像条件に基づいて、前記第一の制御と前記第二の制御のどちらを行うかを決定する像ぶれ補正方法。
  16. 請求項15記載の像ぶれ補正方法であって、
    前記撮像条件は、前記撮像素子の前方に配置されたレンズの焦点距離である像ぶれ補正方法。
  17. 請求項16記載の像ぶれ補正方法であって、
    前記駆動制御ステップでは、前記撮像素子の前方に配置されたレンズの焦点距離が第一の閾値以下の場合には前記第一の制御を行い、前記焦点距離が前記第一の閾値を超える場合には前記第二の制御を行う像ぶれ補正方法。
  18. 請求項15記載の像ぶれ補正方法であって、
    前記撮像条件は、前記撮像素子の露光時間である像ぶれ補正方法。
  19. 請求項18記載の像ぶれ補正方法であって、
    前記駆動制御ステップでは、前記露光時間が第二の閾値以下の場合には前記第二の制御を行い、前記露光時間が前記第二の閾値を超える場合には前記第一の制御を行う像ぶれ補正方法。
  20. 請求項14記載の像ぶれ補正方法であって、
    前記駆動制御ステップでは、前記像ぶれ補正方法の移動量が第三の閾値以下の場合には、前記第一の制御を行い、前記移動量が前記第三の閾値を超える場合には、前記第二の制御を行う像ぶれ補正方法。
  21. 請求項12〜20のいずれか1項記載の像ぶれ補正方法であって、
    前記可動部は前記撮像素子を含むものであり、
    前記複数の方向は、前記受光面に沿った互いに直交する2つの方向と、前記受光面の任意の点を中心とする回転方向との3つの方向であり、
    前記複数の駆動部は、少なくとも3つの駆動部を含む像ぶれ補正方法。
  22. 撮像素子又は前記撮像素子の前方に配置されるレンズの少なくとも一方を含む可動部を、前記撮像素子の受光面に沿った複数の方向に移動させるための複数の駆動部を制御する制御ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
    前記制御ステップは、前記可動部を目標位置に移動させるための前記複数の駆動部の各々に供給すべき電力量を決定する電力量決定ステップと、前記電力量決定ステップによって決定された前記電力量の比率を維持したまま、前記電力量決定ステップによって決定された前記電力量の合計値を低下させ、前記低下後の前記電力量を前記駆動部に供給する第一の制御を行う駆動制御ステップと、を備える像ぶれ補正プログラム。
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