(57)【要約】【課題】画枠の傾斜や振動による画質劣化と，動画撮影中の音質劣化を抑制しつつ，１台の撮影装置で横画枠と縦画枠の静止画および動画撮影それぞれを，撮影者にとって簡便な操作方法で撮影可能とするデジタル画像撮影装置の提供【解決手段】撮影者の画像撮影意図に応じ，光軸を中心軸として撮像素子を回動制御する撮像素子回動機構と，撮像素子の回動状態に応じて撮影中の画像を表示する手段が回動する画像表示部回動機構，および撮影方法に応じて選択利用可能な複数の撮影操作ボタンを有する．本体には撮像素子の傾斜状態と振動状態を検知する手段を，撮像素子回動機構上には検知結果に応じて撮像素子の傾斜および振動状態を補正する手段を有し，撮影者の意図する画枠角度を維持するよう補正制御する．撮像素子回動機構はプーリとベルトより構成されるため，動画撮影中に補正作業を行う際の雑音が抑えられ，動画撮影中の音質劣化を抑制できる．【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影者の所望する画枠角度を検出する画枠角度検出手段と、光軸を回転軸として撮像素子を配置した回動板が回動する撮像素子回動機構を備え、上記画枠角度検出手段の出力に応じて撮像素子回動機構を制御するデジタル画像撮影装置。
【請求項２】
上記撮像素子回動機構は、周縁がプーリである円板上に撮像素子を配置した回動板と、回転角度制御機能を有するモータの軸にプーリを結合した駆動部と、回動板とモータの軸プーリを連結するベルトより構成されることを特徴とする請求項１記載のデジタル画像撮影装置。
【請求項３】
上記撮像素子回動機構は、回転角度制御機能を有するモータの軸に、撮像素子を配置した回動板を結合した構成である請求項１記載のデジタル画像撮影装置。
【請求項４】
光軸を回転軸とする撮像素子の絶対水平面からの傾斜状態を検出する傾斜検出手段を備え、撮影時に撮影者の所望する画枠角度と撮像素子の傾斜状態に応じて、撮像素子の傾斜状態を補正制御することを特徴とする請求項１、２または３記載のデジタル画像撮影装置。
【請求項５】
撮像素子が振動する状態を検出する振動検出手段と、撮像素子の振動状態に応じて撮影素子または撮影画像の振動補正を行う振動補正手段を備えた、請求項１、２または３記載のデジタル画像撮影装置。
【請求項６】
上記撮像素子の傾斜補正手段および振動補正手段の一方又は両方が、上記撮影素子回動機構を構成する、撮像素子を配置した回動板上に構成されることを特徴とする請求項１、２または３記載のデジタル画像撮影装置。
【請求項７】
撮影中または撮影した画像を表示する画像表示手段が、画像表示面の光軸を回転軸として回動する、画像表示手段回動機構を有するデジタル画像撮影装置。
【請求項８】
撮影に用いるズーム操作手段と撮影操作手段の一方又は双方を、１つの撮影装置本体に２個以上有し、撮影者の撮影方法に応じて該操作手段を選択利用できることを特徴とするデジタル画像撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、ＣＣＤやＣＭＯＳに代表される撮像素子を利用したデジタル画像撮影装置に関し、特に可搬型の動画撮影機能付デジタルスチルカメラ及び静止画撮影機能付デジタルビデオカメラおよびカメラ機能付携帯電話に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】  近年、デジタルスチルカメラでは動画撮影機能を有するものが普及し、デジタルビデオカメラでは静止画撮影機能を有するものが普及しつつあり、両者の機能が同一化しつつある。また両者とも、本体の小型軽量化と画質細密化が進むとともに、特に動画撮影時の手振れによる影響を補正する手振れ補正機能付の機器が普及しつつある。【０００３】  一般に動画撮影機能付デジタルスチルカメラでは、画枠の長手が絶対水平面と平行となる画枠（以下、横画枠とする）の静止画又は動画を撮影する場合にカメラ本体（以下、本体とする）の両端を両手で把持し、画枠の長手が絶対水平面と垂直となる画枠（以下、縦画枠  とする）の静止画又は動画を撮影する場合は、本体を９０度回転させ、本体の上端と下端を両手で把持して撮影することが多い。ここで本体を垂直把持しながら撮影を行う際には、把持状態の不安定性から撮影画枠が絶対水平面から傾斜したり、手振れによる画質劣化が起き易いという問題がある。また撮影者がカメラ本体を三脚に固定したまま、横画枠と縦画枠を切り替えて撮影しようとする場合、撮影者は画枠切り替えの度に本体の支持状態を変更し、かつ画枠の水平を調整する必要があり、煩雑な作業を必要とする問題がある。さらに両手で本体把持して撮影する場合、動画撮影中は常時両手を撮影で拘束されるため、幼児や老人と同伴の状況など長時間の動画撮影する際に、常時片手撮影が可能なビデオカメラに比べ、不便が発生する他、撮影者も両腕に疲労を生じ易いという問題がある。【０００４】  一方、静止画撮影機能付デジタルビデオカメラでは、本体を片手で把持して撮影するように構成されているものが多く、小型軽量化に伴って画枠の傾きや手振れが生じ易いという問題があり、傾きや手振れが従来の補正機能の範囲を超える場合には画質を劣化させる要因となる。特に、広く普及しつつある手振れ補正機能を有する機器でも、手振れによる振動補正は対応できても、片手把持やカメラ設置不良に伴う恒常的な画枠の傾きを補正することはできない。またビデオカメラは横画枠での動画撮影を主要機能としているため、スチルカメラで行う縦画枠での静止画撮影や動画撮影は、本体の把持と撮影操作に不便を伴う問題がある。さらに本体を三脚に固定したまま、横画枠と縦画枠を切り替えて撮影しようとする際には、撮影者はデジタルスチルカメラに関して記載した事項と同様、煩雑な作業を要するという問題がある。【０００５】  また、店舗内の防犯カメラや工場の監視カメラとして、撮影装置本体を固定してデジタル画像撮影を行う場合、横画枠で水平方向の視野を広く監視している最中に、監視者が奥行き方向や手前方向の、横画枠では撮影視野外となっている領域を監視したい場合がある。この時カメラ本体を、視野外の注視したい領域を監視できるように可動できない場合は、カメラ本体の固定状態を変更することなく撮影視野を切り変えることができないため、監視者の要請に応えられないという問題がある。【０００６】  さらにデジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラとも、画枠の水平を補正し、維持する機能を有していないため、画枠の縦横や静止画撮影、動画撮影に関わらず、撮影者は意識的にカメラを水平に保たなければならず、操作性が悪いという問題がある。【０００７】  上記複数課題の１つである、傾き補正の問題点を解決するための方法として、撮像素子を歯車板上に配置し、これとモータに取り付けた歯車とを噛合させて回動させ、傾斜センサの出力に基づいてモータを回転して撮像素子の傾き制御を行う方法が提案されている（特開平６−３０３２７）。【０００８】  しかし上記提案はビデオカメラによる動画撮影中の傾斜補正に限定されたものであり、撮影画枠の角度を撮影者の撮影意図に応じて制御できる構成とはなっていないため、本体を固定したまま、あるいは把持状態を保ったまま、縦画枠と横画枠を意図的に変えて撮影したり、監視視野を変更しようとする撮影者の要請に応えることは出来ない。【０００９】  また撮像素子を配置した回転板とモータに取り付けた歯車を噛合させて回動させる機構では、歯車のかみ合わせにガタつきが生じ易く、このガタつきがモータ駆動音を大きくし、モータ駆動に伴う雑音が大きくなる。さらにモータの回転軸と直接接触するギアで歯たたき音が発生するため、これも大きな雑音となる。そしてこれらの雑音は、本体に取り付けられたマイクで録音され、動画撮影中の録音音質を悪化させるという問題がある。
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】  本発明は上述した従来技術の課題に鑑みて提案されたものであり、撮影者の撮影意図に応じた撮影画枠角度の変更を可能とし、１台の撮影装置本体で静止画撮影と動画撮影の両方の撮影方法と撮影操作を簡便化するとともに、動画撮影中の録音音質を向上するデジタル画像撮影装置の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】  本発明は、撮影者が意図する撮影方法に応じて画枠角度を選択または調節できる操作手段を通じて撮影者の意図する画枠角度を検出する画枠角度検出手段と、検出した画枠角度に応じ、光軸を回転軸として撮像素子を回動させる撮像素子回動機構を備え、横画枠静止画、横画枠動画、縦画枠静止画、縦画枠動画、任意角度傾斜画枠といった撮影者の画枠設定意図に応じて撮像素子が回動する様に構成されている（請求項１）。
【００１２】  ここで本発明の実施に際し、上記撮像素子回動機構は、撮像素子を配置した円板の周縁がプーリである回動板と、回転角度検出機能を有するモータの軸にプーリを結合した駆動部、回動板とモータの軸プーリを連結するベルトより構成することで、画枠角度制御における撮像素子回動機構の駆動に伴って発生する騒音を低減させ、動画撮影中の録音音質の悪化を抑制するのが好ましい（請求項２）。
【００１３】  また撮像素子回動機構を、回転角度検出機能を有するモータの軸に、撮像素子を配置した回動板を直接結合した構成とすることでも、動画撮影中の録音音質の悪化を抑制することができる（請求項３）。
【００１４】  さらに本体内部に傾斜センサなど、公知の傾斜検出手段を設け、本体の絶対水平面からの傾斜角度と、撮影者の意図する画枠角度に応じて撮像素子回動機構を制御し、画枠角度を補正し、維持するよう構成するのが好ましい（請求項４）。
【００１５】  また本体内部に角速度センサなど、公知の振動検出手段を設け、本体の振動状態に応じて撮像素子の振動補正を行うか、撮影した画像信号の処理によって振動補正を行うよう構成させるのが好ましい（請求項５）。
【００１６】  なお横画枠および縦画枠とも、画枠の絶対水平面からの傾斜や、撮影中の撮像素子の振動が微小である場合には、これらの傾斜や振動の補正は撮像素子を配置した回動板上で行うように構成することが望ましい。つまり横画枠で撮影する場合の画枠、すなわち撮像素子の長手線と絶対水平面上の線との並行状態からの偏位である傾斜が１０度未満程度の場合、また縦画枠で撮影する場合には、画枠すなわち撮像素子の長手線と絶対水平面上の線との垂直状態からの偏位である傾斜が１０度未満程度の場合、または撮像素子が手振れによって振幅３ｍｍ程度未満の微小振動をしている場合には、圧電素子を用いることで撮像素子の傾斜状態や振動状態に応じて撮像素子を平行移動させるといった、公知の傾斜補正手段および振動補正手段を、撮像素子回動機構を構成する撮像素子の回動板上に配置して、撮影者が設定した画枠角度に応じた偏位の補正を行うよう構成するのが好ましい（請求項６）。
【００１７】  また本発明の実施にあたり、撮影者の意図に応じて本体の把持状態を変更して撮影した方が、撮影操作が簡便になる場合がある。この時、撮像素子の回動状態に応じて本体に設置された液晶画面やファインダーなどの撮影画像表示手段も回動するよう構成すれば、撮影者は本体の把持状態を変更しても、撮影中の画像を確認しやすく、撮影操作が簡便になる（請求項７）。
【００１８】  さらに撮影者の意図に応じて本体の把持状態を変更して撮影する場合、撮影時に利用するズーム調整操作手段と、撮影操作手段の一方あるいは両方を、１つの本体にそれぞれ２つ以上配置させ、それぞれの撮影方法に応じて撮影者が扱い易い操作手段を選択利用できるよう構成させることが好ましい（請求項８）。
【００１９】  以上の本発明によれば、撮影者は撮影意図に応じてカメラの把持状態を変更することなく、撮影画枠の角度を変更して静止画あるいは動画を撮影したり、撮影者が撮影操作し易い方法を選択しながら所望の静止画あるいは動画を撮影できる。従ってこれまでのように静止画撮影に適したカメラと動画撮影に適したビデオカメラを別々に所持し、撮影意図に応じて使い分ける煩雑さを軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】  以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
第１の実施形態を示す図１は、撮影装置本体（以下本体と記す）の上面図である。図において、デジタル画像を撮影する撮像素子１は、圧電素子を用いた振動補正ユニットに代表される、公知の撮像素子振動補正ユニット２の中に配置されており、撮像素子を含むユニット全体が、周縁がプーリである回動板３上に設置されている。【００２１】  ここで回動板３上には、電源と映像信号および振動補正の制御信号の授受を行える  円環状端子４が複数あり、本体内の端子５と常時接触することにより、回動板３が任意角度で回転しても、常時電源が供給され、各種の信号が授受可能となっている。【００２２】  そしてこの回動板３は、ベルト６を介して回動板３の回転角度の検出と制御が可能なステッピングモータ７の回転軸上に設けられたプーリ８と連結し、撮像素子の回動機構を構成する。図２は本回動機構の構成を光軸入射側から示した図である。【００２３】  また本体には、横画枠静止画、横画枠動画、縦画枠静止画、縦画枠動画、画枠角度固定といった撮影方法を撮影者が選択するダイヤル９があり、このダイヤルを通じて撮影方法の指定信号が、画枠の設定と補正制御、すなわち撮像素子と回動板の回転と補正制御を行うカメラコントロールユニット（以下ＣＣＵとする）１０に伝えられる。【００２４】  ここでＣＣＵ１０は、指定信号に応じた所望の画枠角度とするための制御信号をステッピングモータ７に送信し、ステッピングモータが制御信号に応じて駆動することで、撮像素子振動補正ユニット２を含む撮像素子１を、光軸を回転軸として任意角度で回動させることができる。【００２５】  そして撮像素子が回動した状態に合わせ、本体上に設置された液晶に代表される撮影画像表示装置（以下、表示部と記す）も回動する。これは撮像素子の回動機構と同様に、表示部１１がプーリ回動板１２上に設置され、このプーリ回動板がベルト１３を介してステッピングモータ７の回転軸上に設けられたプーリ１４と連結して表示部の回動機構を構成しているためである。なお２３は、埃の侵入を防いで表示画質の劣化や表示部回動機構の動作不良を防止するため、本体に取り付けられた透明カバーである。【００２６】  この撮像素子回動機構と、表示部回動機構の併用により、本体の把持状態や三脚への固定状態を変えることなく、撮影者の意図に応じて画枠角度を変更させた静止画および動画の撮影が可能となる。図３は本体の傾斜や手振れが軽減されるため、静止画撮影に適した本体両端の両手把持状態で、または三脚への本体固定が容易な水平固定状態で、縦画枠の静止画を撮影する状態を示す例である。この時図示されない本体内部の撮像素子は，回動機構により絶対水平線から９０度回動している．【００２７】  また本体には、公知の傾斜センサ１７が内蔵されており、撮影装置本体の恒常的な傾斜角度と方向を検出し、検出結果の信号をＣＣＵ１０に常時送信している。【００２８】  そして本体の傾斜信号を受けたＣＣＵ１０は、本体上に設置された画像撮影ボタン１６または２０が撮影者によって押された場合に、ダイヤル９で設定された画枠の設定角度と撮像素子の傾斜検出結果を用いて、縦画枠撮影および横画枠撮影それぞれに応じた撮像素子の傾斜状態を補正するための角度と方向を演算し、ステッピングモータ７に傾斜補正信号を送信して、撮像素子回動機構を制御する。ここで撮影設定が動画撮影である場合には、傾斜状態の検出と傾斜補正制御を、動画撮影中は常時行うことで、撮影者の設定した画枠角度が撮影中に変化することを抑制する。【００２９】  さらに本体には、角速度センサに代表される公知の振動センサ１８が内蔵されており、撮影中に発生する本体の振動状態を検出し、検出結果の信号をＣＣＵ１０に常時送信している。【００３０】  撮影装置の振動信号を受けたＣＣＵ１０は、本体上に設置された画像撮影ボタン１６または２０が撮影者によって押された場合に、ダイヤル９で設定された画枠の設定角度と撮像素子の振動検出結果を用いて、縦画枠撮影および横画枠撮影それぞれに応じた撮像素子の振動状態を補正するための公知の撮像素子振動補正ユニット２に振動補正信号を送信し、撮影中に発生する撮像素子の振動を補正制御する。ここで撮影設定が動画撮影である場合には、振動状態の検出と振動補正制御を、動画撮影中は常時行うことで、動画撮影中の手振れによる画質劣化を抑制する。【００３１】  また本撮影装置は、静止画撮影に適した両端両手把持撮影に適した構造をしていると同時に，長時間の動画撮影に適した片手把持撮影にも適した機能と構造を有している。本体には静止画撮影時にその機能が有効となるズームボタン１５と、撮影ボタン１６を利用する一方、動画撮影時は本体に静止画撮影時に使用するものとは別に配置したズームボタン１９と撮影ボタン２０を使用するように構成している。ここで各ボタンの有効および無効の切り替えは、撮影者がダイヤル９で設定した撮影方法に応じ、ＣＣＵ１０によって制御されている。【００３２】  さらに本撮影装置は、図４に示すように撮影装置本体を９０度回転させた縦利用状態の際に、片手把持による長時間の動画撮影が容易となるよう、本体前面の一部が楕円状のグリップを形成しており、そのグリップ部分に上記動画撮影時に利用する撮影ボタン２０を有し、その背面にズームボタン１９を有している。【００３３】  これにより、片手で動画を長時間撮影したい場合には、ダイヤル９を動画撮影に切り替えることで撮像素子と表示部分を回動させ、さらに撮影時に使用するズームボタン１９と撮影ボタン２０に切り替え、図５に示すように本体を縦利用とし、片手で本体を把持しながら背面のズームボタン１９を親指で、またグリップ前面の撮影ボタン２０を人差し指で操作して撮影すれば良い。【００３４】  以上の撮影方法設定、設定した撮影方法に応じた画枠と表示部および使用ボタン切り替えの制御、さらに撮影ボタンを押した際の画枠の傾斜と振動の検知と補正、補正後の画像撮影と動画撮影における画枠補正維持の一連の流れを示したものが図６に示すフローチャートである。【００３５】  この様に図示の実施形態によれば、１台の撮影装置本体で、横画枠静止画撮影、縦画枠静止画撮影、横画枠動画撮影、縦画枠動画撮影が、本体の傾斜や手振れが起き難く、撮影者にとっても操作が簡便な撮影方法のもとで撮影できる。具体例としては、静止画撮影に適した両手による本体水平把持にて、横画枠の静止画だけでなく縦画枠の静止画も撮影できたり、同じ本体を使用しながら長時間の���画撮影が簡便である、片手による本体垂直把持状態にて横画枠の動画撮影が可能となる。【００３６】  ただし図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を減縮する趣旨の記述ではない。換言すれば、図示の実施形態は、本発明の技術的範囲内で、各種の変形や変更が可能である旨を付記する。
【発明の効果】
【００３７】  本発明の作用効果を、以下に列挙する。
（１）縦画枠または横画枠の静止画および動画の撮影が、１台の本体でそれぞれ従来のスチルカメラやビデオカメラと同様の簡便な撮影操作で行える。このため、静止画撮影用のスチルカメラと動画撮影用のビデオカメラの両者を所有し、撮影意図に応じて使い分ける必要がなくなり、撮影者の利便性が向上する。
（２）縦画枠の静止画撮影にて、本体把持や撮影操作の不便から手振れや画枠傾斜が生じやすかったものが、横画枠の静止画撮影と同じ本体把持状態と撮影操作で可能となり、手振れや画枠傾斜が生じ難くなって画質が向上する。
（３）三脚に本体を固定している場合や本体を固定した監視カメラでも、本体の固定状態を変更することなく、横画枠と縦画枠を切り替えられることにより、画枠変更時の作業が簡便化するとともに，撮影視野を広げることができる。
（４）画枠の傾斜補正や振動補正を行う際に発する雑音が低減されるため、動画撮影中に画枠の傾斜補正や振動補正を恒常的に行っても、録画時に集音する音の音質低下を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施形態の本体上面図。
【図２】本発明の撮像素子回動機構の詳細図。
【図３】本体両手把持にて縦画枠静止画撮影を行う際の本体背面図。
【図４】本体側面図。
【図５】本体片手把持にて横画枠動画撮影を行う際の本体背面斜視図。
【図６】本発明の第一実施形態における画像撮影のフローチャート。
【符号の説明】
１  撮像素子、２  撮像素子振動補正機構、３  撮像素子回動板、
４  円環状端子、５  本体接触端子、６  撮像素子回動用ベルト、
７  ステッピングモータ、８  撮像素子回動用プーリ、９  撮影方法選択ダイヤル、
１０  カメラコントロールユニット、１１  液晶画面、１２  画像表示部回動板、
１３  表示部回動用ベルト、１４  表示部回動用プーリ、
１５  静止画撮影時用ズームボタン、１６  静止画撮影時用撮影ボタン、
１７  傾斜センサ、１８  振動センサ、１９  動画撮影時用ズームボタン、
２０  動画撮影時用撮影ボタン、２１  集音マイク、２２  レンズ機構、
２３  表示部回動機構保護カバー、２４  フラッシュ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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