(57)【要約】【課題】撮像素子等を移動して手ぶれ補正を行う撮像装置であって、手ぶれ補正機能の実行中に生じ得る画質劣化を低減する撮像装置を提供する。【解決手段】撮像装置は、被写体像を撮像して画像データを生成する撮像素子（１１０）と、撮像素子を保持するセンサ保持部（５３）と、センサ保持部を光軸に直交する平面内で移動させるセンサ駆動部（１８１）と、センサ保持部を所定位置に機械的に固定するための固定機構と、外力による撮像素子の変位の程度を示す信号（例えば、加速度信号、音声信号）に基づき固定機構を制御する制御部（１４０）と、を備える。【選択図】図１
2020003665.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体像を撮像して画像データを生成する撮像素子と、
前記撮像素子を保持するセンサ保持部と、
前記センサ保持部を光軸に直交する平面内で移動させるセンサ駆動部と、
前記センサ保持部を所定位置に機械的に固定するための固定機構と、
外力による前記撮像素子の変位の程度を示す信号に基づき前記固定機構を制御する制御部と、
を備えた撮像装置。
【請求項２】
前記撮像装置の加速度、角速度及び角加速度のいずれかを検出し、検出結果を示す検出信号を出力するセンサをさらに備え、
前記制御部は、前記センサからの検出信号が示す値が所定値よりも大きい場合に、前記センサ保持部を所定位置に機械的に固定するように前記固定機構を制御する、
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
入力した音声に基づき生成した音声信号を出力する収音装置をさらに備え、
前記制御部は、前記音声信号が示す音声レベルが所定値よりも大きい場合に、前記センサ保持部を所定位置に機械的に固定するように前記固定機構を制御する、
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記撮像装置のぶれに基づき前記センサ駆動部を制御する補正処理部をさらに備え、
前記制御部は、前記補正処理部から前記センサ駆動部へ出力される制御信号に基づき前記固定機構を制御する、
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
交換レンズと、前記交換レンズが装着されるカメラ本体とを備えた撮像装置であって、
補正用レンズを含む光学系と、
前記光学系を介して得られる被写体像を撮像し、画像データを生成する撮像素子と、
前記補正用レンズを保持するレンズ保持部と、
前記レンズ保持部を光軸と直交する平面内を移動させることで手ぶれ補正を行うレンズ駆動部と、
前記レンズ保持部を所定位置に機械的に固定するための固定機構と、
外力による前記撮像素子の変位の程度を示す信号に基づき前記固定機構を制御する制御部と、
を備えた撮像装置。
【請求項６】
前記交換レンズまたは前記カメラ本体の加速度、角速度及び角加速度のいずれかを検出し、検出結果を示す検出信号を出力するセンサをさらに備え、
前記制御部は、前記検出信号が示す値が所定値よりも大きい場合に、前記レンズ保持部を所定位置に機械的に固定するように前記固定機構を制御する、
請求項５に記載の撮像装置。
【請求項７】
入力した音声に基づき生成した音声信号を出力する収音装置をさらに備え、
前記制御部は、前記音声信号が示す音声レベルが所定値よりも大きい場合に、前記レンズ保持部を所定位置に機械的に固定するように前記固定機構を制御する、
請求項５に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記撮像装置のぶれに基づき前記レンズ駆動部を制御する補正処理部をさらに備え、
前記制御部は、前記補正処理部から前記レンズ駆動部へ出力される制御信号に基づき前記固定機構を制御する、
請求項５に記載の撮像装置。
【請求項９】
手ぶれ補正機能を有し、カメラ本体に装着可能な交換レンズであって、
手ぶれ補正用レンズを含む光学系と、
前記手ぶれ補正用レンズを保持するレンズ保持部と、
前記レンズ保持部を光軸と直交する平面内を移動させることで手ぶれ補正を行うレンズ駆動部と、
前記レンズ保持部を所定位置に機械的に固定するための固定機構と、
前記固定機構を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、外力による前記レンズ保持部の変位の程度を示す信号に基づき、前記レンズ保持部を所定位置に機械的に固定するように前記固定機構を制御する、
交換レンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、画像センサの移動による手ぶれ補正機能を備えた撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、撮像素子を光軸方向に垂直な面内で移動させて手ぶれを補正する手ぶれ補正機能を有する撮像装置を開示する。この撮像装置は、撮像素子を、印加電流の制御により撮影光学系の光軸方向に直交する面内での任意の位置とする電気的保持により手ぶれを補正する手ぶれ補正機構と、撮像素子の移動を機械的に規制する保持機構とを備える。保持機構は、手ぶれ補正機構へと保持部材を係合させて撮像素子の移動を機械的に規制する機械的保持により撮像素子を保持する保持状態と、保持部材の係合が解除された解除状態とが切り換え可能に構成される。保持機構は、手ぶれ補正機構が動作されないときには保持状態にされる。保持機構は、解除状態において、保持状態での撮像素子の保持位置を電気的保持での原点位置へと位置決めすべく、保持部材を弾性部材で付勢する位置決め機構を有する。この撮像装置は、起動されると、保持機構を解除状態とし、その後に保持機構を保持状態とする、ずれ解消動作を実行する。この構成により、機械的保持の状態から電気的保持の状態へと移行する際に、撮像素子の原点位置からのずれに起因して画像にぶれが生じることを低減でき、使用者が違和感を覚えることを確実に防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１１２９４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のように、手ぶれ補正のために撮像素子等をフローティング状態で保持する撮像装置では、その構造に起因して手ぶれ補正機能の実行中に画質劣化が生じる場合がある。
【０００５】
本開示は、撮像素子等を移動して手ぶれ補正を行う撮像装置であって、手ぶれ補正機能の実行中に生じ得る画質劣化を低減する撮像装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の第一の態様において、被写体像を撮像して画像データを生成する撮像素子と、撮像素子を保持するセンサ保持部と、センサ保持部を光軸に直交する平面内で移動させるセンサ駆動部と、センサ保持部を所定位置に機械的に固定するための固定機構と、外力による撮像素子の変位の程度を示す信号に基づき前記固定機構を制御する制御部と、を備えた撮像装置が提供される。
【０００７】
本開示の第二の態様において、交換レンズと、交換レンズが装着されるカメラ本体とを備えた撮像装置が提供される。撮像装置は、補正用レンズを含む光学系と、光学系を介して得られる被写体像を撮像し、画像データを生成する撮像素子と、補正用レンズを保持するレンズ保持部と、レンズ保持部を光軸と直交する平面内を移動させることで手ぶれ補正を行うレンズ駆動部と、レンズ保持部を所定位置に機械的に固定するための固定機構と、外力による撮像素子の変位の程度を示す信号に基づき固定機構を制御する制御部と、を備える。
【０００８】
本開示の第三の態様において、手ぶれ補正機能を有し、カメラ本体に装着可能な交換レンズが提供される。交換レンズは、手ぶれ補正用レンズを含む光学系と、手ぶれ補正用レンズを保持するレンズ保持部と、レンズ保持部を光軸と直交する平面内を移動させることで手ぶれ補正を行うレンズ駆動部と、レンズ保持部を所定位置に機械的に固定するための固定機構と、固定機構を制御する制御部と、を備える。制御部は、外力によるレンズ保持部の変位の程度を示す信号に基づき、レンズ保持部を所定位置に機械的に固定するように固定機構を制御する。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、撮像素子等を移動して手ぶれ補正を行う撮像装置において、撮像素子等を機械的に固定するため、手ぶれ補正機能の実行中に生じる画質劣化を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本開示の実施の形態１におけるデジタルカメラの構成を示すブロック図
【図２】ＢＩＳ機能に関連した画像センサを駆動する機構の概略構成を示した図
【図３】画像センサを固定するための機構の第一の構成例を説明した図
【図４】第一の構成例における、固定ピンによるセンサホルダの固定動作を説明した図
【図５】画像センサを固定するための機構の第二の構成例を説明した図
【図６】第二の構成例における、固定ピンによるセンサホルダの固定動作を説明した図
【図７】固定ピンを直進移動させるためのピン駆動機構の構成例を説明した図
【図８】本開示の実施の形態１における、加速度及び音声レベルに基づく画像センサの固定処理を示すフローチャート
【図９】本開示の実施の形態２における、ＯＩＳレンズを固定するための機構の構成例を説明した図
【図１０】本開示の実施の形態２における、加速度及び音声レベルに基づくＯＩＳレンズの固定処理を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本開示における実施の形態を、図面を適宜参照しながら説明する。ただし、詳細な説明において、従来技術および実質的に同一の構成に関する説明のうち不必要な部分は省略されることもある。これは、説明を簡単にするためである。また、以下の説明および添付の図面は、当業者が本開示を充分に理解できるよう開示されるのであって、特許請求の範囲の主題を限定することを意図されていない。以下では、撮像装置の一例としてデジタルカメラを例として用いて説明する。
【００１２】
（本開示の課題）
画像センサを光軸に直交する平面内を移動して手ぶれを補正する手ぶれ補正機能を有するデジタルカメラでは、画像センサは固定されておらず、検出したぶれに応じて移動できるように可動に保持される。すなわち、手ぶれ補正機能が有効である場合、画像センサは、対向するマグネットの磁力により基準位置となる中心位置に保持されるようにフローティング状態で保持されている。このようにフローティング状態で保持されている画像センサに対して外部より大きな力がかかると、画像センサが移動する。この場合、外部より加えられる力が大きいと、画像センサは補正可能範囲を超えて大きく変位する場合がある。
【００１３】
例えば、デジタルカメラに大きな加速度がかかると、画像センサに大きな外力がかかり、画像センサが補正可能範囲を超えて中心位置から大きくずれてしまう。このような状態では、手ぶれ補正機能がうまく動作せず、却って、大きな像ぶれが生じてしまう場合がある。この問題は、デジタルカメラが大音量（特に、低音）の環境下にある場合においても生じ得る。すなわち、大音量による空気振動による外力により画像センサが大きく変位する場合も、画像センサが補正可能範囲を超えて中心位置から大きくずれてしまい、手ぶれ補正機能がうまく動作しないという問題が生じる。
【００１４】
同様の問題は、補正用レンズを光軸に直交する平面内を移動して手ぶれを補正する機能を備えたデジタルカメラにおいても生じ得る。すなわち、補正用レンズも固定されておらず、検出したぶれに応じて移動できるようにフローティング状態で保持されている。フローティング状態で保持されている補正用レンズに対して外部より大きな力がかかった場合も、補正用レンズが補正可能範囲を超えて大きく変位する場合があり、手ぶれ補正機能がうまく動作しないという問題が生じる。
【００１５】
以下の実施の形態では、上記の課題を解決するためのデジタルカメラの構成を説明する。
【００１６】
（実施の形態１）
本実施の形態のデジタルカメラは、交換レンズおよびカメラ本体のそれぞれにおいて、撮像画像へのカメラのぶれの影響を低減するぶれ補正機能を備える。具体的には、交換レンズ内においては、ジャイロセンサのようなぶれ検出部により検出されたぶれに応じて、ぶれ補正用のレンズを光学系の光軸に垂直な面内を移動させることでぶれの影響を低減する。カメラ本体内においては、ぶれ検出部により検出されたぶれに応じて、ＣＣＤ等の画像センサを光学系の光軸に垂直な面内を移動させることでぶれの影響を低減する。以下の説明では、交換レンズ内の補正用レンズをシフトしてぶれを補正する機能を「ＯＩＳ(Optical Image Stabilizer)機能」という。また、カメラ本体内の撮像素子をシフトしてぶれを補正する機能を「ＢＩＳ(Body Image Stabilizer)機能」という。
【００１７】
１．構成
図１は、本開示の実施の形態１に係るデジタルカメラの構成を示すブロック図である。デジタルカメラ１０は、カメラ本体１００とそれに着脱可能な交換レンズ２００とから構成される。以下、カメラ本体１００と交換レンズ２００それぞれの構成要素を具体的に説明する。
【００１８】
１−１．カメラ本体
カメラ本体１００（撮像装置の一例）は、画像センサ１１０と、液晶モニタ１２０と、操作部１３０と、カメラコントローラ１４０と、ボディマウント１５０と、電源１６０と、カードスロット１７０とを備える。
【００１９】
カメラコントローラ１４０は、レリーズ釦からの指示に応じて、画像センサ１１０等の構成要素を制御することでデジタルカメラ１０全体の動作を制御する。カメラコントローラ１４０は、垂直同期信号をタイミング発生器１１２に送信する。これと並行して、カメラコントローラ１４０は、露光同期信号を生成する。カメラコントローラ１４０は、生成した露光同期信号を、ボディマウント１５０及びレンズマウント２５０を介して、レンズコントローラ２４０に周期的に送信する。カメラコントローラ１４０は、制御動作や画像処理動作の際に、ＤＲＡＭ１４１をワークメモリとして使用する。
【００２０】
画像センサ１１０は、交換レンズ２００を介して入射される被写体像を撮像して画像データを生成する素子である。画像センサ１１０は例えばＣＣＤ、ＣＭＯＳイメージセンサまたはＮＭＯＳイメージセンサである。生成された画像データは、ＡＤコンバータ１１１でデジタル化される。デジタル化された画像データは、カメラコントローラ１４０により所定の画像処理が施される。所定の画像処理とは、例えば、ガンマ補正処理、ホワイトバランス補正処理、キズ補正処理、ＹＣ変換処理、電子ズーム処理、ＪＰＥＧ圧縮処理である。
【００２１】
画像センサ１１０は、タイミング発生器１１２により制御されるタイミングで動作する。画像センサは、記録用の静止画像もしくは動画像またはスルー画像を生成する。スルー画像は、主に動画像であり、ユーザが静止画像の撮像のための構図を決めるために液晶モニタ１２０に表示される。
【００２２】
液晶モニタ１２０はスルー画像等の画像およびメニュー画面等の種々の情報を表示する。液晶モニタに代えて、他の種類の表示デバイス、例えば、有機ＥＬディスプレイデバイスを使用してもよい。
【００２３】
操作部１３０は、撮影開始を指示するためのレリーズ釦、撮影モードを設定するためのモードダイアル、及び電源スイッチ等の種々の操作部材を含む。操作部３０は、液晶モニタ１２０に重畳して配置されたタッチパネルも含む。
【００２４】
カードスロット１７０は、メモリカード１７１を装着可能であり、カメラコントローラ１４０からの制御に基づいてメモリカード１７１を制御する。デジタルカメラ１０は、メモリカード１７１に対して画像データを格納したり、メモリカード１７１から画像データを読み出したりすることができる。
【００２５】
電源１６０は、デジタルカメラ１０内の各要素に電力を供給する回路である。
【００２６】
ボディマウント１５０は、交換レンズ２００のレンズマウント２５０と機械的及び電気的に接続可能である。ボディマウント１５０は、レンズマウント２５０を介して、交換レンズ２００との間で、データを送受信可能である。ボディマウント１５０は、カメラコントローラ１４０から受信した露光同期信号を、レンズマウント２５０を介してレンズコントローラ２４０に送信する。また、カメラコントローラ１４０から受信したその他の制御信号を、レンズマウント２５０を介してレンズコントローラ２４０に送信する。また、ボディマウント１５０は、レンズマウント２５０を介してレンズコントローラ２４０から受信した信号をカメラコントローラ１４０に送信する。また、ボディマウント１５０は、電源１６０からの電力を、レンズマウント２５０を介して交換レンズ２００全体に供給する。
【００２７】
また、カメラ本体１００は、ＢＩＳ機能（画像センサ１１０のシフトにより、手ぶれを補正する機能）を実現する構成として、カメラ本体１００のぶれを検出するジャイロセンサ１８４（ぶれ検出部）と、ジャイロセンサ１８４の検出結果に基づきぶれ補正処理を制御するＢＩＳ処理部１８３とをさらに備える。さらに、カメラ本体１００は、画像センサ１１０を移動させるセンサ駆動部１８１と、画像センサ１１０の位置を検出する位置センサ１８２とを備える。
【００２８】
センサ駆動部１８１は、光学系の光軸に垂直な面内において画像センサ１１０を駆動する。センサ駆動部１８１は、例えば、マグネットと平板コイルとを含み、画像センサ１１０をフローティング状態で支持する。
【００２９】
位置センサ１８２は、光学系の光軸に垂直な面内における画像センサ１１０の位置を検出するセンサである。位置センサ１８２は、例えば、マグネットとホール素子で実現可能である。
【００３０】
ＢＩＳ処理部１８３は、ジャイロセンサ１８４からの信号及び位置センサ１８２からの信号に基づき、センサ駆動部１８１を制御して、カメラ本体１００のぶれを相殺するように画像センサ１１０を光軸に垂直な面内にシフトさせる。
【００３１】
さらに、カメラ本体１００は音声を入力して音声信号を生成するマイク１９０を備える。また、カメラ本体１００はさらにデジタルカメラ１０の加速度を検出する加速度センサ１８６を備える。
【００３２】
１−２．交換レンズ
交換レンズ２００は、光学系と、レンズコントローラ２４０と、レンズマウント２５０とを備える。光学系は、ズームレンズ２１０と、ＯＩＳ(Optical Image Stabilizer)レンズ２２０と、フォーカスレンズ２３０と、絞り２６０とを含む。
【００３３】
ズームレンズ２１０は、光学系で形成される被写体像の倍率を変化させるためのレンズである。ズームレンズ２１０は、ズームレンズ駆動部２１１により駆動される。ズームレンズ駆動部２１１は、使用者が操作可能なズームリングを含む。ズームレンズ駆動部２１１は、使用者によるズームリングの操作に応じてズームレンズ２１０を光学系の光軸方向に沿って移動させる。
【００３４】
フォーカスレンズ２３０は、光学系で画像センサ１１０上に形成される被写体像のフォーカス状態を変化させるためのレンズである。フォーカスレンズ２３０は、フォーカスレンズ駆動部２３３により駆動される。フォーカスレンズ駆動部２３３はアクチュエータまたはモータを含み、レンズコントローラ２４０の制御に基づいてフォーカスレンズ２３０を光学系の光軸に沿って移動させる。
【００３５】
ＯＩＳレンズ２２０は、ＯＩＳ機能において、交換レンズ２００の光学系で形成される被写体像のぶれを補正するためのレンズである。ＯＩＳレンズ２２０は、デジタルカメラ１０のぶれを相殺する方向に移動することにより、画像センサ１１０上の被写体像のぶれを小さくする。ＯＩＳレンズ２２０は１枚又は複数枚のレンズで構成される。ＯＩＳレンズ２２０はＯＩＳ駆動部２２１により駆動される。
【００３６】
ＯＩＳ駆動部２２１は、ＯＩＳ処理部２２３からの制御を受けて、光学系の光軸に垂直な面内でＯＩＳレンズ２２０をシフトする。ＯＩＳ駆動部２２１は、例えば、マグネットと平板コイルとを含み、ＯＩＳレンズ２２０をフローティング状態で支持する。
【００３７】
位置センサ２２２は、光学系の光軸に垂直な面内におけるＯＩＳレンズ２２０の位置を検出するセンサである。位置センサ２２２は、例えば、マグネットとホール素子で実現可能である。ＯＩＳ処理部２２３は、位置センサ２２２の出力及びジャイロセンサ２２４（ぶれ検出器）の出力に基づいてＯＩＳ駆動部２２１を制御する。
【００３８】
絞り２６０は画像センサ１１０に入射される光の量を調整する。絞り２６０は、絞り駆動部２６２により駆動され、その開口の大きさが制御される。
【００３９】
ジャイロセンサ１８４または２２４は、デジタルカメラ１０の単位時間あたりの角度変化すなわち角速度に基づいて、ヨーイング方向及びピッチング方向のぶれ（振動）を検出する。ジャイロセンサ１８４または２２４は、検出したぶれの量（角速度）を示す角速度信号をＯＩＳ処理部２２３またはＢＩＳ処理部１８３に出力する。ジャイロセンサに代えて、デジタルカメラ１０のぶれを検出できる他のセンサを使用することもできる。
【００４０】
カメラコントローラ１４０及びレンズコントローラ２４０は、ハードワイヤードな電子回路で構成してもよいし、プログラムを用いたマイクロコンピュータなどで構成してもよい。例えば、カメラコントローラ１４０及びレンズコントローラ２４０は、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＧＰＵ、ＤＳＵ、ＦＰＧＡまたはＡＳＩＣ等のプロセッサで実現できる。
【００４１】
１−３．センサ駆動部
図２は、ＢＩＳ機能において画像センサ１１０を駆動するセンサ駆動部１８１の機械的な構成の概略を示す図である。センサ駆動部１８１において、画像センサ１１０はセンサ基板５４上に配置される。センサ基板５４はセンサホルダ５３により保持される。
【００４２】
センサホルダ５３はさらにいくつかの電磁石５１を保持する。メインプレート５８とカウンタヨーク５９もそれぞれ磁石５１を保持する。メインプレート５８とカウンタヨーク５９とは機械的に固定されている。
【００４３】
しかし、メインプレート５８及びカウンタヨーク５９と、センサホルダ５３とは機械的に固定されていない。つまり、ボールプレート５６とボールプレート５７とで挟まれたボール５５により、センサホルダ５３は平面内を動くことができるように構成されている。電磁石５２に電流を流すと、磁石５１との間に磁力による斥力および引力が発生する。これらの力を制御することにより、メインプレート５８に対するセンサホルダ５３の相対位置を制御する。すなわち、画像センサ１１０を駆動することができる。
【００４４】
１−３−１．画像センサの固定機構
センサ駆動部１８１は、画像センサ１１０を光軸に直交する平面内で移動させる機構に加えて、画像センサ１１０を動かないように機械的に固定するための固定機構を有する。図３は、固定機構の構成の一例を説明した図である。
【００４５】
図３に示すように固定機構は、固定ピン７０と、センサホルダ５３とで構成される。固定ピン７０は先端部が円錐状形状を有する。固定機構はさらに、固定ピン７０を軸Ｃに沿った方向に移動するピン駆動機構（詳細は後述）を備える。
【００４６】
センサホルダ５３の外周部分で、凹部６２を配置できるような平面部を、基板６０とする。センサホルダ５３の基板６０には、固定ピン７０の先端部の形状に対応した円錐状の凹部６２が２か所設けられる。画像センサ１１０は、凹部６２が設けられた基板６０の主面と反対側の主面側に配置されている。凹部６２とセンサホルダ５３との相対位置について説明する。凹部６２は固定ピン７０との篏合によりセンサホルダ５３を固定する部分である。センサホルダ５３は、前述したとおり、光軸に直交する平面内を移動できる。つまり、センサホルダ５３が動きうる範囲は、カメラボディ１００の上下左右方向（光軸方向ＬをＺ方向とすれば、ＸＹ方向に相当）である。したがって、センサホルダ５３を所定の位置に固定するために、凹部６２は、センサホルダ５３の対角に位置する２か所に配置される。しかし、凹部６２は必ずしも２か所に配置されなければならないわけではなく、１か所だけでもよく、また、可能であれば３か所以上に配置されてもよい。また、凹部６２は、センサホルダ５３の対角に位置することが望ましいが、対角に位置する以外の場所に配置されてもよい。また、凹部６２は、センサホルダ５３のどちらの面に配置されても良い。すなわち、凹部６２はセンサホルダ５３の前面（被写体方向）に配置されても良く、または、凹部６２はセンサホルダ５３の後面（被写体とは逆の方向）に配置されても良い。また、固定ピン７０の位置は凹部６２に対向する位置に配置される。
【００４７】
通常、固定ピン７０は、センサホルダ５３から離れた第１の位置に位置するように制御される。これにより、センサホルダ５３すなわち画像センサ１１０は、光軸に直交する平面内で自在に移動できる。センサホルダ５３すなわち画像センサ１１０を固定する場合は、固定ピン７０を第２の位置まで移動し、固定ピン７０をセンサホルダ５３の凹部６２に完全に嵌合させる。これによりセンサホルダ５３が機械的に固定され、センサホルダ５３の動きが規制される。
【００４８】
図４は、固定ピン７０によるセンサホルダ５３（すなわち、画像センサ１１０）の固定動作を説明した図である。図４（Ａ）は、固定ピン７０が第１の位置にあり、センサホルダ５３から離れている状態を示す。この状態において、センサホルダ５３すなわち画像センサ１１０を固定するために、図４（Ｂ）に示すように、固定ピン７０をセンサホルダ５３に近づけるように移動させる。固定ピン７０がセンサホルダ５３の凹部６２の一部に当接したときに、固定ピン７０の中心と凹部６２の中心がずれている場合（図４（Ｃ）参照）、センサホルダ５３が移動する。図４（Ｄ）に示すように、固定ピン７０が第２の位置に達すると、固定ピン７０と凹部６２の互いの中心が一致するように固定ピン７０がセンサホルダ５３の凹部６２に嵌り込む。これにより、センサホルダ５３が、所定位置（例えば、手ぶれ補正時の中心位置）に固定され、画像センサ１１０の動きが規制される。
【００４９】
図５は、固定機構の別の構成例を説明した図である。図５の固定機構では、センサホルダ５３の基板６０の対向する二つの角部において直方体の突起部６４を設けている。固定ピン７０ｂはＬ字状形状を有し、突起部６４と嵌合する。
【００５０】
固定ピン７０ｂは、センサホルダ５３を固定しない場合は、センサホルダ５３の突起部６４に当接しない離れた第１の位置に制御される。一方、センサホルダ５３を固定する場合、固定ピン７０ｂは、内側のＬ字領域が完全にセンサホルダ５３の突起部６４に当接する第２の位置まで移動させられる。
【００５１】
図６は、図５に示す固定機構による固定動作を説明した図である。図６（Ａ）は固定ピン７０ｂが第１の位置にあり、センサホルダ５３から離れている状態を示した図である。図中、「ＰＯ」は中心位置にあるときのセンサホルダ５３を示している。図６（Ｂ）に示すように、センサホルダ５３すなわち画像センサ１１０を固定するために、固定ピン７０ｂをセンサホルダ５３に近づけていく。図６（Ｃ）に示すように、固定ピン７０ｂが第２の位置に移動し、センサホルダ５３の突起部６４に完全に当接することで、センサホルダ５３（すなわち、画像センサ１１０）が中心位置に固定される。
【００５２】
図７は、固定機構における、固定ピン７０、７０ｂを移動させるピン駆動機構の構成例を説明した図である。図７（Ａ）に示すピン駆動機構は、送りネジ８１を有する。送りネジ８１をモータやアクチュエータ等により回転させることで移動部８２がスライド移動する。固定ピン７０、７０ｂを移動部８２に接続することで、固定ピン７０、７０ｂを直進移動させることができる。図７（Ｂ）に示すピン駆動機構は、ギア８４をモータやアクチュエータ等により回転させることで、それに連動する移動部８５がスライド移動する。固定ピン７０、７０ｂを移動部８５に接続することで、固定ピン７０、７０ｂを直進移動させることができる。図７（Ｃ）に示すピン駆動機構は、電磁石８７と磁石８８を備える。固定ピン７０、７０ｂは磁石８８に接続される。電磁石８７に直流電圧を印加することで磁界を発生させ、この磁界と磁石８８との間で発生する斥力を利用して固定ピン７０、７０ｂを移動させる。
【００５３】
デジタルカメラ１０およびカメラ本体１００は撮像装置の一例である。センサホルダ５３はセンサ保持部の一例である。センサ駆動部１８１はセンサ駆動部の一例である。カメラコントローラ１４０、レンズコントローラ２４０は制御部の一例である。ＯＩＳレンズ２２０は補正用レンズの一例である。マイク１９０は収音装置の一例である。ＯＩＳ駆動部２２１はレンズ駆動部の一例である。ＯＩＳ処理部２２３は補正処理部の一例である。加速度信号および音声信号は所定信号の一例である。
【００５４】
２．動作
以上のように構成されるデジタルカメラ１０のぶれ補正時の動作を説明する。
【００５５】
図８は、画像センサ１１０を固定する処理を示すフローチャートである。カメラコントローラ１４０は、加速度センサ１８６からデジタルカメラ１０の加速度を示す検出信号（加速度信号）を入力する（Ｓ１１）。さらに、カメラコントローラ１４０は、マイク１９０から音声信号を入力する（Ｓ１２）。カメラコントローラ１４０は、検出信号が示す加速度の値を第１閾値と比較し、また、入力した音声レベルを第２閾値と比較する（Ｓ１２）。
【００５６】
ここで、第１閾値は、例えば、ＢＩＳ機能の制御範囲を超える程度に画像センサ１１０を変位させるような加速度の値以下に設定する。第２閾値は、例えば、音声による空気振動により画像センサ１１０が大きく振動し、ＢＩＳ機能の制御範囲を超える程度に画像センサ１１０を変位させるような音声レベルの値以下に設定する。第１閾値は例えば３Ｇであり、第２閾値は例えば１２０ｄＢである。但し、これらの閾値は下記の条件にしたがい適宜増減する（下記の条件は一例である）。
・センサ保持部の重量
・センサ保持部の形状
・画像センサの重量
・画像センサの形状
・磁石が発生させる磁力
・磁石の形状
・電磁石が発生させる磁力
・電磁石の形状
・磁石と電磁石との位置関係
・音声や加速度の周波数分布
【００５７】
検出された加速度が第１閾値よりも大きい場合、及び／または、音声レベルが第２閾値よりも大きい場合（Ｓ１３でＹＥＳ）、カメラコントローラ１４０は、センサホルダ５３（すなわち、画像センサ１１０）を機械的に固定するようにセンサ駆動部１８１を制御する（Ｓ１４）。センサ駆動部１８１は固定ピン７０を凹部６２に嵌合するように移動させる。または、センサ駆動部１８１は固定ピン７０ｂを突起部６４と当接するように移動させる。これにより、センサホルダ５３（すなわち、画像センサ１１０）が機械的に固定される。
【００５８】
一方、加速度が第１閾値以下で、かつ、音声レベルが第２閾値以下である場合（Ｓ１３でＮＯ）、カメラコントローラ１４０は、センサホルダ５３（すなわち、画像センサ１１０）が所定時間以上継続して固定状態にあるか否かを判断する（Ｓ１５）。センサホルダ５３が所定時間以上継続して固定状態にある場合（Ｓ１５でＹＥＳ）、カメラコントローラ１４０は、センサ駆動部１８１を制御し、センサホルダ５３の固定を解除する（Ｓ１６）。すなわち、カメラコントローラ１４０は、固定ピン７０または７０ｂを凹部６２または突起部６４から離れるように移動させることで、センサホルダ５３（すなわち、画像センサ１１０）の固定を解除する。
【００５９】
センサホルダ５３が所定時間以上継続して固定状態ではない場合（Ｓ１５でＮＯ）、カメラコントローラ１４０は何もしない。
【００６０】
以上のように、加速度及び音声レベルの少なくともいずれかがそれぞれの閾値よりも大きい場合は、センサホルダ５３すなわち画像センサ１１０を固定する。これにより、加速度または音声レベルが大きい状態では、デジタルカメラ１０の手ぶれが検出され、ＢＩＳ処理部１８３からセンサ駆動部１８１に、手ぶれを相殺するように画像センサ１１０を移動させるための制御信号が送信されても、画像センサ１１０が駆動されることがない。
【００６１】
なお、画像センサ１１０を機械的に固定している間、ＢＩＳ機能は有効に設定しても無効に設定しても、いずれでもよい。しかしながら、画像センサ１１０を固定する直前は、ＢＩＳ機能を有効に設定する必要がある。これは、固定直前にＢＩＳ機能をオフにすると、画像センサ１１０に対する中心位置への保持力がなくなり、画像センサ１１０が中心位置から大きくずれてしまい、固定ピン７０、７０ｂが、凹部６２または突起部６４に対して大きくずれるため、固定ができなくなるためである。また、画像センサ１１０の固定を解除する直前も、ＢＩＳ機能を有効に設定しておく必要がある。固定の解除後すぐにＢＩＳ機能を働かせるためである。
【００６２】
３．効果、等
以上のように本実施の形態のデジタルカメラ１０またはカメラ本体１００は、被写体像を撮像して画像データを生成する画像センサ１１０と、画像センサ１１０を保持するセンサホルダ５３と、センサホルダ５３を光軸に直交する平面内で移動させるセンサ駆動部１８１と、センサホルダ５３を所定位置に機械的に固定するための固定機構（６２、７０、７０ｂ）と、外力による画像センサ１１０の変位の程度を示す信号（例えば、加速度信号、音声信号）に基づき固定機構を制御するカメラコントローラ１４０と、を備える。
【００６３】
上記構成により、外力による画像センサ１１０の変位（振動）が大きいときに、自動で、画像センサ１１０を機械的に固定できる。このため、画像センサ１１０に対して大きな力が加えられる状況下でＢＩＳ機能を無効化できる。すなわち、大きな加速度がかかる状況下や大音量の状況下においてＢＩＳ機能を自動で無効化するため、そのような状況下（すなわち、画像センサ１１０が補正可能範囲を超えて駆動される状況下）において、ＢＩＳ機能を実行したときに生じ得る像ぶれを低減でき、画質の劣化を低減できる。
【００６４】
（実施の形態２）
実施の形態１では、加速度や入力音声レベルが一定レベル以上の場合に、カメラ本体１００内の画像センサ１１０を固定してＢＩＳ機能を実質的に無効化する構成を説明した。これに対して、本実施の形態では、加速度や入力音声レベルが一定以上の場合にＯＩＳレンズ２２０を固定してＯＩＳ機能を実質的に無効化する構成を説明する。なお、本実施の形態のデジタルカメラも、図１に示す構成を有し、ＯＩＳ機能を有する。
【００６５】
本実施の形態のデジタルカメラ１０は、加速度や入力音声レベルに基づきＯＩＳレンズ２２０を機械的に固定する機能を有する。図９は、デジタルカメラ１０における、ＯＩＳレンズ２２０を固定するための固定機構の構成の一例を説明した図である。図９において、ＯＩＳレンズ２２０を保持するレンズホルダ２８０の基板２８２の中央に開口部２２５が設けられている。この開口部２２５にＯＩＳレンズ２２０が取り付けられる。レンズホルダ２８０はレンズ保持部の一例である。
【００６６】
レンズホルダ２８０の基板２８２には、対向する２つの角部において突起部２６４が設けられている。これらの突起部２６４に対向してＬ字状の固定ピン２７０が配置される。固定ピン２７０の機能及びそれを駆動するための構成は実施の形態１における図５、図６に示す固定ピン７０ｂと同様である。
【００６７】
レンズホルダ２８０及び固定ピン２７０はＯＩＳ駆動部２２１に含まれる。レンズホルダ２８０は光軸に直交する平面内において移動できるように通常フローティング状態に支持される。レンズホルダ２８０（すなわち、ＯＩＳレンズ２２０）は、ジャイロセンサ２２４からの検出信号に基づき手ぶれが検出されたときにそのぶれを相殺するように光軸に直交する平面内において移動される。
【００６８】
このため、通常、固定ピン２７０は突起部２６４から離れた位置に制御される。これにより、レンズホルダ２８０すなわちＯＩＳレンズ２２０は光軸に直交する平面内を移動することができる状態になる。
【００６９】
ＯＩＳ機能を無効化するためにＯＩＳレンズ２２０すなわちレンズホルダ２８０を固定したい場合、固定ピン２７０を移動して対応する突起部２６４に当接させる。これにより、レンズホルダ２８０が機械的に固定されるため、ＯＩＳ処理部２２３からＯＩＳ駆動部２２１にＯＩＳレンズ２２０を駆動するための制御信号が送信された場合でも、ＯＩＳレンズ２２０が移動することはできない。
【００７０】
図１０は、交換レンズ２００のレンズコントローラ２４０により実行される、ＯＩＳレンズ２２０を固定する処理を示すフローチャートである。レンズコントローラ２４０は、レンズマウント２５０を介して、カメラ本体１００の加速度センサ１８６からデジタルカメラ１０の加速度を示す検出信号を入力する（Ｓ３１）。さらに、レンズコントローラ２４０は、レンズマウント２５０を介して、マイク１９０から音声信号を入力する（Ｓ３２）。レンズコントローラ２４０は、検出信号が示す加速度の値を第３閾値と比較し、また、入力した音声レベルを第４閾値と比較する（Ｓ３２）。
【００７１】
ここで、第３閾値は、例えば、ＯＩＳ機能の制御範囲を超える程度にＯＩＳレンズ２２０を変位させるような加速度の値以下に設定する。第４閾値は、例えば、音声による空気振動によりＯＩＳ機能の制御範囲を超える程度にＯＩＳレンズ２２０を変位させるような音声レベルの値以下に設定する。第３閾値は例えば３Ｇであり、第４閾値は例えば１２０ｄＢである。但し、これらの閾値は下記の条件にしたがい適宜増減する（下記の条件は一例である）。
・レンズホルダ保持部の重量
・レンズホルダ保持部の形状
・レンズの重量
・レンズの形状
・磁石が発生させる磁力
・磁石の形状
・電磁石が発生させる磁力
・電磁石の形状
・磁石と電磁石との位置関係
・音声や加速度の周波数分布
【００７２】
検出された加速度が第３閾値よりも大きい場合、及び／または、音声レベルが第４閾値よりも大きい場合（Ｓ３３でＹＥＳ）、レンズコントローラ２４０は、レンズホルダ２８０（すなわち、ＯＩＳレンズ２２０）を機械的に固定するようにＯＩＳ駆動部２２１を制御する（Ｓ３４）。これにより、固定ピン２７０が突起部２６４と当接するように移動し、レンズホルダ２８０（すなわち、ＯＩＳレンズ２２０）を機械的に固定する。
【００７３】
一方、加速度が第３閾値以下で、かつ、音声レベルが第４閾値以下である場合（Ｓ３３でＮＯ）、レンズコントローラ２４０は、レンズホルダ２８０（すなわち、ＯＩＳレンズ２２０）が所定時間以上継続して固定状態にあるか否かを判断する（Ｓ３５）。レンズホルダ２８０が所定時間以上継続して固定状態にある場合（Ｓ３５でＹＥＳ）、レンズコントローラ２４０は、レンズホルダ２８０の固定を解除する（Ｓ３６）。すなわち、レンズコントローラ２４０は、固定ピン２７０が突起部２６４から離れるように固定ピン２７０を制御して、レンズホルダ２８０（すなわち、ＯＩＳレンズ２２０）の固定を解除する。
【００７４】
レンズホルダ２８０が所定時間以上継続して固定状態ではない場合（Ｓ３５でＮＯ）、レンズコントローラ２４０は何もしない。
【００７５】
以上のように本実施の形態の交換レンズ２００は、手ぶれ補正機能を有し、カメラ本体１００に装着可能なレンズである。交換レンズ２００は、ＯＩＳレンズ２２０を含む光学系２２０と、ＯＩＳレンズ２２０を保持するレンズホルダ２８０と、レンズホルダ２８０を光軸と直交する平面内を移動させることで手ぶれ補正を行うＯＩＳ駆動部２２１と、レンズホルダ２８０を所定位置に機械的に固定するための固定機構（２６４、２７０）と、固定機構を制御するレンズコントローラ２４０と、を備える。レンズコントローラ２４０は、外力によるレンズホルダ２８０の変位の程度を示す信号（例えば、加速度信号、音声信号）に基づき、レンズホルダ２８０を所定位置に機械的に固定するように固定機構（２６４、２７０）を制御する。
【００７６】
また、本実施の形態のデジタルカメラ１０は、交換レンズ２００と、交換レンズ２００が装着されるカメラ本体１００とを備える。デジタルカメラ１０は、ＯＩＳレンズ２２０を含む光学系と、光学系を介して得られる被写体像を撮像し、画像データを生成する画像センサ１１０と、ＯＩＳレンズ２２０を保持するレンズホルダ２８０と、レンズホルダ２８０を光軸と直交する平面内を移動させることで手ぶれ補正を行うＯＩＳ駆動部２２１と、レンズホルダ２８０を所定位置に機械的に固定するための固定機構（２６４、２７０）と、外力によるレンズホルダ２８０の変位の程度を示す信号（例えば、加速度信号、音声信号）に基づき固定機構を制御するレンズコントローラ２４０と、を備える。
【００７７】
以上の構成によれば、外力によるレンズホルダ２８０の変位の大きさ（具体的には、加速度や音声レベル等の大きさ）に基づき、自動で、レンズホルダ２８０すなわちＯＩＳレンズ２２０を機械的に固定する。これにより、外力によるレンズホルダ２８０の変位が大きい状況下で、ＯＩＳ機能を無効化するため、そのような状況下（すなわち、ＯＩＳレンズ２２０が補正可能範囲を超えて駆動される状況下）において、ＯＩＳ機能を実行したときに生じ得る像ぶれを低減でき、画質の劣化を低減できる。
【００７８】
（他の実施の形態）
上記実施の形態の思想は、以上で説明された実施の形態に限定されない。種々の実施の形態が考えられてもよい。以下、上記実施の形態の思想を適用できる他の実施の形態について説明する。
【００７９】
上記の実施の形態において、画像センサ１１０またはＯＩＳレンズ２２０を固定するか否かの判定処理において、画像センサ１１０またはレンズホルダ２８０の変位の程度を示す信号として、加速度信号または入力音声信号を用いた。これらの信号に代えて、ジャイロセンサ１８４または２２４からの検出信号を用いてもよい。すなわち、画像センサ１１０またはＯＩＳレンズ２２０の移動（変位）の量を示す信号であれば、他の信号を用いても良い。例えば、ＢＩＳ処理部１８３からセンサ駆動部１８１に出力される制御信号に基づき画像センサ１１０を固定するか否かを決定してもよい。同様に、ＯＩＳ処理部２２３からＯＩＳ駆動部２２１に出力される制御信号に基づきＯＩＳレンズ２２０を固定するか否かを決定してもよい。または、デジタルカメラ１０（すなわち、画像センサ１１０またはＯＩＳレンズ２２０）の角加速度を検出し、その検出信号を使用することもできる。
【００８０】
上記の実施の形態において、図８及び図１０のフローチャートを用いて説明した画像センサ１１０またはＯＩＳレンズ２２０を固定する処理を実行するか否かを、ユーザにより設定できるようにしてもよい。例えば、メニュー画面上でまたは所定のボタン操作によって、図８及び図１０のフローチャートに示す処理を実行する機能の有効／無効が設定されてもよい。
【００８１】
上記の実施の形態で示した画像センサ１１０またはＯＩＳレンズ２２０の固定機構は一例であり、上述のものに限定されない。すなわち、画像センサ１１０またはＯＩＳレンズ２２０を機械的に固定できるものであれば、任意の構成を有する固定機構を使用できる。
【００８２】
撮像装置の一例としてレンズ交換式のカメラを説明したが、撮像装置はレンズ一体式のものでもよい。
【００８３】
以上、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、詳細な説明および添付の図面を開示した。よって、詳細な説明および添付の図面に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須でない構成要素が含まれることがある。したがって、それらの必須でない構成要素が、詳細な説明および添付の図面に記載されているからといって、それらの必須でない構成要素が必須であると直ちに認定されるべきではない。
【００８４】
上記実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものである。よって、上記実施の形態は、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置換、付加および／または省略等を行なわれてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本開示の思想は、手ぶれ補正機能を備えた撮像機能を有する電子装置（デジタルカメラやカムコーダ等の撮像装置、携帯電話、スマートフォン等）に適用することができる。
【符号の説明】
【００８６】
１０  デジタルカメラ
５３  センサホルダ
６０  センサホルダの基板
６２  センサホルダの凹部
６４  センサホルダの突起部
７０、７０ｂ  固定ピン
１００  カメラ本体
１１０  画像センサ
１４０  カメラコントローラ
１４５  駆動制限範囲テーブル
１５０  ボディマウント
１８４、２２４  ジャイロセンサ
１８１  センサ駆動部
１８２、２２２  位置センサ
１８３  ＢＩＳ処理部
２００  交換レンズ
２２０  ＯＩＳレンズ
２２１  ＯＩＳ駆動部
２２３  ＯＩＳ処理部
２２５  ＯＩＳレンズの取り付け部分
２４０  レンズコントローラ
２５０  レンズマウント
２６０  絞り
２６４  突起部
２７０  固定ピン
２８０  レンズホルダ
２８２  レンズホルダの基板
【図１】
2020003665.tif 000003
【図２】
2020003665.tif 000004
【図３】
2020003665.tif 000005
【図４】
2020003665.tif 000006
【図５】
2020003665.tif 000007
【図６】
2020003665.tif 000008
【図７】
2020003665.tif 000009
【図８】
2020003665.tif 000010
【図９】
2020003665.tif 000011
【図１０】
2020003665.tif 000012