(57)【要約】【課題】単一（共通）の電磁駆動機構を介してイメージセンサを撮影光学系の光軸と異なる方向に駆動することで、被写体像の結像位置を変位させて像ぶれを補正するとともに、光学的なローパスフィルタ効果を得る撮影装置において、イメージセンサの信号読出期間中に磁気被り現象が起きるのを防止して高品質な画像データを得る。【解決手段】イメージセンサ駆動制御部は、イメージセンサの露光期間中は、第１の駆動信号生成部が生成した第１の駆動信号と第２の駆動信号生成部が生成した第２の駆動信号とによって、電磁駆動機構を介してイメージセンサを撮影光学系の光軸と異なる方向に駆動し、イメージセンサの信号読出期間中は、第１の駆動信号生成部が生成した第１の駆動信号によって、電磁駆動機構を介してイメージセンサを撮影光学系の光軸と異なる方向に駆動する。【選択図】図１
2018050343.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出色の異なる複数の画素を含み、露光期間中に、撮影光学系により形成された被写体像を電気的な画素信号に変換し、信号読出期間中に、前記画素信号を読み出すイメージセンサと、
前記イメージセンサを前記撮影光学系の光軸と異なる方向に駆動する電磁駆動機構と、
前記イメージセンサが水平方向の１ライン分の画素信号を読み出すための水平同期信号を基準に所定のタイミングとなる第１の駆動信号を生成する第１の駆動信号生成部と、
前記第１の駆動信号と周期の異なる第２の駆動信号を生成する第２の駆動信号生成部と、
前記イメージセンサの露光期間中は、前記第１の駆動信号生成部が生成した前記第１の駆動信号と前記第２の駆動信号生成部が生成した前記第２の駆動信号とによって、前記電磁駆動機構を介して前記イメージセンサを前記撮影光学系の光軸と異なる方向に駆動し、前記イメージセンサの信号読出期間中は、前記第１の駆動信号生成部が生成した前記第１の駆動信号によって、前記電磁駆動機構を介して前記イメージセンサを前記撮影光学系の光軸と異なる方向に駆動するイメージセンサ駆動制御部と、
を備えることを特徴とする撮影装置。
【請求項２】
請求の範囲第１項記載の撮影装置において、
前記第１の駆動信号生成部は、前記第１の駆動信号として、前記イメージセンサが水平方向の１ライン分の画素信号を読み出すための水平同期信号と同期した駆動信号を生成し、
前記第２の駆動信号生成部は、前記第２の駆動信号として、前記イメージセンサが水平方向の１ライン分の画素信号を読み出すための水平同期信号と同期していない駆動信号を生成する撮影装置。
【請求項３】
請求の範囲第１項または第２項記載の撮影装置において、
前記イメージセンサ駆動制御部は、前記イメージセンサの露光期間中は、前記第１の駆動信号生成部が生成した前記第１の駆動信号と前記第２の駆動信号生成部が生成した前記第２の駆動信号とを重畳合成した非同期駆動信号によって、前記電磁駆動機構を介して前記イメージセンサを前記撮影光学系の光軸と異なる方向に駆動し、前記イメージセンサの信号読出期間中は、前記第１の駆動信号生成部が生成した前記第１の駆動信号からなる同期駆動信号によって、前記電磁駆動機構を介して前記イメージセンサを前記撮影光学系の光軸と異なる方向に駆動する撮影装置。
【請求項４】
請求の範囲第３項記載の撮影装置において、
前記イメージセンサ駆動制御部は、
前記イメージセンサの露光期間中と信号読出期間中を通じて、前記非同期駆動信号または前記同期駆動信号によって、前記電磁駆動機構を介して前記イメージセンサを前記撮影光学系の光軸と異なる方向に駆動することで、被写体像の結像位置を変位させて像ぶれを補正し、
前記イメージセンサの露光期間中にのみ、前記非同期駆動信号によって、前記電磁駆動機構を介して前記イメージセンサを前記撮影光学系の光軸と異なる方向に駆動することで、被写体光束を前記イメージセンサの検出色の異なる複数の画素に入射させて光学的なローパスフィルタ効果を得る撮影装置。
【請求項５】
請求の範囲第１項ないし第４項のいずれか１項記載の撮影装置において、
前記電磁駆動機構は、
固定支持基板と、
前記固定支持基板に対してスライド可能であり、前記イメージセンサが固定された可動ステージと、
前記固定支持基板と前記可動ステージの一方に固定された磁石及びヨークと、
前記固定支持基板と前記可動ステージの他方に固定された駆動用コイルと、を備え、
前記駆動用コイルに前記非同期駆動信号または前記同期駆動信号を印加することにより、前記イメージセンサが固定された前記可動ステージを前記固定支持基板に対して前記撮影光学系の光軸と異なる方向に駆動する撮影装置。
【請求項６】
検出色の異なる複数の画素を含み、露光期間中に、撮影光学系により形成された被写体像を電気的な画素信号に変換し、信号読出期間中に、前記画素信号を読み出すイメージセンサと、
前記イメージセンサを前記撮影光学系の光軸と異なる方向に駆動する電磁駆動機構と、
前記イメージセンサが水平方向の１ライン分の画素信号を読み出すための水平同期信号を基準に所定のタイミングとなる第１の駆動信号を生成する第１の駆動信号生成部と、
前記第１の駆動信号と周期の異なる第２の駆動信号を生成する第２の駆動信号生成部と、
前記イメージセンサの露光期間中は、前記第１の駆動信号生成部が生成した前記第１の駆動信号と前記第２の駆動信号生成部が生成した前記第２の駆動信号とによって、前記電磁駆動機構を介して前記イメージセンサを前記撮影光学系の光軸と異なる方向に駆動し、前記イメージセンサの信号読出期間中は、前記第１の駆動信号生成部が生成した前記第１の駆動信号によって、前記電磁駆動機構を介して前記イメージセンサを前記撮影光学系の光軸と異なる方向に駆動するイメージセンサ駆動制御部と、
を備えることを特徴とする撮影制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単一（共通）の電磁駆動機構を介してイメージセンサを撮影光学系の光軸と異なる方向に（例えば光軸直交平面内で）駆動することで、被写体像の結像位置を変位させて像ぶれを補正するとともに、光学的なローパスフィルタ効果を得る撮影装置及び撮影制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の撮影装置及び撮影制御システムでは、単一（共通）の電磁駆動機構として、イメージセンサを搭載した可動ステージを固定ステージに対してスライド自在に支持し、固定ステージと可動ステージの一方と他方に磁石とコイルをそれぞれ支持し、交流駆動信号をコイルに流すことにより可動ステージ（イメージセンサ）を固定ステージに対して撮影光学系の光軸と異なる方向に（例えば光軸直交平面内で）駆動するものが知られている。
【０００３】
コイルに流す交流駆動信号は、イメージセンサが水平方向の１ライン分の画素信号を読み出すための水平同期信号（イメージセンサの水平同期信号）と同期しているのが理想的である。しかし、コイルに流す交流駆動信号には、光学的なローパスフィルタ効果を得るための微細な高周波成分が入り込むので、コイルに流す交流駆動信号をイメージセンサの水平同期信号と同期させるのは非常に困難である。このため、イメージセンサの信号読出期間中に、コイルに流す交流駆動信号の変化に応じて近傍の磁界が変化し、イメージセンサ内の電源とＧＮＤ（グラウンド）のループにこの磁界の変化に応じた誘導電流が流れ、イメージセンサの電源レベルがコイルに流す交流駆動信号に応じて変動する、磁気被りと呼ばれる現象が起きる。磁気被り現象が起きると、イメージセンサから読み出された画像データにパターン状のノイズが発生して、画像品質が劣化してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−３５２４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、以上の問題意識に基づいて完成されたものであり、単一（共通）の電磁駆動機構を介してイメージセンサを撮影光学系の光軸と異なる方向に駆動することで、被写体像の結像位置を変位させて像ぶれを補正するとともに、光学的なローパスフィルタ効果を得る撮影装置において、イメージセンサの信号読出期間中に磁気被り現象が起きるのを防止して高品質な画像データを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、像ぶれ補正用の駆動信号はイメージセンサの水平同期信号と同期させるのが容易であること、光学的なローパスフィルタ効果用の駆動信号はイメージセンサの水平同期信号と同期させるのが非常に困難であること、及び磁気被り現象はとりわけイメージセンサの信号読出期間中に画像データの品質に悪影響を与えるものであって露光期間中には特に問題とならないこと、に着目した。
【０００７】
そして本発明者は、像ぶれ補正用の駆動信号（イメージセンサの水平同期信号と同期させるのが容易）を生成する駆動信号生成部と、光学的なローパスフィルタ効果用の駆動信号（イメージセンサの水平同期信号と同期させるのが非常に困難）を生成する駆動信号生成部とを別個独立して設けた上で、像ぶれ補正用の制御を、イメージセンサの露光期間中と信号読出期間中を通じてオンにし、光学的なローパスフィルタ効果用の制御を、イメージセンサの露光期間中にのみオンにして信号読出期間中にオフにすれば、イメージセンサの信号読出期間中に磁気被り現象が起きるのを防止して高品質な画像データが得られる、との結論に達して本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち本発明の撮影装置は、検出色の異なる複数の画素を含み、露光期間中に、撮影光学系により形成された被写体像を電気的な画素信号に変換し、信号読出期間中に、前記画素信号を読み出すイメージセンサと、前記イメージセンサを前記撮影光学系の光軸と異なる方向に駆動する電磁駆動機構と、前記イメージセンサが水平方向の１ライン分の画素信号を読み出すための水平同期信号を基準に所定のタイミングとなる第１の駆動信号（像ぶれ補正用の駆動信号）を生成する第１の駆動信号生成部（像ぶれ補正用の駆動信号生成部）と、前記第１の駆動信号と周期の異なる第２の駆動信号（光学的なローパスフィルタ効果用の駆動信号）を生成する第２の駆動信号生成部（光学的なローパスフィルタ効果用の駆動信号生成部）と、前記イメージセンサの露光期間中は、前記第１の駆動信号生成部が生成した前記第１の駆動信号と前記第２の駆動信号生成部が生成した前記第２の駆動信号とによって、前記電磁駆動機構を介して前記イメージセンサを前記撮影光学系の光軸と異なる方向に駆動し、前記イメージセンサの信号読出期間中は、前記第１の駆動信号生成部が生成した前記第１の駆動信号によって、前記電磁駆動機構を介して前記イメージセンサを前記撮影光学系の光軸と異なる方向に駆動するイメージセンサ駆動制御部と、を備えることを特徴としている。
【０００９】
前記第１の駆動信号生成部は、前記第１の駆動信号として、前記イメージセンサが水平方向の１ライン分の画素信号を読み出すための水平同期信号と同期した駆動信号を生成し、前記第２の駆動信号生成部は、前記第２の駆動信号として、前記イメージセンサが水平方向の１ライン分の画素信号を読み出すための水平同期信号と同期していない駆動信号を生成することができる。
【００１０】
前記イメージセンサ駆動制御部は、前記イメージセンサの露光期間中は、前記第１の駆動信号生成部が生成した前記第１の駆動信号と前記第２の駆動信号生成部が生成した前記第２の駆動信号とを重畳合成した非同期駆動信号によって、前記電磁駆動機構を介して前記イメージセンサを前記撮影光学系の光軸と異なる方向に駆動し、前記イメージセンサの信号読出期間中は、前記第１の駆動信号生成部が生成した前記第１の駆動信号からなる同期駆動信号によって、前記電磁駆動機構を介して前記イメージセンサを前記撮影光学系の光軸と異なる方向に駆動することができる。
【００１１】
前記イメージセンサ駆動制御部は、前記イメージセンサの露光期間中と信号読出期間中を通じて、前記非同期駆動信号または前記同期駆動信号によって、前記電磁駆動機構を介して前記イメージセンサを前記撮影光学系の光軸と異なる方向に駆動することで、被写体像の結像位置を変位させて像ぶれを補正し、前記イメージセンサの露光期間中にのみ、前記非同期駆動信号によって、前記電磁駆動機構を介して前記イメージセンサを前記撮影光学系の光軸と異なる方向に駆動することで、被写体光束を前記イメージセンサの検出色の異なる複数の画素に入射させて光学的なローパスフィルタ効果を得ることができる。
【００１２】
前記電磁駆動機構は、固定支持基板と、前記固定支持基板に対してスライド可能であり、前記イメージセンサが固定された可動ステージと、前記固定支持基板と前記可動ステージの一方に固定された磁石及びヨークと、前記固定支持基板と前記可動ステージの他方に固定された駆動用コイルと、を備え、前記駆動用コイルに前記非同期駆動信号または前記同期駆動信号を印加することにより、前記イメージセンサが固定された前記可動ステージを前記固定支持基板に対して前記撮影光学系の光軸と異なる方向に駆動することができる。
【００１３】
本発明の撮影制御システムは、検出色の異なる複数の画素を含み、露光期間中に、撮影光学系により形成された被写体像を電気的な画素信号に変換し、信号読出期間中に、前記画素信号を読み出すイメージセンサと、前記イメージセンサを前記撮影光学系の光軸と異なる方向に駆動する電磁駆動機構と、前記イメージセンサが水平方向の１ライン分の画素信号を読み出すための水平同期信号を基準に所定のタイミングとなる第１の駆動信号を生成する第１の駆動信号生成部と、前記第１の駆動信号と周期の異なる第２の駆動信号を生成する第２の駆動信号生成部と、前記イメージセンサの露光期間中は、前記第１の駆動信号生成部が生成した前記第１の駆動信号と前記第２の駆動信号生成部が生成した前記第２の駆動信号とによって、前記電磁駆動機構を介して前記イメージセンサを前記撮影光学系の光軸と異なる方向に駆動し、前記イメージセンサの信号読出期間中は、前記第１の駆動信号生成部が生成した前記第１の駆動信号によって、前記電磁駆動機構を介して前記イメージセンサを前記撮影光学系の光軸と異なる方向に駆動するイメージセンサ駆動制御部と、を備えることを特徴としている。
【００１４】
イメージセンサは、パッケージと、このパッケージに収納される固定撮像素子チップと、この固体撮像素子チップを密封保護するようにパッケージに固定される蓋部材とを含む複数の構成要素からなる。本明細書において、「イメージセンサを撮影光学系の光軸と異なる方向に駆動する」とは、イメージセンサの複数の構成要素のうち被写体光束が通過する少なくとも一部を撮影光学系の光軸と異なる方向に駆動することを意味する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、単一（共通）の電磁駆動機構を介してイメージセンサを撮影光学系の光軸と異なる方向に駆動することで、被写体像の結像位置を変位させて像ぶれを補正するとともに、光学的なローパスフィルタ効果を得る撮影装置において、イメージセンサの信号読出期間中に磁気被り現象が起きるのを防止して高品質な画像データを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明によるデジタルカメラ（撮影装置）の要部構成を示すブロック図である。
【図２】本発明によるデジタルカメラ（撮影装置）の像ぶれ補正装置（電磁駆動機構）の要部構成を示すブロック図である。
【図３】本発明によるデジタルカメラ（撮影装置）の像ぶれ補正装置（電磁駆動機構）の構成を示す側面図である。
【図４】図４（Ａ）、（Ｂ）は所定軌跡を描くようにイメージセンサを駆動することで光学的なローパスフィルタ効果を与えるための動作を示す図であり、図４（Ａ）は撮影光学系の光軸を中心とする回転対称な円形軌跡を描くようにイメージセンサを駆動する場合、図４（Ｂ）は撮影光学系の光軸を中心とする回転対称な正方形軌跡を描くようにイメージセンサを駆動する場合をそれぞれ示している。
【図５】イメージセンサの信号読出期間中に起こる磁気被り現象を説明するための図である。
【図６】イメージセンサの露光期間中と信号読出期間中における像ぶれ補正制御とＬＰＦ制御を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１ないし図６を参照して、本発明によるデジタルカメラ（撮影装置、撮影制御システム）１０の一実施形態について説明する。
【００１８】
図１に示すように、デジタルカメラ１０は、そのカメラボディ２０に着脱自在に装着された撮影レンズ１１を備えており、撮影レンズ１１は、被写体側（図の左側）から順に、撮影光学系としての撮影レンズ群Ｌ及び絞り１３を備え、カメラボディ２０は、シャッタ１５及びイメージセンサ（撮像素子）１７を備えている。撮影レンズ群Ｌから入射し、絞り１３及び開放されたシャッタ１５を通った被写体光束による被写体像が、イメージセンサ１７の受光面上に形成され、露光される。イメージセンサ１７上に形成された被写体像は、マトリックス状に配置された多数の画素によって、電気的な画素信号に変換され、画像データ（画像信号）としてＤＳＰ（イメージセンサ駆動制御部）２１に出力される。より具体的にイメージセンサ１７は、露光と信号読出が順次に行われる検出色の異なる複数の画素を含み、露光期間中に、撮影光学系により形成された被写体像を電気的な画素信号に変換し、信号読出期間中に、画素信号を読み出してＤＳＰ２１に出力する。またＤＳＰ２１は、画像データに所定の画像処理を施して、これを表示部材（ＬＣＤモニタ）２３に表示し、着脱可能なメモリカード２５に書き込む。ＤＳＰ２１は、電源スイッチ、レリーズスイッチなどの操作部材２７、後述するローパスフィルタ動作をオン／オフするスイッチ、ローパスフィルタ効果を調整する調整スイッチ、ローパスフィルタ動作時のイメージセンサの振動方向を選択する方向選択スイッチなどを含むローパスフィルタ操作部２９、絞り１３とシャッタ１５を駆動制御する絞り／シャッタ駆動回路３１、及びカメラ機能に関するプログラム、ローパスフィルタに関するデータなどが書き込まれたメモリ３５と接続されている。撮影レンズ１１は、絞り１３の開口径（絞り値）情報、撮影レンズ群Ｌの解像力（ＭＴＦ）情報を記憶したメモリ１９を搭載していて、これらの情報がＤＳＰ２１に読み込まれる。撮影レンズ群Ｌは、通常、絞り１３を光軸方向に挟んで複数のレンズ群を有する。
【００１９】
図示は省略しているが、イメージセンサ１７は、パッケージと、このパッケージに収納される固定撮像素子チップと、この固体撮像素子チップを密封保護するようにパッケージに固定される蓋部材とを含む複数の構成要素からなる。本明細書において、「イメージセンサ１７を撮影光学系の光軸と直交する平面内で駆動する」とは、イメージセンサ１７の複数の構成要素のうち被写体光束が通過する少なくとも一部を撮影光学系の光軸と直交する平面内で駆動することを意味する。
【００２０】
図１ないし図３に示すように、イメージセンサ１７は、撮影レンズ１１の光軸Ｚと直交するＸ軸方向とＹ軸方向（直交二方向）に移動可能に像ぶれ補正装置（電磁駆動機構）４０に搭載されている。像ぶれ補正装置４０は、カメラボディ２０のシャーシなどの構造物に固定される固定支持基板４１と、イメージセンサ１７を固定した、固定支持基板４１に対してスライド可能な可動ステージ４２と、固定支持基板４１の可動ステージ４２との対向面に固定した磁石Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３と、固定支持基板４１に可動ステージ４２を挟んで各磁石Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３と対向させて固定した、各磁石Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３との間に磁気回路を構成する磁性体からなるヨーク４３１、４３２、４３３と、可動ステージ４２に固定した、前記磁気回路の磁界内において電流を受けることにより駆動力を発生する駆動用コイルＣ１、Ｃ２、Ｃ３を有し、駆動用コイルＣ１、Ｃ２、Ｃ３に交流駆動信号（交流電圧）を印加することにより、固定支持基板４１に対して可動ステージ４２（イメージセンサ１７）が光軸直交平面内で駆動するようになっている。駆動用コイルＣ１、Ｃ２、Ｃ３に印加する交流駆動信号（交流電圧）については後に詳細に説明する。
【００２１】
この実施形態では、磁石Ｍ１、ヨーク４３１及び駆動用コイルＣ１からなる磁気駆動手段と、磁石Ｍ２、ヨーク４３２及び駆動用コイルＣ２からなる磁気駆動手段（２組の磁気駆動手段）とがイメージセンサ１７の長手方向（水平方向、Ｘ軸方向）に所定間隔で配置され、磁石Ｍ３、ヨーク４３３及び駆動用コイルＣ３からなる磁気駆動手段（１組の磁気駆動手段）が長手方向と直交する短手方向（鉛直（垂直）方向、Ｙ軸方向）に配置されている。
【００２２】
さらに固定支持基板４１には、各駆動用コイルＣ１ないしＣ３の近傍（中央空間部）に、磁石Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３の磁力を検知して可動ステージ４２の位置を検知するホールセンサＨ１、Ｈ２、Ｈ３が配置されている。ホールセンサＨ１、Ｈ２により可動ステージ４２のＹ軸方向位置及び傾き（回転）を検知し、ホールセンサＨ３により可動ステージ４２のＸ軸方向位置を検知する。ＤＳＰ２１は、ホールセンサＨ１、Ｈ２、Ｈ３の出力により可動ステージ４２の位置を検知しながら、各駆動用コイルＣ１ないしＣ３に後述する交流駆動信号（交流電圧）を流し、可動ステージ４２（イメージセンサ１７）を所定の経路、軌跡及び速さ（周期）で移動させる。ＤＳＰ２１は、像ぶれ補正動作時に、図示しない角速度センサによりデジタルカメラ１０の像ぶれを検出して、イメージセンサ１７に対して被写体像が相対移動しないように像ぶれ補正装置４０の可動ステージ４２（イメージセンサ１７）を光軸直交平面内で駆動して被写体像の結像位置を変化させることで、ぶれ軽減駆動制御する。本実施形態ではこの動作を「ＤＳＰ２１による像ぶれ補正装置４０を介したイメージセンサ１７の像ぶれ補正動作（像ぶれ補正駆動）」と呼ぶ。
【００２３】
本実施形態の像ぶれ補正装置４０は、撮影光学系の光軸Ｚと直交する平面内において所定軌跡を描くようにイメージセンサ１７を駆動して、被写体光束をイメージセンサ１７の検出色の異なる複数の画素に入射させることで、光学的なローパスフィルタ効果（以下、ＬＰＦ効果ということがある）を与える。本実施形態ではこの動作を「ＤＳＰ２１による像ぶれ補正装置４０を介したイメージセンサ１７のＬＰＦ動作（ＬＰＦ駆動）」と呼ぶ。
【００２４】
本実施形態の像ぶれ補正装置４０は、イメージセンサ１７をその像ぶれ補正動作範囲（像ぶれ補正駆動範囲）の中央位置で保持する「イメージセンサ１７の中央保持動作（中央保持駆動）」を実行する。例えば、「イメージセンサ１７の像ぶれ補正動作（像ぶれ補正駆動）」と「イメージセンサ１７のＬＰＦ動作（ＬＰＦ駆動）」がともにオフの場合には、「イメージセンサ１７の中央保持動作（中央保持駆動）」のみをオンにして撮影が行われる（像ぶれ補正を行わなくても中央保持は行う）。
【００２５】
「イメージセンサ１７の像ぶれ補正動作（像ぶれ補正駆動）」、「イメージセンサ１７のＬＰＦ動作（ＬＰＦ駆動）」及び「イメージセンサ１７の中央保持動作（中央保持駆動）」は、これらの合成動作（合成駆動）として像ぶれ補正装置４０によって実現される態様、あるいは、これらのいずれか１つの動作（駆動）のみが単独で像ぶれ補正装置４０によって実現される態様が可能である。
【００２６】
図４（Ａ）、（Ｂ）を参照して、像ぶれ補正装置（電磁駆動機構）４０が、所定軌跡を描くようにイメージセンサ１７を駆動して、該イメージセンサ１７によってＬＰＦ効果を与えるローパスフィルタ動作について説明する。同図において、イメージセンサ１７は、受光面にマトリックス状に所定の画素ピッチＰで配置された多数の画素１７ａを備え、各画素１７ａの前面にベイヤ配列のカラーフィルタＲ、Ｇ、Ｂのいずれかが配置されている。各画素１７ａは、前面のいずれかのカラーフィルタＲ、Ｇ、Ｂを透過して入射した被写体光線の色を検出、つまり、色成分（色帯域）の光を光電変換し、その強さ（輝度）に応じた電荷を蓄積する。
【００２７】
図４（Ａ）は、イメージセンサ１７を、撮影光学系の光軸Ｚを中心とする回転対称な円形軌跡を描くように駆動する場合を示している。この円形軌跡は、イメージセンサ１７の画素ピッチＰの２１／２／２倍を半径ｒとする円形の閉じた経路である。図４（Ｂ）は、イメージセンサ１７を、撮影光学系の光軸Ｚを中心とする回転対称な正方形軌跡を描くように駆動する場合を示している。この正方形軌跡は、イメージセンサ１７の画素ピッチＰを一辺とした正方形の閉じた経路である。図４（Ｂ）では、イメージセンサ１７を、画素１７ａの互いに直交する並び方向の一方（鉛直方向）と平行なＹ軸方向、他方（水平方向）と平行なＸ軸方向に１画素ピッチＰ単位で交互にかつ正方形経路となるように移動させている。
【００２８】
図４（Ａ）、（Ｂ）のように、露光中にイメージセンサ１７を円形または正方形の所定軌跡を描くように駆動すると、各カラーフィルタＲ、Ｇ、Ｂ（画素１７ａ）の中央に入射した被写体光線（光束）が、４個のカラーフィルタＲ、Ｇ、Ｂ、Ｇに均等に入射するので、光学ローパスフィルタと同等の効果が得られる。つまり、どのカラーフィルタＲ、Ｇ、Ｂ、Ｇ（画素１７ａ）に入射した光線も、必ずその周辺のカラーフィルタＲ、Ｇ、Ｂ、Ｇ（画素１７ａ）に入射するので、恰も光学ローパスフィルタを光線が通過したのと同等の効果（ＬＰＦ効果）が得られる。
【００２９】
さらに、イメージセンサ１７の駆動範囲を段階的に切り替える（円形軌跡の場合は半径ｒを異ならせ、正方形軌跡の場合は一辺の長さを異ならせる）ことで、イメージセンサ１７によるＬＰＦ効果の強弱を段階的に切り替えることができる。つまり、円形軌跡の半径ｒまたは正方形軌跡の一辺を長くする（被写体光線が入射するイメージセンサ１７の検出色の異なる画素１７ａ（カラーフィルタＲ、Ｇ、Ｂ、Ｇ）に入射する画素１７ａの範囲を拡大する）に連れてＬＰＦ効果が強くなり、一方、同半径ｒまたは一辺を短くする（被写体光線が入射するイメージセンサ１７の検出色の異なる画素１７ａ（カラーフィルタＲ、Ｇ、Ｂ、Ｇ）に入射する画素１７ａの範囲を縮小する）に連れてＬＰＦ効果が弱くなる。
【００３０】
図１、図２に示すように、デジタルカメラ１０は、像ぶれ補正装置（電磁駆動機構）４０の駆動用コイルＣ１、Ｃ２、Ｃ３に印加する交流駆動信号（交流電圧）を生成するための第１の駆動信号生成部（像ぶれ補正用の駆動信号生成部）３２及び第２の駆動信号生成部（ＬＰＦ効果用の駆動信号生成部）３３を備えている。
【００３１】
第１の駆動信号生成部３２は、イメージセンサ１７が水平方向の１ライン分の画素信号を読み出すための水平同期信号（ＨＤ）を基準に所定のタイミングとなる第１の駆動信号（像ぶれ補正用の駆動信号）を生成する。より具体的に第１の駆動信号生成部３２は、イメージセンサ１７が水平方向の１ライン分の画素信号を読み出すための水平同期信号（ＨＤ）と同期した第１の駆動信号（像ぶれ補正用の駆動信号）を生成する。第１の駆動信号の周期は、イメージセンサ１７の水平同期信号（ＨＤ）の周期（例えば数十μｓｅｃ）と近いため、第１の駆動信号とイメージセンサ１７の水平同期信号（ＨＤ）を同期させるのは容易である。
【００３２】
第２の駆動信号生成部３３は、第１の駆動信号生成部３２が生成する第１の駆動信号（像ぶれ補正用の駆動信号）と周期の異なる第２の駆動信号（ＬＰＦ効果用の駆動信号）を生成する。より具体的に第２の駆動信号生成部３３は、イメージセンサ１７が水平方向の１ライン分の画素信号を読み出すための水平同期信号（ＨＤ）と同期していない第２の駆動信号（ＬＰＦ効果用の駆動信号）を生成する。第２の駆動信号の周期は、イメージセンサ１７の水平同期信号（ＨＤ）の周期（例えば数十μｓｅｃ）と比べてかなり小さいため（微細な高周波成分からなるため）、第２の駆動信号とイメージセンサ１７の水平同期信号（ＨＤ）を同期させるのは非常に困難である。
【００３３】
ＤＳＰ（イメージセンサ駆動制御部）２１は、イメージセンサ１７の露光期間中は、第１の駆動信号生成部３２が生成した第１の駆動信号と第２の駆動信号生成部３３が生成した第２の駆動信号とによって、像ぶれ補正装置（電磁駆動機構）４０を介してイメージセンサ１７を光軸直交平面内で駆動することで、像ぶれ補正動作とＬＰＦ動作の双方を実行する。より具体的にＤＳＰ（イメージセンサ駆動制御部）２１は、イメージセンサ１７の露光期間中は、第１の駆動信号生成部３２が生成した第１の駆動信号と、第２の駆動信号生成部３３が生成した第２の駆動信号とを重畳合成した非同期駆動信号によって、像ぶれ補正装置（電磁駆動機構）４０を介してイメージセンサ１７を光軸直交平面内で駆動することで、像ぶれ補正動作とＬＰＦ動作の双方を実行する。
【００３４】
ＤＳＰ（イメージセンサ駆動制御部）２１は、イメージセンサ１７の信号読出期間中は、第１の駆動信号生成部３２が生成した第１の駆動信号によって、像ぶれ補正装置（電磁駆動機構）４０を介してイメージセンサ１７を光軸直交平面内で駆動することで、像ぶれ補正動作のみを実行して、ＬＰＦ動作を実行しない。より具体的にＤＳＰ（イメージセンサ駆動制御部）２１は、イメージセンサ１７の信号読出期間中は、第１の駆動信号生成部３２が生成した第１の駆動信号からなる同期駆動信号によって、像ぶれ補正装置（電磁駆動機構）４０を介してイメージセンサ１７を光軸直交平面内で駆動することで、像ぶれ補正動作のみを実行して、ＬＰＦ動作を実行しない。
【００３５】
すなわちＤＳＰ（イメージセンサ駆動制御部）２１は、イメージセンサ１７の露光期間中と信号読出期間中を通じて、非同期駆動信号または同期駆動信号によって像ぶれ補正動作を実行し、イメージセンサ１７の露光期間中にのみ、非同期駆動信号によってＬＰＦ動作を実行する。
【００３６】
イメージセンサ１７の露光期間中に、第１の駆動信号生成部３２が生成した第１の駆動信号と第２の駆動信号生成部３３が生成した第２の駆動信号とを重畳合成した非同期駆動信号によって、像ぶれ補正動作とＬＰＦ動作の双方を実行することで、手ぶれに起因する画像のずれを補正するとともに、モアレ縞や偽色などの偽解像を防止して、高品質な画像データを得ることができる。またイメージセンサ１７の露光期間中は、非同期駆動信号用によってイメージセンサ１７を光軸直交平面内で駆動しても、磁気被りに起因する画像品質の劣化は生じない。
【００３７】
イメージセンサ１７の信号読出期間中に、第１の駆動信号生成部３２が生成した第１の駆動信号からなる同期駆動信号によって、像ぶれ補正動作のみを実行して、ＬＰＦ動作を実行しないことで、イメージセンサ１７の信号読出期間中に磁気被り現象が起きるのを防止して高品質な画像データを得ることができる。
【００３８】
図５を参照して、イメージセンサ１７の信号読出期間中に起こる磁気被り現象を説明する。図５の上部（ＣＩＳ）において、イメージセンサ１７が水平方向の１ライン分の画素信号を読み出すための区間毎に、水平同期信号（ＨＤ）の出力と、画素信号の出力と、Ａ／Ｄ変換期間（Ｒｅｓ、Ｓｉｇ）（カラムＡ／Ｄ）とが含まれている。図５の下部（コイル駆動信号）において、「Ｄｕｔｙ４０％（非同期）」は駆動デューティー比が４０％の第２の駆動信号からなる非同期駆動信号を示しており、「Ｄｕｔｙ４０％（同期）」は駆動デューティー比が４０％の第１の駆動信号からなる同期駆動信号を示している。同期駆動信号（Ｄｕｔｙ４０％（同期））を駆動用コイルＣ１、Ｃ２、Ｃ３に印加した場合は、同期駆動信号の立上がり部と立下り部がＡ／Ｄ変換期間（Ｒｅｓ、Ｓｉｇ）に重なることがないので、磁気被り現象は起こらない。これに対し、非同期駆動信号（Ｄｕｔｙ４０％（非同期））を駆動用コイルＣ１、Ｃ２、Ｃ３に印加した場合は、非同期駆動信号の立上がり部と立下り部がＡ／Ｄ変換期間（Ｒｅｓ、Ｓｉｇ）に重なっているため、磁気被り現象が起こってしまう。
【００３９】
図６を参照して、イメージセンサ１７の露光期間中と信号読出期間中における像ぶれ補正制御とＬＰＦ制御を説明する。イメージセンサ１７によって１枚の撮影画像を得るために、露光と信号読出が順次に行われる。各露光期間と各信号読出期間において、垂直同期信号（ＣＩＳ−ＶＤ）の出力が含まれており、各露光期間において、ＣＩＳ−グローバルリセットの出力が含まれている。各露光期間においてシャッタ１５の開閉による露光が行われ、各信号読出期間においてイメージセンサ１７による信号読出が行われる。そして、イメージセンサ１７の露光期間中と信号読出期間中を通じて、非同期駆動信号または同期駆動信号による像ぶれ補正動作が実行され、イメージセンサ１７の露光期間中にのみ、非同期駆動信号によるＬＰＦ動作が実行される。なお、連写時にはイメージセンサ１７による露光と信号読出がさらに続けて行われる。
【００４０】
このように本実施形態のデジタルカメラ（撮影装置）１０によれば、ＤＳＰ（イメージセンサ駆動制御部）２１が、イメージセンサ１７の露光期間中は、第１の駆動信号生成部３２が生成した第１の駆動信号と第２の駆動信号生成部３３が生成した第２の駆動信号とを重畳合成した非同期駆動信号によって、像ぶれ補正装置（電磁駆動機構）４０を介してイメージセンサ１７を光軸直交平面内で駆動し、イメージセンサ１７の信号読出期間中は、第１の駆動信号生成部３２が生成した第１の駆動信号からなる同期駆動信号によって、像ぶれ補正装置（電磁駆動機構）４０を介してイメージセンサ１７を光軸直交平面内で駆動するので、イメージセンサ１７の信号読出期間中に磁気被り現象が起きるのを防止して高品質な画像データを得ることができる。
【００４１】
以上の実施形態では、第１の駆動信号生成部３２と第２の駆動信号生成部３３を別個独立の構成要素として設けているが、第１の駆動信号と第２の駆動信号を別個独立して出力できる限りにおいて、これをハードウェア的に実現するかソフトウェア的に実現するかには自由度がある。
【００４２】
以上の実施形態では、像ぶれ補正装置（電磁駆動機構）４０の構成として、固定支持基板４１に磁石Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３及びヨーク４３１、４３２、４３３を固定し、可動ステージ４２に駆動用コイルＣ１、Ｃ２、Ｃ３を固定した場合を例示して説明したが、この位置関係を逆にして、可動ステージに磁石及びヨークを固定し、固定支持基板に駆動用コイルを固定する態様も可能である。
【００４３】
以上の実施形態では、イメージセンサ１７が描く所定軌跡を、撮影光学系の光軸Ｚを中心とする回転対称な円形軌跡または正方形軌跡とした場合を例示して説明したが、これに限定されず、例えば、撮影光学系の光軸Ｚと直交する平面内における直線往復移動軌跡としてもよい。
【００４４】
以上の実施形態では、像ぶれ補正動作とＬＰＦ動作を実行するために、像ぶれ補正装置（電磁駆動機構）４０を介してイメージセンサ１７を光軸直交平面内で駆動する場合を例示して説明したが、イメージセンサ１７を駆動する方向はこれに限定されず、撮影光学系の光軸と異なる方向であればよい。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明の撮影装置及び撮影制御システムは、デジタルカメラ等の撮影装置及び撮影制御システムに用いて好適である。
【符号の説明】
【００４６】
１０  デジタルカメラ（撮影装置、撮影制御システム）１１  撮影レンズＬ  撮影レンズ群（撮影光学系）１３  絞り（撮影光学系）１５  シャッタ１７  イメージセンサ（撮像素子）１７ａ  画素１９  メモリ２０  カメラボディ２１  ＤＳＰ（イメージセンサ駆動制御部）２３  表示部材（ＬＣＤモニタ）２５  メモリカード２７  操作部材２９  ローパスフィルタ操作部３１  絞り／シャッタ駆動回路３２  第１の駆動信号生成部（像ぶれ補正用の駆動信号生成部）３３  第２の駆動信号生成部（光学的なローパスフィルタ効果用の駆動信号生成部）３５  メモリ４０  像ぶれ補正装置（電磁駆動機構）４１  固定支持基板４２  可動ステージ４３１  ４３２  ４３３  ヨークＣ１  Ｃ２  Ｃ３  駆動用コイルＨ１  Ｈ２  Ｈ３  ホールセンサＭ１  Ｍ２  Ｍ３  磁石Ｒ  Ｇ  Ｂ  カラーフィルタ
【図１】
2018050343.tif 000003
【図２】
2018050343.tif 000004
【図３】
2018050343.tif 000005
【図４】
2018050343.tif 000006
【図５】
2018050343.tif 000007
【図６】
2018050343.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成30年1月15日(2018.1.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影光学系を介して結像された被写体像を電気信号に変換するイメージセンサと、
前記イメージセンサを前記撮影光学系の光軸と異なる方向に駆動する駆動機構と、
を備え、
前記イメージセンサは、前記イメージセンサの露光期間中は、前記第１の駆動信号と、前記第１の駆動信号と周期の異なる第２の駆動信号とによって駆動され、前記イメージセンサの画素信号読出期間中は、前記第１の駆動信号によって駆動される、
ことを特徴とする撮影装置。
【請求項２】
撮影光学系を介して結像された被写体像を電気信号に変換するイメージセンサと、
前記イメージセンサを前記撮影光学系の光軸と異なる方向に駆動する駆動機構と、
を備え、
前記イメージセンサは、前記イメージセンサの露光期間中は、前記第１の駆動信号と、前記第１の駆動信号と周期の異なる第２の駆動信号とによって駆動され、前記イメージセンサの画素信号読出期間中は、前記第１の駆動信号によって駆動される、
ことを特徴とする撮影モジュール。
【請求項３】
撮影光学系を介して結像された被写体像を電気信号に変換するイメージセンサと、
前記イメージセンサを前記撮影光学系の光軸と異なる方向に駆動する駆動機構と、
を備える撮影装置による撮影方法であって、
前記イメージセンサを、前記イメージセンサの露光期間中は、前記第１の駆動信号と、前記第１の駆動信号と周期の異なる第２の駆動信号とによって駆動し、前記イメージセンサの画素信号読出期間中は、前記第１の駆動信号によって駆動するステップを有する、
ことを特徴とする撮影方法。
【請求項４】
撮影光学系を介して結像された被写体像を電気信号に変換するイメージセンサと、
前記イメージセンサを前記撮影光学系の光軸と異なる方向に駆動する駆動機構と、
を備える撮影装置による撮影プログラムであって、
前記イメージセンサを、前記イメージセンサの露光期間中は、前記第１の駆動信号と、前記第１の駆動信号と周期の異なる第２の駆動信号とによって駆動し、前記イメージセンサの画素信号読出期間中は、前記第１の駆動信号によって駆動するステップをコンピュータに実行させる、
ことを特徴とする撮影プログラム。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、単一（共通）の電磁駆動機構を介してイメージセンサを撮影光学系の光軸と異なる方向に（例えば光軸直交平面内で）駆動することで、被写体像の結像位置を変位させて像ぶれを補正するとともに、光学的なローパスフィルタ効果を得る撮影装置、撮影モジュール、撮影方法及び撮影プログラムに関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
この種の撮影装置、撮影モジュール、撮影方法及び撮影プログラムでは、単一（共通）の電磁駆動機構として、イメージセンサを搭載した可動ステージを固定ステージに対してスライド自在に支持し、固定ステージと可動ステージの一方と他方に磁石とコイルをそれぞれ支持し、交流駆動信号をコイルに流すことにより可動ステージ（イメージセンサ）を固定ステージに対して撮影光学系の光軸と異なる方向に（例えば光軸直交平面内で）駆動するものが知られている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
本発明は、以上の問題意識に基づいて完成されたものであり、単一（共通）の電磁駆動機構を介してイメージセンサを撮影光学系の光軸と異なる方向に駆動することで、被写体像の結像位置を変位させて像ぶれを補正するとともに、光学的なローパスフィルタ効果を得る撮影装置、撮影モジュール、撮影方法及び撮影プログラムにおいて、イメージセンサの信号読出期間中に磁気被り現象が起きるのを防止して高品質な画像データを得ることを目的とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明の撮影装置は、撮影光学系を介して結像された被写体像を電気信号に変換するイメージセンサと、前記イメージセンサを前記撮影光学系の光軸と異なる方向に駆動する駆動機構と、を備え、前記イメージセンサは、前記イメージセンサの露光期間中は、前記第１の駆動信号と、前記第１の駆動信号と周期の異なる第２の駆動信号とによって駆動され、前記イメージセンサの画素信号読出期間中は、前記第１の駆動信号によって駆動される、ことを特徴としている。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明の撮影モジュールは、撮影光学系を介して結像された被写体像を電気信号に変換するイメージセンサと、前記イメージセンサを前記撮影光学系の光軸と異なる方向に駆動する駆動機構と、を備え、前記イメージセンサは、前記イメージセンサの露光期間中は、前記第１の駆動信号と、前記第１の駆動信号と周期の異なる第２の駆動信号とによって駆動され、前記イメージセンサの画素信号読出期間中は、前記第１の駆動信号によって駆動される、ことを特徴としている。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明の撮影方法は、撮影光学系を介して結像された被写体像を電気信号に変換するイメージセンサと、前記イメージセンサを前記撮影光学系の光軸と異なる方向に駆動する駆動機構と、を備える撮影装置による撮影方法であって、前記イメージセンサを、前記イメージセンサの露光期間中は、前記第１の駆動信号と、前記第１の駆動信号と周期の異なる第２の駆動信号とによって駆動し、前記イメージセンサの画素信号読出期間中は、前記第１の駆動信号によって駆動するステップを有する、ことを特徴としている。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明の撮影プログラムは、撮影光学系を介して結像された被写体像を電気信号に変換するイメージセンサと、前記イメージセンサを前記撮影光学系の光軸と異なる方向に駆動する駆動機構と、を備える撮影装置による撮影プログラムであって、前記イメージセンサを、前記イメージセンサの露光期間中は、前記第１の駆動信号と、前記第１の駆動信号と周期の異なる第２の駆動信号とによって駆動し、前記イメージセンサの画素信号読出期間中は、前記第１の駆動信号によって駆動するステップをコンピュータに実行させる、ことを特徴としている。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
本発明によれば、単一（共通）の電磁駆動機構を介してイメージセンサを撮影光学系の光軸と異なる方向に駆動することで、被写体像の結像位置を変位させて像ぶれを補正するとともに、光学的なローパスフィルタ効果を得る撮影装置、撮影モジュール、撮影方法及び撮影プログラムにおいて、イメージセンサの信号読出期間中に磁気被り現象が起きるのを防止して高品質な画像データを得ることができる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
図１ないし図６を参照して、本発明によるデジタルカメラ（撮影装置、撮影モジュール）１０の一実施形態について説明する。本発明による撮影方法及び撮影プログラムは、デジタルカメラ１０に内蔵されたコンピュータに所定の処理ステップを実行させることにより実現される。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
１０  デジタルカメラ（撮影装置、撮影モジュール）
１１  撮影レンズ
Ｌ  撮影レンズ群（撮影光学系）
１３  絞り（撮影光学系）
１５  シャッタ
１７  イメージセンサ（撮像素子）
１７ａ  画素
１９  メモリ
２０  カメラボディ
２１  ＤＳＰ（イメージセンサ駆動制御部）
２３  表示部材（ＬＣＤモニタ）
２５  メモリカード
２７  操作部材
２９  ローパスフィルタ操作部
３１  絞り／シャッタ駆動回路
３２  第１の駆動信号生成部（像ぶれ補正用の駆動信号生成部）
３３  第２の駆動信号生成部（光学的なローパスフィルタ効果用の駆動信号生成部）
３５  メモリ
４０  像ぶれ補正装置（電磁駆動機構）
４１  固定支持基板
４２  可動ステージ
４３１  ４３２  ４３３  ヨーク
Ｃ１  Ｃ２  Ｃ３  駆動用コイル
Ｈ１  Ｈ２  Ｈ３  ホールセンサ
Ｍ１  Ｍ２  Ｍ３  磁石
Ｒ  Ｇ  Ｂ  カラーフィルタ