撮影装置
【課題】ローパスフィルタの機能を有する低コストの撮影装置を提供することを目的とする。
【解決手段】撮影光学系により結像された被写体像を撮像素子で捉えて画像信号を生成する撮影装置において、手ぶれを検出する検出部と、撮影光学系の光軸と撮像素子を相対的に偏倚させる偏倚機構と、偏倚機構に、撮像素子により所定の高周波成分が減衰した画像信号を生成させるためのローパスフィルタとしての動作を行わさせるとともに、偏倚機構に、検出部による手ぶれ検出結果に基づいて手ぶれを補正するための動作を行わせる偏倚機構制御部とを備える。
【解決手段】撮影光学系により結像された被写体像を撮像素子で捉えて画像信号を生成する撮影装置において、手ぶれを検出する検出部と、撮影光学系の光軸と撮像素子を相対的に偏倚させる偏倚機構と、偏倚機構に、撮像素子により所定の高周波成分が減衰した画像信号を生成させるためのローパスフィルタとしての動作を行わさせるとともに、偏倚機構に、検出部による手ぶれ検出結果に基づいて手ぶれを補正するための動作を行わせる偏倚機構制御部とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮影光学系により結像された被写体像を撮像素子で捉えて画像信号を生成する撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルカメラを中心とする撮影装置や、このような撮影装置を構成する様々な素子に関する技術が急速に発展してきている。こうした撮影装置には通常ＣＣＤ撮像素子等の撮像素子が内蔵されその撮像素子で被写体像を捉えて画像信号が生成されるが、撮像素子には多数の受光素子が配列されており、それら多数の受光素子の配列ピッチと関係する所定の空間周波数を超える高空間周波成分が含まれているとその高空間周波成分が折り返しノイズとなって画像上に現れ、画質を劣化させてしまうことになる。これを避けるために、こうした撮影装置には、撮像素子の前面に、被写体像中の、ノイズとなって現れる高空間周波成分をカットする、光学的なローパスフィルタが配備されていることが多い。このローパスフィルタには、従来より、水晶の複屈折を利用した水晶型ローパスフィルタが利用されているが、コスト低減化の一環としてローパスフィルタにも低コスト化が求められており、このようなローパスフィルタを低コストで実現する工夫の一つとして、ガラスなどでできた平行平面板を被写体光の光路上に設けてその平行平面板を微小振動させることによりローパスフィルタとしての機能を発揮させ、水晶型ローパスフィルタに比べてコストダウンを計ることが試みられている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２００４−９４１３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１記載のローパスフィルタは、ローパスフィルタ用としてのみ用いられる平行平面板やこの平行平面板を微小振動させるためのアクチュエータおよび駆動回路を設けることが必要になるため、従来の水晶型ローパスフィルタに対するコストダウン効果が低い。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑み、ローパスフィルタの機能を有する低コストの撮影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】
【０００５】
上記目的を達成するための本発明の撮影装置は、撮影光学系により結像された被写体像を撮像素子で捉えて画像信号を生成する撮影装置において、
手ぶれを検出する検出部と、
上記撮影光学系の光軸と上記撮像素子を相対的に偏倚させる偏倚機構と、
上記偏倚機構に、上記撮像素子により所定の高周波成分が減衰した画像信号を生成させるためのローパスフィルタとしての動作を行わさせるとともに、上記偏倚機構に、上記検出部による手ぶれ検出結果に基づいて手ぶれを補正するための動作を行わせる偏倚機構制御部とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
本発明の撮影装置は、手ぶれを補正する機構を利用して被写体の結像位置を変化させることにより、所定の高周波成分をカットするローパスフィルタとしての動作を行わさせるため、従来の水晶型ローパスフィルタや特許文献１記載の平行平面板を利用したローパスフィルタに比べ、ローパスフィルタを設けることに伴う付加的な装置をあまり必要とせず、ローパスフィルタの機能を有する低コストの撮影装置が実現できる。さらに、本発明の撮影装置では、ローパスフィルタとしての動作を行わさせる際に、撮影光学系の光軸と上記撮像素子を相対的に偏倚させたときの偏倚量を変化させることにより、ローパスフィルタのカットオフ振動数を撮影意図や撮影条件に合わせて変更できる。
【０００７】
また、本発明の撮影装置は、上記偏倚機構が、手ぶれを補正するための動作のみを行う第１の偏倚機構と、少なくともローパスフィルタとしての動作を行う第２の偏倚機構とを有するものであってもよい。
【０００８】
手ぶれを補正するための動作のみを行う偏倚機構にさらに新たな偏倚機構を加えることによりローパスフィルタとして機能させると、ローパスフィルタの機能を発揮する偏倚機構は、ローパスフィルタとして動作することに適した構造を備えることができ、手ぶれ補正の機能とローパスフィルタの機能を兼ね備えている場合に比べて、より高速かつ高精度な駆動を行うローパスフィルタが実現される。この場合、ローパスフィルタ用として新たな偏倚機構を必要とするが、特許文献１記載のローパスフィルタと、それとは全く別の構成の手ぶれ機構との双方を組み込むよりは、同一の光学部材等を偏倚させればより小型化、低コスト化となる。
【０００９】
また、第１の偏倚機構と第２の偏倚機構とを有する本発明の撮影装置は、上記第１の偏倚機構がボイスコイルモータを備えたものであり、上記第２の偏倚機構が圧電バイモルフを備えたものであってもよい。
【００１０】
光軸に対する垂直な方向の直線運動を与える駆動装置としてボイスコイルモータは、手ぶれ補正に必要とされる周波数領域の振動を発生するのに適している。さらにボイスコイルモータは、瞬発力と持久力の点で優れており、手ぶれ補正の性能を高めるとともにその性能を長い期間持続させることができる。また圧電バイモルフは、ローパスフィルタとして機能するために必要とされる、手ぶれ補正の周波数よりもさらに高い周波数領域の振動を発生するのに適している。その上、圧電バイモルフは、構造が単純で製造が容易であり、さらに消費電力が少なく熱や電磁的雑音が発生しにくい駆動装置であるため、無駄な電力を消費を抑える省エネルギーのローパスフィルタが実現される。
【００１１】
また、本発明の撮影装置は、上記検出部が、手ぶれ補正のための第１の周波数領域の揺れを検出するとともにローパスフィルタのための第２の周波数成分の振動を検出するものであって、
上記偏倚機構は、上記検出部が上記第２の周波数成分の所定量以上の振動を検出したときは、ローパスフィルタとしての動作を停止するものであってもよい。
【００１２】
ローパスフィルタとして減衰させる高周波成分が、すでに手ぶれによる揺れの中に存在している時に、さらにローパスフィルタとしての機能を発揮させると、過剰に振動させることになる。本発明の撮影装置は、このような場合、ローパスフィルタとしての機能を停止させるため、このような過剰な振動を防止することができる。
【００１３】
また、本発明の撮影装置は、上記偏倚機構が、上記撮像光学系を構成する光学素子を光軸と交わる方向に偏倚させるものであってもよい。
【００１４】
また、手ぶれを補正するための動作のみを行う第１の偏倚機構と、少なくともローパスフィルタとしての動作を行う第２の偏倚機構とを有する本発明の撮影装置は、上記第２の偏倚機構と上記第１の偏倚機構の両方を動作させて手ぶれの補正を行う制御手段を有する
ものであってもよく、また、上記第１の偏倚機構が上記第２の偏倚機構よりもストロークが大きいアクチュエータを用いるものであってもよく、また、上記第２の偏倚機構が上記第１の偏倚機構よりも応答速度が高速な系で構成されているものであってもよい。
【００１５】
第１の偏倚機構を手ぶれ補正に用いることに加えて、ローパスフィルタとしての動作を行うこともできる第２の偏倚機構を手ぶれ補正に用いることによって、手ぶれ補正の精度を向上させることができる。また、第１の偏倚機構が第２の偏倚機構よりもストロークが大きいアクチュエータを用いることにより、第１の偏倚機構を、ストロークの大きな手ぶれを補正することに特化させることができ、また、第１の偏倚機構よりも応答速度が高速な系で構成された第２の偏倚機構を用いることにより、第２の偏倚機構を高速な手ぶれを補正することに特化させることができ、手ぶれ補正の精度を一段と向上させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の撮影装置によれば、低コストでローパスフィルタの機能を備えることができる。また、請求項６〜８記載の構成をとることによって、第１の偏倚機構を、ストロークの大きな手ぶれを補正することに特化させることができるとともに、第２の偏倚機構を高速な手ぶれを補正することに特化させることができる。又両方の機構を組み合わせて使用するなどによって更に良好な手ぶれ補正を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
［第一実施形態］
以下、手ぶれ補正機構をローパスフィルタとして兼用する本発明の撮影装置の一実施形態を第一実施形態として説明する。本実施形態の撮影装置は、手ぶれ補正機構をローパスフィルタとして兼用するデジタルカメラである。
【００１８】
図１は、本発明の撮影装置の一実施形態であるデジタルカメラを前面斜め上から見た外観斜視図である。
【００１９】
図１に示すように、このデジタルカメラ１００Ａの前面中央部には、撮影レンズ１０１が備えられている。また、このデジタルカメラ１００Ａの前面上部には、光学式ファインダ対物窓１０２および補助光発光部１０３が備えられている。さらに、このデジタルカメラ１００の上面には、スライド式の電源スイッチ１０４およびレリーズスイッチ１０５が備えられている。
【００２０】
図２は、図１に外観斜視図を示したデジタルカメラの概略構成図である。
【００２１】
本実施形態のデジタルカメラ１００Ａでは、図２の左方から被写体光が入射し、シャッタ１１２が開いている場合は、レンズ１、レンズ２および後述する手ぶれ補正用レンズ３を経て、ＣＣＤ４に結像する。本来撮影光学系には複数のレンズが配備されているが、この図２では、このような複数のレンズをレンズ１、レンズ２および後述する手ぶれ補正用レンズ３Ａとして模式的に示している。シャッタ１１２は、制御部１２０からの信号に基づいて、シャッタモータ１１２ａにより駆動され、シャッタのオン、オフを行う。また、手ぶれ補正用レンズ３Ａは、制御部１２０Ａからの信号に基づいて作動する駆動回路３０Ａによってボイスコイルモータ３１Ａが駆動されることにより、被写体光が入射する方向に対する垂直な平面内を移動する。図２においては、この移動可能な平面内のうち上下方向に動く様子が、図中に矢印で示されている。
【００２２】
レリーズスイッチ１０５が押されて撮影が行われる際に手ぶれが起きるとその手ぶれは、角速度センサ５によって検出される。図２に示すようにこの角速度センサ５は２つ備えられており、一つは光軸に垂直な平面内のうち上下方向の手ぶれを検出する角速度センサ５であり、もう一つは水平方向の手ぶれを検出する角速度センサ５である。検出された手ぶれは制御部１２０Ａに伝えられ、この手ぶれの影響を消すため制御部１２０Ａからの指示によって手ぶれ補正用レンズ３Ａが、ＣＣＤ４に結像する被写体像がずれないように移動する。このような手ぶれ補正機能に加え、本実施形態のデジタルカメラ１００Ａでは、制御部１２０Ａが駆動回路３０Ａを通じて手ぶれ補正用レンズ３Ａが微小振動を起こすようにボイスコイルモータ３１Ａを駆動させる機構を持つ。この微小振動の周期は、撮影の際の露光時間に比べてはるかに短く、このため、この微小振動によって同じ被写体像が、結像位置をずらして重なり合ってＣＣＤ４に結像し、その結果、この微小振動の振幅に対応した空間的な所定のカットオフ周波数以上の高周波成分が減衰した画像信号が生成される。本実施形態のデジタルカメラ１００Ａは、このような機構により、手ぶれを補正する機能に加え、高周波成分が減衰したローパスフィルタとしても機能する。このときのカットオフ周波数は、微小振動の振幅を変化することで、撮影意図や撮影条件に合わせて変更できる。
【００２３】
図３は、図１に外観を示し図２に概略構成図を示したデジタルカメラの手ぶれ補正レンズの駆動部分を表す模式図である。
【００２４】
手ぶれ補正用レンズ３Ａを支えるレンズ枠３０１Ａがレンズベース３０２Ａ上に備えられ、このレンズベース３０２Ａに近接して２つのボイスコイルモータ３１Ａが設けられている。この２つのボイスコイルモータ３１Ａのうち、レンズベース３０２Ａの上部に備えられているボイスコイルモータ３１Ａが、図において矢印Ａで示すようにレンズベース３０２Ａを上下方向に駆動することにより、レンズベース３０２Ａがこの上下方向に移動する。さらに図においてレンズベース３０２Ａの左側に備えられているもう１つのボイスコイルモータ３１Ａが、レンズベース３０２Ａを図において矢印Ｂで示すように水平方向に駆動することにより、レンズベース３０２Ａがこの水平方向に移動する。本実施形態のデジタルカメラ１００Ａは、このような機構により、手ぶれを補正するとともに、手ぶれ補正用レンズ３Ａに、撮影の際の露光時間に比べてはるかに短い周期の微小振動を起こさせ、ローパスフィルタとしても機能する。このようにデジタルカメラ１００Ａは、手ぶれを補正する機構を利用してローパスフィルタとしての動作を行わさせるため、従来の水晶型ローパスフィルタや特許文献１記載の平行平面板を利用したローパスフィルタに比べ、ローパスフィルタを設けることに伴う付加的な装置を必要とせず、ローパスフィルタの機能を有する低コストのデジタルカメラが実現できる。
【００２５】
図４は、手ぶれの波形、手ぶれを補正する手ぶれ補正波形、ローパスフィルタとしての効果を出すためのローパス効果波形、手ぶれ補正波形とローパス効果波形の合成波形、および画像の揺れの具体例を表す図である。
【００２６】
以下では、この図４に示されている図４（ａ）〜図４（ｅ）を参照しながら、本実施形態のデジタルカメラ１００Ａが手ぶれの補正、およびローパスフィルタとしての機能するために発生する波形について説明する。尚ここでは、図示および説明の簡便のため、図３の矢印Ａ方向（あるいは、矢印Ｂ方向）に振動する一次元的な振動部分について説明する。
【００２７】
図４（ａ）は、手ぶれの波形の一例、図４（ｂ）はこの手ぶれを補正するための手ぶれ補正波形を、縦軸に角速度、横軸に時間をとって表した図である。
【００２８】
図４（ａ）で表されるような波形の手ぶれが起きると、この手ぶれを角速度センサ５が検出して制御部１２０Ａに伝える。そして、制御部１２０Ａが駆動回路３０Ａを通じてボイスコイルモータ３１Ａを駆動させ、図４（ｂ）で表されるように手ぶれの影響を消すため図４（ａ）の波形とは逆符号の振幅を持つ波形で記述される角速度で、手ぶれ補正用レンズ３Ａを移動させる。
【００２９】
図４（ｃ）は、ローパスフィルタとしての効果を出すための微小振幅のローパス効果波形を表す図である。
【００３０】
この微小振幅のローパス効果波形は、撮影の際の露光時間に比べてはるかに短い周期の微小振動をしており、このような微小振動する被写体像がＣＣＤ４に結像した結果、ＣＣＤ４がこの微小振動の振幅に対応した空間的なカットオフ周波数以上の高周波成分が減衰した画像信号を生成することになり、高周波成分が減衰したローパスフィルタとしての機能が発揮される。
【００３１】
図４（ｄ）は、図４（ｂ）の手ぶれ補正波形と図４（ｃ）ローパス効果波形を合成した合成波形を表す図である。
【００３２】
ローパスフィルタを働かせて高周波成分を減衰させる撮影の際に、手ぶれが発生する場合には、ローパスフィルタを働かせることと手ぶれの補正とを同時に行う必要がある。このような場合は、図４（ｄ）に示すように手ぶれ補正波形とローパス効果波形を合成した合成波形で表される角速度で手ぶれ補正用レンズ３Ａを偏倚させて、手ぶれの影響を補正すると同時にローパスフィルタも機能させる。
【００３３】
図４（ｅ）は、図４（ｄ）の波形で表される角速度で手ぶれ補正用レンズ３Ａを偏倚させて撮影をおこなった時の画像の揺れを表す図である。
【００３４】
手ぶれの影響が手ぶれ補正波形で相殺されて、ローパス効果波形だけが残るため、露光時間ｔで撮影した画像中ではこの露光時間ｔの間のローパス効果波形の振動が画像の揺れとして反映され、このローパス効果波形の振幅に対応した空間的な高周波成分が減衰した画像が得られる。
【００３５】
次に、手ぶれの波形の中にすでにローパスフィルタとして減衰させるべき高周波成分が含まれている場合の処理の方法について説明する。
【００３６】
図５は、手ぶれ波形の中にすでに高周波成分が含まれている場合の処理の方法を示すフローチャートである。
【００３７】
ローパスフィルタとして減衰させるべき高周波成分が、すでに手ぶれによる揺れの中に存在している時に、さらにローパスフィルタとしての機能を発揮させると、過剰に振動させることになる。そこで本実施形態のデジタルカメラ１００Ａでは、角速度センサ５が、手ぶれによる揺れの中に、ローパスフィルタとして減衰させるべき高周波成分を所定量以上検出した場合は、ステップＳ１でＹｅｓが選択され、ローパス効果波形を発生させることを停止する。手ぶれによる揺れの中に、ローパスフィルタとして減衰させるべき高周波成分を所定量以上検出しない場合は、ステップＳ１でＮｏが選択され、ローパス効果波形を発生させる。
【００３８】
このように状況に応じてローパスフィルタとしての機能を停止させるため、過剰な振動を防止し、さらに不要な動作を省いて電力コストを下げて省エネ化を実現することができる。
［第二実施形態］
以下、手ぶれを補正するための動作のみを行う偏倚機構にさらに新たな機構を加えることで、ローパスフィルタとしての機能も有する本発明の撮影装置の一実施形態を第二実施形態として説明する。本実施形態の撮影装置は、手ぶれ補正機構にローパスフィルタとしての機構が加えられたデジタルカメラである。このデジタルカメラ１００Ｂの外観は、図１で示されているデジタルカメラ１００Ａの外観と同じであり、従ってこのデジタルカメラ１００Ｂの外観は、図１を参照することとし、このデジタルカメラ１００Ｂの外観の図示は省略する。
【００３９】
図６は、手ぶれを補正するための動作のみを行う偏倚機構にローパスフィルタとしての機構が加えられたデジタルカメラの構成概略図である。
【００４０】
図６のデジタルカメラ１００Ｂの構成概略図において、図２に概略構成図を示したデジタルカメラ１００Ａの、図面上の構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付して示し、同一の構成要素についての重複説明は省略する。図６において、図２に示した概略構成図中の構成要素と異なる構成要素は、補正用レンズとこのレンズを駆動するための構成要素であり、以下ではこれらの構成要素について説明する。
【００４１】
手ぶれ補正用レンズ３Ｂは、制御部１２０Ｂからの信号に基づいて作動する駆動回路３０Ｂによってボイスコイルモータ３１Ｂが駆動されて、被写体光が入射する方向に対する垂直な平面内を移動する構成になっている。このボイスコイルモータ３１Ｂの駆動により手ぶれの補正が行われる。さらにデジタルカメラ１００Ｂにおいては、模式的に示す圧電バイモルフ３２Ｂが備えられ、この圧電バイモルフ３２Ｂの駆動によって手ぶれ補正用レンズ３Ｂが被写体光が入射する方向に対する垂直な平面内において、撮影の際の露光時間に比べてはるかに短い周期の微小振動を起こす。その結果ＣＣＤ４が、この微小振動の振幅に対応した空間的なカットオフ周波数以上の高周波成分が減衰した画像信号を生成し、ローパスフィルタとしての機能が発揮される。このときのカットオフ周波数は、微小振動の振幅を変化することで、撮影意図や撮影条件に合わせて変更できる。このような圧電バイモルフ３２Ｂの駆動の制御は、駆動回路３４Ｂを介して制御部１２０Ｂによって行われる。図６においては、これらボイスコイルモータ３１Ｂと圧電バイモルフ３２Ｂの２つの駆動装置が手ぶれ補正用レンズ３Ｂを駆動する方向のうち、矢印で示すように上下方向に動く様子が表されている。
【００４２】
図７は、図６に概略構成図を示したデジタルカメラの手ぶれ補正レンズの駆動部分を表す模式図である。
【００４３】
手ぶれ補正用レンズ３Ｂを支えるレンズ枠３０１Ｂがレンズ台３０３Ｂ上に備えられ、さらにこのレンズ台３０３Ｂは、レンズベース３０２Ｂ上に備えられている。このレンズベース３０２Ｂに近接して２つのボイスコイルモータ３１Ｂが設けられている。この２つのボイスコイルモータ３１Ｂのうち、レンズベース３０２Ｂの上部に備えられているボイスコイルモータ３１Ｂが、レンズベース３０２Ｂを、図において矢印Ａで示すように上下方向に駆動することにより、レンズベース３０２Ｂがこの上下方向に移動する。さらに図においてレンズベース３０２Ｂの左側に備えられているもう１つのボイスコイルモータ３１Ｂが、レンズベース３０２Ｂを、図において矢印Ｂで示すように水平方向に駆動することにより、レンズベース３０２Ｂがこの水平方向に移動する。
【００４４】
さらにデジタルカメラ１００Ｂにおいては、２つの圧電バイモルフ３２Ｂを備えており、１つの圧電バイモルフ３２Ｂは、レンズ枠３０１Ｂの上側に設けられており、もう１つの圧電バイモルフ３２Ｂは、図においてレンズ台３０３Ｂの右側に設けられている。この２つの圧電バイモルフ３２Ｂのうち、レンズ枠３０１Ｂの上側に備えられている圧電バイモルフ３２Ｂが、レンズ枠３０１Ｂを図の矢印Ｃで示す上下方向に駆動することによって、レンズ枠３０１Ｂが、この上下方向に移動する。このときレンズ枠３０１Ｂの下側に備えられているアーム３３Ｂが、レンズ枠３０１Ｂの上側に備えられている圧電バイモルフ３２Ｂの動きに合わせて同じようにこの上下方向にしなって湾曲する。さらにレンズ台３０３Ｂの右側に設けられているもう１つの圧電バイモルフ３２Ｂが、レンズ台３０３Ｂを図の矢印Ｄで示す水平方向に駆動することによって、レンズ台３０３Ｂがこの水平方向に移動する。このときレンズ台３０３Ｂの左側に備えられているアーム３３Ｂが、レンズ台３０３Ｂの右側に備えられている圧電バイモルフ３２Ｂの動きに合わせて同じようにこの水平方向にしなって湾曲する。このような２つの圧電バイモルフ３２Ｂの駆動と２つのアーム３３Ｂの湾曲によって、手ぶれ補正用レンズ３Ｂが被写体光が入射する方向に対する垂直な平面内において微小振動を起こす。以下では、圧電バイモルフ３２Ｂの駆動とアーム３３Ｂの湾曲をによって手ぶれ補正用レンズ３Ｂが移動する様子を、水平方向のうち右方向に移動する場合を例にとって説明する。
【００４５】
図８は、手ぶれ補正用レンズが、水平方向のうち右方向に移動する様子を表す模式図である。
【００４６】
図８の模式図において、図７に示す手ぶれ補正レンズの駆動部分を表す模式図の、図面上の構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付して示し、同一の構成要素についての重複説明は省略する。
【００４７】
図８（ａ）は、手ぶれ補正用レンズが、レンズ台の左右に備えられているアームと圧電バイモルフの中心に位置している状態、図８（ｂ）は、圧電バイモルフ３２Ｂの駆動によって手ぶれ補正用レンズが、図８（ａ）よりも右方向に移動した状態を表す図である。
【００４８】
レンズ台３０３Ｂの右側に備えられている圧電バイモルフ３２Ｂが、図８（ｂ）において矢印Ｅで示す右方向にレンズ台３０３Ｂを駆動すると、レンズ台３０３Ｂの左側に備えられているアーム３３Ｂが、図８（ｂ）において矢印Ｆで示すように矢印Ｅと同じ右方向にしなって湾曲する。この結果、図８（ｂ）において矢印Ｇで示すように手ぶれ補正用レンズがレンズ台３０３Ｂごと右方向に移動する。
【００４９】
このようにボイスコイルモータ３１Ｂが手ぶれ補正用レンズ３Ｂを移動させる機構に加えて、圧電バイモルフ３２Ｂが手ぶれ補正用レンズ３Ｂを移動させる機構を備えることで、ローパスフィルタの機能を発揮する偏倚機構は、ローパスフィルタとして動作することに適した構造を備えることができ、手ぶれ補正の機能とローパスフィルタの機能を兼ね備えている場合に比べて、より高速かつ高精度な駆動を行うローパスフィルタが実現される。また、ボイスコイルモータ３１Ｂは手ぶれ補正に必要とされる周波数領域の振動を発生するのに適しており、一方、圧電バイモルフ３２Ｂは、ローパスフィルタとして機能させるために必要とされる、手ぶれ補正の周波数よりももっと高い周波数領域の振動を発生するのに適しており、これらの駆動装置を用いることで、手ぶれ補正の性能、およびローパスフィルタとしての性能を高めることができる。
【００５０】
さらに、ボイスコイルモータ３１Ｂと圧電バイモルフ３３Ｂの両方を手ぶれ補正に用いることもできる。圧電バイモルフ３３Ｂを用いた本実施形態の偏倚機構のようなローパスフィルタを機能を持つ偏倚機構を、手ぶれ補正にも用いることによって、手ぶれ補正の精度を向上させることができる。また、ボイスコイルモータ３１Ｂは、圧電バイモルフ３２Ｂよりもストロークが大きいアクチュエータであり、ストロークの大きな手ぶれを補正することに適している。また、圧電バイモルフ３２Ｂは、ボイスコイルモータ３１Ｂよりも応答速度が高速であり、高速な手ぶれを補正することに適している。
【００５１】
手ぶれの補正のための手ぶれ補正波形、ローパスフィルタのためのローパス効果波形については、これらの波を発生させるための駆動装置がそれぞれボイスコイルモータ３１Ｂおよび圧電バイモルフ３２Ｂであり、このような互いに異なる２つの駆動装置を用いている点を除けば、図４で具体例を挙げて説明した効果と同じ効果を生じるため、ここでは重複説明は省略する。また、手ぶれの波形中にすでに高周波成分が含まれている場合の処理についても、図５においてフローチャートを用いて説明した処理と同じであり、ここでは重複説明は省略する。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の撮影装置の一実施形態であるデジタルカメラを前面斜め上から見た外観斜視図である。
【図２】図１に外観斜視図を示したデジタルカメラの概略構成図である。
【図３】図１に外観を示し図２に概略構成図を示したデジタルカメラの手ぶれ補正レンズの駆動部分を表す模式図である。
【図４】手ぶれの波形、手ぶれを補正する手ぶれ補正波形、ローパスフィルタとしての効果を出すためのローパス効果波形、手ぶれ補正波形とローパス効果波形の合成波形、および画像の揺れの具体例を表す図である。
【図５】手ぶれ波形の中にすでに高周波成分が含まれている場合の処理の方法を示すフローチャートである。
【図６】手ぶれを補正するための動作のみを行う偏倚機構にローパスフィルタとしての機構が加えられたデジタルカメラの構成概略図である。
【図７】図６に概略構成図を示したデジタルカメラの手ぶれ補正レンズの駆動部分を表す模式図である。
【図８】手ぶれ補正用レンズが、水平方向のうち右方向に移動する様子を表す模式図である。
【符号の説明】
【００５３】
１ レンズ
２ レンズ
３Ａ，３Ｂ 手ぶれ補正用レンズ
４ ＣＣＤ
５ 角速度センサ
３０Ａ、３０Ｂ 駆動回路
３１Ａ，３１Ｂ ボイスコイルモータ
３２Ｂ 圧電バイモルフ
３３Ｂ アーム
３４Ｂ 駆動回路
１００ デジタルカメラ
１０１ 撮影レンズ
１０２ 光学式ファインダ対物窓
１０３ 補助光発光部
１０４ 電源スイッチ
１０５ レリーズスイッチ
１１２ シャッタ
１１２ａ シャッタモータ
１２０Ａ，１２０Ｂ 制御部
３０１Ａ、３０１Ｂ レンズ枠
３０２Ａ、３０２Ｂ レンズベース
３０３Ｂ レンズ台
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮影光学系により結像された被写体像を撮像素子で捉えて画像信号を生成する撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルカメラを中心とする撮影装置や、このような撮影装置を構成する様々な素子に関する技術が急速に発展してきている。こうした撮影装置には通常ＣＣＤ撮像素子等の撮像素子が内蔵されその撮像素子で被写体像を捉えて画像信号が生成されるが、撮像素子には多数の受光素子が配列されており、それら多数の受光素子の配列ピッチと関係する所定の空間周波数を超える高空間周波成分が含まれているとその高空間周波成分が折り返しノイズとなって画像上に現れ、画質を劣化させてしまうことになる。これを避けるために、こうした撮影装置には、撮像素子の前面に、被写体像中の、ノイズとなって現れる高空間周波成分をカットする、光学的なローパスフィルタが配備されていることが多い。このローパスフィルタには、従来より、水晶の複屈折を利用した水晶型ローパスフィルタが利用されているが、コスト低減化の一環としてローパスフィルタにも低コスト化が求められており、このようなローパスフィルタを低コストで実現する工夫の一つとして、ガラスなどでできた平行平面板を被写体光の光路上に設けてその平行平面板を微小振動させることによりローパスフィルタとしての機能を発揮させ、水晶型ローパスフィルタに比べてコストダウンを計ることが試みられている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２００４−９４１３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１記載のローパスフィルタは、ローパスフィルタ用としてのみ用いられる平行平面板やこの平行平面板を微小振動させるためのアクチュエータおよび駆動回路を設けることが必要になるため、従来の水晶型ローパスフィルタに対するコストダウン効果が低い。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑み、ローパスフィルタの機能を有する低コストの撮影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】
【０００５】
上記目的を達成するための本発明の撮影装置は、撮影光学系により結像された被写体像を撮像素子で捉えて画像信号を生成する撮影装置において、
手ぶれを検出する検出部と、
上記撮影光学系の光軸と上記撮像素子を相対的に偏倚させる偏倚機構と、
上記偏倚機構に、上記撮像素子により所定の高周波成分が減衰した画像信号を生成させるためのローパスフィルタとしての動作を行わさせるとともに、上記偏倚機構に、上記検出部による手ぶれ検出結果に基づいて手ぶれを補正するための動作を行わせる偏倚機構制御部とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
本発明の撮影装置は、手ぶれを補正する機構を利用して被写体の結像位置を変化させることにより、所定の高周波成分をカットするローパスフィルタとしての動作を行わさせるため、従来の水晶型ローパスフィルタや特許文献１記載の平行平面板を利用したローパスフィルタに比べ、ローパスフィルタを設けることに伴う付加的な装置をあまり必要とせず、ローパスフィルタの機能を有する低コストの撮影装置が実現できる。さらに、本発明の撮影装置では、ローパスフィルタとしての動作を行わさせる際に、撮影光学系の光軸と上記撮像素子を相対的に偏倚させたときの偏倚量を変化させることにより、ローパスフィルタのカットオフ振動数を撮影意図や撮影条件に合わせて変更できる。
【０００７】
また、本発明の撮影装置は、上記偏倚機構が、手ぶれを補正するための動作のみを行う第１の偏倚機構と、少なくともローパスフィルタとしての動作を行う第２の偏倚機構とを有するものであってもよい。
【０００８】
手ぶれを補正するための動作のみを行う偏倚機構にさらに新たな偏倚機構を加えることによりローパスフィルタとして機能させると、ローパスフィルタの機能を発揮する偏倚機構は、ローパスフィルタとして動作することに適した構造を備えることができ、手ぶれ補正の機能とローパスフィルタの機能を兼ね備えている場合に比べて、より高速かつ高精度な駆動を行うローパスフィルタが実現される。この場合、ローパスフィルタ用として新たな偏倚機構を必要とするが、特許文献１記載のローパスフィルタと、それとは全く別の構成の手ぶれ機構との双方を組み込むよりは、同一の光学部材等を偏倚させればより小型化、低コスト化となる。
【０００９】
また、第１の偏倚機構と第２の偏倚機構とを有する本発明の撮影装置は、上記第１の偏倚機構がボイスコイルモータを備えたものであり、上記第２の偏倚機構が圧電バイモルフを備えたものであってもよい。
【００１０】
光軸に対する垂直な方向の直線運動を与える駆動装置としてボイスコイルモータは、手ぶれ補正に必要とされる周波数領域の振動を発生するのに適している。さらにボイスコイルモータは、瞬発力と持久力の点で優れており、手ぶれ補正の性能を高めるとともにその性能を長い期間持続させることができる。また圧電バイモルフは、ローパスフィルタとして機能するために必要とされる、手ぶれ補正の周波数よりもさらに高い周波数領域の振動を発生するのに適している。その上、圧電バイモルフは、構造が単純で製造が容易であり、さらに消費電力が少なく熱や電磁的雑音が発生しにくい駆動装置であるため、無駄な電力を消費を抑える省エネルギーのローパスフィルタが実現される。
【００１１】
また、本発明の撮影装置は、上記検出部が、手ぶれ補正のための第１の周波数領域の揺れを検出するとともにローパスフィルタのための第２の周波数成分の振動を検出するものであって、
上記偏倚機構は、上記検出部が上記第２の周波数成分の所定量以上の振動を検出したときは、ローパスフィルタとしての動作を停止するものであってもよい。
【００１２】
ローパスフィルタとして減衰させる高周波成分が、すでに手ぶれによる揺れの中に存在している時に、さらにローパスフィルタとしての機能を発揮させると、過剰に振動させることになる。本発明の撮影装置は、このような場合、ローパスフィルタとしての機能を停止させるため、このような過剰な振動を防止することができる。
【００１３】
また、本発明の撮影装置は、上記偏倚機構が、上記撮像光学系を構成する光学素子を光軸と交わる方向に偏倚させるものであってもよい。
【００１４】
また、手ぶれを補正するための動作のみを行う第１の偏倚機構と、少なくともローパスフィルタとしての動作を行う第２の偏倚機構とを有する本発明の撮影装置は、上記第２の偏倚機構と上記第１の偏倚機構の両方を動作させて手ぶれの補正を行う制御手段を有する
ものであってもよく、また、上記第１の偏倚機構が上記第２の偏倚機構よりもストロークが大きいアクチュエータを用いるものであってもよく、また、上記第２の偏倚機構が上記第１の偏倚機構よりも応答速度が高速な系で構成されているものであってもよい。
【００１５】
第１の偏倚機構を手ぶれ補正に用いることに加えて、ローパスフィルタとしての動作を行うこともできる第２の偏倚機構を手ぶれ補正に用いることによって、手ぶれ補正の精度を向上させることができる。また、第１の偏倚機構が第２の偏倚機構よりもストロークが大きいアクチュエータを用いることにより、第１の偏倚機構を、ストロークの大きな手ぶれを補正することに特化させることができ、また、第１の偏倚機構よりも応答速度が高速な系で構成された第２の偏倚機構を用いることにより、第２の偏倚機構を高速な手ぶれを補正することに特化させることができ、手ぶれ補正の精度を一段と向上させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の撮影装置によれば、低コストでローパスフィルタの機能を備えることができる。また、請求項６〜８記載の構成をとることによって、第１の偏倚機構を、ストロークの大きな手ぶれを補正することに特化させることができるとともに、第２の偏倚機構を高速な手ぶれを補正することに特化させることができる。又両方の機構を組み合わせて使用するなどによって更に良好な手ぶれ補正を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
［第一実施形態］
以下、手ぶれ補正機構をローパスフィルタとして兼用する本発明の撮影装置の一実施形態を第一実施形態として説明する。本実施形態の撮影装置は、手ぶれ補正機構をローパスフィルタとして兼用するデジタルカメラである。
【００１８】
図１は、本発明の撮影装置の一実施形態であるデジタルカメラを前面斜め上から見た外観斜視図である。
【００１９】
図１に示すように、このデジタルカメラ１００Ａの前面中央部には、撮影レンズ１０１が備えられている。また、このデジタルカメラ１００Ａの前面上部には、光学式ファインダ対物窓１０２および補助光発光部１０３が備えられている。さらに、このデジタルカメラ１００の上面には、スライド式の電源スイッチ１０４およびレリーズスイッチ１０５が備えられている。
【００２０】
図２は、図１に外観斜視図を示したデジタルカメラの概略構成図である。
【００２１】
本実施形態のデジタルカメラ１００Ａでは、図２の左方から被写体光が入射し、シャッタ１１２が開いている場合は、レンズ１、レンズ２および後述する手ぶれ補正用レンズ３を経て、ＣＣＤ４に結像する。本来撮影光学系には複数のレンズが配備されているが、この図２では、このような複数のレンズをレンズ１、レンズ２および後述する手ぶれ補正用レンズ３Ａとして模式的に示している。シャッタ１１２は、制御部１２０からの信号に基づいて、シャッタモータ１１２ａにより駆動され、シャッタのオン、オフを行う。また、手ぶれ補正用レンズ３Ａは、制御部１２０Ａからの信号に基づいて作動する駆動回路３０Ａによってボイスコイルモータ３１Ａが駆動されることにより、被写体光が入射する方向に対する垂直な平面内を移動する。図２においては、この移動可能な平面内のうち上下方向に動く様子が、図中に矢印で示されている。
【００２２】
レリーズスイッチ１０５が押されて撮影が行われる際に手ぶれが起きるとその手ぶれは、角速度センサ５によって検出される。図２に示すようにこの角速度センサ５は２つ備えられており、一つは光軸に垂直な平面内のうち上下方向の手ぶれを検出する角速度センサ５であり、もう一つは水平方向の手ぶれを検出する角速度センサ５である。検出された手ぶれは制御部１２０Ａに伝えられ、この手ぶれの影響を消すため制御部１２０Ａからの指示によって手ぶれ補正用レンズ３Ａが、ＣＣＤ４に結像する被写体像がずれないように移動する。このような手ぶれ補正機能に加え、本実施形態のデジタルカメラ１００Ａでは、制御部１２０Ａが駆動回路３０Ａを通じて手ぶれ補正用レンズ３Ａが微小振動を起こすようにボイスコイルモータ３１Ａを駆動させる機構を持つ。この微小振動の周期は、撮影の際の露光時間に比べてはるかに短く、このため、この微小振動によって同じ被写体像が、結像位置をずらして重なり合ってＣＣＤ４に結像し、その結果、この微小振動の振幅に対応した空間的な所定のカットオフ周波数以上の高周波成分が減衰した画像信号が生成される。本実施形態のデジタルカメラ１００Ａは、このような機構により、手ぶれを補正する機能に加え、高周波成分が減衰したローパスフィルタとしても機能する。このときのカットオフ周波数は、微小振動の振幅を変化することで、撮影意図や撮影条件に合わせて変更できる。
【００２３】
図３は、図１に外観を示し図２に概略構成図を示したデジタルカメラの手ぶれ補正レンズの駆動部分を表す模式図である。
【００２４】
手ぶれ補正用レンズ３Ａを支えるレンズ枠３０１Ａがレンズベース３０２Ａ上に備えられ、このレンズベース３０２Ａに近接して２つのボイスコイルモータ３１Ａが設けられている。この２つのボイスコイルモータ３１Ａのうち、レンズベース３０２Ａの上部に備えられているボイスコイルモータ３１Ａが、図において矢印Ａで示すようにレンズベース３０２Ａを上下方向に駆動することにより、レンズベース３０２Ａがこの上下方向に移動する。さらに図においてレンズベース３０２Ａの左側に備えられているもう１つのボイスコイルモータ３１Ａが、レンズベース３０２Ａを図において矢印Ｂで示すように水平方向に駆動することにより、レンズベース３０２Ａがこの水平方向に移動する。本実施形態のデジタルカメラ１００Ａは、このような機構により、手ぶれを補正するとともに、手ぶれ補正用レンズ３Ａに、撮影の際の露光時間に比べてはるかに短い周期の微小振動を起こさせ、ローパスフィルタとしても機能する。このようにデジタルカメラ１００Ａは、手ぶれを補正する機構を利用してローパスフィルタとしての動作を行わさせるため、従来の水晶型ローパスフィルタや特許文献１記載の平行平面板を利用したローパスフィルタに比べ、ローパスフィルタを設けることに伴う付加的な装置を必要とせず、ローパスフィルタの機能を有する低コストのデジタルカメラが実現できる。
【００２５】
図４は、手ぶれの波形、手ぶれを補正する手ぶれ補正波形、ローパスフィルタとしての効果を出すためのローパス効果波形、手ぶれ補正波形とローパス効果波形の合成波形、および画像の揺れの具体例を表す図である。
【００２６】
以下では、この図４に示されている図４（ａ）〜図４（ｅ）を参照しながら、本実施形態のデジタルカメラ１００Ａが手ぶれの補正、およびローパスフィルタとしての機能するために発生する波形について説明する。尚ここでは、図示および説明の簡便のため、図３の矢印Ａ方向（あるいは、矢印Ｂ方向）に振動する一次元的な振動部分について説明する。
【００２７】
図４（ａ）は、手ぶれの波形の一例、図４（ｂ）はこの手ぶれを補正するための手ぶれ補正波形を、縦軸に角速度、横軸に時間をとって表した図である。
【００２８】
図４（ａ）で表されるような波形の手ぶれが起きると、この手ぶれを角速度センサ５が検出して制御部１２０Ａに伝える。そして、制御部１２０Ａが駆動回路３０Ａを通じてボイスコイルモータ３１Ａを駆動させ、図４（ｂ）で表されるように手ぶれの影響を消すため図４（ａ）の波形とは逆符号の振幅を持つ波形で記述される角速度で、手ぶれ補正用レンズ３Ａを移動させる。
【００２９】
図４（ｃ）は、ローパスフィルタとしての効果を出すための微小振幅のローパス効果波形を表す図である。
【００３０】
この微小振幅のローパス効果波形は、撮影の際の露光時間に比べてはるかに短い周期の微小振動をしており、このような微小振動する被写体像がＣＣＤ４に結像した結果、ＣＣＤ４がこの微小振動の振幅に対応した空間的なカットオフ周波数以上の高周波成分が減衰した画像信号を生成することになり、高周波成分が減衰したローパスフィルタとしての機能が発揮される。
【００３１】
図４（ｄ）は、図４（ｂ）の手ぶれ補正波形と図４（ｃ）ローパス効果波形を合成した合成波形を表す図である。
【００３２】
ローパスフィルタを働かせて高周波成分を減衰させる撮影の際に、手ぶれが発生する場合には、ローパスフィルタを働かせることと手ぶれの補正とを同時に行う必要がある。このような場合は、図４（ｄ）に示すように手ぶれ補正波形とローパス効果波形を合成した合成波形で表される角速度で手ぶれ補正用レンズ３Ａを偏倚させて、手ぶれの影響を補正すると同時にローパスフィルタも機能させる。
【００３３】
図４（ｅ）は、図４（ｄ）の波形で表される角速度で手ぶれ補正用レンズ３Ａを偏倚させて撮影をおこなった時の画像の揺れを表す図である。
【００３４】
手ぶれの影響が手ぶれ補正波形で相殺されて、ローパス効果波形だけが残るため、露光時間ｔで撮影した画像中ではこの露光時間ｔの間のローパス効果波形の振動が画像の揺れとして反映され、このローパス効果波形の振幅に対応した空間的な高周波成分が減衰した画像が得られる。
【００３５】
次に、手ぶれの波形の中にすでにローパスフィルタとして減衰させるべき高周波成分が含まれている場合の処理の方法について説明する。
【００３６】
図５は、手ぶれ波形の中にすでに高周波成分が含まれている場合の処理の方法を示すフローチャートである。
【００３７】
ローパスフィルタとして減衰させるべき高周波成分が、すでに手ぶれによる揺れの中に存在している時に、さらにローパスフィルタとしての機能を発揮させると、過剰に振動させることになる。そこで本実施形態のデジタルカメラ１００Ａでは、角速度センサ５が、手ぶれによる揺れの中に、ローパスフィルタとして減衰させるべき高周波成分を所定量以上検出した場合は、ステップＳ１でＹｅｓが選択され、ローパス効果波形を発生させることを停止する。手ぶれによる揺れの中に、ローパスフィルタとして減衰させるべき高周波成分を所定量以上検出しない場合は、ステップＳ１でＮｏが選択され、ローパス効果波形を発生させる。
【００３８】
このように状況に応じてローパスフィルタとしての機能を停止させるため、過剰な振動を防止し、さらに不要な動作を省いて電力コストを下げて省エネ化を実現することができる。
［第二実施形態］
以下、手ぶれを補正するための動作のみを行う偏倚機構にさらに新たな機構を加えることで、ローパスフィルタとしての機能も有する本発明の撮影装置の一実施形態を第二実施形態として説明する。本実施形態の撮影装置は、手ぶれ補正機構にローパスフィルタとしての機構が加えられたデジタルカメラである。このデジタルカメラ１００Ｂの外観は、図１で示されているデジタルカメラ１００Ａの外観と同じであり、従ってこのデジタルカメラ１００Ｂの外観は、図１を参照することとし、このデジタルカメラ１００Ｂの外観の図示は省略する。
【００３９】
図６は、手ぶれを補正するための動作のみを行う偏倚機構にローパスフィルタとしての機構が加えられたデジタルカメラの構成概略図である。
【００４０】
図６のデジタルカメラ１００Ｂの構成概略図において、図２に概略構成図を示したデジタルカメラ１００Ａの、図面上の構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付して示し、同一の構成要素についての重複説明は省略する。図６において、図２に示した概略構成図中の構成要素と異なる構成要素は、補正用レンズとこのレンズを駆動するための構成要素であり、以下ではこれらの構成要素について説明する。
【００４１】
手ぶれ補正用レンズ３Ｂは、制御部１２０Ｂからの信号に基づいて作動する駆動回路３０Ｂによってボイスコイルモータ３１Ｂが駆動されて、被写体光が入射する方向に対する垂直な平面内を移動する構成になっている。このボイスコイルモータ３１Ｂの駆動により手ぶれの補正が行われる。さらにデジタルカメラ１００Ｂにおいては、模式的に示す圧電バイモルフ３２Ｂが備えられ、この圧電バイモルフ３２Ｂの駆動によって手ぶれ補正用レンズ３Ｂが被写体光が入射する方向に対する垂直な平面内において、撮影の際の露光時間に比べてはるかに短い周期の微小振動を起こす。その結果ＣＣＤ４が、この微小振動の振幅に対応した空間的なカットオフ周波数以上の高周波成分が減衰した画像信号を生成し、ローパスフィルタとしての機能が発揮される。このときのカットオフ周波数は、微小振動の振幅を変化することで、撮影意図や撮影条件に合わせて変更できる。このような圧電バイモルフ３２Ｂの駆動の制御は、駆動回路３４Ｂを介して制御部１２０Ｂによって行われる。図６においては、これらボイスコイルモータ３１Ｂと圧電バイモルフ３２Ｂの２つの駆動装置が手ぶれ補正用レンズ３Ｂを駆動する方向のうち、矢印で示すように上下方向に動く様子が表されている。
【００４２】
図７は、図６に概略構成図を示したデジタルカメラの手ぶれ補正レンズの駆動部分を表す模式図である。
【００４３】
手ぶれ補正用レンズ３Ｂを支えるレンズ枠３０１Ｂがレンズ台３０３Ｂ上に備えられ、さらにこのレンズ台３０３Ｂは、レンズベース３０２Ｂ上に備えられている。このレンズベース３０２Ｂに近接して２つのボイスコイルモータ３１Ｂが設けられている。この２つのボイスコイルモータ３１Ｂのうち、レンズベース３０２Ｂの上部に備えられているボイスコイルモータ３１Ｂが、レンズベース３０２Ｂを、図において矢印Ａで示すように上下方向に駆動することにより、レンズベース３０２Ｂがこの上下方向に移動する。さらに図においてレンズベース３０２Ｂの左側に備えられているもう１つのボイスコイルモータ３１Ｂが、レンズベース３０２Ｂを、図において矢印Ｂで示すように水平方向に駆動することにより、レンズベース３０２Ｂがこの水平方向に移動する。
【００４４】
さらにデジタルカメラ１００Ｂにおいては、２つの圧電バイモルフ３２Ｂを備えており、１つの圧電バイモルフ３２Ｂは、レンズ枠３０１Ｂの上側に設けられており、もう１つの圧電バイモルフ３２Ｂは、図においてレンズ台３０３Ｂの右側に設けられている。この２つの圧電バイモルフ３２Ｂのうち、レンズ枠３０１Ｂの上側に備えられている圧電バイモルフ３２Ｂが、レンズ枠３０１Ｂを図の矢印Ｃで示す上下方向に駆動することによって、レンズ枠３０１Ｂが、この上下方向に移動する。このときレンズ枠３０１Ｂの下側に備えられているアーム３３Ｂが、レンズ枠３０１Ｂの上側に備えられている圧電バイモルフ３２Ｂの動きに合わせて同じようにこの上下方向にしなって湾曲する。さらにレンズ台３０３Ｂの右側に設けられているもう１つの圧電バイモルフ３２Ｂが、レンズ台３０３Ｂを図の矢印Ｄで示す水平方向に駆動することによって、レンズ台３０３Ｂがこの水平方向に移動する。このときレンズ台３０３Ｂの左側に備えられているアーム３３Ｂが、レンズ台３０３Ｂの右側に備えられている圧電バイモルフ３２Ｂの動きに合わせて同じようにこの水平方向にしなって湾曲する。このような２つの圧電バイモルフ３２Ｂの駆動と２つのアーム３３Ｂの湾曲によって、手ぶれ補正用レンズ３Ｂが被写体光が入射する方向に対する垂直な平面内において微小振動を起こす。以下では、圧電バイモルフ３２Ｂの駆動とアーム３３Ｂの湾曲をによって手ぶれ補正用レンズ３Ｂが移動する様子を、水平方向のうち右方向に移動する場合を例にとって説明する。
【００４５】
図８は、手ぶれ補正用レンズが、水平方向のうち右方向に移動する様子を表す模式図である。
【００４６】
図８の模式図において、図７に示す手ぶれ補正レンズの駆動部分を表す模式図の、図面上の構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付して示し、同一の構成要素についての重複説明は省略する。
【００４７】
図８（ａ）は、手ぶれ補正用レンズが、レンズ台の左右に備えられているアームと圧電バイモルフの中心に位置している状態、図８（ｂ）は、圧電バイモルフ３２Ｂの駆動によって手ぶれ補正用レンズが、図８（ａ）よりも右方向に移動した状態を表す図である。
【００４８】
レンズ台３０３Ｂの右側に備えられている圧電バイモルフ３２Ｂが、図８（ｂ）において矢印Ｅで示す右方向にレンズ台３０３Ｂを駆動すると、レンズ台３０３Ｂの左側に備えられているアーム３３Ｂが、図８（ｂ）において矢印Ｆで示すように矢印Ｅと同じ右方向にしなって湾曲する。この結果、図８（ｂ）において矢印Ｇで示すように手ぶれ補正用レンズがレンズ台３０３Ｂごと右方向に移動する。
【００４９】
このようにボイスコイルモータ３１Ｂが手ぶれ補正用レンズ３Ｂを移動させる機構に加えて、圧電バイモルフ３２Ｂが手ぶれ補正用レンズ３Ｂを移動させる機構を備えることで、ローパスフィルタの機能を発揮する偏倚機構は、ローパスフィルタとして動作することに適した構造を備えることができ、手ぶれ補正の機能とローパスフィルタの機能を兼ね備えている場合に比べて、より高速かつ高精度な駆動を行うローパスフィルタが実現される。また、ボイスコイルモータ３１Ｂは手ぶれ補正に必要とされる周波数領域の振動を発生するのに適しており、一方、圧電バイモルフ３２Ｂは、ローパスフィルタとして機能させるために必要とされる、手ぶれ補正の周波数よりももっと高い周波数領域の振動を発生するのに適しており、これらの駆動装置を用いることで、手ぶれ補正の性能、およびローパスフィルタとしての性能を高めることができる。
【００５０】
さらに、ボイスコイルモータ３１Ｂと圧電バイモルフ３３Ｂの両方を手ぶれ補正に用いることもできる。圧電バイモルフ３３Ｂを用いた本実施形態の偏倚機構のようなローパスフィルタを機能を持つ偏倚機構を、手ぶれ補正にも用いることによって、手ぶれ補正の精度を向上させることができる。また、ボイスコイルモータ３１Ｂは、圧電バイモルフ３２Ｂよりもストロークが大きいアクチュエータであり、ストロークの大きな手ぶれを補正することに適している。また、圧電バイモルフ３２Ｂは、ボイスコイルモータ３１Ｂよりも応答速度が高速であり、高速な手ぶれを補正することに適している。
【００５１】
手ぶれの補正のための手ぶれ補正波形、ローパスフィルタのためのローパス効果波形については、これらの波を発生させるための駆動装置がそれぞれボイスコイルモータ３１Ｂおよび圧電バイモルフ３２Ｂであり、このような互いに異なる２つの駆動装置を用いている点を除けば、図４で具体例を挙げて説明した効果と同じ効果を生じるため、ここでは重複説明は省略する。また、手ぶれの波形中にすでに高周波成分が含まれている場合の処理についても、図５においてフローチャートを用いて説明した処理と同じであり、ここでは重複説明は省略する。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の撮影装置の一実施形態であるデジタルカメラを前面斜め上から見た外観斜視図である。
【図２】図１に外観斜視図を示したデジタルカメラの概略構成図である。
【図３】図１に外観を示し図２に概略構成図を示したデジタルカメラの手ぶれ補正レンズの駆動部分を表す模式図である。
【図４】手ぶれの波形、手ぶれを補正する手ぶれ補正波形、ローパスフィルタとしての効果を出すためのローパス効果波形、手ぶれ補正波形とローパス効果波形の合成波形、および画像の揺れの具体例を表す図である。
【図５】手ぶれ波形の中にすでに高周波成分が含まれている場合の処理の方法を示すフローチャートである。
【図６】手ぶれを補正するための動作のみを行う偏倚機構にローパスフィルタとしての機構が加えられたデジタルカメラの構成概略図である。
【図７】図６に概略構成図を示したデジタルカメラの手ぶれ補正レンズの駆動部分を表す模式図である。
【図８】手ぶれ補正用レンズが、水平方向のうち右方向に移動する様子を表す模式図である。
【符号の説明】
【００５３】
１ レンズ
２ レンズ
３Ａ，３Ｂ 手ぶれ補正用レンズ
４ ＣＣＤ
５ 角速度センサ
３０Ａ、３０Ｂ 駆動回路
３１Ａ，３１Ｂ ボイスコイルモータ
３２Ｂ 圧電バイモルフ
３３Ｂ アーム
３４Ｂ 駆動回路
１００ デジタルカメラ
１０１ 撮影レンズ
１０２ 光学式ファインダ対物窓
１０３ 補助光発光部
１０４ 電源スイッチ
１０５ レリーズスイッチ
１１２ シャッタ
１１２ａ シャッタモータ
１２０Ａ，１２０Ｂ 制御部
３０１Ａ、３０１Ｂ レンズ枠
３０２Ａ、３０２Ｂ レンズベース
３０３Ｂ レンズ台
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影光学系により結像された被写体像を撮像素子で捉えて画像信号を生成する撮影装置において、
手ぶれを検出する検出部と、
前記撮影光学系の光軸と前記撮像素子を相対的に偏倚させる偏倚機構と、
前記偏倚機構に、前記撮像素子により所定の高周波成分が減衰した画像信号を生成させるためのローパスフィルタとしての動作を行わさせるとともに、前記偏倚機構に、前記検出部による手ぶれ検出結果に基づいて手ぶれを補正するための動作を行わせる偏倚機構制御部とを備えたことを特徴とする撮影装置。
【請求項２】
前記偏倚機構が、手ぶれを補正するための動作のみを行う第１の偏倚機構と、少なくともローパスフィルタとしての動作を行う第２の偏倚機構とを有するものであることを特徴とする請求項１記載の撮影装置。
【請求項３】
前記第１の偏倚機構がボイスコイルモータを備えたものであり、前記第２の偏倚機構が圧電バイモルフを備えたものであることを特徴とする請求項２記載の撮影装置。
【請求項４】
前記検出部が、手ぶれ補正のための第１の周波数領域の揺れを検出するとともにローパスフィルタのための第２の周波数成分の振動を検出するものであって、
前記偏倚機構は、前記検出部が前記第２の周波数成分の所定量以上の振動を検出したときは、ローパスフィルタとしての動作を停止するものであることを特徴とする請求項１記載の撮影装置。
【請求項５】
前記偏倚機構が、前記撮像光学系を構成する光学素子を光軸と交わる方向に偏倚させるものであることを特徴とする請求項１記載の撮影装置。
【請求項６】
前記第２の偏倚機構と前記第１の偏倚機構の両方を動作させて手ぶれの補正を行う制御手段を有する請求項２記載の撮影装置。
【請求項７】
前記第１の偏倚機構は、前記第２の偏倚機構よりもストロークが大きいアクチュエータを用いることを特徴とする請求項２又は６記載の撮影装置。
【請求項８】
前記第２の偏倚機構は前記第１の偏倚機構よりも応答速度が高速な系で構成されていることを特徴とする請求項２又は６記載の撮影装置。
【請求項１】
撮影光学系により結像された被写体像を撮像素子で捉えて画像信号を生成する撮影装置において、
手ぶれを検出する検出部と、
前記撮影光学系の光軸と前記撮像素子を相対的に偏倚させる偏倚機構と、
前記偏倚機構に、前記撮像素子により所定の高周波成分が減衰した画像信号を生成させるためのローパスフィルタとしての動作を行わさせるとともに、前記偏倚機構に、前記検出部による手ぶれ検出結果に基づいて手ぶれを補正するための動作を行わせる偏倚機構制御部とを備えたことを特徴とする撮影装置。
【請求項２】
前記偏倚機構が、手ぶれを補正するための動作のみを行う第１の偏倚機構と、少なくともローパスフィルタとしての動作を行う第２の偏倚機構とを有するものであることを特徴とする請求項１記載の撮影装置。
【請求項３】
前記第１の偏倚機構がボイスコイルモータを備えたものであり、前記第２の偏倚機構が圧電バイモルフを備えたものであることを特徴とする請求項２記載の撮影装置。
【請求項４】
前記検出部が、手ぶれ補正のための第１の周波数領域の揺れを検出するとともにローパスフィルタのための第２の周波数成分の振動を検出するものであって、
前記偏倚機構は、前記検出部が前記第２の周波数成分の所定量以上の振動を検出したときは、ローパスフィルタとしての動作を停止するものであることを特徴とする請求項１記載の撮影装置。
【請求項５】
前記偏倚機構が、前記撮像光学系を構成する光学素子を光軸と交わる方向に偏倚させるものであることを特徴とする請求項１記載の撮影装置。
【請求項６】
前記第２の偏倚機構と前記第１の偏倚機構の両方を動作させて手ぶれの補正を行う制御手段を有する請求項２記載の撮影装置。
【請求項７】
前記第１の偏倚機構は、前記第２の偏倚機構よりもストロークが大きいアクチュエータを用いることを特徴とする請求項２又は６記載の撮影装置。
【請求項８】
前記第２の偏倚機構は前記第１の偏倚機構よりも応答速度が高速な系で構成されていることを特徴とする請求項２又は６記載の撮影装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００６−１０１４５２（Ｐ２００６−１０１４５２Ａ）
【公開日】平成１８年４月１３日（２００６．４．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２８８１４６（Ｐ２００４−２８８１４６）
【出願日】平成１６年９月３０日（２００４．９．３０）
【出願人】（０００００５２０１）富士写真フイルム株式会社 (7,609)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年４月１３日（２００６．４．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年９月３０日（２００４．９．３０）
【出願人】（０００００５２０１）富士写真フイルム株式会社 (7,609)
【Ｆターム（参考）】
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