(57)【要約】【課題】動画撮影時における撮像素子の安定した移動制御と静止画撮影時における高い支持精度を両立させること。【解決手段】撮像光学系の光軸に沿って撮像素子１６を移動させる移動機構は、撮像素子１６の背面側に付設された弾性支持部材２５と電歪素子２５ａを備える。撮像素子１６の動作を制限する動作制限機構は動作制限部材２３と作用腕２４を備える。ヒステリシス特性をもつ電歪素子２５ａおよび弾性支持部材２５は動作制限機構によって移動を制限された撮像素子１６の状態を保持してロックする。動画撮影時には動作制限機構による撮像素子１６の動作制限が解除され、撮像素子１６のウォブリング動作が行われる。また静止画撮影時には動作制限機構が作動し、撮像素子１６の移動を制限した状態が電歪素子２５ａのヒステリシス特性によって維持されて撮像素子１６のロック状態で撮影動作が行われる。【選択図】  図２
2012128235.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像光学系の光軸に沿って撮像素子を移動させる移動機構、並びに該撮像素子の動作を制限する動作制限機構及び該動作制限機構によって移動を制限された前記撮像素子の状態を保持する保持手段を備えた撮像装置であって、
動画撮影時には前記動作制限機構による前記撮像素子の動作制限を解除して前記撮像素子が移動可能な状態で撮影動作を制御し、静止画撮影時には前記動作制限機構を作動させて前記撮像素子の移動を制限し、かつ前記保持手段によって前記撮像素子の保持状態を維持しながら撮影動作を制御する制御手段を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記移動機構は前記撮像素子に対して設けられた駆動素子を備え、
前記動作制限機構は、前記撮像光学系を構成する可動部材の駆動力によって駆動されて前記撮像素子の動作を制限する動作制限部材を備えることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記可動部材は前記撮像光学系のシャッタを構成する部材であり、該シャッタの駆動力により前記動作制限部材が駆動されることを特徴とする請求項２記載の撮像装置。
【請求項４】
前記可動部材は前記撮像光学系の可動ミラーであり、該可動ミラーの駆動力により前記動作制限部材が駆動されることを特徴とする請求項２記載の撮像装置。
【請求項５】
前記保持手段は、前記撮像素子に付設された弾性支持部材と、該弾性支持部材に設けられた前記駆動素子を有することを特徴とする請求項２記載の撮像装置。
【請求項６】
前記駆動素子はヒステリシス特性を有する電歪素子であり、その残留変位による保持力で前記撮像素子の保持状態を維持することを特徴とする請求項５記載の撮像装置。
【請求項７】
動画撮影時に操作されるスイッチと、
前記スイッチが操作された場合に、前記動作制限機構によって移動が制限された前記撮像素子の保持状態を解除する機構を備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の撮像装置。
【請求項８】
撮像光学系の光軸に沿って撮像素子を移動させる移動機構、並びに該撮像素子の動作を制限する動作制限機構及び該動作制限機構によって移動を制限された前記撮像素子の状態を保持する保持手段を備えた撮像装置で実行される制御方法であって、
動画撮影及び静止画撮影の指示を受け付けるステップと、
前記ステップで動画撮影の指示を受け付けた場合には前記動作制限機構による前記撮像素子の動作制限を解除して前記撮像素子が移動可能な状態で撮影動作を制御し、また前記ステップで静止画撮影の指示を受け付けた場合には前記動作制限機構を作動させて前記撮像素子の移動を制限し、前記保持手段によって前記撮像素子の保持状態を維持しながら撮影動作を制御する制御ステップを有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スチルカメラやビデオカメラ等の撮像装置において、撮像光学系の光軸方向に沿って撮像素子を移動させながら撮像する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、一眼レフタイプのレンズ交換式デジタルカメラにおいても静止画撮影機能に加えて動画撮影機能を有する製品が注目されている。オートフォーカス機構（以下、オートフォーカスをＡＦと略記する）には、動画撮影時に有利なコントラスト検出方式のＡＦ（以下、コントラストＡＦという）機構が開発されている。動画撮影時には交換レンズ内のフォーカスレンズ移動機構に加えて、カメラ本体内の撮像素子の移動機構を制御する撮像装置が提案されている。撮像素子を撮像光学系の光軸方向に沿ってウォブリングさせる事で、撮像光学系に係る合焦方向が判定され、その判定結果に基づいてフォーカスレンズ位置を制御することで合焦動作が行われる。特許文献１には、撮像素子とフォーカスレンズを連携させて合焦精度を高める方式が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１４５８１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
撮像素子を光軸に沿って移動させる機構において、動画撮影だけでなく静止画撮影をも可能にするには、撮像素子の保持に関する高い支持精度が求められる。そのために撮像素子の移動機構が複雑化したのでは、軽快で安定した撮像素子の移動制御性が損なわれるおそれがある。
そこで本発明の目的は、動画撮影時における撮像素子の安定した移動制御と静止画撮影時における高い支持精度を両立させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために本発明に係る装置は、撮像光学系の光軸に沿って撮像素子を移動させる移動機構、並びに該撮像素子の動作を制限する動作制限機構及び該動作制限機構によって移動を制限された前記撮像素子の状態を保持する保持手段を備えた撮像装置であって、動画撮影時には前記動作制限機構による前記撮像素子の動作制限を解除して前記撮像素子が移動可能な状態で撮影動作を制御し、静止画撮影時には前記動作制限機構を作動させて前記撮像素子の移動を制限し、かつ前記保持手段によって前記撮像素子の保持状態を維持しながら撮影動作を制御する制御手段を備える。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、動画撮影時には撮像素子の安定した移動制御を実現でき、静止画撮影時には撮像素子を高精度に保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図２乃至１１と併せて本発明の第１実施形態を説明するために、撮影装置の縦断面構造例を示す図である。
【図２】撮像素子の移動を（Ａ）乃至（Ｅ）に示す説明図である。
【図３】シャッタ構成の説明図である。
【図４】電歪素子のヒステリシス特性の説明図である。
【図５】動作説明のためのタイミングチャートである。
【図６】撮像装置の構成例を示すブロック図である。
【図７】撮像素子の駆動シーケンスを説明するフローチャートである。
【図８】ロック確認処理例を説明するフローチャートである。
【図９】ロック処理例を説明するフローチャートである。
【図１０】アンロック処理例を説明するフローチャートである。
【図１１】アンロック確認処理例を説明するフローチャートである。
【図１２】図１３と併せて本発明の第２実施形態を説明するために、撮影装置の縦断面構造例を示す図である。
【図１３】撮像素子のロック動作を（Ａ）乃至（Ｄ）に示す説明図である。
【図１４】変形例における撮像素子のロック動作を（Ａ）乃至（Ｄ）に示す説明図である。
【図１５】本発明の第３実施形態における撮像素子のロック動作を（Ａ）乃至（Ｄ）に示す説明図である。
【図１６】本発明の第４実施形態に係る撮影装置の縦断面構造例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の各実施形態について添付図面を用いて説明する。以下に説明する撮像装置は、撮像素子（ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等）によって被写体像を光電変換して画像情報を生成し、記録媒体に記録可能なデジタルカメラである。
【０００９】
［第１実施形態］
図１は本発明の第１実施形態に係る撮像装置の断面図であり、撮像光学系の光軸１０における縦断面構造を例示する。撮像装置は、カメラ本体１１と交換レンズ１２から構成される。交換レンズ１２にて撮像光学系１３を構成するＡＦレンズ１３ａは合焦動作を行う光学部材であり、絞り１４は露出制御に使用する。カメラ本体１１のクイックリターンミラー１５は、撮像光学系１３からの光を撮像素子１６、プリズム１７に向かう光へと分岐させる。クイックリターンミラー１５のメインミラー１５ａを透過した光は、さらにサブミラー１５ｂで分岐し、撮像素子１６、焦点状態検出部２０にそれぞれ到達する。
プリズム１７に入射した光は、光学ファインダを構成する観察光学系１８から接眼レンズへと導かれる。またサブミラー１５ｂを透過した光は、シャッタ１９を通って撮像素子１６へ到達する。つまり入射を制御するシャッタ１９の後方（被写体から離れる方向）に撮像素子１６が位置し、さらにその後には背面液晶モニタ１１０が設けられており、該モニタ１１０には撮像素子１６上に結像した被写体像の画像等が表示される。
【００１０】
撮像光学系１３の焦点調節は、ＡＦレンズ１３ａを光軸１０に沿って矢印１３ｂの方向に移動させる事で行われる。また焦点状態検出部２０は、サブミラー１５ｂで反射した光を受光して焦点状態を検出する（位相差検出方式）。一方、コントラストＡＦでは、撮像素子１６の受光面上に結像した被写体像のコントラストに係る評価値が算出される。即ち、ＡＦレンズ１３ａを光軸１０に沿って所定量ずつ移動させながら、撮影画像のコントラストの評価値が算出され、最も評価値の高い結果が得られるＡＦレンズ１３ａの位置が合焦位置と判断される。この様な合焦調節処理は山登りＡＦ、或いはＴＶ−ＡＦ等と称され、その利点は合焦検出の為に専用のセンサが不要なことである。但し、コントラストＡＦでは評価値の大小を検出できるが、ＡＦレンズ１３ａを移動させない限り、コントラスト変化の方向は分からない。具体的には、制御部がＡＦレンズ１３ａを所定方向（例えば撮像素子１６側）に移動させながら画像コントラストの評価値を求めていく。ＡＦレンズ１３ａの移動に伴って評価値が次第に小さくなっていく場合には、ピントが外れてゆく方向にＡＦレンズ１３ａが駆動されていると判断され、その駆動方向を反転させる制御が行われる。
【００１１】
ＡＦレンズ１３ａを駆動すべき方向を速やかに検出する為に、ウォブリングと称される合焦検出処理が一般的に行われている。図１にて撮像素子１６を矢印１６ａの方向に交番的に移動させる動作がウォブリング動作である。ここで撮像素子１６が撮像光学系１３側に移動している時の画像コントラストの評価値と、撮像素子１６が背面液晶モニタ１１０側に移動している時の画像コントラストの評価値とが比較される。その結果、画像コントラストの評価値が高い方の向きが合焦方向と判定される。その向きにＡＦレンズ１３ａが駆動されて、最も画像コントラストの評価値が高いと判定された位置が合焦位置として求められる。
【００１２】
図２（Ａ）乃至（Ｃ）に示す撮像素子１６とその周辺部の拡大図を用いて、撮像素子１６の支持機構およびウォブリング動作を説明する。なお、撮像素子１６には図２の上端部および下端部を保持する同様の機構が設けられているが、以下では撮像素子１６の上端部の保持機構だけを説明する。
撮像素子１６の背面側（シャッタ１９とは反対側）には地板２１が配置され、地板２１には撮像素子１６の位置を検出する位置センサ２１ａが取り付けられている。位置センサ２１ａによる検出信号は、撮像素子１６のウォブリング量が最適であるか、或いは非ウォブリング時の撮像素子１６の位置が適正であるか、非ウォブリング時に撮像素子１６が適切な位置に固定されているかの確認に用いられる。
【００１３】
板バネで形成した弾性支持部材２５はその一部が地板２１に接続され、前端部が撮像素子１６に接続されている。弾性支持部材２５の両面には、電歪素子２５ａがそれぞれ貼り付けられており、後述するウォブリング駆動部から駆動信号が供給される。電歪素子２５ａは撮像素子１６の移動機構を構成する駆動素子であり、ヒステリシス特性を有する。弾性支持部材２５にはその背面側に慣性質量体２６が取り付けられている。
動作制限部材２３は撮像素子１６に係合してその動作を制限する。撮像素子１６の側面部には係止部２２が設けられている。動作制限部材２３は撮像素子１６の係止部２２に係止されることでウォブリング動作を制限する部材であり、作用腕２４、コイルバネ２４ｄとともに動作制限機構を構成する。動作制限部材２３を軸２４ｂで軸支する作用腕２４は、軸２４ａを中心に回転可能な状態でカメラ本体に軸支されており、コイルバネ２４ｄによって図２では反時計回り方向に付勢されている。レバー２７はシャッタ１９のチャージレバーであり、以下、図３に示すシャッタ１９の正面図を用いて説明する。
【００１４】
シャッタ１９にはシャッタ羽根１９ａ乃至ｄが設けられている。なお、シャッタ羽根１９ａ乃至ｄの裏面にも同様に不図示の複数のシャッタ羽根が設けられ、これらはシャッタ羽根１９ａ乃至ｄと同期して開閉する様に制御される。チャージレバー２７は伝達リンク２７ｂ、平行リンク２７ｃ乃至ｅを介してシャッタ羽根１９ａ乃至ｄをチャージ状態にし、その状態はアーマチャー７１ａとコイル７１ｂで構成した電磁機構の吸引力で保持される。同様に、不図示のシャッタ羽根のチャージ状態については、アーマチャー７１ｃとコイル７１ｄで構成した電磁機構の吸引力で保持される。
シャッタ１９が開く時には、コイル７１ｂへの通電が停止してシャッタ羽根１９ａ乃至ｄ（先幕）が作動し、その後、露光に必要な時間が経過するとコイル７１ｄへの通電が停止し、不図示のシャッタ羽根（後幕）が作動してシャッタ１９が閉じる。チャージレバー２７は各シャッタ羽根を駆動する弾性部材（不図示のバネ）のチャージに設けられている。矢印２７ａに示す様にチャージレバー２７が時計回り方向に回転すると、その先端部が作用腕２４に当接してコイルバネ２４ｄの力に抗して作用腕２４を矢印２４ｅの方向に持ち上げる。これにより、動作制限部材２３が駆動される。
【００１５】
以上の構成において、撮像素子１６のウォブリング駆動について説明する。
図２（Ａ）にて電歪素子２５ａに所定電圧が印加されると、弾性支持部材２５はその印加電圧の極性と大きさに応じて、図２（Ｂ）、図２（Ｃ）に示す様に湾曲する。図２（Ｂ）は弾性支持部材２５が撮像素子１６から離れる方向に湾曲した状態を示し、図２（Ｃ）は弾性支持部材２５が撮像素子１６へ近づく方向に湾曲した状態を示す。電歪素子２５ａと弾性支持部材２５は、電歪差を利用したバイモルフ構造を形成している。弾性支持部材２５の両面にそれぞれ貼り付けられた電歪素子２５ａには互いに逆極性の電圧が印加されるため、一方の面側の電歪素子２５ａについてはその長さが伸びるが、他方の面側の電歪素子２５ａはその長さが縮む。よって、弾性支持部材２５の湾曲に応じて、その端部に取り付けられた撮像素子１６は矢印１６ａに示す方向に変位する。
【００１６】
弾性支持部材２５と、電歪素子２５ａおよび弾性支持部材２５を支持する地板２１は撮像素子１６の移動機構を構成している。弾性支持部材２５の中央部には慣性質量体２６が設けられているので、撮像素子１６が矢印１６ａに示す前後方向に移動すると、それとは逆位相で慣性質量体２６が移動することになる。その為、慣性質量体２６の質量を適宜調整することにより、撮像素子１６の移動に伴う反力を慣性質量体２６で打ち消して、撮像素子１６の移動に伴う振動を打ち消すことができる。
撮像素子１６はその移動機構により、撮像光学系１３の光軸に沿う方向に移動可能である。撮像素子１６は、例えば１５Ｈｚ、３０Ｈｚ程度の周波数で、振幅が±０．３ｍｍの正弦波あるいは台形波、方形波の駆動信号に従って動作する。この周波数や振幅は、カメラ本体１１や交換レンズ１２の状態に応じて変更され、例えば交換レンズ１２の種類や絞り１４の状態でその振幅値が変更される。
撮像素子１６は非ウォブリング時にはカメラ本体１１に対して固定される。これは外乱から撮像素子１６およびその移動機構に加わる衝撃を軽減し、信頼性を高める為である。以下、非ウォブリング時における撮像素子１６の保持をロックという。またロック機構によって撮像素子１６を保持する動作をロック動作といい、その解除動作をアンロック動作という。
【００１７】
図２（Ａ）乃至（Ｄ）を用いて撮像素子１６のロック動作を説明する。以下では、図２の左側を前方（被写体側）とし、右側を後方として説明する。
図２（Ａ）では撮像素子１６がアンロック状態であり、矢印１６ａに示す方向においてウォブリング可能な状態である。図２（Ｃ）は撮像素子１６のロックが開始した状態を示し、撮像素子１６は移動機構により矢印３１ａに示す後方に移動する。その後、図２（Ｄ）に示すように、チャージレバー２７が作用腕２４の先端部２４ｃに当接してこれを押す事で、作用腕２４はコイルバネ２４ｄの力に抗して軸２４ａを中心に時計回り方向に回転する。よって、動作制限部材２３は係止部２２とシャッタ１９との間に挿入される。そして、電歪素子２５ａが通電され、撮像素子１６は移動機構により矢印３１ｂに示す方向に移動する。これにより係止部２２は動作制限部材２３をシャッタ１９の地板側に押し付ける状態となる。動作制限部材２３の前後方向の厚みは製造工程で十分に管理されている為、撮像素子１６とシャッタ１９の間の寸法精度は高く保たれる。この状態で電歪素子２５ａへの印加電圧の供給を停止すると、電歪素子２５ａのもつヒステリシス特性により残留変位が生じ、撮像素子１６は弾性支持部材２５の弾性力により、動作制限部材２３に対して付勢された保持状態を維持する。ここで電歪素子２５ａのヒステリシス特性について説明する。
【００１８】
図４は、電歪素子２５ａへの印加電圧Ｖを横軸にとり、弾性支持部材２５の変形（変位）量（これをｘと記す）を縦軸にとって両者の関係を説明する図である。矢印４１で示すように、Ｖ＝０からの印加電圧を増加させると、それにつれて変位ｘが大きくなることが分かる。印加電圧をｖ１まで上昇させた後で、印加電圧を下げた場合（矢印４２参照）、電圧低下に対応して変位ｘは線形的に減少せず、印加電圧がゼロになっても残留変位ｘ１を示す。よって、このヒステリシス特性に対して、変位ｘをゼロに近づけるためには、極性を交番的に切り替えながら印加電圧を徐々に小さくしていく制御方法が知られている。
【００１９】
本実施形態では、電歪素子２５ａのヒステリシス特性を逆手に利用し、印加電圧がゼロのときの残留変位により撮像素子１６のロック状態について安定度を高めることができる。すなわち、図２（Ｄ）に示すように動作制限部材２３が係止部２２とシャッタ１９の間に挿入された状態で、電歪素子２５ａに大きな印加電圧を供給した後に電圧印加を急に止める制御が行われる。このとき、ヒステリシス特性の残留変位ｘ１により、係止部２２で動作制限部材２３を押し付ける付勢力が弾性支持部材２５に与えられる。これにより、電歪素子２５ａに電圧を印加しない状態でも、図２（Ｅ）に示すように、弾性支持部材２５が後方に湾曲した状態を保つことができる。なお、撮像素子１６がロックされている間、作用腕２４は図３の矢印２４ｅの方向に持ち上げられた状態を維持しているので、チャージレバー２７と当接することは無く、両者間の力伝達は分離される。よってロック動作がチャージレバー２７の負荷として作用し続ける事は無い。
【００２０】
図５は各部の変化量を縦軸にとり、横軸に時間ｔをとってロック動作およびアンロック動作を説明するタイミングチャートである。縦軸にはロック指示のタイミング（５１参照）、電歪素子２５ａへの印加電圧の変化（５２参照）、撮像素子１６の位置変化（５３参照）、チャージレバー２７の位置変化（５４参照）、動作制限部材２３の位置変化（５５参照）をそれぞれ示す。また時刻ｔ１はロック開始時点を示し、時刻ｔ２はアンロック開始時点を示す。
【００２１】
時刻ｔ１以前の期間では撮像素子１６がアンロック状態とされ、動画撮影モードの場合、動画記録動作とともに動画撮影時のウォブリング動作が行われる。ここで動画撮影の終了等に伴い、時刻ｔ１でロック指示が為されるとする。このとき、電歪素子２５ａには負極性（以下、極性を区別する為に「マイナス」と表現する。）の電圧が印加される（５２ａ参照）。それにより撮像素子１６は後方に移動し（５３ａ参照）、動作制限部材２３の挿入を待つ。撮像素子１６の後退が終了するとチャージレバー２７がシャッタチャージを始める（５４ａ参照）。チャージレバー２７の先端部が作用腕２４に当接して作用腕２４がチャージレバー２７の駆動力で押されると、動作制限部材２３が係止部２２とシャッタ１９の間に挿入される（５５ａ参照）。
【００２２】
時刻ｔ１ａで動作制限部材２３の挿入が完了すると、電歪素子２５ａにプラス方向の大きな印加電圧が与えられる（５２ｂ参照）。この印加電圧を与える理由は、その後に電圧印加を止めても電歪素子２５ａに大きな残留変位を残す為である（図４参照）。撮像素子１６がプラス方向の印加電圧により前進し、係止部２２が動作制限部材２３に係止してこれをしっかりと付勢する状態へと移行し（５３ｂ参照）、時刻ｔ１ｂで電歪素子２５ａへの電圧印加が停止する（５２ｃ参照）。こうしてロック動作が完了する。
その後、例えば撮像素子１６のウォブリング動作とは独立にシャッタ１９のチャージレバー２７が動いたとする（５４ｂ参照）。この場合、図２（Ｅ）に示す様に動作制限部材２３は係止部２２とシャッタ１９との間に挟まれて係止している為に、作用腕２４の負荷がチャージレバー２７の駆動負荷になる事は無い。
【００２３】
時刻ｔ２では、再び動画撮影の為のウォブリング動作が再開し、アンロック動作の開始指示が行われる。電歪素子２５ａにはマイナス方向の電圧が印加され（５２ｄ参照）、撮像素子１６が後退する（５３ｃ参照）。動作制限部材２３と係止部２２との係止が外れ、コイルバネ２４ｄの付勢力によって作用腕２４が駆動される。そして動作制限部材２３は係止部２２とシャッタ１９の間から退避する（５５ｂ参照）。動作制限部材２３の退避により、撮像素子１６はウォブリング可能な状態になる。
【００２４】
次に、本実施形態に係る撮像装置の構成例を説明する。
図６はカメラ本体１１側と交換レンズ１２側に分けて各部の構成要素を示している。本体ＣＰＵ（中央演算処理装置）７０はカメラシステム制御部を構成し、プログラムを解釈して実行することにより各種の処理を行う。本体ＣＰＵ７０には、撮像素子１６や各種センサ、例えば、位置センサ、温度センサ、ＡＦセンサ等を含むセンサ部７５からの信号が入力される。また、シャッタレリーズスイッチや撮影条件設定ダイヤル等を含むカメラ操作部７８からの操作指示信号が本体ＣＰＵ７０に入力される。なお、シャッタレリーズスイッチは、押し込み量に応じて第１スイッチ( 以下、ｓ１と記す)及び第２スイッチ（以下、ｓ２と記す）が順にオン状態となるように構成されている。シャッタレリーズボタンの半押し状態でｓ１がオン状態となり、更にシャッタレリーズボタンが深く押し込まれた状態でｓ２がオン状態となる。
【００２５】
本体ＣＰＵ７０からはシャッタ１９の羽根駆動部７２に制御信号が出力され、チャージレバー２７およびコイル７１ｂ、７１ｄの駆動制御が行われる。本体ＣＰＵ７０はミラー駆動部７３に制御信号を出力してクイックリターンミラー１５の駆動制御を行う。この他、本体ＣＰＵ７０は、撮像素子１６の撮像駆動部７４、ファインダ（ＦＤ）表示や背面液晶モニタ等の表示駆動部７６、撮像素子１６のウォブリング駆動部７７、塵埃除去機構の駆動部７９に制御信号を出力してそれぞれ駆動制御する。なお、ウォブリング駆動部７７は電歪素子２５ａに駆動電圧を印加して撮像素子１６の移動機構を駆動する。また図示は省略するが、カメラ本体には画像信号処理部、画像データの記録部やメモリ、表示制御部などが設けられている。
本体ＣＰＵ７０とレンズＣＰＵ７１０は、不図示のマウントインターフェイスを介して互いに通信可能であり、これによりカメラ本体１１と交換レンズ１２は互いに制御し合う。レンズＣＰＵ７１０は交換レンズ１２の制御部を構成し、プログラムを解釈して実行することにより各種の処理を行う。レンズＣＰＵ７１０には、ジャイロセンサ、位置センサ、温度センサ等のセンサ部７１１からの検出信号や、ＡＦスイッチ、ＩＳ（防振）スイッチ等を含む操作部７１４からの操作指示信号が入力される。またレンズＣＰＵ７１０からＡＦレンズ駆動部７１２に送られる制御信号によってピント調節動作が制御される。レンズＣＰＵ７１０は、絞り１４の羽根駆動部７１３に制御信号を出力して露出制御を行い、補正レンズ駆動部７１５に制御信号を出力して手ブレ等を補正する補正レンズ（シフトレンズ）の駆動制御を行う。
【００２６】
図７は撮像素子１６の駆動シーケンスを説明するフローチャートであり、カメラ本体１１のメイン電源がオン状態となった時点で開始される。尚、説明を分かり易くするために、撮像素子１６の動作と直接関係のない動作については説明を省略する。
Ｓ８００１で本体ＣＰＵ７０は、撮像素子１６がロックされているか否かを確認する。詳細については図８を用いて後述する。次のＳ８００２で本体ＣＰＵ７０は現時点のモードが静止画撮影モードであるか、または動画撮影モードであるかを判定する。動画撮影モードの場合、Ｓ８００３に進み、静止画撮影モードの場合、Ｓ８００８に進む。
【００２７】
Ｓ８００３で本体ＣＰＵ７０は、撮像素子１６のアンロックを行う。詳細については図９を用いて後述する。次のＳ８００４で本体ＣＰＵ７０はレンズＣＰＵ７１０を介して被写体にピントを合わせ（ＡＦ制御）、絞り１４の羽根駆動部７１３に制御信号を出力して撮像素子１６に適正光量が入射される様に絞り１４を制御する（ＡＥ制御）。また本体ＣＰＵ７０はレンズＣＰＵ７１０を介して補正レンズ駆動部７１５を制御し、補正レンズを駆動して防振（ＩＳ：画像安定化）制御を行う。その後、本体ＣＰＵ７０はミラー駆動部７３を制御してクイックリターンミラー１５を上昇させて光軸から退避させるとともに、シャッタ１９を開いて撮像素子１６の受光面上に被写体からの入射光を結像させる。
【００２８】
Ｓ８００５で本体ＣＰＵ７０は、動画撮影とその記録動作を行うべく各部を制御し、Ｓ８００６では動画撮影が終了したか否かを判定する。動画撮影が終了した場合、Ｓ８００７に進み、動画撮影が継続している場合にはＳ８００４に戻る。Ｓ８００７で本体ＣＰＵ７０は撮像素子１６をロックする。詳細については図１０を用いて後述する。
Ｓ８００２で静止画撮影モードの場合にはＳ８００８に進み、本体ＣＰＵ７０は、シャッタレリーズボタンの操作により第１スイッチｓ１がオン状態となったか否かを判定する。ｓ１がオン状態の場合、Ｓ８００９に進み、ｓ１がオフ状態の場合、Ｓ８００８の判定処理が繰り返される。
【００２９】
Ｓ８００９で本体ＣＰＵ７０はレンズＣＰＵ７１０を通してＡＦ制御、ＡＥ制御、ＩＳ制御を行う。被写体に対してピント合わせが行われ、露光時に撮像素子１６に対して適正光量の光が入射されるように絞り１４の絞り量が設定される（実際の絞り駆動は露光期間のみ行われる）。また補正レンズ駆動部７１５により補正レンズが駆動され、防振制御が行われる。次のＳ８０１０で本体ＣＰＵ７０はシャッタレリーズボタンの操作により第２スイッチｓ２がオン状態になったか否かを判定する。ｓ２がオン状態の場合、Ｓ８０１１に進み、ｓ２がオフ状態の場合、Ｓ８０１０の判定処理が繰り返される。
Ｓ８０１１で本体ＣＰＵ７０はシャッタ１９の開閉を制御し、撮像素子１６が撮像した被写体の画像情報を所定の記録媒体に記録する。Ｓ８０１２で本体ＣＰＵ７０はシャッタレリーズボタンの全押し状態が解除され、ｓ２がオフ状態になったか否かを判定する。ｓ２がオフ状態になった場合、Ｓ８００２に戻り、ｓ２がオン状態の場合にはＳ８０１２の判定処理が繰り返される。
【００３０】
次に、図８のフローチャートを用いて、撮像素子１６のロック確認に係るサブルーチン処理（図７のＳ８００１参照）を説明する。
Ｓ８００１１で撮像素子１６のウォブリング駆動が開始する。Ｓ８００１２で本体ＣＰＵ７０は位置センサ２１ａの検出信号により、撮像素子１６の駆動状態を把握する。撮像素子１６が所定位置にあって停止している場合、本体ＣＰＵ７０は撮像素子１６がロックされていると判断し、Ｓ８００１３に進む。一方、撮像素子１６の位置が適正でないか、或いはウォブリング駆動によって撮像素子１６が動いてしまう場合にはＳ８００７に進む。
【００３１】
Ｓ８００１３で本体ＣＰＵ７０は、撮像素子１６のウォブリング駆動を停止した後、リターン処理に移行する。
Ｓ８００１２で撮像素子１６のロックが確認できない場合にはＳ８００７に進み、ロック処理が行われる。このサブルーチンについては図９を用いて後で詳述する。ロック処理の後、Ｓ８００１４に進み、本体ＣＰＵ７０は撮像素子１６のウォブリング駆動が開始させる。Ｓ８００１５で本体ＣＰＵ７０は、位置センサ２１ａの検出信号により、撮像素子１６の駆動状態を把握する。撮像素子１６が所定位置にあって停止している場合、ロックされていると判断されてＳ８００１３に進む。一方、撮像素子の位置が適正でないか、或いはウォブリング駆動によって撮像素子１６が動いてしまう場合にはＳ８００１６に進む。Ｓ８００１６で本体ＣＰＵ７０は、撮像素子１６のロックが不確実である旨のメッセージを背面液晶モニタ１１０等に表示し、Ｓ８００１３に進む。
【００３２】
図９は撮像素子１６のロックに係るサブルーチン処理を例示するフローチャートである。
Ｓ８００７１で本体ＣＰＵ７０はウォブリング駆動部７７を制御し、電歪素子２５ａにマイナス方向の電圧を印加して撮像素子１６を後退させる。その後、本体ＣＰＵ７０は一定の待機時間の経過を待ち、撮像素子１６が十分後退するとＳ８００７２に進む。Ｓ８００７２ではチャージレバー２７が駆動され、前記したように作用腕２４が作動して動作制限部材２３がシャッタ１９と撮像素子１６の間に挿入される。その後、所定の待機時間が経過して動作制限部材２３がシャッタ１９と撮像素子１６の間に十分挿入されるとＳ８００７３に進み、電歪素子２５ａにプラス方向の電圧が印加される。これにより撮像素子１６が前進し、その後、所定の待機時間が経過して撮像素子１６が十分に前進するとウォブリング駆動部７７は電歪素子２５ａへの印加電圧の供給を停止する。Ｓ８０７４で撮像素子１６のロックが確認されると、リターン処理に移行する。
【００３３】
図１０は撮像素子１６のアンロック（図７のＳ８００３参照）に係るサブルーチン処理を例示するフローチャートである。
Ｓ８００３１で本体ＣＰＵ７０はウォブリング駆動部７７を制御し、電歪素子２５ａにマイナス方向の電圧を印加して撮像素子１６を後退させる。その後、所定の待機時間が経過して撮像素子１６が十分に後退するとＳ８００３２に進む。Ｓ８００３２ではチャージレバー２７が駆動されるが、チャージレバー２７の先端部が作用腕２４の復帰を妨げない状態とされる。その後、所定の待機時間が経過して動作制限部材２３が十分に退避するとＳ８０１３に進み、アンロック確認のサブルーチン処理が実行される。撮像素子１６のアンロックが確認されるとリターン処理に移行する。
【００３４】
図１１は撮像素子１６のアンロック確認に係るサブルーチン処理を例示するフローチャートである。基本的な処理の流れは図８と同様であるため、以下では、Ｓ８００１１に続くＳ８０１３２、Ｓ８００１３４乃至１３６を説明する。
Ｓ８０１３２で本体ＣＰＵ７０は位置センサ２１ａの検出信号により、撮像素子１６の駆動状態を把握する。撮像素子１６が適正に動いている場合にはアンロック状態と判断され、Ｓ８００１３に進んでウォブリング駆動が停止する。Ｓ８０１３２で撮像素子１６が停止している場合にはＳ８０１３４に進む。ここで撮像素子１６がアンロック状態となり、Ｓ８００１４で撮像素子１６のウォブリング駆動が開始される。Ｓ８０１３５で本体ＣＰＵ７０は位置センサ２１ａの検出信号により、撮像素子１６の駆動状態を把握する。撮像素子１６の位置が適正に変化している場合には、撮像素子１６がアンロック状態であると判断され、Ｓ８００１３に進む。一方、撮像素子１６の位置が適正に変化していない場合、例えば撮像素子１６がロックされている場合には、Ｓ８０１３６に進む。Ｓ８０１３６で本体ＣＰＵ７０は、撮像素子１６のアンロック状態が不確実である旨のメッセージを背面液晶モニタ１１０等に表示させて、Ｓ８００１３に進む。
【００３５】
以上に説明した第１実施形態に係る撮像装置の主要な構成要素は下記の通りである。
・撮像光学系１３の光軸に沿って撮像素子１６を移動させる移動機構（弾性支持部材２５、電歪素子２５ａ等）
・撮像素子１６の動作を制限する動作制限機構（動作制限部材２３、作用腕２４等）。
・動作制限機構によって移動を制限された撮像素子１６の状態を保持する保持手段（ヒステリシス特性をもつ電歪素子２５ａおよび電歪素子２５ａが付設された弾性支持部材２５）。
・制御手段（本体ＣＰＵ７０、シャッタの羽根駆動部７２、ウォブリング駆動部７７）。
本体ＣＰＵ７０はシャッタの羽根駆動部７２とウォブリング駆動部７７を制御し、動画撮影時には動作制限機構を解除して撮像素子１６が移動可能な状態で撮影動作を制御する。また、静止画撮影時に本体ＣＰＵ７０は動作制限機構を作動させて撮像素子１６の移動を制限し、この状態を保持手段によって維持しながら撮影動作を制御する。
【００３６】
本実施形態では、撮像素子１６の動作を制限する場合、動作制限の開始時に撮像素子１６の移動機構とは独立した可動部材の駆動機構の駆動力により動作制限部材２３を駆動させる。シャッタ幕のチャージレバー２７は、撮像光学系を構成する可動部材の一例である。撮像素子１６の動作制限中、可動部材の駆動力で動作制限部材２３は駆動されずに、動作制限機構と可動部材の駆動機構との間の力伝達は断たれている。撮像素子１６の動作制限の保持状態を解除する場合、保持手段（弾性支持部材２５および電歪素子２５ａ）が動作制限部材２３から撮像素子１６を解放し、撮像素子１６はウォブリング可能な状態となる。
本実施形態によれば、非ウォブリング時に撮像素子をロックする機構を設けることにより、動画撮影時における安定した撮像素子の移動と、静止画撮影時における撮像素子の高精度な保持を実現できる。そして撮像素子１６のロック動作に関して、ウォブリング機構とは独立の機構（シャッタチャージ機構）を利用しているので、装置のコンパクト化および軽量化に寄与する。また、撮像素子１６が一旦ロックされた状態では、シャッタチャージ機構とロック機構との間で力の伝達が断たれるので、ロック動作がシャッタ駆動の負荷にはならない。更には、撮像素子１６をロック状態で保持するために、電歪素子２５ａのヒステリシス特性を利用している。よって、複雑な保持機構は不要であり、装置のコンパクト化および省電力化に寄与する。
【００３７】
［第２実施形態］
次に本発明の第２実施形態を説明する。
図１２は第２実施形態に係る撮像装置の縦断面構造を例示する。第１実施形態に係る撮像装置との相違点は、シャッタ１９のチャージレバー２７に代えて、クイックリターンミラー１５の連動カム１５ｃが作用腕２４に当接する点である。よって、以下では第１実施形態との相違点を主として説明し、第２実施形態にて第１実施形態の場合と同様の部分については既に使用した符号を用いることで、それらの詳細な説明を省略する。なお、このことは後述する第３実施形態および第４実施形態でも同様とする。
図１２は撮像素子１６のロック状態を示しており、クイックリターンミラー１５は撮像光学系１３の光軸上に位置する。連動カム１５ｃはその一端部が作用腕２４に当接し、動作制限部材２３はシャッタ１９の地板と係止部２２の間に挿入されて係止部２２に係止している。
【００３８】
図１３（Ａ）乃至（Ｃ）を用いて、ロック動作およびアンロック動作を説明する。
図１３（Ａ）では撮像素子１６がロック状態である。クイックリターンミラー１５がミラーダウンしている状態では、連動カム１５ｃが作用腕２４の一端部２４ｃを矢印１５ｄに示す方向に押している。よって作用腕２４はコイルバネ２４ｄの力に抗して矢印２４ｅに示す時計回り方向に回転させられる。その為、動作制限部材２３はシャッタ１９と係止部２２の間に挿入された状態となる。電歪素子２５ａにはマイナス方向の電圧が印加され、撮像素子１６は矢印３１ｂに示す方向に移動するので、動作制限部材２３はシャッタ１９の地板と係止部２２に挟まれる。その後、電歪素子２５ａへの電圧印加が停止されるが、前記のようにそのヒステリシス特性により、撮像素子１６ａが保持される。
【００３９】
図１３（Ｂ）は撮像素子１６がロック状態で、クイックリターンミラー１５がアップして光軸から外れた状態を示す。静止画撮影等において、クイックリターンミラー１５のアップおよびダウンが繰り返されたとしても、図１３（Ｂ）に示す様に、連動カム１５ｃと作用腕２４との連動は断たれている。よって、作用腕２４がクイックリターンミラー１５に対して動作を妨げる負荷になる事はなく、連写撮影等でもクイックリターンミラー１５は高速動作を繰り返す事ができる。
撮像素子１６のアンロック動作では、図１３（Ｃ）に示す様にクイックリターンミラー１５がアップ状態で、電歪素子２５ａに電圧が印加される。撮像素子１６は矢印３１ｃに示す方向に駆動され、作用腕２４はコイルバネ２４ｄの力により矢印２４ｆで示す反時計回り方向に回転するので、動作制限部材２３はシャッタ１９と係止部２２の間から退避する。その為、撮像素子１６はその動作を制限されなくなり、ウォブリングが可能な状態となる。撮像素子１６のアンロック状態を維持する為にはクイックリターンミラー１５をアップ状態に保っておく必要があるが、動画撮影時にはミラー駆動部７３がクイックリターンミラー１５をアップ状態に維持する。
【００４０】
以上のように第２実施形態では、撮像素子１６の動作制限開始時に、撮像素子１６の移動機構とは独立した可動ミラー（クイックリターンミラー１５）の駆動機構の駆動力により動作制限部材２３が駆動される。撮像素子１６の動作制限中、可動ミラーの駆動力で動作制限部材２３は駆動されずに、動作制限機構と可動ミラーの駆動機構との間で力の伝達は断たれている。撮像素子１６の動作制限状態の解除は、保持手段（弾性支持部材２５および電歪素子２５ａ）が動作制限部材２３から撮像素子１６を解放することによって行われ、撮像素子１６はウォブリング可能な状態となる。
第２実施形態によれば、撮像素子１６のロック動作に関してウォブリング動作とは独立した可動ミラー機構を利用しているので、装置のコンパクト化及び軽量化に寄与する。また、撮像素子１６が一旦ロックしてしまえば、可動ミラー機構とロック機構との間で力の伝達が断たれるので、ロック機構がミラー駆動にとって負荷にはならない。
【００４１】
［変形例］
図１４（Ａ）乃至（Ｃ）を用いて、第２実施形態の変形例を説明する。
本例では、作用腕２４の先端部２４ｇ（Ｌ字形をした作用腕２４のうち、連動カム１５ｃとは当接しない後端部）が動作制限部材２３の機能を有する。即ち、作用腕２４自体が動作制限手段となっている。係止部２２は後方、つまり撮像素子１６から右方向を向いて形成されており、作用腕２４の先端部２４ｇは、係止部２２よりも後方に位置している。図１４（Ａ）に示すロック状態では、クイックリターンミラー１５の連動カム１５ｃが作用腕２４を矢印１５ｄに示す方向に押しており、作用腕２４はコイルバネ２４ｄの力に抗して矢印２４ｅに示す時計回り方向に回転させられる。その為、作用腕２４の先端部２４ｇは係止部２２よりも後方に位置して係止部２２と係止した状態となる。つまり作用腕２４の先端部２４ｇが係止部２２と対向して位置し、撮像素子１６は矢印３１ｃで示す後方に駆動されてロックされる。図１４（Ｂ）はこの状態でクイックリターンミラー１５がアップした状態を示す。アンロック時には、図１４（Ｃ）に示すように、撮像素子１６が矢印３１ｂに示す前方に駆動され、コイルバネ２４ｄの力により作用腕２４が矢印２４ｆで示す反時計回り方向に回転し、係止部２２に対する先端部２４ｇの係止が解除される。第２実施形態の変形例によれば、撮像素子１６のロック機構をさらに簡素化できる。
【００４２】
［第３実施形態］
次に本発明の第３実施形態を説明する。第２実施形態との相違点は、動画撮影に使用するスイッチ（以下、動画スイッチという）の動作に連動した、動作制限部材２３の保持機構にある。
図１５（Ａ）乃至（Ｃ）を用いて撮像素子１６のロック動作およびアンロック動作を説明する。
動作制限部材２３の保持機構は動画スイッチ１６０１を含む。動画スイッチ１６０１はボタン１６０１ａとシャフト１６０１ｅ、コイルバネ１６０１ｄを備える。コイルバネ１６０１ｄはボタン１６０１ａを図の右方に付勢している。動作制限部材２３の保持カム１６０１ｂは、シャフト１６０１ｅに連動して軸１６０１ｃを中心に回動する。軸１６０１ｃは、シャフト１６０１ｅと保持カム１６０１ｂとの連結点よりも動作制限部材２３側に位置している。
【００４３】
図１５（Ａ）に示す撮像素子１６のロック状態では、コイルバネ１６０１ｄの付勢力により保持カム１６０１ｂが動作制限部材２３に上部から当接しているので、動作制限部材２３はシャッタ１９と係止部２２の間から退避することは無い。よって、電歪素子２５ａのヒステリシス特性を用いなくても、係止部２２は弾性支持部材２５の弾性力のみで動作制限部材２３に押し付けられてロック状態を保つ事ができる。また図１５（Ｂ）に示すように、クイックリターンミラー１５がアップ状態になる時でも、動画スイッチ１６０１の保持力で作用腕２４の状態が維持されるので、これが駆動負荷になる事はない。
ユーザは動画撮影を行う場合、動画スイッチ１６０１の押し込み操作を行う。このとき、図１５（Ｃ）に示すように、保持カム１６０１ｂが軸１６０１ｃを中心に反時計回り方向に回動し、動作制限部材２３から外れる。よって、コイルバネ２４ｄの力によって動作制限部材２３はシャッタ１９と係止部２２の間から外側に退避し、撮像素子１６はウォブリング可能な状態になる。
【００４４】
以上の様に、第３実施形態では、クイックリターンミラー１５の駆動力を利用して撮像素子１６の動作を制限する動作制限部材２３と、動画スイッチ１６０１を用いた保持機構を備える。動作制限部材２３の保持機構は動画スイッチ１６０１の操作時に撮像素子１６に対する動作制限を解除する。
【００４５】
［第４実施形態］
次に本発明の第４実施形態を説明する。前記実施形態との相違点は、動作制限部材２３の保持機構１７０１が専用の駆動源を有する点である。
図１６は第４実施形態に係る撮像装置の構成例を示す。
カメラ本体１１に設けられたモータ１７０１ａは、その駆動力がギア１７０１ｂを介して保持カム１７０１ｃに伝達される。つまり、動作制限部材２３の保持機構を構成する保持カム１７０１ｃは、撮像素子１６のロック状態にて、係止部２２を動作制限部材２３の方向に押し付け、これにより動作制限部材２３を係止部２２に係止した状態で保持する。よって、電歪素子２５ａのヒステリシス特性や弾性支持部材２５の弾性力に頼らずとも、撮像素子１６を確実に保持できる。
ユーザが動画撮影を行う場合、撮像素子１６のアンロック動作にてモータ１７０１ａがロック時とは逆方向に回転する。これにより保持カム１７０１ｃが係止部２２を動作制限部材２３に押しける力が解除される。
第４実施形態では、動作制限部材２３の保持機構１７０１に専用のアクチュエータを設けることで、確実なロック状態の保持が実現される。また、動作制限部材２３の状態を保持する保持機構（モータ１７０１ａ、ギア１７０１ｂ、保持カム１７０１ｃ）は、アンロック動作時には駆動源（モータ１７０１ａ）の制御により、動作制限部材２３の保持を解除する。
【符号の説明】
【００４６】
１３  撮像光学系
１５  クイックリターンミラー
１６  撮像素子
１９  シャッタ
２３  動作制限部材
２４  作用腕
２５  弾性支持部材
２５ａ  電歪素子
２７  チャージレバー
７０  本体ＣＰＵ
７２  シャッタの羽根駆動部
７７  ウォブリング駆動部
１６０１  動画スイッチ
【図１】
2012128235.tif 000003
【図２】
2012128235.tif 000004
【図３】
2012128235.tif 000005
【図４】
2012128235.tif 000006
【図５】
2012128235.tif 000007
【図６】
2012128235.tif 000008
【図７】
2012128235.tif 000009
【図８】
2012128235.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2012128235.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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