(57)【要約】【課題】撮像装置に振動が与えられている場合であっても、被写体に安定して合焦しうる撮像装置を得る。【解決手段】ＡＦセンサは、ＡＦステージの頂面に取り付けられる。ＡＦステージは、ＡＦステージをＸ軸方向及びＺ軸方向に駆動するＸ方向ステージモータ及びＺ方向ステージモータを有する。デジタルカメラが移動すると、ＤＳＰは、Ｘ方向角速度センサ及びＹ方向角速度センサから受信したＸ方向角速度及びＹ方向角速度を用いてＡＦステージのＸ方向及びＺ方向移動位置を演算し、算出されたＸ方向及びＺ方向移動位置をＡＦステージ駆動回路に送信する。ＡＦステージ駆動回路は、各移動位置に従ってＸ方向ステージモータ及びＺ方向ステージモータに印加する電圧を算出して印加する。これにより、デジタルカメラの移動を打ち消すように、ＡＦステージが固定部に対してＸ軸方向及びＺ軸方向に移動する。【選択図】図４
2010191306.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定部に対して移動可能であって、撮像素子における被写体像の合焦状態を検知する第１の合焦検知手段と、
前記第１の合焦検知手段に伝達される振動を検出する振動検出部と、
前記振動検出部が検出した振動に応じて前記固定部に対し前記第１の合焦検知手段を移動させる第１の駆動手段とを備え、
前記第１の合焦検知手段は、前記撮像素子に光を導く撮像光路と異なる合焦光路上に設けられ、前記合焦光路を介して入射した光を用いて合焦状態を検知する撮像装置。
【請求項２】
前記第１の合焦検知手段は、前記合焦光路を通過する光を分割する第１及び第２のセパレータレンズと、前記第１及び第２のセパレータレンズを通過した光が照射される検出部とを備え、
前記検出部は、前記第１のセパレータレンズを通過した光が照射される位置と前記第２のセパレータレンズを通過した光が照射される位置との間隔が所定値であるときに撮像素子に被写体像が合焦したと判定する請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記撮像素子は前記固定部に対して移動可能であって、
前記振動検出部は前記撮像素子に伝達される振動を検出し、
前記撮像装置は、前記振動検出部が検出した振動に応じて、被写体との相対位置の変化を解消するように前記固定部に対し前記撮像素子を移動させる第２の駆動手段と、
をさらに備える請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記第２の駆動手段は、前記撮像素子の受光面内における二方向に前記撮像素子を駆動する請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記撮像光路の光軸に対する前記撮像素子の相対位置と、前記合焦光路の光軸に対する前記第１の合焦検知手段の相対位置が同じであって、
前記固定部に対する前記撮像素子の移動速度及び前記第１の合焦検知手段の移動速度が同じである請求項３に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記第１の駆動手段は、前記第２の駆動手段によって駆動される請求項３に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記第１の駆動手段は、前記第２の駆動手段により駆動される可撓性の板状部材と、前記板状部材の駆動方向を直角に変更する直線状の棒状部材とを備え、
前記板状部材は、前記棒状部材により第１の領域と第２の領域とに区切られ、前記棒状部材が伸びる方向に対し直角方向又は前記棒状部材が伸びる方向に進退するように前記第２の駆動手段により駆動され、
前記第１の合焦検知手段は第１の領域に設けられ、前記撮像素子は第２の領域に設けられる請求項６に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記撮像光路の光軸と平行な光軸を有する前記合焦光路又は前記撮像光路に撮像光学系から入射した光を導く光路変更手段をさらに備え、
前記第１の駆動手段は、前記第２の駆動手段により駆動される板状部材を備え、
前記第１の合焦検知手段及び前記撮像素子は前記板状部材に設けられる請求項６に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記撮像素子に入射する光を用いて、前記撮像素子における被写体の合焦状態を検知する第２の合焦検知手段をさらに備え、
前記第２の合焦検知手段は、前記撮像素子の受光面に設けられた所定の合焦検出領域における被写体像を用いて被写体の合焦状態を検知する請求項３に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記撮像素子に入射する光を用いて、前記撮像素子における被写体の合焦状態を検知する第２の合焦検知手段をさらに備える請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記第２の合焦検知手段は、前記撮像素子の受光面に設けられた所定の合焦検出領域における被写体像を用いて被写体の合焦状態を検知する請求項１０に記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記振動検出部は前記撮像素子に伝達される振動を検出し、
前記撮像装置は、前記振動検出部が検出した振動に応じて、被写体との相対位置の変化を解消するように前記受光面上における前記合焦検出領域の位置を変更する検出領域変更手段とをさらに備える請求項１１に記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記撮像光路の光軸に対する前記合焦検出領域の相対位置と、前記合焦光路の光軸に対する前記第１の合焦検知手段の相対位置が同じであって、
前記合焦検出領域の受光面上における移動速度及び前記固定部に対する前記第１の合焦検知手段の移動速度が同じである請求項１１に記載の撮像装置。
【請求項１４】
撮像光学系から入射した光を前記撮像光路又は前記合焦光路に導く光路変更手段をさらに備える請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１５】
前記第１の駆動手段は、前記合焦光路の光軸に対して直角を成す平面内の二方向に第１の合焦検知手段を駆動する請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１６】
前記振動検出部は角速度センサである請求項１から１５に記載の撮像装置。
【請求項１７】
前記振動検出部は、前記撮像素子に入射した被写体像を用いて振動を検出する請求項１から１５に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動合焦機能を有する撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばデジタルカメラなどの撮像装置において、撮像素子の撮像領域に測距エリアを設け、測距エリアに入射した被写体像を用いて自動合焦、すなわちオートフォーカス検出動作を行う構成が知られている。このようなカメラが手ブレ検出手段を備える場合、手ブレ検出手段が検出した手ブレ量に応じて測距エリアを可変して、オートフォーカス検出動作を行うときも手ブレ補正を行う構成が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３４３５０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、何らかの理由により撮像素子に被写体像が入射していない場合、オートフォーカス検出動作を行うとき手ブレ補正ができない。手ブレ補正ができないと、オートフォーカスを安定して実行できなくなるおそれがある。
【０００５】
本発明は、これらの問題を鑑みてなされたものであり、撮像装置に振動が与えられている場合であっても、被写体に安定して合焦しうる撮像装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願発明による撮像装置は、固定部に対して移動可能であって、撮像素子における被写体像の合焦状態を検知する第１の合焦検知手段と、第１の合焦検知手段に伝達される振動を検出する振動検出部と、振動検出部が検出した振動に応じて固定部に対し第１の合焦検知手段を移動させる第１の駆動手段とを備え、第１の合焦検知手段は、撮像素子に光を導く撮像光路と異なる合焦光路上に設けられ、合焦光路を介して入射した光を用いて合焦状態を検知することを特徴とする。
【０００７】
第１の合焦検知手段は、合焦光路を通過する光を分割する第１及び第２のセパレータレンズと、第１及び第２のセパレータレンズを通過した光が照射される検出部とを備え、検出部は、第１のセパレータレンズを通過した光が照射される位置と第２のセパレータレンズを通過した光が照射される位置との間隔が所定値であるときに撮像素子に被写体像が合焦したと判定することが好ましい。
【０００８】
撮像素子は固定部に対して移動可能であって、振動検出部は撮像素子に伝達される振動を検出し、撮像装置は、振動検出部が検出した振動に応じて、被写体との相対位置の変化を解消するように固定部に対し撮像素子を移動させる第２の駆動手段とをさらに備えてもよい。
【０００９】
第２の駆動手段は、撮像素子の受光面内における二方向に撮像素子を駆動することが好ましい。
【００１０】
撮像光路の光軸に対する撮像素子の相対位置と、合焦光路の光軸に対する第１の合焦検知手段の相対位置が同じであって、固定部に対する撮像素子の移動速度及び第１の合焦検知手段の移動速度が同じであることが好ましい。
【００１１】
第１の駆動手段は、第２の駆動手段によって駆動されてもよい。
【００１２】
第１の駆動手段は、第２の駆動手段により駆動される可撓性の板状部材と、板状部材の駆動方向を直角に変更する直線状の棒状部材とを備え、板状部材は、棒状部材により第１の領域と第２の領域とに区切られ、棒状部材が伸びる方向に対し直角方向又は棒状部材が伸びる方向に進退するように第２の駆動手段により駆動され、第１の合焦検知手段は第１の領域に設けられ、撮像素子は第２の領域に設けられてもよい。
【００１３】
撮像装置は、撮像光路の光軸と平行な光軸を有する合焦光路又は撮像光路に撮像光学系から入射した光を導く光路変更手段をさらに備え、第１の駆動手段は、第２の駆動手段により駆動される板状部材を備え、第１の合焦検知手段及び撮像素子は板状部材に設けられてもよい。
【００１４】
撮像素子に入射する光を用いて、撮像素子における被写体の合焦状態を検知する第２の合焦検知手段とをさらに備え、第２の合焦検知手段は、撮像素子の受光面に設けられた所定の合焦検出領域における被写体像を用いて被写体の合焦状態を検知してもよい。
【００１５】
撮像素子に入射する光を用いて、撮像素子における被写体の合焦状態を検知する第２の合焦検知手段をさらに備えることが好ましい。
【００１６】
第２の合焦検知手段は、撮像素子の受光面に設けられた所定の合焦検出領域における被写体像を用いて被写体の合焦状態を検知してもよい。
【００１７】
振動検出部は撮像素子に伝達される振動を検出し、撮像装置は、振動検出部が検出した振動に応じて、被写体との相対位置の変化を解消するように受光面上における合焦検出領域の位置を変更する検出領域変更手段とをさらに備えてもよい。
【００１８】
撮像光路の光軸に対する合焦検出領域の相対位置と、合焦光路の光軸に対する第１の合焦検知手段の相対位置が同じであって、合焦検出領域の受光面上における移動速度及び固定部に対する第１の合焦検知手段の移動速度が同じであることが好ましい。
【００１９】
撮像光学系から入射した光を撮像光路又は合焦光路に導く光路変更手段をさらに備えることが好ましい。
【００２０】
第１の駆動手段は、合焦光路の光軸に対して直角を成す平面内の二方向に第１の合焦検知手段を駆動してもよい。
【００２１】
振動検出部は角速度センサが好適である。
【００２２】
振動検出部は、撮像素子に入射した被写体像を用いて振動を検出することが好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
以上のように本発明によれば、撮像装置に振動が与えられている場合であっても、被写体に安定して合焦しうる撮像装置を得る。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１の実施形態によるデジタルカメラを背面から示した斜視図である。
【図２】デジタルカメラの断面図である。
【図３】デジタルカメラのブロック図である。
【図４】像ブレ補正部を示した図である。
【図５】ＡＦセンサブレ補正部を示した図である。
【図６】第２の実施形態による撮像素子等を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明による一実施形態について、図を用いて説明する。
【００２６】
第１の実施形態による撮像装置について図１から３を用いて説明する。
【００２７】
デジタルカメラ１００の外面には、主電源のオンオフを切り替えるＳＷＭボタン１１１、レリーズボタン１１２、像ブレ補正ボタン１１３、ＬＣＤモニタ１１４、及び撮像レンズ１２０が設けられる。ＳＷＭボタン１１１、レリーズボタン１１２、及び像ブレ補正ボタン１１３が、操作スイッチ１１０を成す。
【００２８】
ＳＷＭボタン１１１は、デジタルカメラ１００の背面から突出するモーメンタリスイッチである。ユーザがＳＷＭボタン１１１を押圧すると、デジタルカメラ１００の電源が投入される。デジタルカメラ１００の電源が入れられているときにユーザがＳＷＭボタン１１１を押圧すると、デジタルカメラ１００の電源が切断される。
【００２９】
レリーズボタン１１２は、二段式のモーメンタリスイッチであり、デジタルカメラ１００の頂面に設けられる。ユーザがレリーズボタン１１２を半押しすると、測光や測距及び合焦動作が行われ、全押しすると撮像動作が行われる。
【００３０】
像ブレ補正ボタン１１３は、デジタルカメラ１００の背面から突出するモーメンタリスイッチである。ユーザがＳＷＭボタン１１１を押圧すると、像ブレ補正モードにデジタルカメラ１００が設定される。像ブレ補正モードは、露光中にデジタルカメラ１００が動くことにより発生する撮影画像における被写体のブレを防止する像ブレ補正処理を行う撮影モードであり、詳細は後述される。デジタルカメラ１００が像ブレ補正モードにあるときにユーザが像ブレ補正ボタン１１３を押圧すると、像ブレ補正モードからデジタルカメラ１００が解除される。
【００３１】
ＬＣＤモニタ１１４は、撮影画像と同じ３対４の縦横比を有する長方形である。図１に示すように、デジタルカメラ１００の左右方向に延びるようにデジタルカメラ１００の背面略中央に設けられる。撮像レンズ１２０を介して得られた画像、撮影済みの撮影画像、及びデジタルカメラ１００の各種設定を表示可能である。
【００３２】
撮像レンズ１２０は、合焦レンズ２５２、及び絞り羽根２５３を有し、デジタルカメラ１００の前面から突出する。
【００３３】
以下、説明のため、光軸ＬＸと直交し、かつＬＣＤモニタ１１４の長手方向に対し平行に延び、図１においてデジタルカメラ１００の右方向を正とする軸をＸ軸、光軸ＬＸと直交しかつＬＣＤモニタ１１４の幅方向と平行に延び、デジタルカメラ１００の頂面方向を正とする軸をＹ軸、撮像レンズ１２０の光軸ＬＸ上であってデジタルカメラ１００の背面から正面方向に向けて正方向とする軸をＺ軸とする。
【００３４】
デジタルカメラ１００の内部には、ＤＳＰ２１０、レンズ／絞り駆動回路２５１、ＡＦセンサ２８０、ＡＦステージ駆動回路２７１、リターンミラー２６２、シャッタ幕２６３、ミラー／シャッタ駆動回路２６１、撮像素子２３１、及びセンサステージ駆動回路２４８が主に設けられる。
【００３５】
ＤＳＰ２１０は、ＡＦセンサ２８０から受信した測距結果に基づいて合焦レンズ２５２の移動量を算出する。そして、算出された移動量に応じて、レンズ／絞り駆動回路２５１に信号を送信する。レンズ／絞り駆動回路２５１は、受信した信号に応じて合焦レンズ２５２を移動し、被写体に対して撮像レンズ１２０を合焦させる。これにより、デジタルカメラ１００内部に設けられた撮像素子２３１に被写体像が結像される。
【００３６】
ＤＳＰ２１０は、レリーズボタン１１２が半押しされると、撮像レンズ１２０から入射した被写体像の光量を用いて被写体を測光する。これにより得られた測光値を用いて露光値を演算し、この露光値に基づき撮影に必要となる絞り値及び露光時間を演算する。そして、演算された絞り値をレンズ／絞り駆動回路２５１に、露光時間をミラー／シャッタ駆動回路２６１に送信する。
【００３７】
レンズ／絞り駆動回路２５１は、絞り羽根２５３に接続される。レリーズボタン１１２が全押しされると、ＤＳＰ２１０から受信した絞り値に応じて絞り羽根２５３の開度を調節する。
【００３８】
ミラー／シャッタ駆動回路２６１は、シャッタ幕２６３に接続される。レリーズボタン１１２が全押しされると、ＤＳＰ２１０から受信する露光時間に従ってシャッタ幕２６３の速度を制御する。
【００３９】
リターンミラー２６２は、ミラー／シャッタ駆動回路２６１に接続される。レリーズボタン１１２が全押しされると、ＤＳＰ２１０はミラー／シャッタ駆動回路２６１にミラーアップ情報を送信する。リターンミラー２６２は、ミラーアップ情報に応じて、リターンミラー２６２を上げる。これにより、シャッタ幕２６３の走査が完了するまでリターンミラー２６２が上げられ、撮像素子２３１に被写体像が結像する。
【００４０】
ＤＳＰ２１０は、デジタル画像信号を受信して画像処理を行い、画像データを作成する。そして、画像データをＳＤカード１３３に保存し、ＬＣＤモニタ１１４に表示する。メモリ１３２は、ＤＳＰ２１０がこれらの演算及び画像処理等を実行するときに、一時的にデータを記録する作業メモリとして使用される。
【００４１】
ＳＤカード１３３は、デジタルカメラ１００の側面に設けられるカードスロット１１６に脱着自在に格納される。ユーザは、デジタルカメラ１００の外部からＳＤカード１３３にアクセスして、自由に交換することが可能である。
【００４２】
次に、撮像素子２３１の像ブレ補正を行う部材について説明する。像ブレ補正を行う部材は、デジタルカメラ１００の角速度、すなわちデジタルカメラ１００が受ける衝撃を測定するための角速度センサ２２０と、被写体像をアナログ画像信号に変換する撮像素子２３１と、像ブレ補正を行う像ブレ補正部２４０と、デジタルカメラ１００の動作を制御するＤＳＰ２１０とから主に構成される。
【００４３】
角速度センサ２２０は、ジャイロセンサであるＸ方向角速度センサ２２１及びＹ方向角速度センサ２２２とから成る。Ｘ方向角速度センサ２２１は、Ｘ軸方向におけるデジタルカメラ１００のＸ方向角速度を測定する。Ｘ方向角速度は、Ｘ軸方向の角速度（Ｙ軸に平行な軸周りのヨーイング）である。Ｙ方向角速度センサ２２２は、Ｙ軸方向におけるデジタルカメラ１００のＹ方向角速度を測定する。Ｙ方向角速度は、Ｙ軸方向の角速度（Ｘ軸に平行な軸周りのピッチング）である。Ｘ方向角速度を示すＸ方向角速度センサ２２１からの出力信号、及びＹ方向角速度を示すＹ方向角速度センサ２２２からの出力信号は、ＤＳＰ２１０に各々入力される。
【００４４】
撮像素子２３１は、ＡＦＥ（アナログ・フロント・エンド）２３２とＴＧ（タイミング・ジェネレータ）２３３を介してＤＳＰ２１０に接続される。撮像素子２３１は、ＣＣＤ又はＣＭＯＳイメージセンサからなり、撮像レンズ１２０が被写体像を結像させる撮像面を有し、光軸ＬＸが撮像素子２３１の中心を通過するように設けられる。ＴＧ２３３は、ＤＳＰ２１０からの信号に応じて撮像素子２３１及びＡＦＥ２３２にタイミングパルスを送信する。撮像素子２３１は、ＴＧ２３３からのタイミングパルスに応じて、撮像面に結像した被写体像をアナログ画像信号としてＡＦＥ２３２へ出力する。ＡＦＥ２３２は、ＴＧ２３３からのタイミングパルスに応じて、ＤＳＰ２１０の指示に基づきアナログ画像信号を画像処理してデジタル画像信号に変換する。そして、デジタル画像信号をＤＳＰ２１０に送信する。
【００４５】
撮像素子２３１は、撮像に用いられる領域である撮像エリア２３４を有する。撮像レンズ１２０から入射した被写体像が撮像エリア２３４に結像する。
【００４６】
ＤＳＰ２１０は、ＡＦエリア２３５を撮像エリア２３４の中央部に仮想的に設ける。ＡＦエリア２３５は、撮像エリア２３４の天地方向の中央であって、撮像素子２３１の左右方向、すなわち長手方向に伸びる長方形の領域である。撮像エリア２３４とＡＦエリア２３５の中心は互いに重なる（図３参照）。ＤＳＰ２１０は、コントラストＡＦ処理により、合焦光学系を合焦位置に移動させることが可能である。
【００４７】
像ブレ補正部２４０は、デジタルカメラ１００の動きに応じて駆動される補正部２４１と、デジタルカメラ１００内部に固定される固定部２４５とから成る。像ブレ補正部２４０は、補正部２４１を駆動するセンサステージ駆動回路２４８を介してＤＳＰ２１０に接続される。
【００４８】
補正部２４１には、撮像面が光路上に位置するように撮像素子２３１が取り付けられる。補正部２４１は、Ｘ方向駆動モータ２４２及びＹ方向駆動モータ２４３という２つのステッピングモータを有する。Ｘ方向駆動モータ２４２及びＹ方向駆動モータ２４３の駆動軸は、補正部２４１に各々接続され、補正部２４１をＸ軸方向及びＹ軸方向に駆動する。Ｘ方向駆動モータ２４２及びＹ方向駆動モータ２４３はフレキシブルケーブルによりセンサステージ駆動回路２４８と接続される。
【００４９】
固定部２４５には、Ｘステージ２５０がＸ軸方向に移動可能となるように取り付けられ、Ｘステージ２５０には、Ｙステージ２４９がＹ軸方向に移動可能となるように取り付けられる。Ｘステージ２５０には、Ｙ軸方向に伸びる２本の円柱状のＹ方向ガイド２４７が接続され、Ｙステージ２４９には、Ｘ軸方向に伸びる２本の円柱状のＸ方向ガイド２４６が接続される。
【００５０】
補正部２４１は、Ｘ方向ガイド及びＹ方向ガイド２４７と摺動する４つのガイド穴を備える。２つのガイド穴は、Ｙ軸方向に所定の間隔を保ちながらＸ軸方向に伸びるように開口し、他方の２つの穴は、Ｘ軸方向に所定の間隔を保ちながらＹ軸方向に伸びるように開口する。Ｘ方向ガイド及びＹ方向ガイド２４７はこれらのガイド穴に差し込まれる。これにより、Ｘ方向ガイド２４６とＹ方向ガイド２４７は、補正部２４１がＸ方向及びＹ方向に移動する際のガイドとして機能する。Ｘ方向駆動モータ２４２、Ｙ方向駆動モータ２４３、Ｘ方向ガイド２４６、及びＹ方向ガイド２４７の働きにより、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に対し補正部２４１が移動自在となる。
【００５１】
センサステージ駆動回路２４８はＤＳＰ２１０に接続され、ＤＳＰ２１０からの信号に応じてＸ方向駆動モータ２４２及びＹ方向駆動モータ２４３に電圧を印加する。これにより、補正部２４１が固定部２４５に対してＸ軸方向及びＹ軸方向に移動する。
【００５２】
撮像素子２３１に対する像ブレ補正は、これらの部材を用いて次のように行われる。デジタルカメラ１００が移動すると、Ｘ方向角速度センサ２２１及びＹ方向角速度センサ２２２が、デジタルカメラ１００のＸ方向及びＹ方向角速度を測定する。そして、Ｘ方向角速度及びＹ方向角速度をＤＳＰ２１０に入力する。ＤＳＰ２１０は、受信したＸ方向及びＹ方向角速度を用いて、Ｘ方向及びＹ方向像ブレ角度を求める。そして、Ｘ方向及びＹ方向像ブレ角度に応じ、Ｘ軸方向及びＹ軸方向ごとに補正部２４１が移動すべき位置、すなわちＸ方向及びＹ方向移動位置を演算する。このとき、焦点距離等の要素が考慮される。そして、算出されたＸ方向及びＹ方向移動位置をセンサステージ駆動回路２４８に送信する。センサステージ駆動回路２４８は、Ｘ方向及びＹ方向移動位置に従ってＸ方向駆動モータ及びＹ方向駆動モータ２４３に印加する電圧を算出して、Ｘ方向駆動モータ２４２及びＹ方向駆動モータ２４３に印加する。これにより、デジタルカメラ１００の移動を打ち消すように、補正部２４１が固定部２４５に対してＸ軸方向及びＹ軸方向に移動する。これらの処理を１ｍｓごとに繰り返すことにより、撮像素子２３１の像ブレが補正される。なお、撮像素子２３１の像ブレ補正は被写体を撮像するときに実行される。
【００５３】
次に、撮像素子２３１に被写体像を結像させるため設けられる部材について説明する。
【００５４】
ＤＳＰ２１０には、合焦レンズ及び絞り羽根２５３を制御するレンズ／絞り駆動回路２５１、シャッタ幕２６３及びリターンミラー２６２を制御するミラー／シャッタ駆動回路２６１、撮像レンズ１２０の合焦状態を検知するＡＦセンサ２８０、及びデジタルカメラ１００の動きに応じて駆動されるＡＦステージ２７０を駆動するＡＦステージ駆動回路２７１が接続される。
【００５５】
リターンミラー２６２、シャッタ幕２６３、ＡＦセンサ２８０はデジタルカメラ１００のミラーボックス１５０内に設けられる。
【００５６】
リターンミラー２６２は、その受光面２６５の中央に透過部を備える。透過部はハーフミラーであって、リターンミラー２６２の受光面２６５中央に入射した光の一部を受光面２６５の裏面まで透過する。受光面２６５の裏面には、補助ミラー２６４が取り付けられる。補助ミラー２６４は、光を反射する反射面２６６を備え、反射面２６６は受光面２６５に対して９０度の角度を成す。補助ミラー２６４が反射した光は、コンデンサレンズ１８２並びに第１及び第２のセパレータレンズ２８２、２８３を介してＡＦセンサ２８０に照射される。
【００５７】
ＡＦステージ２７０と、デジタルカメラ１００内部に固定されるＡＦ固定部２７５と、Ｘステージ２７９と、Ｚステージ２７８とがＡＦセンサブレ補正部２９０を構成する。ＡＦセンサブレ補正部２９０は、ＡＦステージ２７０を駆動するＡＦステージ駆動回路２７１を介してＤＳＰ２１０に接続される。
【００５８】
ＡＦセンサ２８０は、ラインセンサを有し、ミラーボックス１５０の底部にラインセンサが露出するように取り付けられる。コンデンサレンズ１８２は、撮影レンズの異なる部位を通過した被写体像を第１及び第２のセパレータレンズ２８２、２８３に導く。第１及び第２のセパレータレンズ２８２、２８３は、被写体像をラインセンサ上に各々結像させる。これにより、２つの被写体像がラインセンサ上に結像する。ＡＦセンサ２８０は、結像した２つの被写体像のラインセンサ上における位置をＤＳＰ２１０に送信する。ＤＳＰ２１０は、ラインセンサ上における被写体像の間隔が所定値であるときに合焦レンズ２５２が合焦位置にあると判断する。被写体像の間隔が所定値よりも短いときは、合焦レンズ２５２が被写体よりも手前に合焦している（前ピン）と判断する。被写体像の間隔が所定値よりも長いときは、合焦レンズ２５２が被写体よりも奥に合焦している（後ピン）と判断する。すなわち、ＤＳＰ２１０は、ラインセンサ上における被写体像の間隔により、合焦レンズ２５２の移動量を算出可能である。
【００５９】
ＡＦセンサ２８０は、直方体であるＡＦステージ２７０の頂面に取り付けられる。ＡＦステージ２７０は、Ｘ方向ステージモータ２７２及びＺ方向ステージモータ２７３という２つのステッピングモータを有する。Ｘ方向ステージモータ及びＺ方向ステージモータ２７３の駆動軸は、ＡＦステージ２７０の側面に各々接続され、ＡＦステージ２７０をＸ軸方向及びＺ軸方向に駆動する。Ｘ方向ステージモータ及びＺ方向ステージモータ２７３はフレキシブルケーブルによりＡＦステージ駆動回路２７１と接続される。
【００６０】
ＡＦ固定部２７５には、Ｘステージ２７９がＸ軸方向に移動可能となるように取り付けられ、Ｘステージ２７９には、Ｚステージ２７８がＺ軸方向に移動可能となるように取り付けられる。Ｘステージ２７９には、Ｚ軸方向に伸びる２本の円柱状のＺ方向ＡＦガイド２７７が接続され、Ｚステージ２７８には、Ｘ軸方向に伸びる２本の円柱状のＸ方向ＡＦガイド２７６が接続される。
【００６１】
ＡＦステージ２７０は、Ｘ方向ＡＦガイド２７６及びＺ方向ＡＦガイド２７７と摺動する４つのガイド穴を備える。２つのガイド穴は、Ｚ軸方向に所定の間隔を保ちながらＸ軸方向に伸びるように開口し、他方の２つの穴は、Ｘ軸方向に所定の間隔を保ちながらＹ軸方向に伸びるように開口する。Ｘ方向ＡＦガイド２７６及びＺ方向ＡＦガイド２７７はこれらのガイド穴に差し込まれる。これにより、Ｘ方向ＡＦガイド２７６とＺ方向ＡＦガイド２７７は、ＡＦステージ２７０がＸ方向及びＺ方向に移動する際のガイドとして機能する。Ｘ方向ステージモータ２７２、Ｚ方向ステージモータ２７３、Ｘ方向ＡＦガイド２７６、及びＺ方向ＡＦガイド２７７の働きにより、Ｘ軸方向及びＺ軸方向に対しＡＦステージ２７０が移動自在となる。
【００６２】
ＡＦステージ駆動回路２７１はＤＳＰ２１０に接続され、ＤＳＰ２１０からの信号に応じてＸ方向及びＺ方向ステージモータ２７２、２７３に電圧を印加する。これにより、ＡＦステージ２７０がＡＦ固定部２７５に対してＸ軸方向及びＺ軸方向に移動する。
【００６３】
ＡＦセンサ２８０に対する像ブレ補正は、これらの部材を用いて次のように行われる。デジタルカメラ１００が移動すると、前述のように、Ｘ方向角速度センサ２２１及びＹ方向角速度センサ２２２からＸ方向角速度及びＹ方向角速度をＤＳＰ２１０が受信する。ここで、ＡＦステージ２７０に結像する被写体像は、Ｘ軸正負方向が撮像素子２３１のＸ軸正負方向に対応し、Ｚ軸正負方向が撮像素子２３１のＹ軸正負方向に対応する。そこで、ＤＳＰ２１０は、Ｘ方向角速度及びＹ方向角速度を用いてＡＦステージ２７０のＸ方向及びＺ方向移動位置を演算し、算出されたＸ方向及びＺ方向移動位置をＡＦステージ駆動回路２７１に送信する。ＡＦステージ駆動回路２７１は、各移動位置に従ってＸ方向ステージモータ及びＺ方向ステージモータ２７３に印加する電圧を算出して印加する。これにより、デジタルカメラ１００の移動を打ち消すように、ＡＦステージ２７０がＡＦ固定部２７５に対してＸ軸方向及びＺ軸方向に移動する。これらの処理を１ｍｓごとに繰り返すことにより、ＡＦセンサ２８０の像ブレが補正される。なお、ＡＦセンサ２８０の像ブレ補正は被写体に合焦するとき、すなわち撮像前に実行される。
【００６４】
本実施形態によれば、デジタルカメラ１００に振動が与えられている場合であっても、被写体に安定して合焦することが可能となる。
【００６５】
なお、撮像素子２３１に対する像ブレ補正は、ＤＳＰ２１０がＡＦエリア２３５を撮像エリア２３４に対して移動させることにより行われてもよい。このとき、撮像素子２３１に結像した画像のコントラストが最も高くなる合焦レンズ２５２の位置を合焦位置とするコントラストＡＦが用いられる。すなわち、デジタルカメラ１００の移動により生じたＸ方向及びＹ方向角速度をＸ方向角速度センサ２２１及びＹ方向角速度センサ２２２が測定する。そして、Ｘ方向角速度及びＹ方向角速度をＤＳＰ２１０に入力する。Ｘ方向角速度及びＹ方向角速度を受信したＤＳＰ２１０は、Ｘ方向角速度及びＹ方向角速度を用いてＡＦエリア２３５の移動量を算出する。そして、算出された移動量に応じて、ＡＦエリア２３５を撮像エリア２３４に対して移動する。デジタルカメラ１００の移動を打ち消すように、ＡＦエリア２３５が撮像エリア２３４に対してＸ軸方向及びＹ軸方向に移動する。これにより、デジタルカメラ１００に加えられた振動の影響を受けずにコントラストＡＦを実行することが可能になる。
【００６６】
また、補正部２４１に２つの駆動コイルを設け、固定部２４５に駆動磁石を設けることにより、補正部２４１を固定部２４５に対して移動させてもよい。このとき、補正部２４１には、補正部２４１をＸ軸方向に駆動するＸ方向駆動コイル、Ｙ軸方向に駆動するＹ方向駆動コイルが設けられる。Ｘ方向及びＹ方向コイルはフレキシブルケーブルによりセンサステージ駆動回路２４８と接続される。固定部２４５には、Ｘ方向駆動コイルが生じる磁界内に設けられるＸ方向駆動磁石と、Ｙ方向駆動コイルが生じる磁界内に設けられるＹ方向駆動磁石が設けられる。固定部２４５は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向へ移動自在となるように補正部２４１を支持する。センサステージ駆動回路２４８はＤＳＰ２１０に接続され、ＤＳＰ２１０からの信号に応じてＸ方向及びＹ方向駆動コイルに電圧を印加する。これにより、補正部２４１が固定部２４５に対して移動する。
【００６７】
さらに、ＡＦステージ２７０に２つの駆動コイルを設け、ＡＦ固定部２７５に駆動磁石を設けることにより、ＡＦステージ２７０をＡＦ固定部２７５に対して移動させてもよい。このとき、ＡＦステージ２７０には、ＡＦステージ２７０をＸ軸方向に駆動するＸ方向駆動コイル、Ｚ軸方向に駆動するＺ方向駆動コイルが設けられる。Ｘ方向及びＺ方向コイルはフレキシブルケーブルによりＡＦステージ駆動回路２７１と接続される。ＡＦ固定部２７５には、Ｘ方向駆動コイルが生じる磁界内に設けられるＸ方向駆動磁石と、Ｚ方向駆動コイルが生じる磁界内に設けられるＺ方向駆動磁石が設けられる。ＡＦ固定部２７５は、Ｘ軸方向及びＺ軸方向へ移動自在となるようにＡＦステージ２７０を支持する。ＡＦステージ駆動回路２７１はＤＳＰ２１０に接続され、ＤＳＰ２１０からの信号に応じてＸ方向及びＺ方向駆動コイルに電圧を印加する。これにより、ＡＦステージ２７０がＡＦ固定部２７５に対して移動する。
【００６８】
次に、第２の実施形態について図６を用いて説明する。第１の実施形態と同様の構成については同じ符号を付して説明を省略する。
【００６９】
本実施形態では、ＡＦセンサ及び撮像素子２３１がシート状のＡＦステージ板３７０に取り付けられる。ＡＦステージ板３７０は、ミラーボックス１５０の底面から側面まで、９０度の角度で曲げられて設けられる。ミラーボックス１５０の底面に位置するＡＦステージ板３７０の一部には、ＡＦセンサ２８０が取り付けられ、ミラーボックス１５０の側面に位置するＡＦステージ板３７０の一部には、撮像素子２３１が取り付けられる。撮像素子２３１が取り付けられる部位とＡＦセンサ２８０が取り付けられる部位の間、すなわち９０度の角度で曲げられるＡＦステージ板３７０の部位に、可撓性を有する部位が設けられる。
【００７０】
ミラーボックス１５０の底面には、ＡＦステージ固定部３７５が設けられる。ＡＦステージ固定部３７５の頂面、すなわちミラーボックス１５０側の面にＡＦステージ板３７０が摺動自在となるように載置される。ＡＦステージ固定部３７５の頂面には、ＡＦステージ板３７０が所定の範囲内から逸脱しないように、その動きを規制するＺ方向ガイド３７６、第１及び第２のＸ方向ガイド３７７、３７８が設けられる。Ｚ方向ガイド３７６、第１及び第２のＸ方向ガイド３７７、３７８はクランク形状の断面を有し、一方の端部がＡＦステージ固定部３７５の頂面に固定され、他端がＡＦステージ固定部３７５の頂面からＡＦステージ板３７０の厚さよりわずかに広い間隔を開ける。これらの他端とＡＦステージ固定部３７５との間でＡＦステージ板３７０が摺動可能である。
【００７１】
Ｚ方向ガイド３７６は、ＡＦステージ板３７０がＡＦステージ固定部３７５から浮き上がることを防止するとともに、Ｚ方向においてＡＦステージ板３７０が既定の範囲を超えて移動してしまうことを防ぐ。
【００７２】
第１及び第２のＸ方向ガイド３７７、３７８は、ＡＦステージ板３７０がＡＦステージ固定部３７５から浮き上がることを防止するとともに、Ｘ方向においてＡＦステージ板３７０が既定の範囲を超えて移動してしまうことを防ぐ。
【００７３】
９０度の角度で曲げられるＡＦステージ板３７０の部位は、第１のローラガイド３８１と第２のローラガイド３８４との間に挟まれる。第１のローラガイド３８１と第２のローラガイド３８４は、ＡＦステージ板３７０の移動に応じて各々の軸周りに回転自在である。また、第１のローラガイド３８１と第２のローラガイド３８４との間には、ＡＦステージ板３７０の厚さよりわずかに広い間隔があり、ＡＦステージ板３７０は、第１のローラガイド３８１と第２のローラガイド３８４と摺接しながらＸ軸方向に移動可能である。
【００７４】
ＡＦセンサ２８０と撮像素子２３１の中心は、ＡＦステージ板３７０のＸ軸方向中央を通る平面上に設けられる。
【００７５】
Ｘ方向駆動モータ２４２が正回転すると、補正部２４１がＸ軸正方向に移動する。ＡＦステージ板３７０は、補正部２４１に取り付けられているため、補正部２４１と共にＸ軸正方向に移動する。そして、ＡＦステージ板３７０に取り付けられたＡＦセンサ２８０がＸ軸正方向に移動する。Ｘ方向駆動モータ２４２が反回転したときも、同様にして補正部２４１がＸ軸負方向に移動し、ＡＦステージ板３７０に取り付けられたＡＦセンサ２８０がＸ軸負方向に移動する。
【００７６】
Ｙ方向駆動モータ２４３が正回転すると、補正部２４１がＹ軸正方向に移動する。ＡＦステージ板３７０の一端は補正部２４１に取り付けられているため、補正部２４１と共にＹ軸正方向に移動する。すると、９０度の角度で曲げられるＡＦステージ板３７０の部位は、第１のローラガイド３８１と第２のローラガイド３８４を回転しながら、ミラーボックス１５０の底面側に移動する。ミラーボックス１５０の底面側に置かれていたＡＦステージ２７０の他端は、Ｚ軸正方向に向けて移動する。これにより、ＡＦステージ板３７０に取り付けられたＡＦセンサ２８０がＺ軸正方向に移動する。Ｙ方向駆動モータ２４３が反回転したときも、同様にして補正部２４１がＹ軸負方向に移動し、ＡＦステージ板３７０に取り付けられたＡＦセンサ２８０がＺ軸負方向に移動する。
【００７７】
リターンミラー及び補助ミラー２６４の構造により、撮像素子２３１における天地方向の像ブレを補正する方向と、ＡＦセンサ２８０における天地方向の像ブレを補正する方向とは逆になる。しかし、ＡＦセンサ２８０の像ブレ補正は被写体に合焦するとき、すなわち撮像前に実行され、撮像素子２３１の像ブレ補正は被写体を撮像するときに実行されるため、両者の像ブレ補正は同時に行われず、両者の像ブレ補正が阻害されることはない。
【００７８】
本実施形態によれば、撮像素子２３１とＡＦセンサ２８０とが同一の駆動手段により像ブレ補正されるため、駆動手段を増やすことなく容易に像ブレ補正を行うことができる。
【００７９】
なお、ＡＦセンサ２８０は撮像素子２３１と同じ方向を向くようにＡＦステージ板３７０に取り付けられてもよい。すなわち、ＡＦステージ板３７０は可撓性を有さず、９０度に曲げられない。補助ミラー２６４から照射された光は、第３のミラーによりＡＦセンサ２８０へ導かれる。撮像素子２３１における天地方向の像ブレを補正する方向と、ＡＦセンサ２８０における天地方向の像ブレを補正する方向とが同じになる。
【００８０】
また、ＡＦセンサ２８０からの信号により合焦レンズ２５２を合焦位置に移動させるのではなく、撮像素子２３１に結像した画像のコントラストが最も高くなる合焦レンズ２５２の位置を合焦位置とするものであっても良い。このとき、撮像素子又はＡＦエリア２３５が像ブレ補正される。
【００８１】
さらに、ＡＦセンサ及び撮像素子２３１からの信号を用いて合焦レンズ２５２の合焦位置を決定してもよい。ＡＦセンサ２８０と、撮像素子又はＡＦエリア２３５とが像ブレ補正される。ＡＦセンサ２８０からの信号により合焦レンズ２５２を合焦位置付近に移動させ、撮像素子又はＡＦエリア２３５からの信号により合焦レンズ２５２を合焦位置に一致させる。
【００８２】
振動検出手段は、角速度センサ２２０でなくても良く、加速度センサ等の振動を検出可能なものであれば良い。
【符号の説明】
【００８３】
１００  デジタルカメラ
１１０  操作スイッチ
１１１  ＳＷＭボタン
１１２  レリーズボタン
１１３  像ブレ補正ボタン
１１４  ＬＣＤモニタ
１１６  カードスロット
１２０  撮像レンズ
１３２  メモリ
１３３  ＳＤカード
１５０  ミラーボックス
１８２  コンデンサレンズ
２１０  ＤＳＰ
２２１  Ｘ方向角速度センサ
２２２  Ｙ方向角速度センサ
２３１  撮像素子
２３２  ＡＦＥ
２３４  撮像エリア
２３５  ＡＦエリア
２４０  像ブレ補正部
２４１  補正部
２４２  Ｘ方向駆動モータ
２４３  Ｙ方向駆動モータ
２４５  固定部
２４６  Ｘ方向ガイド
２４７  Ｙ方向ガイド
２４８  センサステージ駆動回路
２５１  レンズ／絞り駆動回路
２６１  ミラー／シャッタ駆動回路
２６２  リターンミラー
２６３  シャッタ幕
２６４  補助ミラー
２７０  ＡＦステージ
２７１  ＡＦステージ駆動回路
２７２  Ｘ方向ステージモータ
２７３  Ｚ方向ステージモータ
２７５  ＡＦ固定部
２７６  Ｘ方向ＡＦガイド
２７７  Ｚ方向ＡＦガイド
２８０  ＡＦセンサ
２８２  第２のセパレータレンズ
２９０  ＡＦセンサブレ補正部
３７０  ＡＦステージ板
３７５  ＡＦステージ固定部
３７６  Ｚ方向ガイド
３８１  第１のローラガイド
３８４  第２のローラガイド
ＬＸ    光軸
【図１】
2010191306.tif 000003
【図２】
2010191306.tif 000004
【図３】
2010191306.tif 000005
【図４】
2010191306.tif 000006
【図５】
2010191306.tif 000007
【図６】
2010191306.tif 000008