JP2005003719A - 撮影装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】適正な像振れ補正を行うことが可能な撮影装置を提供する。
【解決手段】撮像部１１２と、振動の回転成分を検出する第１の振れ検出部１０４と、振動の並進成分を検出する第２の振れ検出部１０３と、第１の振れ検出部の出力信号及び第２の振れ検出部の出力信号に基づいて撮像部上の画像の像振れ補正を行う補正部１１１、１１３、１１９とを備える。
【選択図】 図２
【解決手段】撮像部１１２と、振動の回転成分を検出する第１の振れ検出部１０４と、振動の並進成分を検出する第２の振れ検出部１０３と、第１の振れ検出部の出力信号及び第２の振れ検出部の出力信号に基づいて撮像部上の画像の像振れ補正を行う補正部１１１、１１３、１１９とを備える。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮影装置、特に像振れ補正技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
撮影装置における像振れ（手振れ）補正装置としては、角速度センサを用いて撮影装置の揺動に関する情報を検出し、その情報に基いて、レンズ鏡筒全体、光学系の一部或いは撮像部を移動させることで、像振れ補正を行うものが知られている。しかしながら、角速度センサを用いて揺動検出を行う場合、揺動中心がカメラの補正光学系の近傍である場合には有効な補正が可能であるが、揺動中心が補正光学系から離れている場合には、適正な補正ができないという問題が生じる。特にデジタルカメラの場合には、揺動中心がカメラから大きく離れた位置になる場合が多く、このような問題はより深刻となる。すなわち、デジタルカメラでは、カメラの背面に液晶モニタカメラが設けられ、また小型化されているものが多い。そのため、カメラを片手で保持して、液晶モニタを見ながら撮影を行う場合がある。このよう場合には、肩や肘を中心にカメラを動かすことから、揺動中心がカメラから大きく離れた位置になり、適正な像振れ補正を行うことが困難である。
【０００３】
このような問題を解決するため、特許文献１には、予め揺動中心を想定しておき、被写体までの距離に応じて補正量を求めるという技術が提案されている。しかしながら、揺動中心を固定的に想定しているため、実際の揺動中心と想定された揺動中心とが大きく離れているような場合には、かえって適正な補正をできなくなるという問題が生じる。
【０００４】
また、特許文献２には、カメラのレンズ鏡筒や筐体外面等に複数の検出部を分散して配置し、その検出結果から揺動中心を判定し、判定結果等に基づいて像振れ補正を行うという技術が提案されている。しかしながら、デジタルカメラ等の小型のカメラでは、レンズ鏡筒や筐体外面に複数の検出部を大きく分散させて配置することは困難であり、適正な補正をできなくなるという問題が生じる。
【０００５】
【特許文献１】
特許第２８７２５０９号公報
【０００６】
【特許文献２】
特許第３１７０７１６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来よりいくつかの像振れ補正方法が提案されているが、いずれも適正な像振れ補正を行うことが困難であった。
【０００８】
本発明は、上記従来の課題に対してなされたものであり、適正な像振れ補正を行うことが可能な撮影装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る撮影装置は、撮像手段と、振動の回転成分を検出する第１の振れ検出手段と、振動の並進成分を検出する第２の振れ検出手段と、前記第１の振れ検出手段の出力信号及び前記第２の振れ検出手段の出力信号に基づいて前記撮像手段上の画像の像振れ補正を行う補正手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
前記発明の好ましい態様は以下の通りである。
【００１１】
・撮影開始を指示する撮影開始指示手段をさらに備え、前記第２の振れ検出手段は、前記撮影開始指示手段を操作する際に掌握される部位の近傍に配置されている。
【００１２】
・前記撮影開始指示手段を含む、筐体に対する入射光軸を含む第１の平面とこの第１の平面に対向する前記筐体の面としての第２の面との間であって、前記第１の平面と前記第２の面との中間位置よりも前記第２の面側に偏って前記第２の振れ検出手段は配置されている。
【００１３】
・前記第２の振れ検出手段は、前記第１の平面に交差し且つ前記入射光軸を含む第３の平面と、この第３の平面の下方であって且つこの第３の平面に対向する前記筐体の面としての第４の面との間に配置されている。
【００１４】
・前記補正手段は、前記第２の振れ検出手段の出力信号が所定値以上である場合に、前記第１の振れ検出手段の出力信号及び前記第２の振れ検出手段の出力信号を用いて像振れ補正を行う。
【００１５】
・被写体までの距離を検出する距離検出手段をさらに備え、前記補正手段は、さらに前記距離検出手段によって検出された距離に基づいて像振れ補正を行う。
【００１６】
また、本発明に係る撮影装置は、撮像手段と、振動の回転成分を検出する第１の振れ検出手段と、振動の並進成分を検出する複数の第２の振れ検出手段と、前記第１の振れ検出手段の出力信号及び少なくとも一つの前記第２の振れ検出手段の出力信号に基づいて前記撮像手段上の画像の像振れ補正を行う補正手段と、を備えたことを特徴とする撮影装置。
【００１７】
前記発明の好ましい態様は以下の通りである。
【００１８】
撮影開始を指示する撮影開始指示手段をさらに備え、前記第２の振れ検出手段の少なくとも一つは、前記撮影開始指示手段を操作する際に掌握される部位の近傍に配置されている。
【００１９】
・撮影開始を指示する複数の撮影開始指示手段と、操作される撮影開始指示手段に応じた第２の振れ検出手段を選択する選択手段と、をさらに備え、前記補正手段は、選択された第２の振れ検出手段を用いて像振れ補正を行う。
【００２０】
・前記選択手段は、前記操作される撮影開始指示手段の近傍に配置された第２の振れ検出手段を選択する。
【００２１】
・前記操作される撮影開始指示手段を含む、筐体に対する入射光軸を含む第１の平面とこの第１の平面に対向する前記筐体の面としての第２の面との間であって、前記第１の平面と前記第２の面との中間位置よりも前記第２の面側に偏って前記選択された第２の振れ検出手段は配置されている。
【００２２】
・前記選択された第２の振れ検出手段は、前記第１の平面に交差し且つ前記入射光軸を含む第３の平面と、この第３の平面の下方であって且つこの第３の平面に対向する前記筐体の面としての第４の面との間に配置されている。
【００２３】
・前記撮像手段に画像を取り込むためのものであって、撮影装置本体の前面に垂直な光軸を有する光学系をさらに備え、二つの前記第２の振れ検出手段は、前記光軸を含む水平面と前記光軸を含む垂直面とによって区画される４つの領域のうち、対角方向に位置する二つの領域にそれぞれ配置されている。
【００２４】
・二つの前記第２の振れ検出手段のそれぞれの出力信号を加算する加算手段をさらに備える。
【００２５】
・前記補正手段は、二つの前記第２の振れ検出手段のそれぞれの出力信号の絶対値の差が所定値以上である場合に、前記第１の振れ検出手段の出力信号及び前記二つの第２の振れ検出手段の出力信号を用いて像振れ補正を行う。
【００２６】
前記各発明の好ましい態様は以下の通りである。
【００２７】
・撮影対象を表示する電気的な表示手段をさらに備える。
【００２８】
・前記補正手段は、前記表示手段が動作状態である場合に、前記第１の振れ検出手段の出力信号及び前記第２の振れ検出手段の出力信号を用いて像振れ補正を行う。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００３０】
［第１の実施形態］
図１は第１の実施形態に係るデジタルカメラ（撮影装置）の外観構成を模式的に示した斜視図であり、図２は第１の実施形態に係るデジタルカメラの構成を示したブロック図である。
【００３１】
デジタルカメラ１００の本体１０１の上部には、撮影開始を指示するシャッタボタン１０２が設けられており、本体１０１の内部には、振動の並進成分を検出するための３軸加速度センサ１０３と、振動の回転成分を検出するための角速度センサ１０４（１０４ａ及び１０４ｂからなる）が設けられている。
【００３２】
鏡枠モジュール１０５には、１群レンズ１０６、２群レンズ１０７、３群レンズ１０８、４群レンズ１０９、絞り１１０及び可変ミラー１１１が設けられている。被写体像は、１群レンズ１０６及び２群レンズ１０７を通過して可変ミラー１１１で反射され、さらに３群レンズ１０８及び４群レンズ１０９を通過してＣＣＤ（撮像素子）１１２に結像される。ＣＣＤ１１２では、結像された被写体像を光電変換して電気信号を出力する。なお、１群レンズ１０６から可変ミラー１１１に向かう光軸は図１に示したＹ軸に対応し、可変ミラー１１１からＣＣＤ１１２に向かう光軸はＺ軸に対応する。
【００３３】
コントローラ１１３は、デジタルカメラ全体の制御を行うものであり、制御プログラムは、メモリ１１４内のＲＯＭに予め記憶されている。また、メモリ１１４内には、ＲＡＭも含まれており、コントローラ１１３が制御プログラムを実行するときの作業用記憶領域として使用される。
【００３４】
ズーム制御部１１５はコントローラ１１３からの指示に基づき２群レンズ１０７を制御するものであり、ズーム制御部１１６はコントローラ１１３からの指示に基づき３群レンズ１０８及び４群レンズ１０９を制御するものである。これらの制御によって画角調節が行われる。フォーカス制御部１１７は、コントローラ１１３からの指示に基づいて４群レンズ１０９を駆動し、焦点調節を行うものである。絞り制御部１１８は、コントローラ１１３の指示に基づき絞り１１０を制御するものである。
【００３５】
ミラー制御部１１９は、コントローラ１１３からの指示に基づいてミラー１１１の反射面の傾斜（チルト）角を変化させるものである。傾斜角の制御は、３軸加速度センサ１０３、角速度センサ１０４からの出力信号に基づいて行われる。また、本デジタルカメラ１００は、被写体までの距離を検出する距離検出部１２０を備えており、傾斜角の制御には距離検出部１２０からの距離情報もさらに用いられる。このようにしてミラー１１１の傾斜角を制御することで、撮影時の像振れ補正が行われる。なお、これらの詳細については後述する。
【００３６】
制御回路１２１は、コントローラ１１３からの指示に基づいてＣＣＤ１１２及び撮像処理部１２２を制御するものである。撮像処理部１２２は、ＣＤＳ（Ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ Ｄｏｕｂｌｅ Ｓａｍｐｌｉｎｇ：相関二重サンプリング回路）、ＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ：オートゲインコントロール回路）、ＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）等を含んで構成され、ＣＣＤ１１２から出力されたアナログ信号に対して所定の処理を行い、処理後のアナログ信号をデジタル信号に変換する。
【００３７】
信号処理部１２３は、撮像処理部１２２から出力される撮影画像データや、圧縮／伸張処理部１２４から出力される画像データに対して、ホワイトバランスやγ補正等の処理を施すものである。また、ＡＥ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ）検波回路やＡＦ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｆｏｃｕｓ）検波回路も信号処理部１２３に含まれる。
【００３８】
圧縮／伸張処理部１２４は、画像データの圧縮処理及び伸張処理を行うものであり、信号処理部１２３から出力された画像データに対する圧縮処理、カードインターフェース（Ｉ／Ｆ）１２５から出力された画像データに対する伸張処理を行う。画像データの圧縮処理及び伸張処理には、例えばＪＰＥＧ（Ｊｏｉｎｔ Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ）方式が用いられる。カードＩ／Ｆ１２５は、本デジタルカメラ１００とメモリカード１２６との間でデータの送受を行うためのものであり、画像データの書き込みや読み出しの処理を行う。メモリカード１２６は、データの記録用の半導体記録媒体であり、本デジタカメラ１００に対して着脱可能である。
【００３９】
ＤＡＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ ｔｏ Ａｎａｌｏｇ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）１２７は、信号処理部１２３から出力されたデジタル信号（画像データ）をアナログ信号に変換するものである。液晶表示モニタ１２８は、ＤＡＣ１２７から出力されたアナログ信号に基づいて画像表示を行うものである。この液晶表示モニタ１２８はカメラ本体１０１の背面側に設けられており、この液晶表示モニタ１２８を見ながら撮影を行うことが可能である。
【００４０】
インターフェース部（Ｉ／Ｆ部）１２９は、コントローラ１１３とパーソナルコンピュータ（ＰＣ）１３０との間でデータの送受を行うためのものであり、例えばＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）用のインターフェース回路が用いられる。パーソナルコンピュータ１３０は、本デジタルカメラの製造段階において、ＣＣＤ１１２のフォーカス感度補正用のデータをメモリ１１４に書き込んだり、ミラー制御部１１９に予め各種データを与えたりするために使用されるものであり、本デジタルカメラ１００を構成するものではない。
【００４１】
図３は可変ミラー１１１の構成の一例を示した図、図４は可変ミラー１１１の電極配置の一例を示した図である。図３及び図４に示した可変ミラー１１１は、いわゆるＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）技術を用いて作製される。
【００４２】
図３に示すように、可変ミラー１１１は、上部基板２０１と、上部基板２０１に対向して配置された下部基板２２１と、両端がそれぞれ上部基板２０１と下部基板２２１に接続されたバネ２５１〜２５４と、上部基板２０１の略中央部を支持するピボット２６１とを備えている。
【００４３】
上部基板２０１は、上部電極２０２及び外部リード電極２０３を備えている。上部基板２０１の表面には反射部２０４が設けられており、被写体からの光を反射してＣＣＤへ導くようになっている。上部電極２０２は、薄膜２０５に挟まれ、反射部２０４の反射面に平行に設けられている。また、上部電極２０２は、図４（ａ）に示すように、ほぼ矩形状に形成されている。外部リード電極２０３は、上部電極２０２と外部との電気的接続に用いられるものであり、その表面は露出している。
【００４４】
下部基板２２１は、半導体基板２３０上に、４つの下部電極２２２〜２２５及び４つの外部リード電極２２６〜２２９を設けたものである。下部電極２２２〜２２５は、薄膜２３１に挟まれ、上部電極２０２に対向する位置に設けられている。外部リード電極２２６〜２２９は、下部電極２２２〜２２５と外部との電気的接続に用いられるものであり、その表面は露出している。
【００４５】
上部基板２０１と下部基板２２１との間には４つのバネ２５１〜２５４が配置され、これらのバネ２５１〜２５４を介して上部基板２０１と下部基板２２１とが連結されている。また、４つのバネ２５１〜２５４の中心位置、すなわち４つの下部電極２２２〜２２５の中心位置（図４（ｂ）のＸ軸とＹ軸との交差点）に対応してピボット２６１が形成され、バネ２５１〜２５４の引張力によって上部基板２０１の重心位置を押圧している。
【００４６】
以上のような構成の可変ミラー１１１において、上部電極２０２と下部電極２２２〜２２５との間に与える各電位差を変化させることにより、静電気力によって下部基板２２１に対する上部基板２０１の傾きを変化させることができる。これにより、反射部２０４の傾斜角が変化し、像振れ補正を行うことができる。
【００４７】
次に、本デジタルカメラにおける像振れ補正の原理について、図５を参照して説明する。
【００４８】
図５において、露光中の所定時間内に、デジタルカメラが基準点Ｓ（例えば使用者の肩の位置）を中心として、カメラ位置Ａからカメラ位置Ｂまで揺動したとする。この場合、角速度センサ１０４の出力信号を積分することによって、揺動角θを求めることができる。ただし、揺動中心（基準点Ｓ）がカメラから離れているため、角度θは実際に補正すべき角度よりも小さい。そのため角度θに角度φを加算した角度（θ＋φ）を求める必要がある。角度φは、以下のようにして求めることができる。θが十分小さい場合には、３軸加速度センサ１０３のＸ軸方向（図１参照）に関する出力信号を２回積分することにより、カメラの中心位置のＸ軸方向の移動量ｂに近似した移動量ｂ’を求めることができる。また、カメラから被写体までの距離ａは、距離検出部１２０によって求めることができる。移動量ｂ’及び距離ａが求まれば、ａｒｃｔａｎ（ｂ’／ａ） によって角度φを求めることができる。このようにして実際に必要な補正角度（θ＋φ）を求めることで、ミラー１１１の補正傾斜角を求めることができ、適正な像振れ補正を行うことが可能となる。
【００４９】
なお、被写体までの距離ａは、撮影開始に先立って行われるオートフォーカス動作によって求めることができる。また、例えばサンプリングレート２ｋＨｚで検出を行う場合には、０．５ｍ秒間の回転量であるθは十分小さい。したがって、十分な精度で上述した補正処理を行うことができる。
【００５０】
以上のように、本実施形態によれば、３軸加速度センサ１０３の出力信号及び角速度センサ１０４からの出力信号を用いて実際に必要な補正角度を算出することにより、揺動中心がカメラから離れている場合であっても、適切な像振れ補正を行うことが可能となる。
【００５１】
ところで、手首を中心としてカメラが揺動する場合、すなわち揺動中心がカメラの近傍にある場合には、揺動の回転成分が支配的であるため、角速度センサ１０４の出力信号のみを用いて補正を行っても、ある程度以上の補正精度を得ることが可能である。また、３軸加速度センサ１０３は、３方向（Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向）の加速度に応じた出力信号を発生するものであるが、クロストークを完全に無くすことは現実的には不可能である。したがって、揺動中心が手首等のカメラの近傍にある場合には、補正量の算出に際して、３軸加速度センサ１０３の出力信号を用いずに、角速度センサ１０４からの出力信号のみを用いるようにしてもよい。具体的には、以下のような手段を講じることが可能である。
【００５２】
まず、補正量の算出に際して３軸加速度センサ１０３を用いるか否かは、３軸加速度センサ１０３の出力信号が所定の値以上であるか否かを、例えばコントローラ１１３によって判断すればよい。３軸加速度センサ１０３の出力信号が所定の値よりも小さい場合には、揺動の回転成分が支配的であるため、３軸加速度センサ１０３の出力信号を用いずに、角速度センサ１０４からの出力信号のみを用いる。言い換えると、３軸加速度センサ１０３の出力信号が所定の値以上である場合に、３軸加速度センサ１０３の出力信号及び角速度センサ１０４からの出力信号を用いて補正量を算出する。これにより、振れの種類に応じた適切な像振れ補正を行うことが可能となる。
【００５３】
３軸加速度センサ１０３への揺動の影響をできるだけ小さくするためには、３軸加速度センサ１０３を揺動中心のできるだけ近くに設けることが望ましい。カメラを片手で掌握する場合には、カメラ本体のシャッタボタン１０２が設けられた側を掌握し、主に手首を中心としてカメラが揺動する。したがって、３軸加速度センサ１０３は、シャッタボタン１０２を操作する際に掌握される部位の近傍に配置されていることが好ましい。カメラを片手で掌握する際には、図１１に示すように、カメラの底面よりも下方で、且つカメラのシャッタボタン１０２に近い側面よりも外側に手首が位置するのが一般的である。したがって、揺動中心である手首の近傍に３軸加速度センサ１０３を位置させるためには、ＸＹ平面（Ｘ軸及びＹ軸を含む平面）より下方で且つＹＺ平面（Ｙ軸及びＺ軸を含む平面）よりも右方の領域Ｊ（ドットで示した領域）に、３軸加速度センサ１０３を配置することが望ましい。より望ましくは、領域Ｊの右半分の領域Ｊ１（斜線で示した領域）に、３軸加速度センサ１０３を配置するようにする。このように配置することにより、揺動中心がカメラの近傍にある場合に、３軸加速度センサ１０３に与える回転成分の影響が低減され、揺動を精度よく検出することができ、適切な像振れ補正を行うことが可能となる。
【００５４】
また、カメラのビューファインダを見ながら撮影を行う場合には、上述したように、揺動中心が手首等、カメラの近傍にある。これに対して、カメラの背面側に設けられた液晶表示モニタ１２８を見ながら撮影を行う場合には、揺動中心は肩や肘などであり、カメラから離れた位置に揺動中心がある。このように、揺動中心がカメラから離れた位置にある場合には、３軸加速度センサ１０３の出力信号及び角速度センサ１０４からの出力信号の両方を用いて補正量を算出する必要がある。そこで、液晶表示モニタ１２８が動作状態で場合には、角速度センサ１０４からの出力信号のみを用いて像振れ補正を行い、液晶表示モニタ１２８が動作状態である場合には、３軸加速度センサ１０３の出力信号及び角速度センサ１０４からの出力信号の両方を用いて像振れ補正を行うようにしてもよい。これにより、撮影状況に応じて振れの揺動中心を的確に判断することができ、適切な像振れ補正を行うことが可能となる。
【００５５】
なお、本実施形態では、主としてＺ軸に平行な回転軸を持つ揺動を想定して説明したが、Ｘ軸に平行な回転軸を持つ揺動についても同様の手法を採用できることは言うまでもない。
【００５６】
［第２の実施形態］
図６は第２の実施形態に係るデジタルカメラ（撮影装置）の外観構成を模式的に示した斜視図であり、図７は第２の実施形態に係るデジタルカメラの構成を示したブロック図である。本実施形態の基本的な構成は第１の実施形態と同様であるため、第１の実施形態の構成要素と対応する構成要素については同一の参照番号を付し、それらの詳細な説明は省略する。また、第１の実施形態で述べた多くの事項は本実施形態についてもあてはまるため、それらの説明も省略する。
【００５７】
本実施形態では、３軸加速度センサ１０３ａ及び１０３ｂを設けるとともに、３軸加速度センサ１０３ａからの出力信号と３軸加速度センサ１０３ｂからの出力信号とを加算する加算演算部１４０を設けている。３軸加速度センサ１０３ａ及び３軸加速度センサ１０３ｂは、互いに等しい特性を有している。
【００５８】
図６に示すように、可変ミラー１１１の中心を原点とし、１群レンズ１０６の中心から可変ミラー１１１の中心に向かう光軸をＹ軸、可変ミラー１１１の中心からＣＣＤ１１２の中心に向かう光軸をＺ軸、Ｙ軸とＺ軸に垂直な軸をＸ軸、Ｘ軸及びＹ軸を含む水平面をＸＹ平面、Ｙ軸及びＺ軸を含む垂直面をＹＺ平面とする。このとき、３軸加速度センサ１０３ａと３軸加速度センサ１０３ｂは、ＸＹ平面とＹＺ平面とよって区画される４つの領域のうち、対角方向に位置する二つの領域にそれぞれ配置されるようにする。図８は、上述した内容を模式的に示した図である。ＸＹ平面とＹＺ平面とよって区画される４つの領域Ａ１〜Ａ４のうち、３軸加速度センサ１０３ａは領域Ａ３に、３軸加速度センサ１０３ｂは領域Ａ１に配置されている。もちろん、３軸加速度センサ１０３ａを領域Ａ１に、３軸加速度センサ１０３ｂを領域Ａ３に配置するようにしてもよい。また、理想的には、３軸加速度センサ１０３ａの配置位置のＸ座標及びＺ座標をそれぞれＸａ 及びＺａ とし、３軸加速度センサ１０３ｂの配置位置のＸ座標及びＺ座標をそれぞれＸｂ 及びＺｂ とした場合、Ｘａ ＝−Ｘｂ かつＺａ ＝−Ｚｂ であることが好ましい。
【００５９】
ここで、Ｚ軸に平行な回転軸を持つ揺動について考える。揺動中心がＺ軸である場合には、３軸加速度センサ１０３ａのＸ軸方向に関する出力と、３軸加速度センサ１０３ｂのＸ軸方向に関する出力とは、符号が逆で絶対値が等しくなっている。したがって、両出力の加算演算部１４０での加算結果はゼロとなる。その結果、加算角度φ（図５参照）はゼロとなり、角速度センサ１０４の出力から得られた角度θが補正角度となる。揺動中心がＺ軸から離れるにしたがって加算演算部１４０での加算結果はしだいに大きくなり、加算角度φもしだいに大きくなる。このように、３軸加速度センサ１０３ａの出力と３軸加速度センサ１０３ｂの出力を加算することで、複雑な演算を行わなくても、実際に必要な補正角度（θ＋φ）を的確に取得することができる。
【００６０】
なお、３軸加速度センサ１０３ａのＸ軸方向に関する出力信号の絶対値と３軸加速度センサ１０３ｂのＸ軸方向に関する出力信号の絶対値との差が所定の値よりも小さい場合には、揺動の回転成分が支配的であるため、３軸加速度センサ１０３ａ及び１０３ｂの出力信号を用いずに、角速度センサ１０４からの出力信号のみを用いるようにしてもよい。言い換えると、上記絶対値の差が所定の値以上である場合に、３軸加速度センサ１０３ａ及び１０３ｂの出力信号並びに角速度センサ１０４からの出力信号を用いて補正量を算出するようにしてもよい。
【００６１】
このように、本実施形態では、複数の３軸加速度センサを用いることにより、揺動中心に応じた適切な像振れ補正を行うことが可能となる。特に、二つの３軸加速度センサを対角位置に配置することで、逆方向加速度成分を相殺することができ、複雑な演算処理を行わなくても、適正な像振れ補正を行うことが可能となる。
【００６２】
なお、本実施形態では、主としてＺ軸に平行な回転軸を持つ揺動を想定して説明したが、Ｘ軸に平行な回転軸を持つ揺動についても同様の手法を採用できることは言うまでもない。
【００６３】
［第３の実施形態］
図９は第３の実施形態に係るデジタルカメラ（撮影装置）の外観構成を模式的に示した斜視図であり、図１０は第３の実施形態に係るデジタルカメラの構成を示したブロック図である。本実施形態の基本的な構成は第１の実施形態と同様であるため、第１の実施形態の構成要素と対応する構成要素については同一の参照番号を付し、それらの詳細な説明は省略する。また、第１の実施形態で述べた多くの事項は本実施形態についてもあてはまるため、それらの説明も省略する。
【００６４】
本実施形態では、３軸加速度センサ１０３ａ及び１０３ｂを設けるとともに、３軸加速度センサ１０３ａの近傍にシャッタボタン１０２ａを、３軸加速度センサ１０３ｂの近傍にシャッタボタン１０２ｂを設けている。
【００６５】
シャッタボタン１０２ａ或いは１０２ｂを半押し状態にした段階で、コントローラ１１３によりシャッタボタン１０２ａ及び１０２ｂのどちらが操作されたかが判断される。シャッタボタン１０２ａが操作された場合には、コントローラ１１３は、シャッタボタン１０２ａの近傍に配置された３軸加速度センサ１０３ａを選択する。シャッタボタン１０２ｂが操作された場合には、コントローラ１１３は、シャッタボタン１０２ｂの近傍に配置された３軸加速度センサ１０３ｂを選択する。そして、選択された３軸加速度センサの出力信号を用いて、第１の実施形態と同様の手法によって補正角度（θ＋φ）を求め、像振れ補正に反映させる。
【００６６】
このように、本実施形態では、複数の３軸加速度センサ及び複数のシャッタボタンを用いることにより、揺動中心に応じた適切な像振れ補正を行うことが可能となる。特に、各３軸加速度センサを各シャッタボタンの近傍に配置することにより、使用者のグリップ位置に応じた適正な像振れ補正を行うことが可能となる。
【００６７】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施することが可能である。さらに、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示された構成要件を適宜組み合わせることによって種々の発明が抽出され得る。例えば、開示された構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、所定の効果が得られるものであれば発明として抽出され得る。
【００６８】
【発明の効果】
本発明によれば、振動の回転成分を検出する手段の出力信号及び振動の並進成分を検出する手段の出力信号に基づいて像振れ補正を行うことにより、揺動中心がカメラから離れている場合であっても、適切な像振れ補正を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る撮影装置の外観構成を模式的に示した斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る撮影装置の構成を示したブロック図である。
【図３】可変ミラーの構成の一例を示した図である。
【図４】可変ミラーの電極配置の一例を示した図である。
【図５】本発明の撮影装置における像振れ補正の原理を説明するための図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る撮影装置の外観構成を模式的に示した斜視図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る撮影装置の構成を示したブロック図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係り、３軸加速度センサの配置例を模式的に示した図である。
【図９】本発明の第３の実施形態に係る撮影装置の外観構成を模式的に示した斜視図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る撮影装置の構成を示したブロック図である。
【図１１】本発明に第１の実施形態に係り、３軸加速度センサの配置位置を模式的に示した図である。
【符号の説明】
１００…デジタルカメラ、 １０１…本体、
１０２、１０２ａ、１０２ｂ…シャッタボタン、
１０３、１０３ａ、１０３ｂ…３軸加速度センサ、
１０４、１０４ａ、１０４ｂ…角速度センサ、
１０５…鏡枠モジュール、 １０６…１群レンズ、
１０７…２群レンズ、 １０８…３群レンズ、
１０９…４群レンズ、 １１０…絞り、
１１１…可変ミラー、 １１２…ＣＣＤ、
１１３…コントローラ、 １１４…メモリ、
１１５、１１６…ズーム制御部、 １１７…フォーカス制御部、
１１８…絞り制御部、 １１９…ミラー制御部、
１２０…距離検出部、 １２１…制御回路、
１２２…撮像処理部、 １２３…信号処理部、
１２４…圧縮／伸張処理部、 １２５…カードインターフェース、
１２６…メモリカード、 １２７…ＤＡＣ、
１２８…液晶表示モニタ、 １２９…インターフェース部、
１３０…パーソナルコンピュータ、 １４０…加算演算部、
２０１…上部基板、 ２０２…上部電極、
２０３…外部リード電極、 ２０４…反射部、
２０５…薄膜、
２２１…下部基板、 ２２２〜２２５…下部電極、
２２６〜２２９…外部リード電極、 ２３０…半導体基板、
２３１…薄膜、
２５１〜２５４…バネ、 ２６１…ピボット
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮影装置、特に像振れ補正技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
撮影装置における像振れ（手振れ）補正装置としては、角速度センサを用いて撮影装置の揺動に関する情報を検出し、その情報に基いて、レンズ鏡筒全体、光学系の一部或いは撮像部を移動させることで、像振れ補正を行うものが知られている。しかしながら、角速度センサを用いて揺動検出を行う場合、揺動中心がカメラの補正光学系の近傍である場合には有効な補正が可能であるが、揺動中心が補正光学系から離れている場合には、適正な補正ができないという問題が生じる。特にデジタルカメラの場合には、揺動中心がカメラから大きく離れた位置になる場合が多く、このような問題はより深刻となる。すなわち、デジタルカメラでは、カメラの背面に液晶モニタカメラが設けられ、また小型化されているものが多い。そのため、カメラを片手で保持して、液晶モニタを見ながら撮影を行う場合がある。このよう場合には、肩や肘を中心にカメラを動かすことから、揺動中心がカメラから大きく離れた位置になり、適正な像振れ補正を行うことが困難である。
【０００３】
このような問題を解決するため、特許文献１には、予め揺動中心を想定しておき、被写体までの距離に応じて補正量を求めるという技術が提案されている。しかしながら、揺動中心を固定的に想定しているため、実際の揺動中心と想定された揺動中心とが大きく離れているような場合には、かえって適正な補正をできなくなるという問題が生じる。
【０００４】
また、特許文献２には、カメラのレンズ鏡筒や筐体外面等に複数の検出部を分散して配置し、その検出結果から揺動中心を判定し、判定結果等に基づいて像振れ補正を行うという技術が提案されている。しかしながら、デジタルカメラ等の小型のカメラでは、レンズ鏡筒や筐体外面に複数の検出部を大きく分散させて配置することは困難であり、適正な補正をできなくなるという問題が生じる。
【０００５】
【特許文献１】
特許第２８７２５０９号公報
【０００６】
【特許文献２】
特許第３１７０７１６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来よりいくつかの像振れ補正方法が提案されているが、いずれも適正な像振れ補正を行うことが困難であった。
【０００８】
本発明は、上記従来の課題に対してなされたものであり、適正な像振れ補正を行うことが可能な撮影装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る撮影装置は、撮像手段と、振動の回転成分を検出する第１の振れ検出手段と、振動の並進成分を検出する第２の振れ検出手段と、前記第１の振れ検出手段の出力信号及び前記第２の振れ検出手段の出力信号に基づいて前記撮像手段上の画像の像振れ補正を行う補正手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
前記発明の好ましい態様は以下の通りである。
【００１１】
・撮影開始を指示する撮影開始指示手段をさらに備え、前記第２の振れ検出手段は、前記撮影開始指示手段を操作する際に掌握される部位の近傍に配置されている。
【００１２】
・前記撮影開始指示手段を含む、筐体に対する入射光軸を含む第１の平面とこの第１の平面に対向する前記筐体の面としての第２の面との間であって、前記第１の平面と前記第２の面との中間位置よりも前記第２の面側に偏って前記第２の振れ検出手段は配置されている。
【００１３】
・前記第２の振れ検出手段は、前記第１の平面に交差し且つ前記入射光軸を含む第３の平面と、この第３の平面の下方であって且つこの第３の平面に対向する前記筐体の面としての第４の面との間に配置されている。
【００１４】
・前記補正手段は、前記第２の振れ検出手段の出力信号が所定値以上である場合に、前記第１の振れ検出手段の出力信号及び前記第２の振れ検出手段の出力信号を用いて像振れ補正を行う。
【００１５】
・被写体までの距離を検出する距離検出手段をさらに備え、前記補正手段は、さらに前記距離検出手段によって検出された距離に基づいて像振れ補正を行う。
【００１６】
また、本発明に係る撮影装置は、撮像手段と、振動の回転成分を検出する第１の振れ検出手段と、振動の並進成分を検出する複数の第２の振れ検出手段と、前記第１の振れ検出手段の出力信号及び少なくとも一つの前記第２の振れ検出手段の出力信号に基づいて前記撮像手段上の画像の像振れ補正を行う補正手段と、を備えたことを特徴とする撮影装置。
【００１７】
前記発明の好ましい態様は以下の通りである。
【００１８】
撮影開始を指示する撮影開始指示手段をさらに備え、前記第２の振れ検出手段の少なくとも一つは、前記撮影開始指示手段を操作する際に掌握される部位の近傍に配置されている。
【００１９】
・撮影開始を指示する複数の撮影開始指示手段と、操作される撮影開始指示手段に応じた第２の振れ検出手段を選択する選択手段と、をさらに備え、前記補正手段は、選択された第２の振れ検出手段を用いて像振れ補正を行う。
【００２０】
・前記選択手段は、前記操作される撮影開始指示手段の近傍に配置された第２の振れ検出手段を選択する。
【００２１】
・前記操作される撮影開始指示手段を含む、筐体に対する入射光軸を含む第１の平面とこの第１の平面に対向する前記筐体の面としての第２の面との間であって、前記第１の平面と前記第２の面との中間位置よりも前記第２の面側に偏って前記選択された第２の振れ検出手段は配置されている。
【００２２】
・前記選択された第２の振れ検出手段は、前記第１の平面に交差し且つ前記入射光軸を含む第３の平面と、この第３の平面の下方であって且つこの第３の平面に対向する前記筐体の面としての第４の面との間に配置されている。
【００２３】
・前記撮像手段に画像を取り込むためのものであって、撮影装置本体の前面に垂直な光軸を有する光学系をさらに備え、二つの前記第２の振れ検出手段は、前記光軸を含む水平面と前記光軸を含む垂直面とによって区画される４つの領域のうち、対角方向に位置する二つの領域にそれぞれ配置されている。
【００２４】
・二つの前記第２の振れ検出手段のそれぞれの出力信号を加算する加算手段をさらに備える。
【００２５】
・前記補正手段は、二つの前記第２の振れ検出手段のそれぞれの出力信号の絶対値の差が所定値以上である場合に、前記第１の振れ検出手段の出力信号及び前記二つの第２の振れ検出手段の出力信号を用いて像振れ補正を行う。
【００２６】
前記各発明の好ましい態様は以下の通りである。
【００２７】
・撮影対象を表示する電気的な表示手段をさらに備える。
【００２８】
・前記補正手段は、前記表示手段が動作状態である場合に、前記第１の振れ検出手段の出力信号及び前記第２の振れ検出手段の出力信号を用いて像振れ補正を行う。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００３０】
［第１の実施形態］
図１は第１の実施形態に係るデジタルカメラ（撮影装置）の外観構成を模式的に示した斜視図であり、図２は第１の実施形態に係るデジタルカメラの構成を示したブロック図である。
【００３１】
デジタルカメラ１００の本体１０１の上部には、撮影開始を指示するシャッタボタン１０２が設けられており、本体１０１の内部には、振動の並進成分を検出するための３軸加速度センサ１０３と、振動の回転成分を検出するための角速度センサ１０４（１０４ａ及び１０４ｂからなる）が設けられている。
【００３２】
鏡枠モジュール１０５には、１群レンズ１０６、２群レンズ１０７、３群レンズ１０８、４群レンズ１０９、絞り１１０及び可変ミラー１１１が設けられている。被写体像は、１群レンズ１０６及び２群レンズ１０７を通過して可変ミラー１１１で反射され、さらに３群レンズ１０８及び４群レンズ１０９を通過してＣＣＤ（撮像素子）１１２に結像される。ＣＣＤ１１２では、結像された被写体像を光電変換して電気信号を出力する。なお、１群レンズ１０６から可変ミラー１１１に向かう光軸は図１に示したＹ軸に対応し、可変ミラー１１１からＣＣＤ１１２に向かう光軸はＺ軸に対応する。
【００３３】
コントローラ１１３は、デジタルカメラ全体の制御を行うものであり、制御プログラムは、メモリ１１４内のＲＯＭに予め記憶されている。また、メモリ１１４内には、ＲＡＭも含まれており、コントローラ１１３が制御プログラムを実行するときの作業用記憶領域として使用される。
【００３４】
ズーム制御部１１５はコントローラ１１３からの指示に基づき２群レンズ１０７を制御するものであり、ズーム制御部１１６はコントローラ１１３からの指示に基づき３群レンズ１０８及び４群レンズ１０９を制御するものである。これらの制御によって画角調節が行われる。フォーカス制御部１１７は、コントローラ１１３からの指示に基づいて４群レンズ１０９を駆動し、焦点調節を行うものである。絞り制御部１１８は、コントローラ１１３の指示に基づき絞り１１０を制御するものである。
【００３５】
ミラー制御部１１９は、コントローラ１１３からの指示に基づいてミラー１１１の反射面の傾斜（チルト）角を変化させるものである。傾斜角の制御は、３軸加速度センサ１０３、角速度センサ１０４からの出力信号に基づいて行われる。また、本デジタルカメラ１００は、被写体までの距離を検出する距離検出部１２０を備えており、傾斜角の制御には距離検出部１２０からの距離情報もさらに用いられる。このようにしてミラー１１１の傾斜角を制御することで、撮影時の像振れ補正が行われる。なお、これらの詳細については後述する。
【００３６】
制御回路１２１は、コントローラ１１３からの指示に基づいてＣＣＤ１１２及び撮像処理部１２２を制御するものである。撮像処理部１２２は、ＣＤＳ（Ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ Ｄｏｕｂｌｅ Ｓａｍｐｌｉｎｇ：相関二重サンプリング回路）、ＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ：オートゲインコントロール回路）、ＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）等を含んで構成され、ＣＣＤ１１２から出力されたアナログ信号に対して所定の処理を行い、処理後のアナログ信号をデジタル信号に変換する。
【００３７】
信号処理部１２３は、撮像処理部１２２から出力される撮影画像データや、圧縮／伸張処理部１２４から出力される画像データに対して、ホワイトバランスやγ補正等の処理を施すものである。また、ＡＥ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ）検波回路やＡＦ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｆｏｃｕｓ）検波回路も信号処理部１２３に含まれる。
【００３８】
圧縮／伸張処理部１２４は、画像データの圧縮処理及び伸張処理を行うものであり、信号処理部１２３から出力された画像データに対する圧縮処理、カードインターフェース（Ｉ／Ｆ）１２５から出力された画像データに対する伸張処理を行う。画像データの圧縮処理及び伸張処理には、例えばＪＰＥＧ（Ｊｏｉｎｔ Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ）方式が用いられる。カードＩ／Ｆ１２５は、本デジタルカメラ１００とメモリカード１２６との間でデータの送受を行うためのものであり、画像データの書き込みや読み出しの処理を行う。メモリカード１２６は、データの記録用の半導体記録媒体であり、本デジタカメラ１００に対して着脱可能である。
【００３９】
ＤＡＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ ｔｏ Ａｎａｌｏｇ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）１２７は、信号処理部１２３から出力されたデジタル信号（画像データ）をアナログ信号に変換するものである。液晶表示モニタ１２８は、ＤＡＣ１２７から出力されたアナログ信号に基づいて画像表示を行うものである。この液晶表示モニタ１２８はカメラ本体１０１の背面側に設けられており、この液晶表示モニタ１２８を見ながら撮影を行うことが可能である。
【００４０】
インターフェース部（Ｉ／Ｆ部）１２９は、コントローラ１１３とパーソナルコンピュータ（ＰＣ）１３０との間でデータの送受を行うためのものであり、例えばＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）用のインターフェース回路が用いられる。パーソナルコンピュータ１３０は、本デジタルカメラの製造段階において、ＣＣＤ１１２のフォーカス感度補正用のデータをメモリ１１４に書き込んだり、ミラー制御部１１９に予め各種データを与えたりするために使用されるものであり、本デジタルカメラ１００を構成するものではない。
【００４１】
図３は可変ミラー１１１の構成の一例を示した図、図４は可変ミラー１１１の電極配置の一例を示した図である。図３及び図４に示した可変ミラー１１１は、いわゆるＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）技術を用いて作製される。
【００４２】
図３に示すように、可変ミラー１１１は、上部基板２０１と、上部基板２０１に対向して配置された下部基板２２１と、両端がそれぞれ上部基板２０１と下部基板２２１に接続されたバネ２５１〜２５４と、上部基板２０１の略中央部を支持するピボット２６１とを備えている。
【００４３】
上部基板２０１は、上部電極２０２及び外部リード電極２０３を備えている。上部基板２０１の表面には反射部２０４が設けられており、被写体からの光を反射してＣＣＤへ導くようになっている。上部電極２０２は、薄膜２０５に挟まれ、反射部２０４の反射面に平行に設けられている。また、上部電極２０２は、図４（ａ）に示すように、ほぼ矩形状に形成されている。外部リード電極２０３は、上部電極２０２と外部との電気的接続に用いられるものであり、その表面は露出している。
【００４４】
下部基板２２１は、半導体基板２３０上に、４つの下部電極２２２〜２２５及び４つの外部リード電極２２６〜２２９を設けたものである。下部電極２２２〜２２５は、薄膜２３１に挟まれ、上部電極２０２に対向する位置に設けられている。外部リード電極２２６〜２２９は、下部電極２２２〜２２５と外部との電気的接続に用いられるものであり、その表面は露出している。
【００４５】
上部基板２０１と下部基板２２１との間には４つのバネ２５１〜２５４が配置され、これらのバネ２５１〜２５４を介して上部基板２０１と下部基板２２１とが連結されている。また、４つのバネ２５１〜２５４の中心位置、すなわち４つの下部電極２２２〜２２５の中心位置（図４（ｂ）のＸ軸とＹ軸との交差点）に対応してピボット２６１が形成され、バネ２５１〜２５４の引張力によって上部基板２０１の重心位置を押圧している。
【００４６】
以上のような構成の可変ミラー１１１において、上部電極２０２と下部電極２２２〜２２５との間に与える各電位差を変化させることにより、静電気力によって下部基板２２１に対する上部基板２０１の傾きを変化させることができる。これにより、反射部２０４の傾斜角が変化し、像振れ補正を行うことができる。
【００４７】
次に、本デジタルカメラにおける像振れ補正の原理について、図５を参照して説明する。
【００４８】
図５において、露光中の所定時間内に、デジタルカメラが基準点Ｓ（例えば使用者の肩の位置）を中心として、カメラ位置Ａからカメラ位置Ｂまで揺動したとする。この場合、角速度センサ１０４の出力信号を積分することによって、揺動角θを求めることができる。ただし、揺動中心（基準点Ｓ）がカメラから離れているため、角度θは実際に補正すべき角度よりも小さい。そのため角度θに角度φを加算した角度（θ＋φ）を求める必要がある。角度φは、以下のようにして求めることができる。θが十分小さい場合には、３軸加速度センサ１０３のＸ軸方向（図１参照）に関する出力信号を２回積分することにより、カメラの中心位置のＸ軸方向の移動量ｂに近似した移動量ｂ’を求めることができる。また、カメラから被写体までの距離ａは、距離検出部１２０によって求めることができる。移動量ｂ’及び距離ａが求まれば、ａｒｃｔａｎ（ｂ’／ａ） によって角度φを求めることができる。このようにして実際に必要な補正角度（θ＋φ）を求めることで、ミラー１１１の補正傾斜角を求めることができ、適正な像振れ補正を行うことが可能となる。
【００４９】
なお、被写体までの距離ａは、撮影開始に先立って行われるオートフォーカス動作によって求めることができる。また、例えばサンプリングレート２ｋＨｚで検出を行う場合には、０．５ｍ秒間の回転量であるθは十分小さい。したがって、十分な精度で上述した補正処理を行うことができる。
【００５０】
以上のように、本実施形態によれば、３軸加速度センサ１０３の出力信号及び角速度センサ１０４からの出力信号を用いて実際に必要な補正角度を算出することにより、揺動中心がカメラから離れている場合であっても、適切な像振れ補正を行うことが可能となる。
【００５１】
ところで、手首を中心としてカメラが揺動する場合、すなわち揺動中心がカメラの近傍にある場合には、揺動の回転成分が支配的であるため、角速度センサ１０４の出力信号のみを用いて補正を行っても、ある程度以上の補正精度を得ることが可能である。また、３軸加速度センサ１０３は、３方向（Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向）の加速度に応じた出力信号を発生するものであるが、クロストークを完全に無くすことは現実的には不可能である。したがって、揺動中心が手首等のカメラの近傍にある場合には、補正量の算出に際して、３軸加速度センサ１０３の出力信号を用いずに、角速度センサ１０４からの出力信号のみを用いるようにしてもよい。具体的には、以下のような手段を講じることが可能である。
【００５２】
まず、補正量の算出に際して３軸加速度センサ１０３を用いるか否かは、３軸加速度センサ１０３の出力信号が所定の値以上であるか否かを、例えばコントローラ１１３によって判断すればよい。３軸加速度センサ１０３の出力信号が所定の値よりも小さい場合には、揺動の回転成分が支配的であるため、３軸加速度センサ１０３の出力信号を用いずに、角速度センサ１０４からの出力信号のみを用いる。言い換えると、３軸加速度センサ１０３の出力信号が所定の値以上である場合に、３軸加速度センサ１０３の出力信号及び角速度センサ１０４からの出力信号を用いて補正量を算出する。これにより、振れの種類に応じた適切な像振れ補正を行うことが可能となる。
【００５３】
３軸加速度センサ１０３への揺動の影響をできるだけ小さくするためには、３軸加速度センサ１０３を揺動中心のできるだけ近くに設けることが望ましい。カメラを片手で掌握する場合には、カメラ本体のシャッタボタン１０２が設けられた側を掌握し、主に手首を中心としてカメラが揺動する。したがって、３軸加速度センサ１０３は、シャッタボタン１０２を操作する際に掌握される部位の近傍に配置されていることが好ましい。カメラを片手で掌握する際には、図１１に示すように、カメラの底面よりも下方で、且つカメラのシャッタボタン１０２に近い側面よりも外側に手首が位置するのが一般的である。したがって、揺動中心である手首の近傍に３軸加速度センサ１０３を位置させるためには、ＸＹ平面（Ｘ軸及びＹ軸を含む平面）より下方で且つＹＺ平面（Ｙ軸及びＺ軸を含む平面）よりも右方の領域Ｊ（ドットで示した領域）に、３軸加速度センサ１０３を配置することが望ましい。より望ましくは、領域Ｊの右半分の領域Ｊ１（斜線で示した領域）に、３軸加速度センサ１０３を配置するようにする。このように配置することにより、揺動中心がカメラの近傍にある場合に、３軸加速度センサ１０３に与える回転成分の影響が低減され、揺動を精度よく検出することができ、適切な像振れ補正を行うことが可能となる。
【００５４】
また、カメラのビューファインダを見ながら撮影を行う場合には、上述したように、揺動中心が手首等、カメラの近傍にある。これに対して、カメラの背面側に設けられた液晶表示モニタ１２８を見ながら撮影を行う場合には、揺動中心は肩や肘などであり、カメラから離れた位置に揺動中心がある。このように、揺動中心がカメラから離れた位置にある場合には、３軸加速度センサ１０３の出力信号及び角速度センサ１０４からの出力信号の両方を用いて補正量を算出する必要がある。そこで、液晶表示モニタ１２８が動作状態で場合には、角速度センサ１０４からの出力信号のみを用いて像振れ補正を行い、液晶表示モニタ１２８が動作状態である場合には、３軸加速度センサ１０３の出力信号及び角速度センサ１０４からの出力信号の両方を用いて像振れ補正を行うようにしてもよい。これにより、撮影状況に応じて振れの揺動中心を的確に判断することができ、適切な像振れ補正を行うことが可能となる。
【００５５】
なお、本実施形態では、主としてＺ軸に平行な回転軸を持つ揺動を想定して説明したが、Ｘ軸に平行な回転軸を持つ揺動についても同様の手法を採用できることは言うまでもない。
【００５６】
［第２の実施形態］
図６は第２の実施形態に係るデジタルカメラ（撮影装置）の外観構成を模式的に示した斜視図であり、図７は第２の実施形態に係るデジタルカメラの構成を示したブロック図である。本実施形態の基本的な構成は第１の実施形態と同様であるため、第１の実施形態の構成要素と対応する構成要素については同一の参照番号を付し、それらの詳細な説明は省略する。また、第１の実施形態で述べた多くの事項は本実施形態についてもあてはまるため、それらの説明も省略する。
【００５７】
本実施形態では、３軸加速度センサ１０３ａ及び１０３ｂを設けるとともに、３軸加速度センサ１０３ａからの出力信号と３軸加速度センサ１０３ｂからの出力信号とを加算する加算演算部１４０を設けている。３軸加速度センサ１０３ａ及び３軸加速度センサ１０３ｂは、互いに等しい特性を有している。
【００５８】
図６に示すように、可変ミラー１１１の中心を原点とし、１群レンズ１０６の中心から可変ミラー１１１の中心に向かう光軸をＹ軸、可変ミラー１１１の中心からＣＣＤ１１２の中心に向かう光軸をＺ軸、Ｙ軸とＺ軸に垂直な軸をＸ軸、Ｘ軸及びＹ軸を含む水平面をＸＹ平面、Ｙ軸及びＺ軸を含む垂直面をＹＺ平面とする。このとき、３軸加速度センサ１０３ａと３軸加速度センサ１０３ｂは、ＸＹ平面とＹＺ平面とよって区画される４つの領域のうち、対角方向に位置する二つの領域にそれぞれ配置されるようにする。図８は、上述した内容を模式的に示した図である。ＸＹ平面とＹＺ平面とよって区画される４つの領域Ａ１〜Ａ４のうち、３軸加速度センサ１０３ａは領域Ａ３に、３軸加速度センサ１０３ｂは領域Ａ１に配置されている。もちろん、３軸加速度センサ１０３ａを領域Ａ１に、３軸加速度センサ１０３ｂを領域Ａ３に配置するようにしてもよい。また、理想的には、３軸加速度センサ１０３ａの配置位置のＸ座標及びＺ座標をそれぞれＸａ 及びＺａ とし、３軸加速度センサ１０３ｂの配置位置のＸ座標及びＺ座標をそれぞれＸｂ 及びＺｂ とした場合、Ｘａ ＝−Ｘｂ かつＺａ ＝−Ｚｂ であることが好ましい。
【００５９】
ここで、Ｚ軸に平行な回転軸を持つ揺動について考える。揺動中心がＺ軸である場合には、３軸加速度センサ１０３ａのＸ軸方向に関する出力と、３軸加速度センサ１０３ｂのＸ軸方向に関する出力とは、符号が逆で絶対値が等しくなっている。したがって、両出力の加算演算部１４０での加算結果はゼロとなる。その結果、加算角度φ（図５参照）はゼロとなり、角速度センサ１０４の出力から得られた角度θが補正角度となる。揺動中心がＺ軸から離れるにしたがって加算演算部１４０での加算結果はしだいに大きくなり、加算角度φもしだいに大きくなる。このように、３軸加速度センサ１０３ａの出力と３軸加速度センサ１０３ｂの出力を加算することで、複雑な演算を行わなくても、実際に必要な補正角度（θ＋φ）を的確に取得することができる。
【００６０】
なお、３軸加速度センサ１０３ａのＸ軸方向に関する出力信号の絶対値と３軸加速度センサ１０３ｂのＸ軸方向に関する出力信号の絶対値との差が所定の値よりも小さい場合には、揺動の回転成分が支配的であるため、３軸加速度センサ１０３ａ及び１０３ｂの出力信号を用いずに、角速度センサ１０４からの出力信号のみを用いるようにしてもよい。言い換えると、上記絶対値の差が所定の値以上である場合に、３軸加速度センサ１０３ａ及び１０３ｂの出力信号並びに角速度センサ１０４からの出力信号を用いて補正量を算出するようにしてもよい。
【００６１】
このように、本実施形態では、複数の３軸加速度センサを用いることにより、揺動中心に応じた適切な像振れ補正を行うことが可能となる。特に、二つの３軸加速度センサを対角位置に配置することで、逆方向加速度成分を相殺することができ、複雑な演算処理を行わなくても、適正な像振れ補正を行うことが可能となる。
【００６２】
なお、本実施形態では、主としてＺ軸に平行な回転軸を持つ揺動を想定して説明したが、Ｘ軸に平行な回転軸を持つ揺動についても同様の手法を採用できることは言うまでもない。
【００６３】
［第３の実施形態］
図９は第３の実施形態に係るデジタルカメラ（撮影装置）の外観構成を模式的に示した斜視図であり、図１０は第３の実施形態に係るデジタルカメラの構成を示したブロック図である。本実施形態の基本的な構成は第１の実施形態と同様であるため、第１の実施形態の構成要素と対応する構成要素については同一の参照番号を付し、それらの詳細な説明は省略する。また、第１の実施形態で述べた多くの事項は本実施形態についてもあてはまるため、それらの説明も省略する。
【００６４】
本実施形態では、３軸加速度センサ１０３ａ及び１０３ｂを設けるとともに、３軸加速度センサ１０３ａの近傍にシャッタボタン１０２ａを、３軸加速度センサ１０３ｂの近傍にシャッタボタン１０２ｂを設けている。
【００６５】
シャッタボタン１０２ａ或いは１０２ｂを半押し状態にした段階で、コントローラ１１３によりシャッタボタン１０２ａ及び１０２ｂのどちらが操作されたかが判断される。シャッタボタン１０２ａが操作された場合には、コントローラ１１３は、シャッタボタン１０２ａの近傍に配置された３軸加速度センサ１０３ａを選択する。シャッタボタン１０２ｂが操作された場合には、コントローラ１１３は、シャッタボタン１０２ｂの近傍に配置された３軸加速度センサ１０３ｂを選択する。そして、選択された３軸加速度センサの出力信号を用いて、第１の実施形態と同様の手法によって補正角度（θ＋φ）を求め、像振れ補正に反映させる。
【００６６】
このように、本実施形態では、複数の３軸加速度センサ及び複数のシャッタボタンを用いることにより、揺動中心に応じた適切な像振れ補正を行うことが可能となる。特に、各３軸加速度センサを各シャッタボタンの近傍に配置することにより、使用者のグリップ位置に応じた適正な像振れ補正を行うことが可能となる。
【００６７】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施することが可能である。さらに、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示された構成要件を適宜組み合わせることによって種々の発明が抽出され得る。例えば、開示された構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、所定の効果が得られるものであれば発明として抽出され得る。
【００６８】
【発明の効果】
本発明によれば、振動の回転成分を検出する手段の出力信号及び振動の並進成分を検出する手段の出力信号に基づいて像振れ補正を行うことにより、揺動中心がカメラから離れている場合であっても、適切な像振れ補正を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る撮影装置の外観構成を模式的に示した斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る撮影装置の構成を示したブロック図である。
【図３】可変ミラーの構成の一例を示した図である。
【図４】可変ミラーの電極配置の一例を示した図である。
【図５】本発明の撮影装置における像振れ補正の原理を説明するための図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る撮影装置の外観構成を模式的に示した斜視図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る撮影装置の構成を示したブロック図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係り、３軸加速度センサの配置例を模式的に示した図である。
【図９】本発明の第３の実施形態に係る撮影装置の外観構成を模式的に示した斜視図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る撮影装置の構成を示したブロック図である。
【図１１】本発明に第１の実施形態に係り、３軸加速度センサの配置位置を模式的に示した図である。
【符号の説明】
１００…デジタルカメラ、 １０１…本体、
１０２、１０２ａ、１０２ｂ…シャッタボタン、
１０３、１０３ａ、１０３ｂ…３軸加速度センサ、
１０４、１０４ａ、１０４ｂ…角速度センサ、
１０５…鏡枠モジュール、 １０６…１群レンズ、
１０７…２群レンズ、 １０８…３群レンズ、
１０９…４群レンズ、 １１０…絞り、
１１１…可変ミラー、 １１２…ＣＣＤ、
１１３…コントローラ、 １１４…メモリ、
１１５、１１６…ズーム制御部、 １１７…フォーカス制御部、
１１８…絞り制御部、 １１９…ミラー制御部、
１２０…距離検出部、 １２１…制御回路、
１２２…撮像処理部、 １２３…信号処理部、
１２４…圧縮／伸張処理部、 １２５…カードインターフェース、
１２６…メモリカード、 １２７…ＤＡＣ、
１２８…液晶表示モニタ、 １２９…インターフェース部、
１３０…パーソナルコンピュータ、 １４０…加算演算部、
２０１…上部基板、 ２０２…上部電極、
２０３…外部リード電極、 ２０４…反射部、
２０５…薄膜、
２２１…下部基板、 ２２２〜２２５…下部電極、
２２６〜２２９…外部リード電極、 ２３０…半導体基板、
２３１…薄膜、
２５１〜２５４…バネ、 ２６１…ピボット
Claims (17)
- 撮像手段と、
振動の回転成分を検出する第１の振れ検出手段と、
振動の並進成分を検出する第２の振れ検出手段と、
前記第１の振れ検出手段の出力信号及び前記第２の振れ検出手段の出力信号に基づいて前記撮像手段上の画像の像振れ補正を行う補正手段と、
を備えたことを特徴とする撮影装置。 - 撮影開始を指示する撮影開始指示手段をさらに備え、
前記第２の振れ検出手段は、前記撮影開始指示手段を操作する際に掌握される部位の近傍に配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。 - 前記撮影開始指示手段を含む、筐体に対する入射光軸を含む第１の平面とこの第１の平面に対向する前記筐体の面としての第２の面との間であって、前記第１の平面と前記第２の面との中間位置よりも前記第２の面側に偏って前記第２の振れ検出手段は配置されている
ことを特徴とする請求項２に記載の撮影装置。 - 前記第２の振れ検出手段は、前記第１の平面に交差し且つ前記入射光軸を含む第３の平面と、この第３の平面の下方であって且つこの第３の平面に対向する前記筐体の面としての第４の面との間に配置されている
ことを特徴とする請求項３に記載の撮影装置。 - 前記補正手段は、前記第２の振れ検出手段の出力信号が所定値以上である場合に、前記第１の振れ検出手段の出力信号及び前記第２の振れ検出手段の出力信号を用いて像振れ補正を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。 - 被写体までの距離を検出する距離検出手段をさらに備え、
前記補正手段は、さらに前記距離検出手段によって検出された距離に基づいて像振れ補正を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。 - 撮像手段と、
振動の回転成分を検出する第１の振れ検出手段と、
振動の並進成分を検出する複数の第２の振れ検出手段と、
前記第１の振れ検出手段の出力信号及び少なくとも一つの前記第２の振れ検出手段の出力信号に基づいて前記撮像手段上の画像の像振れ補正を行う補正手段と、
を備えたことを特徴とする撮影装置。 - 撮影開始を指示する撮影開始指示手段をさらに備え、
前記第２の振れ検出手段の少なくとも一つは、前記撮影開始指示手段を操作する際に掌握される部位の近傍に配置されている
ことを特徴とする請求項７に記載の撮影装置。 - 撮影開始を指示する複数の撮影開始指示手段と、操作される撮影開始指示手段に応じた第２の振れ検出手段を選択する選択手段と、をさらに備え、
前記補正手段は、選択された第２の振れ検出手段を用いて像振れ補正を行う
ことを特徴とする請求項７に記載の撮影装置。 - 前記選択手段は、前記操作される撮影開始指示手段の近傍に配置された第２の振れ検出手段を選択する
ことを特徴とする請求項９に記載の撮影装置。 - 前記操作される撮影開始指示手段を含む、筐体に対する入射光軸を含む第１の平面とこの第１の平面に対向する前記筐体の面としての第２の面との間であって、前記第１の平面と前記第２の面との中間位置よりも前記第２の面側に偏って前記選択された第２の振れ検出手段は配置されている
ことを特徴とする請求項１０に記載の撮影装置。 - 前記選択された第２の振れ検出手段は、前記第１の平面に交差し且つ前記入射光軸を含む第３の平面と、この第３の平面の下方であって且つこの第３の平面に対向する前記筐体の面としての第４の面との間に配置されている
ことを特徴とする請求項１１に記載の撮影装置。 - 前記撮像手段に画像を取り込むためのものであって、撮影装置本体の前面に垂直な光軸を有する光学系をさらに備え、
二つの前記第２の振れ検出手段は、前記光軸を含む水平面と前記光軸を含む垂直面とによって区画される４つの領域のうち、対角方向に位置する二つの領域にそれぞれ配置されている
ことを特徴とする請求項７又は８に記載の撮影装置。 - 二つの前記第２の振れ検出手段のそれぞれの出力信号を加算する加算手段をさらに備えた
ことを特徴とする請求項７、８又は１３に記載の撮影装置。 - 前記補正手段は、二つの前記第２の振れ検出手段のそれぞれの出力信号の絶対値の差が所定値以上である場合に、前記第１の振れ検出手段の出力信号及び前記二つの第２の振れ検出手段の出力信号を用いて像振れ補正を行う
ことを特徴とする請求項７、８、又は１３に記載の撮影装置。 - 撮影対象を表示する電気的な表示手段をさらに備えた
ことを特徴とする請求項１又は７に記載の撮影装置。 - 前記補正手段は、前記表示手段が動作状態である場合に、前記第１の振れ検出手段の出力信号及び前記第２の振れ検出手段の出力信号を用いて像振れ補正を行う
ことを特徴とする請求項１６に記載の撮影装置。
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