WO2016084775A1 - 撮像装置及び焦点調節方法 - Google Patents

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WO2016084775A1
WO2016084775A1 PCT/JP2015/082866 JP2015082866W WO2016084775A1 WO 2016084775 A1 WO2016084775 A1 WO 2016084775A1 JP 2015082866 W JP2015082866 W JP 2015082866W WO 2016084775 A1 WO2016084775 A1 WO 2016084775A1
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acceleration
focus
focus adjustment
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PCT/JP2015/082866
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Inventor
和田　哲
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富士フイルム株式会社
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    • H04N23/67—Focus control based on electronic image sensor signals
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    • H04N23/60—Control of cameras or camera modules
    • H04N23/68—Control of cameras or camera modules for stable pick-up of the scene, e.g. compensating for camera body vibrations
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    • H04N23/682—Vibration or motion blur correction
    • H04N23/685—Vibration or motion blur correction performed by mechanical compensation
    • H04N23/687—Vibration or motion blur correction performed by mechanical compensation by shifting the lens or sensor position

Definitions

  • the present invention relates to an imaging apparatus and a focus adjustment method.
  • the autofocus device described in Patent Document 1 includes a so-called voice coil motor including a drive coil and a magnet.
  • a driving force corresponding to the supplied current is generated in the voice coil motor, and the focus lens is moved by the driving force of the voice coil motor.
  • the position of the focus lens is detected by a position sensor such as a magnetoresistive sensor, and feedback (closed loop) control is used to match the detected position with a target focus position.
  • a position sensor such as a magnetoresistive sensor
  • feedback (closed loop) control is used to match the detected position with a target focus position.
  • the focus lens is urged in the optical axis direction by the holder spring, and generates a driving force that balances the urging force of the holder spring at the focusing position of the focus lens.
  • Current is supplied to the drive coil, and the focus lens is moved to the in-focus position.
  • the autofocus device described in Patent Document 1 uses open loop control without focus lens position feedback for focus adjustment, which eliminates the need for a position sensor and reduces the size of the autofocus device. The weight is reduced.
  • the imaging apparatus described in Patent Document 2 also performs focus adjustment by open loop control, and a voltage corresponding to the in-focus position is applied to a bimorph piezoelectric element that is a drive source of the focus lens.
  • the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide an imaging apparatus and a focus adjustment method that can suppress the displacement of the focus lens due to the action of an external force.
  • An imaging apparatus determines an in-focus state by an imaging optical system having a focus lens, a drive unit that moves a moving body including the focus lens, a control unit that controls the drive unit, A focus adjustment unit that outputs a focus adjustment signal that indicates an in-focus position of the focus lens to the control unit, and an acceleration detection unit that is provided separately from the moving body and detects acceleration in the optical axis direction,
  • the control unit has a control amount based on the focus adjustment signal, and a correction control amount that causes the drive unit to generate a drive force corresponding to the acceleration detected by the acceleration detection unit and in the same direction as the acceleration.
  • the driving unit is controlled in a superimposed manner.
  • the focus adjustment method of one embodiment of the present invention includes a focus adjustment step of moving a focus lens by controlling a drive unit that moves a moving body including a focus lens, and an action on a part different from the moving body in the imaging apparatus. Detecting the acceleration in the direction of the optical axis, and the focus adjustment step is a driving force corresponding to the acceleration detected by the acceleration detecting step, and the driving force in the same direction as the acceleration is The drive control unit is controlled by superimposing a correction control amount generated in the drive unit on a control amount based on a focus adjustment signal that indicates a focus position of the focus lens.
  • the present invention it is possible to provide an imaging apparatus and a focus adjustment method that can suppress the displacement of the focus lens due to an external force.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an appearance of an example of an imaging apparatus for explaining an embodiment of the present invention. It is a block diagram which shows the structure of the imaging device of FIG. It is a figure which shows the dynamic model of the moving body containing the focus lens in the imaging device of FIG. It is a figure which shows an example of the output waveform of the acceleration detection part of the imaging device of FIG. 1 is a diagram illustrating an appearance of an example of an imaging apparatus for explaining an embodiment of the present invention. It is a block diagram which shows the structure of the imaging device of FIG.
  • FIG. 1 shows an external appearance of an example of an imaging apparatus for explaining an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 shows a configuration of the imaging apparatus of FIG.
  • a digital camera 1 as an example of the imaging apparatus shown in FIGS. 1 and 2 includes an imaging optical system 2 including a focus lens 2a for focus adjustment, an imaging element 3 that images a subject through the imaging optical system 2, and a focus lens.
  • the focus adjustment unit 4 that determines the in-focus position 2a, the focus drive unit 5 that moves the focus lens 2a, and the control unit 6 are provided.
  • the focus lens 2a of the imaging optical system 2 is held by a lens frame 2b, and the lens frame 2b is elastically supported by a holder spring 2c so as to be movable in the optical axis direction inside the housing of the digital camera 1.
  • the image pickup device 3 is, for example, a CCD (Charge Coupled Device) type or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) type image sensor.
  • CCD Charge Coupled Device
  • CMOS Complementary Metal Oxide Semiconductor
  • the output signal of the image sensor 3 is digitally converted by the signal processing unit 7 through analog signal processing such as correlated double sampling processing. Then, the signal processing unit 7 performs digital signal processing such as interpolation, gamma correction, and RGB / YC conversion on the signal obtained by digitally converting the output signal of the image sensor 3 to generate image data.
  • analog signal processing such as correlated double sampling processing.
  • the signal processing unit 7 performs digital signal processing such as interpolation, gamma correction, and RGB / YC conversion on the signal obtained by digitally converting the output signal of the image sensor 3 to generate image data.
  • the focus adjusting unit 4 determines the in-focus state based on the image data generated by the signal processing unit 7 using an AF method such as a contrast method, and determines the focus position of the focus lens 2a. Then, the focus adjustment unit 4 outputs a focus adjustment signal indicating the determined focus position to the control unit 6.
  • an AF method such as a contrast method
  • the focus drive unit 5 is a so-called voice coil motor, and includes a magnet 5a and a drive coil 5b that are arranged to face each other, and from the focus lens 2a and the lens frame 2b according to the drive current supplied to the drive coil 5b.
  • a driving force for moving the moving body 2d to be moved in the optical axis direction (z-axis direction) is generated. Accordingly, the moving body 2d is moved to a position where the driving force generated by the focus driving unit 5 and the elastic force of the holder spring 2c are balanced.
  • the drive coil 5b is fixed to the lens frame 2b and moved together with the moving body 2d.
  • the magnet 5a is fixed to the lens frame 2b and moved together with the moving body 2d. Also good.
  • An instruction signal such as a shooting instruction by the user is input from the operation unit 8 to the control unit 6.
  • the control unit 6 drives the imaging device 3 in response to the shooting instruction, and causes the imaging device 3 to perform imaging.
  • the digital camera 1 includes a main memory 9 that stores setting information and the like, a storage unit 10 that includes a storage medium such as a memory card that stores image data generated by the signal processing unit 7, and a signal processing unit 7.
  • a display unit 11 including a display panel such as a liquid crystal display panel that displays the generated image data and menu is provided.
  • the focus adjustment unit 4, the signal processing unit 7, the main memory 9, the storage unit 10, and the display unit 11 are connected to each other by a control bus 12 and a data bus 13, and are controlled by a command from the control unit 6.
  • the digital camera 1 further includes an acceleration detection unit 20.
  • the acceleration detection unit 20 is provided separately from the moving body 2d including the focus lens 2a and the lens frame 2b.
  • the acceleration detection unit 20 is fixed to the housing of the digital camera 1 and mounted on the image sensor substrate 3a on which the image sensor 3 is mounted. Is provided.
  • the acceleration detection unit 20 detects the acceleration in the optical axis direction that acts on the image pickup device substrate 3 a, that is, the acceleration in the optical axis direction that acts on the digital camera 1.
  • the control unit 6 receives a focus adjustment signal for instructing a focus position of the focus lens 2a from the focus adjustment unit 4, and an acceleration signal corresponding to the detected acceleration from the acceleration detection unit 20. Based on the focus adjustment signal and the acceleration signal, the control unit 6 controls the focus drive unit 5 so as to hold the focus lens 2a at the in-focus position indicated by the focus adjustment signal.
  • FIG. 3 shows a dynamic model of the moving body 2d including the focus lens 2a and the lens frame 2b.
  • the focus lens 2a included in the moving body 2d is disposed at a position where the driving force f1 generated by the focus driving unit 5 under the control of the control unit 6 and the elastic force f2 of the holder spring 2c are balanced. It is assumed that it is arranged at the in-focus position determined by.
  • the acceleration a1 in the optical axis direction acting on the digital camera 1 due to the external force is detected by the acceleration detector 20. Since the moving body 2d is elastically supported by the holder spring 2c so as to be movable in the optical axis direction as described above, in the moving coordinate system that moves integrally with the digital camera 1, the moving body 2d has an acceleration a1 due to inertia. A reverse acceleration a2 in the optical axis direction acts.
  • the holder spring 2c expands and contracts by the force f3 acting on the moving body 2d due to the acceleration a2, and the moving body 2d is displaced. Thereby, the focusing accuracy decreases.
  • the control unit 6 obtains a correction control amount for generating a driving force f4 that is the driving force in the same direction as the acceleration a1 and cancels the force f3 based on the acceleration a1 detected by the acceleration detecting unit 20, and performs correction control.
  • the focus driving unit 5 is controlled by superimposing the amount on the control amount based on the focus adjustment signal. As a result, the displacement of the moving body 2d is suppressed, and the focusing accuracy can be maintained by open loop control without feedback of the position of the focus lens 2a.
  • the focus driving unit 5 is a so-called voice coil motor and generates a driving force corresponding to the driving current supplied to the driving coil 5b
  • the correction based on the acceleration a1 detected by the acceleration detecting unit 20 is performed.
  • Both the control amount and the control amount based on the focus adjustment signal are current values of the drive current supplied to the drive coil 5b.
  • a voltage-driven drive source such as a piezoelectric element can be used instead of the voice coil motor.
  • the correction control amount based on the acceleration a1 detected by the acceleration detection unit 20 and the focus adjustment signal are used.
  • the control amount is a voltage value of the drive voltage.
  • FIG. 4 shows an example of an output waveform of the acceleration detector 20.
  • a relatively small semiconductor type acceleration sensor such as a capacitance type or a piezoresistive type is preferably used for the acceleration detection unit 20, but the output of this type of acceleration sensor generally includes an offset and accompanies use. A drift occurs in which the offset changes with time due to a temperature change or the like.
  • the offset of the acceleration detection unit 20 affects the calculation accuracy of the correction control amount, and consequently the focusing accuracy.
  • the zero point correction of the output of the acceleration detection unit 20 may be performed sequentially.
  • the influence of the offset of the acceleration detection unit 20 is not performed without performing the zero point correction of the output of the acceleration detection unit 20 sequentially. Is reduced.
  • the drive current supplied to the drive coil 5b of the focus drive unit 5 at time t1 includes a correction control amount based on the offset of the acceleration detection unit 20 at time t1.
  • Control unit 6 the acceleration that is detected by the acceleration detection unit 20 (an offset of the acceleration detector 20 at time t1) as the reference acceleration a 0 at time t1 in-focus state is detected, after time t1, the acceleration detection unit 20 obtain a correction control amount on the basis of the difference ⁇ between the acceleration and the reference acceleration a 0 is detected by the control amount based on the focus adjustment signal, the value of the drive current in other words the time t1 by superimposing the correction control amount focus driver 5 is controlled.
  • the focus adjustment signal that indicates the in-focus position includes the influence of the offset of the acceleration detection unit 20 at the time t1 when the in-focus is detected. Then, after time t1, for holding the focus lens 2a to the in-focus position based on the difference ⁇ between the reference acceleration a 0 which contains the offset of the acceleration detector 20 in the acceleration and the time t1 detected by the acceleration detection unit 20 Thus, the influence of the offset of the acceleration detector 20 at time t1 is removed from the correction control amount after time t1. Thereby, the configuration required for the zero point correction of the output of the acceleration detection unit 20 and the process of sequentially performing the zero point correction can be omitted, the influence of the offset of the acceleration detection unit 20 can be reduced, and the focusing accuracy can be maintained. .
  • the digital camera 1 has been taken as an example of the imaging device, but an embodiment of a smartphone with a camera as the imaging device will be described below.
  • FIG. 7 shows an appearance of a smartphone 200 that is an embodiment of the photographing apparatus of the present invention.
  • a smartphone 200 illustrated in FIG. 7 includes a flat housing 201, and a display input in which a display panel 202 as a display unit and an operation panel 203 as an input unit are integrated on one surface of the housing 201. Part 204 is provided.
  • a housing 201 includes a speaker 205, a microphone 206, an operation unit 207, and a camera unit 208.
  • the configuration of the housing 201 is not limited thereto, and for example, a configuration in which the display unit and the input unit are independent can be employed, or a configuration having a folding structure and a slide mechanism can be employed.
  • FIG. 8 shows the configuration of the smartphone 200 shown in FIG.
  • the main components of the smartphone include a wireless communication unit 210, a display input unit 204, a call unit 211, an operation unit 207, a camera unit 208, a storage unit 212, and an external input / output unit. 213, a GPS (Global Positioning System) receiving unit 214, a motion sensor unit 215, a power supply unit 216, and a main control unit 220.
  • a wireless communication function for performing mobile wireless communication via a base station device BS (not shown) and a mobile communication network NW (not shown) is provided.
  • the wireless communication unit 210 performs wireless communication with the base station apparatus BS accommodated in the mobile communication network NW according to an instruction from the main control unit 220. Using this wireless communication, transmission and reception of various file data such as audio data and image data, e-mail data, and reception of Web data and streaming data are performed.
  • the display input unit 204 displays images (still images and moving images), character information, and the like, visually transmits information to the user under the control of the main control unit 220, and detects user operations on the displayed information.
  • a so-called touch panel which includes a display panel 202 and an operation panel 203.
  • the display panel 202 uses an LCD (Liquid Crystal Display), an OELD (Organic Electro-Luminescence Display), or the like as a display device.
  • LCD Liquid Crystal Display
  • OELD Organic Electro-Luminescence Display
  • the operation panel 203 is a device that is placed so that an image displayed on the display surface of the display panel 202 is visible and detects one or more coordinates operated by a user's finger or stylus.
  • a detection signal generated due to the operation is output to the main control unit 220.
  • the main control unit 220 detects an operation position (coordinates) on the display panel 202 based on the received detection signal.
  • the display panel 202 and the operation panel 203 of the smartphone 200 exemplified as an embodiment of the photographing apparatus of the present invention integrally constitute a display input unit 204.
  • the arrangement 203 covers the display panel 202 completely.
  • the operation panel 203 may have a function of detecting a user operation even in an area outside the display panel 202.
  • the operation panel 203 includes a detection area (hereinafter referred to as a display area) for an overlapping portion that overlaps the display panel 202 and a detection area (hereinafter, a non-display area) for an outer edge portion that does not overlap the other display panel 202. May be included).
  • the operation panel 203 may include two sensitive areas of the outer edge portion and the other inner portion. Further, the width of the outer edge portion is appropriately designed according to the size of the housing 201 and the like.
  • the position detection method employed in the operation panel 203 include a matrix switch method, a resistance film method, a surface acoustic wave method, an infrared method, an electromagnetic induction method, a capacitance method, and the like. You can also
  • the call unit 211 includes a speaker 205 and a microphone 206, converts user's voice input through the microphone 206 into voice data that can be processed by the main control unit 220, and outputs the voice data to the main control unit 220. 210 or the audio data received by the external input / output unit 213 is decoded and output from the speaker 205.
  • the speaker 205 can be mounted on the same surface as the display input unit 204 and the microphone 206 can be mounted on the side surface of the housing 201.
  • the operation unit 207 is a hardware key using a key switch or the like, and receives an instruction from the user.
  • the operation unit 207 is mounted on the side surface of the housing 201 of the smartphone 200 and is turned on when pressed with a finger or the like, and is turned off by a restoring force such as a spring when the finger is released. It is a push button type switch.
  • the storage unit 212 includes a control program and control data of the main control unit 220, application software, address data that associates the name and telephone number of a communication partner, transmitted / received e-mail data, Web data downloaded by Web browsing, The downloaded content data is stored, and streaming data and the like are temporarily stored.
  • the storage unit 212 includes an internal storage unit 217 built in the smartphone and an external storage unit 218 having a removable external memory slot.
  • Each of the internal storage unit 217 and the external storage unit 218 constituting the storage unit 212 includes a flash memory type (hard memory type), a hard disk type (hard disk type), a multimedia card micro type (multimedia card micro type), This is realized using a storage medium such as a card type memory (for example, MicroSD (registered trademark) memory), a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), or the like.
  • a flash memory type hard memory type
  • hard disk type hard disk type
  • multimedia card micro type multimedia card micro type
  • a storage medium such as a card type memory (for example, MicroSD (registered trademark) memory), a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), or the like.
  • the external input / output unit 213 serves as an interface with all external devices connected to the smartphone 200, and communicates with other external devices (for example, universal serial bus (USB), IEEE 1394, etc.) or a network.
  • external devices for example, universal serial bus (USB), IEEE 1394, etc.
  • a network for example, Internet, wireless LAN, Bluetooth (registered trademark), RFID (Radio Frequency Identification), Infrared Data Association (IrDA) (registered trademark), UWB (Ultra Wideband) (registered trademark) ZigBee) (registered trademark, etc.) for direct or indirect connection.
  • an external device connected to the smartphone 200 for example, a wired / wireless headset, a wired / wireless external charger, a wired / wireless data port, a memory card (Memory card) connected via a card socket, or a SIM (Subscriber).
  • Identity Module Card / UIM (User Identity Module Card) card external audio / video equipment connected via audio / video I / O (Input / Output) terminal, external audio / video equipment connected wirelessly, yes / no
  • the external input / output unit 213 transmits data received from such an external device to each component inside the smartphone 200, or allows the data inside the smartphone 200 to be transmitted to the external device. Can do.
  • the GPS receiving unit 214 receives GPS signals transmitted from the GPS satellites ST1 to STn in accordance with instructions from the main control unit 220, executes a positioning calculation process based on the received plurality of GPS signals, A position consisting of longitude and altitude is detected.
  • the GPS reception unit 214 can acquire position information from the wireless communication unit 210 or the external input / output unit 213 (for example, a wireless LAN), the GPS reception unit 214 can also detect the position using the position information.
  • the motion sensor unit 215 includes, for example, a three-axis acceleration sensor, and detects the physical movement of the smartphone 200 in accordance with an instruction from the main control unit 220. By detecting the physical movement of the smartphone 200, the moving direction and acceleration of the smartphone 200 are detected. The detection result is output to the main control unit 220.
  • the power supply unit 216 supplies power stored in a battery (not shown) to each unit of the smartphone 200 in accordance with an instruction from the main control unit 220.
  • the main control unit 220 includes a microprocessor, operates according to a control program and control data stored in the storage unit 212, and controls each unit of the smartphone 200 in an integrated manner.
  • the main control unit 220 includes a mobile communication control function that controls each unit of the communication system and an application processing function in order to perform voice communication and data communication through the wireless communication unit 210.
  • the application processing function is realized by the main control unit 220 operating according to the application software stored in the storage unit 212.
  • Examples of the application processing function include an infrared communication function for controlling the external input / output unit 213 to perform data communication with the opposite device, an e-mail function for transmitting / receiving e-mails, and a web browsing function for browsing web pages. .
  • the main control unit 220 has an image processing function such as displaying video on the display input unit 204 based on image data (still image or moving image data) such as received data or downloaded streaming data.
  • the image processing function is a function in which the main control unit 220 decodes the image data, performs image processing on the decoding result, and displays an image on the display input unit 204.
  • the main control unit 220 executes display control for the display panel 202 and operation detection control for detecting a user operation through the operation unit 207 and the operation panel 203.
  • the main control unit 220 displays an icon for starting application software, a software key such as a scroll bar, or a window for creating an e-mail.
  • a software key such as a scroll bar, or a window for creating an e-mail.
  • the scroll bar refers to a software key for accepting an instruction to move the display portion of a large image that does not fit in the display area of the display panel 202.
  • the main control unit 220 detects a user operation through the operation unit 207 or accepts an operation on the icon or an input of a character string in the input field of the window through the operation panel 203. Or a display image scroll request through a scroll bar.
  • the main control unit 220 causes the operation position with respect to the operation panel 203 to overlap with the display panel 202 (display area) or other outer edge part (non-display area) that does not overlap with the display panel 202.
  • a touch panel control function for controlling the sensitive area of the operation panel 203 and the display position of the software key.
  • the main control unit 220 can also detect a gesture operation on the operation panel 203 and execute a preset function in accordance with the detected gesture operation.
  • Gesture operation is not a conventional simple touch operation, but an operation that draws a trajectory with a finger or the like, designates a plurality of positions at the same time, or combines these to draw a trajectory for at least one of a plurality of positions. means.
  • the camera unit 208 includes the imaging optical system 2, the imaging device 3, the focus adjustment unit 4, the focus driving unit 5, the control unit 6, the signal processing unit 7, the main memory 9, and the acceleration detection unit 20 in the digital camera 1 illustrated in FIG. Including the configuration.
  • the image data generated by the camera unit 208 can be recorded in the storage unit 212 or output through the external input / output unit 213 or the wireless communication unit 210.
  • the camera unit 208 is mounted on the same surface as the display input unit 204, but the mounting position of the camera unit 208 is not limited to this and may be mounted on the back surface of the display input unit 204. .
  • the camera unit 208 can be used for various functions of the smartphone 200.
  • an image acquired by the camera unit 208 can be displayed on the display panel 202, or the image of the camera unit 208 can be used as one of operation inputs of the operation panel 203.
  • the position can also be detected with reference to an image from the camera unit 208.
  • the optical axis direction of the camera unit 208 of the smartphone 200 is determined without using the triaxial acceleration sensor or in combination with the triaxial acceleration sensor. It is also possible to determine the current usage environment.
  • the image from the camera unit 208 can also be used in the application software.
  • the position information acquired by the GPS receiver 214 to the image data of the still image or the moving image, the voice information acquired by the microphone 206 (the text information may be converted into voice information by the main control unit or the like), Posture information and the like acquired by the motion sensor unit 215 can be added and recorded in the storage unit 212, or can be output through the external input / output unit 213 and the wireless communication unit 210.
  • the displacement of the focus lens of the camera unit 208 due to the external force acting can be suppressed.
  • the imaging apparatus disclosed in this specification includes an imaging optical system having a focus lens, a drive unit that moves a moving body that includes the focus lens, a control unit that controls the drive unit, A focus adjustment unit that determines a focus state and outputs a focus adjustment signal that instructs the focus position of the focus lens to the control unit, and an acceleration detection that is provided separately from the moving body and detects acceleration in the optical axis direction A correction control amount that causes the driving unit to generate a driving force corresponding to the acceleration detected by the acceleration detecting unit and having the same direction as the acceleration.
  • the drive unit is controlled in superposition with a control amount based on the adjustment signal.
  • the control unit uses the acceleration detected by the acceleration detection unit at the time when focus is detected by the focus adjustment unit as a reference acceleration, and the acceleration detected by the acceleration detection unit after focus detection and the reference acceleration The correction control amount is obtained on the basis of the difference.
  • the acceleration detection unit is provided on an image pickup device substrate on which an image pickup device on which an image is formed by the image pickup optical system is mounted.
  • the drive unit includes a magnet and a drive coil, and includes a voice coil motor that generates a drive force in accordance with a drive current supplied to the drive coil.
  • the correction control amount and the control amount are the drive The current value.
  • the focus adjustment method disclosed in the present specification includes a focus adjustment step of moving a focus lens by controlling a driving unit that moves a moving body including a focus lens, and a position different from the moving body in the imaging apparatus.
  • An acceleration detecting step for detecting an acceleration in the direction of the optical axis to be applied, and the focus adjustment step is a driving force corresponding to the acceleration detected by the acceleration detecting step and has a driving force in the same direction as the acceleration.
  • the drive control unit is controlled by superimposing a correction control amount generated in the drive unit on a control amount based on a focus adjustment signal that indicates a focus position of the focus lens.
  • the focus adjustment step is based on a difference between the acceleration detected in the acceleration detection step after the focus detection and the reference acceleration as an acceleration detected by the acceleration detection step at the time when the focus is detected. To obtain the correction control amount.
  • the present invention can be used in various electronic devices that capture an image through an imaging optical system including a focus lens for focus adjustment.

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Abstract

　撮像装置１は、フォーカスレンズ２ａを有する撮像光学系２と、フォーカスレンズ２ａを含む移動体２ｄを移動させる駆動部５と、駆動部５を制御する制御部６と、合焦状態を判定し、フォーカスレンズ２ａの合焦位置を指示する焦点調節信号を制御部６に出力する焦点調節部４と、移動体２ｄとは別に設けられ、光軸方向の加速度を検出する加速度検出部２０と、を備え、制御部６は、加速度検出部２０によって検出される加速度ａ１に応じた駆動力であって加速度ａ１と同じ向きの駆動力ｆ３を駆動部５に発生させる補正制御量を、焦点調節信号に基づく制御量に重畳して、駆動部５を制御する。

Description

撮像装置及び焦点調節方法
　本発明は、撮像装置及び焦点調節方法に関する。
　特許文献１に記載されたオートフォーカス装置は、駆動コイル及びマグネットからなる所謂ボイスコイルモータを備える。駆動コイルに電流が供給されることにより、供給電流に応じた駆動力がボイスコイルモータに生じ、ボイスコイルモータの駆動力によってフォーカスレンズが移動される。
　焦点調節では、典型的には、磁気抵抗センサなどの位置センサによってフォーカスレンズの位置が検出され、検出位置を目標とする合焦位置に一致させるフィードバック（閉ループ）制御が用いられる。
　これに対し、特許文献１に記載されたオートフォーカス装置では、フォーカスレンズはホルダバネによって光軸方向に付勢されており、フォーカスレンズの合焦位置でのホルダバネの付勢力に釣り合う駆動力を生じさせる電流が駆動コイルに供給され、フォーカスレンズは合焦位置に移動される。
　このように、特許文献１に記載されたオードフォーカス装置では、焦点調節に、フォーカスレンズの位置のフィードバックを省いた開ループ制御が用いられており、位置センサを不要としてオートフォーカス装置の小型化・軽量化が図られている。
　特許文献２に記載された撮像装置もまた、開ループ制御で焦点調節を行うものであり、フォーカスレンズの駆動源であるバイモルフ型圧電素子には、合焦位置に対応する電圧が印加される。
日本国特開２００５－１７３４３１号公報 日本国特開２００６－２０９０２９号公報
　撮像装置には例えば手振れによる振動などの外力が作用する。フォーカスレンズがホルダバネや圧電素子などによって弾性的に保持され、フォーカスレンズの移動が位置のフィードバックを省いた開ループ制御によって行われる場合に、外力が作用することによってフォーカスレンズが変位してしまう。
　本発明は、上述した事情に鑑みなされたものであり、外力が作用することによるフォーカスレンズの変位を抑制することができる撮像装置及び焦点調節方法を提供することを目的とする。
　本発明の一態様の撮像装置は、フォーカスレンズを有する撮像光学系と、前記フォーカスレンズを含む移動体を移動させる駆動部と、前記駆動部を制御する制御部と、合焦状態を判定し、前記フォーカスレンズの合焦位置を指示する焦点調節信号を前記制御部に出力する焦点調節部と、前記移動体とは別に設けられ、光軸方向の加速度を検出する加速度検出部と、を備え、前記制御部は、前記加速度検出部によって検出される加速度に応じた駆動力であって該加速度と同じ向きの駆動力を前記駆動部に発生させる補正制御量を、前記焦点調節信号に基づく制御量に重畳して、前記駆動部を制御する。
　また、本発明の一態様の焦点調節方法は、フォーカスレンズを含む移動体を移動させる駆動部を制御してフォーカスレンズを移動させる焦点調節ステップと、撮像装置において前記移動体とは別部位に作用する光軸方向の加速度を検出する加速度検出ステップと、を備え、前記焦点調節ステップは、前記加速度検出ステップによって検出される加速度に応じた駆動力であって該加速度と同じ向きの駆動力を前記駆動部に発生させる補正制御量を、フォーカスレンズの合焦位置を指示する焦点調節信号に基づく制御量に重畳して、前記駆動部を制御する。
　本発明によれば、外力が作用することによるフォーカスレンズの変位を抑制することができる撮像装置及び焦点調節方法を提供することができる。
本発明の実施形態を説明するための、撮像装置の一例の外観を示す図である。 図１の撮像装置の構成を示すブロック図である。 図１の撮像装置におけるフォーカスレンズを含む移動体の力学モデルを示す図である。 図１の撮像装置の加速度検出部の出力波形の一例を示す図である。 本発明の実施形態を説明するための、撮像装置の一例の外観を示す図である。 図５の撮像装置の構成を示すブロック図である。
　図１は、本発明の実施形態を説明するための、撮像装置の一例の外観を示し、図２は、図１の撮像装置の構成を示す。
　図１及び図２に示す撮像装置の一例としてのデジタルカメラ１は、焦点調節のためのフォーカスレンズ２ａを含む撮像光学系２と、撮像光学系２を通して被写体を撮像する撮像素子３と、フォーカスレンズ２ａの合焦位置を決定する焦点調節部４と、フォーカスレンズ２ａを移動させるフォーカス駆動部５と、制御部６とを備える。
　撮像光学系２のフォーカスレンズ２ａはレンズ枠２ｂに保持されており、レンズ枠２ｂは、デジタルカメラ１の筐体内部で光軸方向に移動可能に、ホルダバネ２ｃによって弾性的に支持されている。
　撮像素子３は、例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）型やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ　Ｍｅｔａｌ　Ｏｘｉｄｅ　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型のイメージセンサが用いられる。
　撮像素子３の出力信号は、信号処理部７にて相関二重サンプリング処理等のアナログ信号処理を経てデジタル変換される。そして、信号処理部７は、撮像素子３の出力信号をデジタル変換した信号に対し、補間演算やガンマ補正演算やＲＧＢ／ＹＣ変換処理等のデジタル信号処理を行って画像データを生成する。
　焦点調節部４は、信号処理部７によって生成される画像データに基づき、例えばコントラスト方式等のＡＦ方式によって合焦状態を判定し、フォーカスレンズ２ａの合焦位置を決定する。そして、焦点調節部４は、決定した合焦位置を指示する焦点調節信号を制御部６に出力する。
　フォーカス駆動部５は、いわゆるボイスコイルモータであって、対向して配置される磁石５ａ及び駆動コイル５ｂを含み、駆動コイル５ｂに供給される駆動電流に応じて、フォーカスレンズ２ａ及びレンズ枠２ｂからなる移動体２ｄを光軸方向（ｚ軸方向）に移動させる駆動力を発生させる。それにより、移動体２ｄは、フォーカス駆動部５が発生させる駆動力とホルダバネ２ｃの弾性力とが釣り合う位置に移動される。
　なお、図示の例では、駆動コイル５ｂが、レンズ枠２ｂに固定され、移動体２ｄと一体に移動されるが、磁石５ａが、レンズ枠２ｂに固定され、移動体２ｄと一体に移動されてもよい。
　制御部６には、ユーザによる撮影指示等の指示信号が操作部８から入力される。制御部６は、撮影指示に応答して撮像素子３を駆動し、撮像素子３に撮像を行わせる。
　デジタルカメラ１には、設定情報などを記憶したメインメモリ９と、信号処理部７にて生成された画像データを記憶するメモリカード等の記憶媒体を含む記憶部１０と、信号処理部７にて生成された画像データやメニューを表示する液晶表示パネル等の表示パネルを含む表示部１１とが設けられている。
　焦点調節部４、信号処理部７、メインメモリ９、記憶部１０、及び表示部１１は、制御バス１２及びデータバス１３によって相互に接続され、制御部６からの指令によって制御される。
　デジタルカメラ１は加速度検出部２０を更に備える。加速度検出部２０はフォーカスレンズ２ａ及びレンズ枠２ｂからなる移動体２ｄとは別に設けられ、図示の例では、デジタルカメラ１の筐体に固定され撮像素子３が実装されている撮像素子基板３ａに設けられている。加速度検出部２０は、撮像素子基板３ａに作用する光軸方向の加速度、つまりはデジタルカメラ１に作用する光軸方向の加速度を検出する。
　制御部６には、焦点調節部４からフォーカスレンズ２ａの合焦位置を指示する焦点調節信号が、また、加速度検出部２０から検出加速度に応じた加速度信号がそれぞれ入力される。制御部６は、焦点調節信号及び加速信号に基づき、焦点調節信号によって指示される合焦位置にフォーカスレンズ２ａを保持するよう、フォーカス駆動部５を制御する。
　図３は、フォーカスレンズ２ａ及びレンズ枠２ｂからなる移動体２ｄの力学モデルを示す。
　まず、制御部６の制御のもとでフォーカス駆動部５が発生させる駆動力ｆ１とホルダバネ２ｃの弾性力ｆ２とが釣り合う位置に配置され、移動体２ｄに含まれるフォーカスレンズ２ａは焦点調節部４によって決定された合焦位置に配置されているものとする。
　ここで、デジタルカメラ１に手振れによる振動などの外力が作用した場合に、外力によってデジタルカメラ１に作用する光軸方向の加速度ａ１は加速度検出部２０によって検出される。移動体２ｄは、上記のとおり光軸方向に移動可能にホルダバネ２ｃによって弾性的に支持されているので、デジタルカメラ１と一体に移動する移動座標系では、移動体２ｄには慣性によって加速度ａ１と逆向きの光軸方向の加速度ａ２が作用する。
　フォーカス駆動部５が発生させる駆動力がｆ１で一定とすると、加速度ａ２に起因して移動体２ｄに作用する力ｆ３によってホルダバネ２ｃが伸縮し、移動体２ｄは変位する。それにより、合焦精度が低下する。
　そこで、制御部６は、加速度検出部２０によって検出される加速度ａ１に基づき、加速度ａ１と同じ向きの駆動力であって力ｆ３を相殺する駆動力ｆ４を発生させる補正制御量を求め、補正制御量を焦点調節信号に基づく制御量に重畳してフォーカス駆動部５を制御する。それにより移動体２ｄの変位が抑制され、フォーカスレンズ２ａの位置のフィードバックを省いた開ループ制御によっても合焦精度を維持することができる。
　本例では、フォーカス駆動部５がいわゆるボイスコイルモータであって、駆動コイル５ｂに供給される駆動電流に応じた駆動力を発生させることから、加速度検出部２０によって検出される加速度ａ１に基づく補正制御量及び焦点調節信号に基づく制御量は、いずれも駆動コイル５ｂに供給される駆動電流の電流値である。
　なお、ボイスコイルモータに替えて圧電素子等の電圧駆動される駆動源を用いることもでき、その場合には、加速度検出部２０によって検出される加速度ａ１に基づく補正制御量及び焦点調節信号に基づく制御量は、いずれも駆動電圧の電圧値である。
　図４は、加速度検出部２０の出力波形の一例を示す。
　加速度検出部２０には、例えば静電容量型やピエゾ抵抗型などの比較的小型な半導体式加速度センサが好適に用いられるが、この種の加速度センサの出力は、一般にオフセットを含み、使用に伴う温度変化などによってオフセットが経時的に変化するドリフトを生じる。
　上記の制御部６によるフォーカス駆動部５の制御において、加速度検出部２０のオフセットは補正制御量の演算精度、ひいては合焦精度に影響を及ぼす。そこで、加速度検出部２０の出力のゼロ点補正を逐次行ってもよいが、以下に説明する例は、加速度検出部２０の出力のゼロ点補正を逐次行うことなく加速度検出部２０のオフセットの影響を低減するものである。
　図４に示す例で、時刻ｔ１において焦点調節部４により合焦が検出されるものとする。時刻ｔ１においてフォーカス駆動部５の駆動コイル５ｂに供給されている駆動電流は、時刻ｔ１における加速度検出部２０のオフセットに基づく補正制御量を含む。
　制御部６は、合焦が検出された時刻ｔ１において加速度検出部２０によって検出されている加速度（時刻ｔ１における加速度検出部２０のオフセット）を基準加速度ａ０として、時刻ｔ１以後、加速度検出部２０によって検出される加速度と基準加速度ａ０との差分Δに基づいて補正制御量を求め、焦点調節信号に基づく制御量、即ち時刻ｔ１における駆動電流の値に補正制御量を重畳してフォーカス駆動部５を制御する。
　合焦位置を指示する焦点調節信号には、合焦が検出された時刻ｔ１における加速度検出部２０のオフセットの影響が含まれる。そして、時刻ｔ１以後、加速度検出部２０によって検出される加速度と時刻ｔ１における加速度検出部２０のオフセットを含んだ基準加速度ａ０との差分Δに基づいてフォーカスレンズ２ａを合焦位置に保持するための補正制御量を求めることにより、時刻ｔ１以後の補正制御量からは、時刻ｔ１における加速度検出部２０のオフセットの影響が除かれる。それにより、加速度検出部２０の出力のゼロ点補正に要する構成やゼロ点補正を逐次行う処理を省略して、加速度検出部２０のオフセットの影響を低減して合焦精度を維持することができる。
　ここまで撮像装置としてデジタルカメラ１を例にしたが、以下では、撮像装置としてカメラ付のスマートフォンの実施形態について説明する。
　図７は、本発明の撮影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。
　図７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の一方の面に表示部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、表示部と入力部とが独立した構成を採用したり、折り畳み構造や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８は、図７に示すスマートフォン２００の構成を示す。
　図８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、電子メールデータなどの送受信や、Ｗｅｂデータやストリーミングデータなどの受信を行う。
　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）や文字情報などを表示して視覚的にユーザに情報を伝達するとともに、表示した情報に対するユーザ操作を検出する、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）など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、ユーザの指や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。このデバイスをユーザの指や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７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、ユーザ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。更に、外縁部分の幅は、筐体２０１の大きさなどに応じて適宜設計されるものである。更にまた、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、静電容量方式などが挙げられ、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やマイクロホン２０６を備え、マイクロホン２０６を通じて入力されたユーザの音声を主制御部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７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、キースイッチなどを用いたハードウェアキーであって、ユーザからの指示を受け付けるものである。例えば、図７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、指などで押下されるとオンとなり、指を離すとバネなど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の制御プログラムや制御データ、アプリケーションソフトウェア、通信相手の名称や電話番号など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データや、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など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）など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など）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）など）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）や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ＰＤＡ、有／無線接続されるパーソナルコンピュータ、イヤホンなどがある。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することや、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や外部入出力部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軸の加速度センサなどを備え、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の動く方向や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や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、音声通信や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や、電子メールの送受信を行う電子メール機能、Ｗｅｂページを閲覧するＷｅｂブラウジング機能などがある。
　また、主制御部２２０は、受信データやダウンロードしたストリーミングデータなどの画像データ（静止画像や動画像のデータ）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。
　更に、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を通じたユーザ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や、スクロールバーなど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などについて、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を通じたユーザ操作を検出したり、操作パネル２０３を通じて、上記アイコンに対する操作や、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る。
　更に、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の感応領域や、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、指など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２に示したデジタルカメラ１における撮像光学系２、撮像素子３、焦点調節部４、フォーカス駆動部５、制御部６、信号処理部７、メインメモリ９、加速度検出部２０の構成を含む。
　カメラ部２０８によって生成された画像データは、記憶部２１２に記録したり、外部入出力部２１３や無線通信部２１０を通じて出力したりすることができる。
　図７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することや、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。更には、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の光軸方向を判断することや、現在の使用環境を判断することもできる。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などを付加して記憶部２１２に記録したり、外部入出力部２１３や無線通信部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、外力が作用することによるカメラ部２０８のフォーカスレンズの変位を抑制することができる。
　以上説明したとおり、本明細書に開示された撮像装置は、フォーカスレンズを有する撮像光学系と、上記フォーカスレンズを含む移動体を移動させる駆動部と、上記駆動部を制御する制御部と、合焦状態を判定し、上記フォーカスレンズの合焦位置を指示する焦点調節信号を上記制御部に出力する焦点調節部と、上記移動体とは別に設けられ、光軸方向の加速度を検出する加速度検出部と、を備え、上記制御部は、上記加速度検出部によって検出される加速度に応じた駆動力であってこの加速度と同じ向きの駆動力を上記駆動部に発生させる補正制御量を、上記焦点調節信号に基づく制御量に重畳して、上記駆動部を制御する。
　上記制御部は、上記焦点調節部によって合焦が検出された時点で上記加速度検出部によって検出された加速度を基準加速度として、合焦検出後に上記加速度検出部によって検出される加速度と上記基準加速度との差分に基づいて上記補正制御量を求める。
　上記加速度検出部は、上記撮像光学系によって像が結像される撮像素子が実装された撮像素子基板に設けられている。
　上記駆動部は、磁石及び駆動コイルを含み、上記駆動コイルに供給される駆動電流に応じて駆動力を発生させるボイスコイルモータを有しており、上記補正制御量及び上記制御量は、上記駆動電流の値である。
　また、本明細書に開示された焦点調節方法は、フォーカスレンズを含む移動体を移動させる駆動部を制御してフォーカスレンズを移動させる焦点調節ステップと、撮像装置において上記移動体とは別部位に作用する光軸方向の加速度を検出する加速度検出ステップと、を備え、上記焦点調節ステップは、上記加速度検出ステップによって検出される加速度に応じた駆動力であってこの加速度と同じ向きの駆動力を上記駆動部に発生させる補正制御量を、フォーカスレンズの合焦位置を指示する焦点調節信号に基づく制御量に重畳して、上記駆動部を制御する。
　上記焦点調節ステップは、合焦が検出された時点で上記加速度検出ステップによって検出された加速度を基準加速度として、合焦検出後に上記加速度検出ステップで検出される加速度の上記基準加速度との差分に基づいて上記補正制御量を求める。
　本発明は、焦点調節のためのフォーカスレンズを含む撮像光学系を通して画像を撮像する種々の電子機器に用いることができる。
　以上本発明の実施形態を詳述したがこれはあくまで一例示であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた態様で実施可能である。本出願は、２０１４年１１月２５日出願の日本特許出願（特願２０１４－２３７５３５）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
１　　 デジタルカメラ
２　　 撮像光学系
２ａ　 フォーカスレンズ
２ｂ　 レンズ枠
２ｃ　 ホルダバネ
２ｄ　 移動体
３　　 撮像素子
３ａ　 撮像素子基板
４　　 焦点調節部
５　　 フォーカス駆動部
５ａ　 磁石
５ｂ　 駆動コイル
６　　 制御部
７　　 信号処理部
８　　 操作部
９　　 メインメモリ
１０　 記憶部
１１　 表示部
１２　 制御バス
１３　 データバス
２０　 加速度検出部

Claims (6)

  1. 　フォーカスレンズを有する撮像光学系と、
    　前記フォーカスレンズを含む移動体を移動させる駆動部と、
    　前記駆動部を制御する制御部と、
    　合焦状態を判定し、前記フォーカスレンズの合焦位置を指示する焦点調節信号を前記制御部に出力する焦点調節部と、
    　前記移動体とは別に設けられ、光軸方向の加速度を検出する加速度検出部と、
    　を備え、
    　前記制御部は、前記加速度検出部によって検出される加速度に応じた駆動力であって該加速度と同じ向きの駆動力を前記駆動部に発生させる補正制御量を、前記焦点調節信号に基づく制御量に重畳して、前記駆動部を制御する撮像装置。
  2. 　請求項１記載の撮像装置であって、
    　前記制御部は、前記焦点調節部によって合焦が検出された時点で前記加速度検出部によって検出された加速度を基準加速度として、合焦検出後に前記加速度検出部によって検出される加速度と前記基準加速度との差分に基づいて前記補正制御量を求める撮像装置。
  3. 　請求項１又は２記載の撮像装置であって、
    　前記加速度検出部は、前記撮像光学系によって像が結像される撮像素子が実装された撮像素子基板に設けられている撮像装置。
  4. 　請求項１から３のいずれか一項記載の撮像装置であって、
    　前記駆動部は、磁石及び駆動コイルを含み、前記駆動コイルに供給される駆動電流に応じて駆動力を発生させるボイスコイルモータを有しており、
    　前記補正制御量及び前記制御量は、前記駆動電流の値である撮像装置。
  5. 　フォーカスレンズを含む移動体を移動させる駆動部を制御してフォーカスレンズを移動させる焦点調節ステップと、
    　撮像装置において前記移動体とは別部位に作用する光軸方向の加速度を検出する加速度検出ステップと、
    　を備え、
    　前記焦点調節ステップは、前記加速度検出ステップによって検出される加速度に応じた駆動力であって該加速度と同じ向きの駆動力を前記駆動部に発生させる補正制御量を、フォーカスレンズの合焦位置を指示する焦点調節信号に基づく制御量に重畳して、前記駆動部を制御する焦点調節方法。
  6. 　請求項５記載の焦点調節方法であって、
    　前記焦点調節ステップは、合焦が検出された時点で前記加速度検出ステップによって検出された加速度を基準加速度として、合焦検出後に前記加速度検出ステップで検出される加速度の前記基準加速度との差分に基づいて前記補正制御量を求める焦点調節方法。
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