(57)【要約】【課題】省電力なデジタルカメラを提供する。【解決手段】デジタルスチルカメラ１０では、直角プリズム４０によって撮影レンズ１８の光軸Ａ１を下方に屈曲させ、ＣＣＤイメージセンサ４２を光軸Ａ１と垂直な水平面に配置している。ＣＣＤイメージセンサ４２は、移動機構４６によりを光軸Ａ１と垂直な平面内で移動される。移動機構４６は、ＣＣＤイメージセンサ４２を被写体方向と垂直な方向へ移動させることにより、カメラボディ１２がパン方向に振られた際にこれを補正する第１移動機構５０と、ＣＣＤイメージセンサ４２を第１移動機構５０ごとパン方向と垂直な被写体方向に移動させることにより、カメラボディ１２がピッチ方向に振られた際にこれを補正する第２移動機構６０とから構成される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影光軸を重力方向下方へ屈曲させる光軸屈曲手段と、略水平な面内に配置され、撮影光軸に沿って入射した被写体光を撮像するイメージセンサとを備えたデジタルカメラにおいて、
前記イメージセンサを、略水平な面内で、被写体方向と垂直な第１の方向へ移動自在に保持する第１の移動機構と、
前記イメージセンサ並びに前記第１の移動機構を、略水平な面内で、被写体方向と平行な第２の方向へ移動自在に保持する第２の移動機構と、
カメラ本体の振れの方向および振れの量を検出する振れ検出手段と、
前記振れの方向および振れの量から、撮像される画像に生じる画像ブレを抑えるように前記イメージセンサの移動方向および移動量を算出し、この算出結果に基づいて前記第１の移動機構を駆動してカメラ本体が水平方向へ振れた際の画像ブレを補正するとともに、第２の移動機構を駆動してカメラ本体が重力方向へ振れた際の画像ブレを補正する画像ブレ補正手段とを備えたことを特徴とするデジタルカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮影光軸を重力方向下方へ屈曲させる光軸屈曲手段と、略水平な面内に配置され、撮影光軸に沿って入射した被写体光を撮像するイメージセンサとを備えたデジタルカメラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
撮影レンズによって結像された被写体像を、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサなどのイメージセンサにより撮像し、これによって得られた撮像信号をデジタルな画像データに変換してメモリカードなどの記憶媒体に記憶するデジタルスチルカメラが広く普及している。このデジタルスチルカメラの中には、振動センサによって撮影時の手ぶれを検出し、検出した手ぶれの方向や量に応じて、撮影レンズの一部である補正レンズを撮影光軸と垂直な面内で移動することで手ぶれを補正するようにしたものもある。
【０００３】
しかし、上述のような手ぶれ補正機能を備えたデジタルスチルカメラにおいて、撮影光軸が水平に設定されていると、補正レンズは重力により常に下方へ力が加えられた状態となる。このため、手ぶれ補正時以外であっても補正レンズを所定位置に保持するための電力が必要となり、消費電力が増大してしまうといった問題があった。
【０００４】
このため、下記特許文献１には、撮影光軸を途中で重力方向下方へ折り曲げ、補正レンズを略水平な面内に配置することで省電力化を図った装置が記載されている。この装置では、補正レンズを略水平な面内で被写体方向とは垂直な方向に移動させて水平方向（パン方向）に生じた手ぶれを補正し、補正レンズを略水平な面内で被写体方向に移動させて重力方向（ピッチ方向）に生じた手ぶれを補正している。
【特許文献１】特開２０００−７５３３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１記載の装置は、補正レンズを移動させるといった性質上、従来用いていた撮影レンズをそのまま流用することができないので、コストがかかってしまうといった問題があった。
【０００６】
本発明は、上記問題を鑑みてなされたものであり、コストを抑えることのできるデジタルカメラを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明のデジタルカメラは、イメージセンサを、略水平な面内で、被写体方向と垂直な第１の方向へ移動自在に保持する第１の移動機構と、イメージセンサ並びに第１の移動機構を、略水平な面内で、被写体方向と平行な第２の方向へ移動自在に保持する第２の移動機構と、カメラ本体の振れの方向および振れの量を検出する振れ検出手段と、振れの方向および振れの量から、撮像される画像に生じる画像ブレを抑えるようにイメージセンサの移動方向および移動量を算出し、この算出結果に基づいて第１の移動機構を駆動してカメラ本体が水平方向へ振れた際の画像ブレを補正するとともに、第２の移動機構を駆動してカメラ本体が重力方向へ振れた際の画像ブレを補正する画像ブレ補正手段とを備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、手ぶれを補正するためにイメージセンサを移動させるようにしたので従来用いていた撮影レンズをそのまま用いることができ、コストを軽減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１において、デジタルスチルカメラ１０のカメラボディ１２は、薄型の略直方体形状に形成され、その前面にはストロボ発光部１４が設けられる他、後述するレンズユニット１６を構成する撮影レンズ１８が露呈されている。カメラボディ１２の上面には、電源のオン／オフと、撮影モード／再生モード／設定モードの切り換えを行うときに操作される操作ダイヤル２０、並びに、撮影ボタン２２が設けられている。操作ダイヤル２０は、電源オフ、撮影モード、再生モード、設定モードをそれぞれ選択するための４つの位置にそれぞれ回転操作される。
【００１０】
操作ダイヤル２０を電源オフの位置から撮影モード、再生モード、設定モードのいずれかの位置に回転すると、デジタルスチルカメラ１０の電源がオンされる。撮影モードでは、撮影ボタン２２の操作によって被写体画像を撮影することができる。再生モードでは、デジタルスチルカメラ１０に着脱自在なメモリカード２４に記録された撮影画像を表示することができる。設定モードでは撮影解像度の変更、ストロボ自動発光機能のオン／オフ切り換え、ホワイトバランス調節の変更などを設定できるようになっている。
【００１１】
図２において、カメラボディ１２の背面には、液晶表示パネル（ＬＣＤパネル）２６が設けられている。ＬＣＤパネル２６は、撮影モードでは電子ビューファインダとして機能し、撮像されたライブビュー画像を表示する。また、再生モードでは、メモリカード２４に記録された画像を表示する。ＬＣＤパネル２６の右上方には、ズームボタン２８が設けられている。ズームボタン２８は、ズームインボタンとズームアウトボタンからなり、撮影レンズ１８のズーム倍率を指定することにより、光学的な撮影倍率を変更するときに操作される。ズームボタン２８の下方に設けられたカーソルボタン３０は、主に設定モードで使用され、各種の設定を切り換える際に操作される。
【００１２】
図３において、レンズユニット１６には、撮影レンズ１８を構成する第１レンズ３２、第２レンズ３４、第３レンズ３６、第４レンズ３８が設けられている。第１レンズ３２と第２レンズ３４との間には、直角プリズム４０が設けられている。直角プリズム４０は、第１レンズ３２と第２レンズ３４の間で撮影レンズ１８の光軸Ａ１を下方へ向けて直角に曲げる。デジタルスチルカメラ１０では、このように撮影レンズ１８の光軸Ａ１を屈曲させることによって、レンズユニット１６の被写体方向に対する厚みを抑えてカメラボディ１２を薄型化している。第２レンズ３４は、直角プリズム４０に近接して固定されている。第３レンズ３６と第４レンズ３８は、撮影倍率を変更するズーム動作時に光軸Ａ１に沿って移動する。また、第４レンズ３８は、フォーカス調整が行われる際に移動する。
【００１３】
レンズユニット１６には、撮影レンズ１８の下方にＣＣＤイメージセンサ４２が設けられている。周知のように、ＣＣＤイメージセンサ４２は、受光量に応じた電荷を蓄積する複数の光電変換素子が配列された受光面４４を備え、撮影レンズ１８により受光面４４に結像された光学的な被写体像を電気的な撮像信号に変換し、この撮像信号を出力することによって撮像を行う。このＣＣＤイメージセンサ４２は、移動機構４６を介してレンズユニット１６の底面を構成する支持基盤４８に、受光面４４を撮影光軸Ａ１と垂直にした状態で配置される。移動機構４６は、手振れによって被写体像の結像位置にずれが生じた際に、ＣＣＤイメージセンサ４２を光軸Ａ１と垂直な平面内で移動してこれを補正する。
【００１４】
図４、図５に示すように、移動機構４６は、ＣＣＤイメージセンサ４２を被写体方向と垂直なパン方向に移動させることにより、カメラボディ１２がパン方向（水平方向（図１、２参照））に振られた際にこれを補正する第１移動機構５０と、ＣＣＤイメージセンサ４２を第１移動機構５０ごと被写体方向へ移動させることにより、カメラボディ１２がピッチ方向（重力方向（図１、２参照））に振られた際にこれを補正する第２移動機構６０とから構成される。
【００１５】
第１移動機構５０は、第１移動板５２、第１アクチュエータ５４、第１駆動ロッド５６とから構成される。第１移動板５２にはＣＣＤイメージセンサ４２が取り付けられる。また、第１移動板５２は、第１駆動ロッド５６を介して第１アクチュエータ５４と連結される。第１アクチュエータ５４は圧電素子から構成され、後述する第２移動板６２上に固定される。そして、第１アクチュエータ５４は、印加される駆動パルスの電圧の方向によりパン方向に伸張又は圧縮変形し、第１駆動ロッド５６を変位させることで第１移動板５２とともにＣＣＤイメージセンサ４２をパン方向へ進退移動させる。
【００１６】
他方、第２移動機構６０は、第２移動板６２、第２アクチュエータ６４、第２駆動ロッド６６とから構成される。第２移動板６２は、第２駆動ロッド６６を介して第２アクチュエータ６４と連結される。第２アクチュエータ６４は圧電素子から構成され、支持基盤４８上に固定される。そして、第２アクチュエータ６４は、印加される駆動パルスの電圧の方向により被写体方向へ伸張又は圧縮変形し、第２駆動ロッド６６を変位させることで第２移動板６２を被写体方向へ進退移動させる。この移動により第２移動板６２上に配置された第１移動機構５０およびＣＣＤイメージセンサ４２が被写体方向へ進退移動する。
【００１７】
図６において、デジタルスチルカメラ１０の内部には制御部７０が設けられており、デジタルスチルカメラ１０の各部と接続されている。制御部７０は、ＲＯＭ７２に記憶されたシーケンスプログラムをＲＡＭ７４に読み出して接続された各部を駆動制御する。制御部７０による制御は、操作ダイヤル２０、撮影ボタン２２、ズームボタン２８、カーソルボタン３０の操作により発生する操作信号等に基づいて行われる。
【００１８】
ＣＤＳ／ＡＭＰ回路７６は、相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）と、増幅器（ＡＭＰ）とからなり、ＣＣＤイメージセンサ４２が出力した撮像信号のノイズ除去および増幅を行う。Ａ／Ｄ変換器７８は、ＣＤＳ／ＡＭＰ回路７６が出力したアナログ画像信号をデジタル変換して画像データを生成する。Ａ／Ｄ変換器７８によって生成された画像データは、データバス８０を介してフレームメモリ８２に出力される。フレームメモリ８２は、後述する画像信号処理回路８４やＡＥ／ＡＦ検出回路９６が各種処理を行うための作業用メモリであり、画像データが一時的に記憶される。
【００１９】
画像信号処理回路８４は、フレームメモリ８２に記憶された画像データに対し、階調変換、ホワイトバランス補正、γ補正処理などの各種画像処理と、ＹＣ変換処理とを施す。撮影ボタン２２が操作される前の撮影モード下において、画像データは、簡易な画像処理とＹＣ変換処理とが施されてＶＲＡＭ８６に一時的に書き込まれる。また、撮影モード下において撮影ボタン２２が操作された際には、撮影処理が実行され、画像データに対して本格的な画像処理とＹＣ変換処理とが施されてＳＤＲＡＭ８８に記録される。ビデオエンコーダ９０は、ＶＲＡＭ８６又はＳＤＲＡＭ８８に書き込まれた画像データをコンポジット信号に変換し、ＬＣＤパネル２６にライブビュー画像又は記録された撮影画像を表示させる。
【００２０】
圧縮伸張処理回路９２は、ＳＤＲＡＭ８８に記録された撮影画像データを所定の圧縮形式（例えばＪＰＥＧ形式）で圧縮して画像ファイルを生成する。この圧縮された画像ファイルは、メディアコントローラ９４を介して記録媒体であるメモリカード２４に記録される。また、圧縮伸張処理回路９２は、再生モード時にメモリカード２４から読み出された圧縮画像ファイルを伸張処理し、ＬＣＤパネル２６に表示される再生画像を構築する。
【００２１】
ＡＥ／ＡＦ検出回路９６は、フレームメモリ８２に記憶された画像データに基づいて被写体輝度を求め、ＣＤＳ／ＡＭＰ回路７６のＡＭＰのゲイン等を決定するＡＥ処理と、画像のコントラストから第４レンズ３８の合焦位置を特定するＡＦ検出処理とを行う。なお、ＡＥ処理では、ストロボ発光部１４によりストロボ光を照射するか否かも決定される。
【００２２】
レンズユニット１６に接続されたレンズモータ９８は、制御部７０によりその駆動量が制御される。制御部７０は、ズームボタン２８の操作に応じてレンズモータ９８を駆動し、第３レンズ３６及び第４レンズ３８を移動させてズーム倍率を変倍する。また、制御部７０は、レンズモータ９８を駆動し、ＡＦ検出処理により特定された合焦位置へ第４レンズ３８を移動させてフォーカス調整を行う。
【００２３】
制御部７０には、手ぶれ補正部１００が設けられ、この手ぶれ補正部１００には、振れ検出センサ１０２が接続されている。振れ検出センサ１０２は、カメラボディ１２の振れを検出し、検出された振れの方向と大きさを示す振れ検出信号を手ぶれ補正部１００に入力する。手ぶれ補正部１００は、入力された振れ検出信号に基づいて、手ぶれ補正処理を行う。
【００２４】
図７に示すように、手ぶれ補正処理において、手ぶれ補正部１００は、振れ検出信号に基づき、振れを打ち消すためのＣＣＤイメージセンサ４２の移動方向および移動量を算出する。そして、手ぶれ補正部１００は、この算出結果に基づいて、第１移動機構５０を制御、すなわち、第１アクチュエータ５４への印加電圧の大きさおよび方向を制御することでＣＣＤイメージセンサ４２をパン方向へ進退移動させて、カメラボディ１２のパン方向への振れによる被写体像の位置のズレを補正する。また、手ぶれ補正部１００は、算出結果に基づいて、第２移動機構６０を制御、すなわち、第２アクチュエータ６４への印加電圧の大きさおよび方向を制御することでＣＣＤイメージセンサ４２を被写体方向へ移動させて、カメラボディ１２のピッチ方向への振れによる被写体像の位置のズレを補正する。
【００２５】
以下、上記構成による本発明の作用について説明する。デジタルスチルカメラ１０が撮影モードにセットされると、ＣＣＤイメージセンサ４２が駆動されて撮像が開始される。撮像された画像は、ＬＣＤパネル２６にライブビュー画像として表示される。撮影モード中に撮影ボタン９が操作されると、撮像された画像がメモリカード２４に記録される。
【００２６】
また、ＣＣＤイメージセンサ４２による撮像と平行して手ぶれ補正部１００による手ぶれ補正処理が行われる。手ぶれ補正部１００は、振れ検出センサ１０２から出力される振れ検出信号に基づいて、第１移動機構５０を駆動制御することでカメラボディ１２のパン方向へ振れによる被写体像の位置のズレを補正し、第２移動機構６０を駆動制御することでカメラボディ１２のピッチ方向への揺れによる被写体像の位置のズレを補正する。
【００２７】
このように、デジタルカメラ１０では、手ぶれを補正するために、ＣＣＤイメージセンサ４２を移動させている。このため、例えば、撮影レンズのうちの１枚を移動させる場合と比較して、従来用いていた撮影レンズをそのまま用いることができるので、撮影レンズの仕様変更などに要するコストを抑えることができる。また、第１移動機構５０は、第２移動機構６０上に設置されているので、パン方向への揺れを補正する際に消費する電力を、ピッチ方向への揺れを補正する際に消費する電力よりも低く抑えることができる。一般に、カメラボディ１２の振れはパン方向により頻繁に生じることが知られているので、このような構成にすることにより、手ぶれ補正時の消費電力を抑えることができる。
【００２８】
なお、上記実施形態では、圧電素子からなるアクチュエータを用いてイメージセンサを変位させる例で説明をしたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、カムやギアなどからなる移動機構をモータによって駆動することでイメージセンサを変位させてもよい。また、イメージセンサとしてはＣＣＤ型に限らずＣＭＯＳ型などタイプに異なるイメージセンサを用いることもできる。さらに、本発明は、デジタルスチルカメラに限られず、デジタルビデオカメラなどに適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】デジタルスチルカメラの前面斜視図である。
【図２】デジタルスチルカメラの背面斜視図である。
【図３】レンズユニットの側面図である。
【図４】移動機構の斜視図である。
【図５】移動機構の分解図である。
【図６】デジタルスチルカメラのブロック図である。
【図７】手ぶれ補正手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３０】
１０  デジタルスチルカメラ
１２  カメラボディ
１６  レンズユニット
４２  ＣＣＤイメージセンサ
４６  移動機構
５０  第１移動機構
６０  第２移動機構
７０  制御部
１００  手ぶれ補正部
１０２  振れ検出センサ
【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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【図７】
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