(57)【要約】【課題】像振れ補正のみならず撮像装置の姿勢をより精度よく判断する撮像装置を提供することを目的とする。【解決手段】像振れ補正可動部４０２の加速度を検出する加速度検出手段を有し、像振れ補正可動部４０２は、駆動制御を停止したときは重力によって移動し、加速度検出手段から出力される像振れ補正可動部４０２の加速度値と加速度値を積分して得られる速度値が所定の範囲になるように像振れ補正可動部４０２を駆動制御した後、像振れ補正可動部４０２の駆動制御を停止することにより、像振れ補正可動部４０２を重力によって移動させ、ホール素子によって出力される像振れ補正可動部４０２の駆動制御停止前後の位置情報から撮像装置１の姿勢を判断する。【選択図】図７Ａ
2011118011.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像光軸に沿って複数配置されたレンズ群と、
前記レンズ群によって結像された画像を電気信号に変換する撮像素子と、
前記撮像光軸と直交する面上を移動することで像振れを補正する少なくとも一の像振れ補正レンズと位置検出手段とを有する像振れ補正可動部と、前記像振れ補正可動部を支持する像振れ補正支持部と、前記像振れ補正可動部を駆動制御する駆動手段とを有する像振れ補正手段とを備えた撮像装置において、
前記撮像装置は、前記像振れ補正可動部の加速度を検出する加速度検出手段を有し、
前記像振れ補正可動部は、駆動制御を停止したときは重力によって移動し、
前記加速度検出手段から出力される前記像振れ補正可動部の加速度値と加速度値を積分して得られる速度値が所定の範囲になるように前記像振れ補正可動部を駆動制御した後、前記像振れ補正可動部の駆動制御を停止することにより、前記像振れ補正可動部を重力によって移動させ、前記位置検出手段によって出力される前記像振れ補正可動部の駆動制御停止前後の位置情報から前記撮像装置の姿勢を判断する撮像装置。
【請求項２】
撮像光軸に沿って複数配置されたレンズ群と、
前記レンズ群によって結像された画像を電気信号に変換する撮像素子と、
前記撮像光軸と直交する面上を移動することで像振れを補正する少なくとも一の像振れ補正レンズと位置検出手段とを有する像振れ補正可動部と、前記像振れ補正可動部を支持する像振れ補正支持部と、前記像振れ補正可動部を駆動制御する駆動手段とを有する像振れ補正手段とを備えた撮像装置において、
前記撮像装置は、前記像振れ補正可動部の速度を検出する速度検出手段を有し、
前記像振れ補正可動部は、駆動制御を停止したときは重力によって移動し、
前記速度検出手段から出力される前記像振れ補正可動部の速度値と速度値を微分して得られる加速度値が所定の範囲になるように前記像振れ補正可動部を駆動制御した後、前記像振れ補正可動部の駆動制御を停止することにより、前記像振れ補正可動部を重力によって移動させ、前記位置検出手段によって出力される前記像振れ補正可動部の駆動制御停止前後の位置情報から前記撮像装置の姿勢を判断する撮像装置。
【請求項３】
撮像光軸に沿って複数配置されたレンズ群と、
前記レンズ群によって結像された画像を電気信号に変換する撮像素子と、
前記撮像光軸と直交する面上を移動することで像振れを補正する少なくとも一の像振れ補正レンズと位置検出手段とを有する像振れ補正可動部と、前記像振れ補正可動部を支持する像振れ補正支持部と、前記像振れ補正可動部を駆動制御する駆動手段とを有する像振れ補正手段とを備えた撮像装置において、
前記撮像装置は、前記像振れ補正可動部の加速度を検出する加速度検出手段と、
前記像振れ補正可動部の速度を検出する速度検出手段とを有し、
前記像振れ補正可動部は、駆動制御を停止したときは重力によって移動し、
前記加速度検出手段から出力される前記像振れ補正可動部の加速度値と前記速度検出手段から出力される前記像振れ補正可動部の速度値が所定の範囲になるように前記像振れ補正可動部を駆動制御した後、前記像振れ補正可動部の駆動制御を停止することにより、前記像振れ補正可動部を重力によって移動させ、前記位置検出手段によって出力される前記像振れ補正可動部の駆動制御停止前後の位置情報から前記撮像装置の姿勢を判断する撮像装置。
【請求項４】
前記像振れ補正可動部の駆動制御を停止する前に、さらに前記像振れ補正可動部の位置を原点近傍に駆動制御する請求項１〜３のいずれか一項に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関し、特に、像振れ補正手段を利用して撮像装置の姿勢を算出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、レンズからの入射光を電荷結合素子（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ、以下ＣＣＤと略す）などの撮像素子を用いて撮像し、電気信号に変換後、画像として取り出せるようにした撮像装置が広く用いられている。また、レンズ交換式ＤＳＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｔｉｌｌ  Ｃａｍｅｒａ）や固定レンズ式ＤＳＣなどの携帯用機器の小型化、高性能化の要求に伴い、撮像装置の主要部品であるレンズ鏡筒の小型化、軽量化、薄型化が一層求められている。
【０００３】
従来、撮影時において、露光中に手振れなどに起因してカメラが被写体に対して振れてしまうことがある。このような場合には、撮影フィルム、ＣＣＤなどの撮像素子により構成される撮像面に結像する光学像が、撮像面に対して移動してしまう。そのため撮像画像が振れ、フォーカスがずれたような画像になってしまう。
【０００４】
そこで、手振れなどによるカメラの振れに応じて、撮像レンズを構成する複数のレンズ群の一部のレンズを撮影光軸に対して直交する方向や、回動する方向に移動可能とする光学式の像振れ補正装置を備えた撮像装置が提案されている。これにより、撮像時における光学系の振れ（移動）を抑え、撮像画像が振れないようにすることができる。
【０００５】
特許文献１には、防振システム内の駆動手段から重力方向の信号を取り出し、重力方向検出を行う検出手段を設け、この検出手段と防振システムの構成部材の一部（像振れ補正光学機構およびその駆動手段）を兼用することにより、カメラの重力方向検出手段を構成するようにした撮像装置が開示されている。
【０００６】
また、特許文献２には、撮像素子を光軸に対し垂直な平面内で移動および回転させることで、レンズ部の光軸に対しずれてかつ振れた映像を補正する補正光学手段としての振動モータ（超音波振動子と移動体）を備え、振動モータに移動力を持たない振動を発生させた状態で、撮像素子が重力方向に移動する移動量を検出する移動量検出手段（位置検出センサ）を備える。そして、移動量検出手段により検出された撮像素子の移動量から撮像装置の姿勢を検出する撮像装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平５−２１５９９２号公報
【特許文献２】特開２００９−３１３５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
近年、デジタル一眼カメラなどの高性能化が進み、かつ、多様なアングルで撮影するなど多様な環境下での使用が増加している。このような状況においては、像振れ補正の機能強化のみならず、撮像装置自体の姿勢を検出し補正する機能を備えることが市場における製品優位性を得るための要件となっている。
【０００９】
しかしながら、特許文献１に開示された撮像装置では、撮像装置の姿勢を駆動手段に供給する電流値によって検出しているため、レンズ重量や、レンズを移動させるための推力などのパラメータに大きく影響されていた。そのため、撮像装置の姿勢検出精度のばらつきが大きいという問題があった。
【００１０】
また、特許文献２に開示された撮像装置では、撮像素子に重力方向以外の方向に加速度が生じている場合には、単純には重力方向へ移動しない。したがって撮像装置の姿勢判断精度が悪化するという問題があった。
【００１１】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、像振れ補正のみならず撮像装置の姿勢をより精度よく判断することができる撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した目的を達成するために、本発明は、撮像光軸に沿って複数配置されたレンズ群と、レンズ群によって結像された画像を電気信号に変換する撮像素子と、撮像光軸と直交する面上を移動することで像振れを補正する少なくとも一の像振れ補正レンズと位置検出手段とを有する像振れ補正可動部と、像振れ補正可動部を支持する像振れ補正支持部と、像振れ補正可動部を駆動制御する駆動手段とを有する像振れ補正手段とを備えた撮像装置において、撮像装置は、像振れ補正可動部の加速度を検出する加速度検出手段とを有し、像振れ補正可動部は、駆動制御を停止したときは重力によって移動し、加速度検出手段から出力される像振れ補正可動部の加速度値と加速度値を積分して得られる速度値が所定の範囲になるように像振れ補正可動部を駆動制御した後、像振れ補正可動部の駆動制御を停止することにより、像振れ補正可動部を重力によって移動させ、位置検出手段によって出力される像振れ補正可動部の駆動制御停止前後の位置情報から撮像装置の姿勢を判断する撮像装置である。
【００１３】
また、本発明は、撮像光軸に沿って複数配置されたレンズ群と、レンズ群によって結像された画像を電気信号に変換する撮像素子と、撮像光軸と直交する面上を移動することで像振れを補正する少なくとも一の像振れ補正レンズと位置検出手段とを有する像振れ補正可動部と、像振れ補正可動部を支持する像振れ補正支持部と、像振れ補正可動部を駆動制御する駆動手段とを有する像振れ補正手段とを備えた撮像装置において、撮像装置は、像振れ補正可動部の速度を検出する速度検出手段を有し、像振れ補正可動部は、駆動制御を停止したときは重力によって移動し、速度検出手段から出力される像振れ補正可動部の速度値と速度値を微分して得られる加速度値が所定の範囲になるように像振れ補正可動部を駆動制御した後、像振れ補正可動部の駆動制御を停止することにより、像振れ補正可動部を重力によって移動させ、位置検出手段によって出力される像振れ補正可動部の駆動制御停止前後の位置情報から撮像装置の姿勢を判断する撮像装置である。
【００１４】
また、本発明は、撮像光軸に沿って複数配置されたレンズ群と、レンズ群によって結像された画像を電気信号に変換する撮像素子と、撮像光軸と直交する面上を移動することで像振れを補正する少なくとも一の像振れ補正レンズと位置検出手段とを有する像振れ補正可動部と、像振れ補正可動部を支持する像振れ補正支持部と、像振れ補正可動部を駆動制御する駆動手段とを有する像振れ補正手段とを備えた撮像装置において、撮像装置は、像振れ補正可動部の加速度を検出する加速度検出手段と、像振れ補正可動部の速度を検出する速度検出手段とを有し、像振れ補正可動部は、駆動制御を停止したときは重力によって移動し、加速度検出手段から出力される像振れ補正可動部の加速度値と速度検出手段から出力される像振れ補正可動部の速度値が所定の範囲になるように像振れ補正可動部を駆動制御した後、像振れ補正可動部の駆動制御を停止することにより、像振れ補正可動部を重力によって移動させ、位置検出手段によって出力される像振れ補正可動部の駆動制御停止前後の位置情報から撮像装置の姿勢を判断する撮像装置である。
【００１５】
このような構成によれば、像振れ補正可動部の駆動制御を停止したときには、ほぼ重力のみによって像振れ補正可動部を移動させることができる。また、像振れ補正可動部の駆動制御停止前後での位置情報は、ほぼ重力によってのみ変化する。すなわち、像振れ補正可動部の駆動制御を停止したときには、ほぼ撮像装置の姿勢に依存し、重力によって像振れ補正可動部が移動する。
【００１６】
したがって、像振れ補正のみならず撮像装置の姿勢をより精度よく判断することができる撮像装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の撮像装置によれば、像振れ補正のみならず撮像装置の姿勢をより精度よく判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施の形態における撮像装置の外観を示す斜視図
【図２】同撮像装置の外観を示す斜視図
【図３Ａ】同撮像装置の正面透視図
【図３Ｂ】同撮像装置の底面透視図
【図３Ｃ】同撮像装置の背面透視図
【図４】同撮像部の斜視図
【図５】同撮像部の撮像素子側から見た斜視図
【図６】同撮像部の分解斜視図
【図７Ａ】同像振れ補正手段の分解斜視図
【図７Ｂ】同像振れ補正手段の正面図
【図８Ａ】同駆動手段の概略を示す上面図
【図８Ｂ】同駆動手段の概略を示す上面図
【図９】同撮像装置のブロック図
【図１０】同撮像装置の動作フローチャート
【図１１Ａ】同像振れ補正可動部の動作を示す概略図
【図１１Ｂ】同像振れ補正可動部の動作を示す概略図
【図１１Ｃ】同像振れ補正可動部の動作を示す概略図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（実施例）
〔１．撮像装置の構成〕
〔１−１．撮像装置の具体的な構成〕
図１に示すように、撮像装置１は、撮像部２と、本体部３とを備えている。撮像部２は、光軸Ａに沿って入射した光束を固定倍率、もしくは変倍自由に撮像素子に導くような光学系を備えている。本体部３は、撮像部２を収納するとともに、撮像部２の制御などを行う。
【００２０】
まず、撮像部２の詳しい構成を説明する前に、本体部３の構成について説明を行う。
【００２１】
なお、以下の説明では、撮像装置１の６面を以下のように定義する。
【００２２】
まず、「前面」は、撮像装置１による撮影時に被写体側を向く面である。「背面」は、前面の反対側の面である。「上面」は、被写体の鉛直方向上下と撮像装置１で撮像される長方形の像（一般には、アスペクト比（長辺対短辺の比）が３：２、４：３、１６：９など）の短辺方向上下とが一致する姿勢で撮影を行う場合に、鉛直方向上側に向く面である。「底面」は、上面の反対側の面である。「左側面」は、被写体の鉛直方向上下と撮像装置１で撮像される長方形の像の短辺方向上下とが一致する姿勢で撮影を行う場合に、被写体側から見て左側に位置する面である。「右側面」は、左側面の反対側の面である。なお、以上の定義は、撮像装置１の使用姿勢を限定するものではない。
【００２３】
以上の定義によれば、図１は、前面、上面および左側面を示す斜視図ということになる。
【００２４】
なお、撮像装置１の６面だけでなく、撮像装置１に配置される各構成部材の６面も同様に定義する。すなわち、撮像装置１に配置された状態の各構成部材の６面に対して、上述の定義を適用する。
【００２５】
また、図１に示すように、撮像光軸としての光軸Ａに平行なＹ軸と撮像装置１の正姿勢に対して、水平な方向をＸ軸、垂直な方向をＺ軸とする。さらに、図１に示すように、光軸Ａに沿って背面側から前面側に向かう方向がＹ軸正方向であり、撮像装置１の右側面側から左側面側に向かう方向がＸ軸正方向であり、これらのＸ軸とＹ軸とに直交する直交軸に沿って撮像装置１の底面側から上面側に向かう方向がＺ軸正方向となる。
【００２６】
以下、それぞれの図面において、このＸＹＺ座標系を基準として説明を行う。すなわち、それぞれの図面におけるＸ軸正方向、Ｙ軸正方向、Ｚ軸正方向は、それぞれ同じ方向を示している。
【００２７】
〔１−２．本体部の構成〕
図１〜図３Ｃに示すように、本体部３は、外装部１１、グリップ部１２、ストロボ１５、シャッターボタン１６、操作ダイアル１７、画像表示部１８、メインコンデンサ２０、サブ基板２１、電池２２、メイン基板２３を備えている。外装部１１およびグリップ部１２は、撮像部２を収納する筐体を構成する。ストロボ１５、シャッターボタン１６、操作ダイアル１７および画像表示部１８は、外装部１１の表面に配置されている。メインコンデンサ２０、サブ基板２１、電池２２、およびメイン基板２３は、外装部１１およびグリップ部１２から構成される筐体の内部に配置されている。また、本体部３は、メモリカード２４を着脱可能である。なお、メモリカード２４などの記憶媒体は、本体部３に対して着脱可能である構成に限らず、本体部３内部に固定されていてもよい。
【００２８】
図１に示すように、外装部１１は、略直方体形状のハウジングである。外装部１１のＸ軸方向正側には、撮影者が撮影時に把持するためのグリップ部１２が外装部１１からＹ軸方向に突出するように配置されている。これにより、外装部１１およびグリップ部１２は、略Ｌ字状の中空の筐体を構成している。また、外装部１１の前面には、ストロボ１５が配置されている。ストロボ１５は、被写体が暗いときなど必要に応じて閃光して被写体を照射し露光の補助を行う。また、外装部１１の上面のグリップ部１２側には、シャッターボタン１６や操作ダイアル１７が配置されている。シャッターボタン１６は、使用者によるＺ軸方向負側への押下操作を受け付ける。操作ダイアル１７は、撮影動作の設定など各種設定を行うことができる。
【００２９】
さらに、図２に示すように、外装部１１の背面には、撮像部２により撮影される像を撮影者などに視認させる画像表示部１８（視認部）が設けられている。画像表示部１８は、例えば、アスペクト比（長辺対短辺の比）が３：２、４：３、１６：９などの長方形の外形を有している。
【００３０】
なお、図１や図２は、図示を明確にするために、外装部１１の表面に配置される主な部材のみを描画した。したがって、図１および図２には、説明を行った部材以外の部材が設けられていてもよい。
【００３１】
次に、図３Ａ〜図３Ｃを参照しながら、本体部３の内部構成について説明を行う。
【００３２】
図３Ａに示すように、撮像部２は、被写体に向くレンズ群Ｇ１を保持する。
【００３３】
さらに、撮像部２のＺ軸方向正側には、ストロボ１５と、メインコンデンサ２０と、サブ基板２１とが配置されている。メインコンデンサ２０は、後述する電池２２からの充電により、ストロボ１５に閃光エネルギーを与える。サブ基板２１は、後述する電池２２からの電力を必要に応じて変圧する。また、ストロボ１５の制御を行う。また、グリップ部１２の内部のＹ軸方向正側には、撮像装置１を動作させるため電源としての電池２２が配置されている。
【００３４】
さらに、図３Ｂおよび図３Ｃに示すように、撮像部２のＹ軸方向負側には、メイン基板２３が配置されている。メイン基板２３には、撮像部２からの画像信号を処理する画像処理回路や、撮像部２を制御するための制御回路などが実装されている。また、電池２２のＹ軸方向負側には、メモリカードスロットに装着されたメモリカード２４が配置されている。メモリカード２４は、撮像部２からの画像信号を記録する。
【００３５】
なお、図３Ａおよび図３Ｂに示すように、撮像部２は、そのＺ軸方向幅（Ｗｚ）がＹ軸方向幅（Ｗｙ）よりも大きく形成されている。
【００３６】
〔１−３．撮像部の具体的な構成〕
図４および図５に示すように、撮像部２は、レンズ鏡筒３１と、モータユニット３２と、マスターフランジ３３とを備えている。レンズ鏡筒３１は、光学系を有する。モータユニット３２は、レンズ鏡筒３１を駆動するズームモータ３６を有する。マスターフランジ３３は、レンズ鏡筒３１を通過した光束を受光する撮像素子であるＣＣＤ３７を有する。
【００３７】
モータユニット３２は、例えば、ＤＣモータなどのズームモータ３６と、ＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）３９と、フォトセンサ（図示せず）とを備えている。ＦＰＣ３９は、ズームモータ３６をメイン基板（図示せず）に電気的に接続することができる。フォトセンサは、ズームモータ３６のモータ回転数の計測を通して、レンズ鏡筒３１におけるレンズの原点からの位置を計測することができる。ズームモータ３６は、レンズ鏡筒３１を駆動し、光学系を広角端と望遠端との間で移動させる。これにより、レンズ鏡筒３１が備える光学系は、ＣＣＤ３７における光束の結像倍率を変化させるズームレンズ系として動作する。
【００３８】
マスターフランジ３３は、ＣＣＤ３７と、ＣＣＤ板金３８と、ＦＰＣ３９とを備えている。ＣＣＤ３７は、レンズ鏡筒３１を通過した光束を受光し、電気的な信号に変換することができる。ＣＣＤ板金３８は、ＣＣＤ３７をレンズ鏡筒３１に固定することができる。ＦＰＣ３９は、ＣＣＤ３７をメイン基板（図示せず）に電気的に接続することができる。
【００３９】
〔２．レンズ鏡筒の構成〕
〔２−１．レンズ鏡筒の具体的な構成〕
図６に示すように、レンズ鏡筒３１は、１群枠ユニット４１と、２群枠ユニット４２と、中枠４３と、３群枠ユニット４４と、４群枠ユニット４５とを備えている。１群枠ユニット４１は、第１レンズ群Ｇ１を保持する。２群枠ユニット４２は、第２レンズ群Ｇ２を保持する。３群枠ユニット４４は、第３レンズ群Ｇ３、露光調整部材、シャッターおよび後述する像振れ補正手段４００を保持する。４群枠ユニット４５は、第４レンズ群Ｇ４を保持する。１群枠ユニット４１と、２群枠ユニット４２と、中枠４３と、３群枠ユニット４４と、４群枠ユニット４５とは、中枠４３に設けられたフォーカスモータ３５、およびマスターフランジ３３に設けられたズームモータ３６の動作により、中枠４３とカム枠４６とに設けられたカム溝の協調動作により、変倍、および合焦動作を行うことができるように構成されている。
【００４０】
〔２−２．像振れ補正手段の構成〕
図７Ａおよび図７Ｂに示すように、像振れ補正手段４００は、像振れ補正可動部４０２と像振れ補正支持部としての保持部材４０８とを備えている。像振れ補正可動部４０２は、補正レンズ保持部材４０５と、電気基板４０６とを備えている。補正レンズ保持部材４０５は、像振れ補正レンズ４０４を保持する。電気基板４０６は、補正レンズ保持部材４０５に固定されている。保持部材４０８は、補正レンズ保持部材４０５をヨーイング方向（Ｘ軸方向）に直線的に駆動可能に支持する。また、保持部材４０８は、補正レンズ保持部材４０５をピッチング方向（Ｚ軸方向）に直線的に駆動可能に支持する。したがって、像振れ補正可動部４０２は、光軸Ａと直交する面上を移動する。
【００４１】
また、ヨーイング方向への駆動手段としての電磁アクチュエータ４１３は、磁性材料からなるヨーク４６２ｄと、マグネット４６２ｃと、コイル４０６ａと、磁性材料からなる対向ヨーク４６２ｇとから構成されている。ここで、対向ヨーク４６２ｇは、コイル４０６ａと対向する位置に配置されている。ヨーク４６２ｄは、保持部材４０８に固定されている。マグネット４６２ｃは、ヨーク４６２ｄに固定され、Ｘ軸方向に２極着磁されている。コイル４０６ａは、マグネット４６２ｃと、補正レンズ保持部材４０５に固定されている。コイル４０６ａに通電することにより、ヨーイング方向の電磁力が発生する。
【００４２】
また、ピッチング方向への駆動手段としての電磁アクチュエータ４１２は、磁性材料からなるヨーク４６２ｆと、マグネット４６２ｅと、コイル４０６ｂと、磁性材料からなる対向ヨーク４６２ｈとから構成されている。ここで、対向ヨーク４６２ｈは、コイル４０６ｂと対向する位置に配置されている。ヨーク４６２ｆは、保持部材４０８に固定されている。マグネット４６２ｅは、ヨーク４６２ｆに固定され、Ｚ軸方向に２極着磁されている。コイル４０６ｂは、補正レンズ保持部材４０５に固定されている。コイル４０６ｂに通電することにより、ピッチング方向の電磁力が発生する。
【００４３】
コイル４０６ｂのＸ軸方向正側には、マグネット４６２ｅの磁束を検知し、像振れ補正可動部４０２のＺ軸方向位置検出手段としてのホール素子４０６ｄが配置されている。ホール素子４０６ｄは、マグネット４６２ｅを電磁アクチュエータ４１２と共有している。
【００４４】
同様に、コイル４０６ａのＺ軸方向正側には、マグネット４６２ｃの磁束を検知し、像振れ補正可動部４０２のＸ軸方向位置検出手段としてのホール素子４０６ｃが配置されている。ホール素子４０６ｃは、マグネット４６２ｃを電磁アクチュエータ４１３と共有している。
【００４５】
〔２−３．像振れ補正手段の動作原理〕
図８Ａおよび図８Ｂの像振れ補正手段４００の一部（電磁アクチュエータ４１３）の上面図を用いて、像振れ補正手段４００の動作原理を説明する。
【００４６】
図８Ａに示すようにコイル４０６ａ（補正レンズ保持部材４０５、電気基板４０６および対向ヨーク４６２ｇは図示しない）に時計回りの電流（黒矢印）を流した場合、フレミングの左手の法則によって、コイル４０６ａ、すなわち像振れ補正可動部４０２は紙面右方向に駆動される。当然ながら、駆動力は電流の大きさによって変動する。
【００４７】
図８Ｂに示すように、コイル４０６ａに反時計回りの電流を流した場合、コイル４０６ａ、すなわち手振れ補正手段は、紙面左方向に駆動される。このように、コイル４０６ａに流す電流の方向および大きさを変えることにより、像振れ補正可動部４０２を所望の位置に駆動させることができる。
【００４８】
〔３．撮像装置の動作について〕
〔３−１．撮像装置のブロック図〕
図９のブロック図を用いて撮像装置１の動作概要を説明する。図１〜図８Ｂと重複する構成については、適宜その説明を省略する。まず、シャッターボタン１６（図１参照）などを有する操作部５１６から、所定の信号がＣＰＵ５１４に送られることにより、撮像装置１の動作が始まる。
【００４９】
撮像時には、レンズ部５００および像振れ補正手段４００を経た光束はＣＣＤ３７に結像される。ＣＣＤ３７に入射した光束は電気信号に変換され、信号処理部５０６に送られる。信号処理部５０６からエンコーダ５０８に送られた信号は、エンコーダ５０８によってビデオ信号に変換される。変換されたビデオ信号は液晶パネルなどの表示部５１０に送られ、撮像された画像を表示する。また、像振れ補正手段４００の位置検出手段５０２が出力した信号はＣＰＵ５１４に送られ、ＣＰＵ５１４によって像振れ補正可動部４０２（図７Ａ、図７Ｂ参照）の位置情報が算出される。位置情報はＣＰＵ５１４から制御信号としてドライバ５１２へ送られる。さらに、制御信号がドライバ５１２から像振れ補正手段４００の駆動手段５０４に送られる。像振れが発生していたときは、像振れ補正可動部４０２（図７Ａ、図７Ｂ参照）が駆動手段５０４によって所定の位置に駆動され像振れが補正される。
【００５０】
〔３−２．撮像装置の動作フローチャート〕
図１０のフローチャートおよび図１、図７Ａ、図７Ｂ、図９を用いて撮像装置の動作を説明する。
【００５１】
Ｓ１０１では、撮像のための準備として、ズームやフォーカス、露出、シャッタースピードや像振れ補正などの設定が、自動またはマニュアル操作によって行われる。一般的に、ズームの設定はマニュアル操作で行われる。また、フォーカスおよび露出、シャッタースピードの設定は自動またはマニュアル操作によって行われる。なお、像振れ補正については、一般的に自動で行われる。
【００５２】
Ｓ１０２では、ユーザーが撮像装置１のシャッターボタン１６を押すことにより、撮像装置１内部のＣＰＵ５１４が撮像開始と判断し、Ｓ１０３へと進む。
【００５３】
Ｓ１０３では、Ｓ１０１で設定されたズームやフォーカス、露出、シャッタースピードや像振れ補正などの条件に基づき、画像が撮像素子上に結像される。続いて撮像素子によって画像が電気信号に変換される。
【００５４】
Ｓ１０４では、撮像が行われた後、撮像された画像が表示部５１０にプレビュー表示される。また、姿勢検出への準備として、像振れ補正可動部４０２の位置情報が検出される。さらに、ＣＰＵ５１４によって像振れ補正可動部４０２の駆動速度および加速度が演算される。
【００５５】
像振れ補正可動部４０２の位置情報を検出するためには、ホール素子４０６ｃ，４０６ｄなどの位置検出手段５０２を用いる方法や、速度センサを用いてその出力を積分処理する方法などがある。また、像振れ補正可動部４０２の速度情報の演算には、速度センサを用いる方法や、ホール素子４０６ｃ，４０６ｄなどの位置検出素子の出力を微分処理する方法、加速度センサ出力を積分処理する方法などがある。さらに、像振れ補正手段４００の加速度情報の演算には、加速度センサを用いる方法や、速度センサ出力を微分処理する方法などがある。
【００５６】
本実施例においては、ホール素子４０６ｃ，４０６ｄによって位置情報を検出している。また、電磁アクチュエータ４１２，４１３に印加する電圧の変動から加速度を算出し、加速度を積分処理する方法で速度を算出している。
【００５７】
なお、Ｓ１０４では、撮像された画像の代わりに、ユーザーがシャッターボタン１６を押した瞬間の画像（撮像直前の画像）などをプレビュー表示してもよい。
【００５８】
Ｓ１０５では、像振れ補正可動部４０２の速度、加速度が所定の範囲内になっているかどうかを判定する。所定の範囲内の定義は、後で説明する。像振れ補正可動部４０２の速度、加速度が所定の範囲内になっていればＳ１０７へと進み、そうでない場合はＳ１０６へと進む。
【００５９】
Ｓ１０６では、像振れ補正可動部４０２の速度、加速度が所定の範囲内になるよう、像振れ補正可動部４０２を駆動制御する。さらに、像振れ補正可動部４０２の駆動制御を継続しながらＳ１０５へと戻る。
【００６０】
Ｓ１０７では、像振れ補正手段４００への電圧印加をオフにする。ここで、像振れ補正可動部４０２の速度、加速度が所定の範囲内であるので、像振れ補正可動部４０２が、ほぼ重力のみによって移動可能な状態となる。
【００６１】
Ｓ１０８では、像振れ補正可動部４０２が重力によって、重力の方向および像振れ補正手段４００の構成によって決まる一定の方向へ移動する。また、像振れ補正可動部４０２が移動している間、表示部５１０にはプレビュー画像が表示されている。
【００６２】
撮像装置１全体の光軸と像振れ補正手段４００の光軸が同じ方向の撮像装置１においては、ユーザーが、撮像装置１を、撮像装置１の光軸を重力方向に対して直交する方向で使用した場合には、像振れ補正可動部４０２は、重力方向に移動する。一方、ユーザーが撮像装置１を、撮像装置１の光軸を重力方向に対して直交する方向以外であり、重力方向と同一でない方向で使用した場合には、像振れ補正可動部４０２は、重力方向の加速度ベクトルを像振れ補正可動部４０２の動作平面に投影した方向に移動する。さらに、ユーザーが、撮像装置１の光軸を重力方向と同一方向で使用した場合には、像振れ補正可動部４０２は移動しない。
【００６３】
Ｓ１０９では、像振れ補正可動部４０２の移動方向を演算する。像振れ補正手段４００への電圧印加をオフにしたときの像振れ補正可動部４０２の位置と、重力によって移動した後の像振れ補正可動部４０２の位置との差分から、像振れ補正可動部４０２の移動方向を演算する。演算が終了した後、Ｓ１１０およびＳ１１２へと進む。
【００６４】
Ｓ１１０では、像振れ補正可動部４０２が所定の範囲内に戻るよう、駆動制御を行う。
【００６５】
Ｓ１１１では、像振れ補正可動部４０２の位置が所定の範囲内であるかどうかを判定する。所定の範囲内であればＳ１１４へと進み、そうでなければＳ１１０へと戻る。
【００６６】
Ｓ１１２では、Ｓ１０９での演算結果より、撮像装置１の姿勢を判断する。
【００６７】
Ｓ１１３では、Ｓ１１２で判断された撮像装置１の姿勢の情報を、撮像装置１内の記録領域に出力する。出力された姿勢情報は、撮像された画像情報に付加されて記録される。ここでは姿勢情報に応じて、撮像された画像を回転させて記録してもよい。
【００６８】
Ｓ１１４では、像振れ補正可動部４０２の位置が所定の範囲内であること、およびＳ１１３での処理が終了したことを確認後、表示部５１０のプレビュー画像表示を解除して通常の撮像画面に戻す。
【００６９】
〔３−３．像振れ補正手段の動作概要〕
図１１Ａ〜図１１Ｃを用いて、像振れ補正可動部４０２の動作概要を説明する。
【００７０】
図１１Ａは、ユーザーがシャッターボタン１６（図１参照）を押した瞬間を示したものである。ユーザーがシャッターボタン１６（図１参照）を押した瞬間、像振れ補正可動部４０２は、像振れ補正のために、駆動制御範囲のいずれかの位置に、速度ｓ０および加速度ａ０をもって存在する。
【００７１】
図１１Ｂは、像振れ補正可動部４０２の速度ｓ１、加速度ａ１が所定の範囲内に収まるよう、像振れ補正可動部４０２を制御する例を示したものである。
【００７２】
ここで、像振れ補正可動部４０２の速度および加速度の制御の必要性について説明する。
【００７３】
像振れ補正可動部４０２の速度は、所定の範囲内に制御される。これは、像振れ補正手段４００への電圧印加をオフした瞬間、像振れ補正可動部４０２に残存する速度ｓ０によって、像振れ補正可動部４０２が本来重力によって移動するはずの方向と異なる方向へ移動することを防ぐためである。
【００７４】
所定の範囲内とは、撮像装置１の設定によって異なるが、速度ｓ１による像振れ補正可動部４０２の移動量が、重力による移動量に比べて無視できる程度の範囲内のことをいう。より好ましくは、速度ｓ１は、ほぼ０に制御される。
【００７５】
像振れ補正可動部４０２の加速度は、所定の範囲内に制御される。これは、像振れ補正手段４００への電圧印加をオフした瞬間、像振れ補正可動部４０２に残存する加速度ａ０によって、像振れ補正可動部４０２が本来重力によって移動するはずの方向と異なる方向へ移動することを防ぐためである。
【００７６】
所定の範囲内とは、撮像装置１の設定によって異なるが、加速度ａ１が重力加速度に比べて無視できる程度の範囲内のことをいう。より好ましくは、加速度ａ１は、ほぼ０に制御される。
【００７７】
図１１Ｃは、像振れ補正可動部４０２が重力によって移動した例を示したものである。図面中の白抜き矢印で示した、像振れ補正可動部４０２の移動方向を演算することにより、撮像装置１の姿勢を検出することができる。
【００７８】
なお、像振れ補正可動部４０２の移動方向に加えて移動量を演算することにより、撮像装置１の姿勢をより精度よく検出することができる。また、像振れ補正可動部４０２の、姿勢検出準備中の速度ｓ０および加速度ａ０が十分小さく所定の範囲内にあるときは図１１Ｂの動作を省略できる。
【００７９】
〔４．まとめ〕
本実施の形態の撮像装置１は、撮像光軸に沿って複数配置されたレンズ群Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４と、レンズ群Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４によって結像された画像を電気信号に変換するＣＣＤ３７と、撮像光軸としての光軸Ａと直交する面上を移動することで像振れを補正する少なくとも一の像振れ補正レンズ４０４とホール素子４０６ｃ，４０６ｄとを有する像振れ補正可動部４０２と、像振れ補正可動部４０２を支持する保持部材４０８と、像振れ補正可動部４０２を駆動制御する電磁アクチュエータ４１２，４１３とを有する像振れ補正手段４００とを備えた撮像装置１において、撮像装置１は、像振れ補正可動部４０２の加速度を検出する加速度検出手段を有し、像振れ補正可動部４０２は、駆動制御を停止したときは重力によって移動し、加速度検出手段から出力される像振れ補正可動部４０２の加速度値と加速度値を積分して得られる速度値が所定の範囲になるように像振れ補正可動部４０２を駆動制御した後、像振れ補正可動部４０２の駆動制御を停止することにより、像振れ補正可動部４０２を重力によって移動させ、ホール素子４０６ｃ，４０６ｄによって出力される像振れ補正可動部４０２の駆動制御停止前後の位置情報から撮像装置１の姿勢を判断する撮像装置１である。
【００８０】
このような構成によれば、像振れ補正可動部４０２の駆動制御を停止したときには、ほぼ重力のみによって像振れ補正可動部４０２を移動させることができる。また、像振れ補正可動部４０２の駆動制御停止前後での位置情報は、ほぼ重力によってのみ変化する。すなわち、像振れ補正可動部４０２の駆動制御を停止したときには、ほぼ撮像装置１の姿勢に依存し、重力によって像振れ補正可動部４０２が移動する。
【００８１】
したがって、像振れ補正のみならず撮像装置１の姿勢をより精度よく検出することができる。
【００８２】
〔５．他の実施の形態〕
本発明の実施の形態として、一実施例を説明した。しかし、本発明は、これには限られない。そこで本発明の他の実施の形態を以下にまとめて説明する。なお、本発明は、これらには限定されず、適宜修正された他の実施の形態に対しても適用可能である。
【００８３】
本実施例において、像振れ補正可動部４０２の加速度検出手段から出力される加速度を積分して、速度を算出したが、本発明はこれには限られない。
【００８４】
撮像装置１に速度センサなどの速度検出手段を配置し、速度検出手段によって検出した速度を微分することによって加速度を算出することもできる。
【００８５】
また、撮像装置１に、加速度センサなどの加速度検出手段および速度センサなどの速度検出手段を配置し、それぞれに加速度および速度を検出してもよい。この構成によれば、より精度よく像振れ補正可動部４０２の加速度および速度を検出することができる。よって像振れ補正可動部４０２の駆動制御停止前の状態をより安定させることができる。したがって、より精度よく撮像装置１の姿勢判断をすることができる。
【００８６】
本実施例において、像振れ補正可動部４０２の駆動制御停止前に、速度および加速度が所定の範囲になるように制御したが、本発明はこれには限られない。さらに、像振れ補正可動部４０２の位置を、原点近傍である駆動制御範囲の中心近傍に駆動制御させてもよい。この構成によれば、重力による像振れ補正可動部４０２の移動量を十分に確保することができる。したがって、より精度よく撮像装置１の姿勢判断をすることができる。
【００８７】
また、本実施例においては、ＣＣＤ３７に光軸を曲げることなく直線で入射する光学系において説明を行っているが、光学系は屈曲光学系でもよい。すなわち、像振れ補正手段４００の光軸が、撮像装置１の光軸と異なる方向の構成である場合は、あらかじめ像振れ補正可動部４０２の移動方向の計算式を補正しておくことにより、撮像装置１の姿勢を判断することができる。
【００８８】
また、本実施例においては、アクチュエータとして電磁アクチュエータを用いて説明したが、アクチュエータの構成は、電磁アクチュエータに限るものではなく、圧電素子の振動などを用いたアクチュエータ、ステッピングモータなどのモータなどで構成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明の撮像装置によれば、像振れ補正のみならず撮像装置の姿勢をより精度よく判断できる。したがって、デジタルスチルカメラなどに広く有用である。
【符号の説明】
【００９０】
１    撮像装置
２    撮像部
３    本体部
１１    外装部
１２    グリップ部
１５    ストロボ
１６    シャッターボタン
１７    操作ダイアル
１８    画像表示部
２０    メインコンデンサ
２１    サブ基板
２２    電池
２３    メイン基板
２４    メモリカード
３１    レンズ鏡筒
３２    モータユニット
３３    マスターフランジ
３５    フォーカスモータ
３６    ズームモータ
３７    ＣＣＤ
３８    ＣＣＤ板金
３９    ＦＰＣ
４１    １群枠ユニット
４２    ２群枠ユニット
４３    中枠
４４    ３群枠ユニット
４５    ４群枠ユニット
４６    カム枠
４００    像振れ補正手段
４０２    像振れ補正可動部
４０４    像振れ補正レンズ
４０５    補正レンズ保持部材
４０６    電気基板
４０６ａ，４０６ｂ    コイル
４０６ｃ，４０６ｄ    ホール素子
４０８    保持部材
４１２，４１３    電磁アクチュエータ
４６２ｃ，４６２ｅ    マグネット
４６２ｄ，４６２ｆ    ヨーク
４６２ｇ，４６２ｈ    対向ヨーク
５００    レンズ部
５０２    位置検出手段
５０４    駆動手段
５０６    信号処理部
５０８    エンコーダ
５１０    表示部
５１２    ドライバ
５１４    ＣＰＵ
５１６    操作部
【図１】
2011118011.tif 000003
【図２】
2011118011.tif 000004
【図３Ａ】
2011118011.tif 000005
【図３Ｂ】
2011118011.tif 000006
【図３Ｃ】
2011118011.tif 000007
【図４】
2011118011.tif 000008
【図５】
2011118011.tif 000009
【図６】
2011118011.tif 000010
【図７Ａ】
2011118011.tif 000011
【図７Ｂ】
2011118011.tif 000012
【図８Ａ】
2011118011.tif 000013
【図８Ｂ】
2011118011.tif 000014
【図９】
2011118011.tif 000015
【図１０】
2011118011.tif 000016
【図１１Ａ】
2011118011.tif 000017
【図１１Ｂ】
2011118011.tif 000018
【図１１Ｃ】
2011118011.tif 000019