JP2008170599A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】撮像光学系の少なくとも一部又は撮像素子を光軸方向とは異なる方向に移動させる移動機構を用いて、新たな機能の付加された撮像装置を得ること。
【解決手段】被写体の画像を形成する変倍可能な撮像光学系と、撮像光学系により形成された画像を光電変換する撮像素子と、撮像素子を撮像光学系の光軸に直交する面内で移動させる移動手段と、を有し、撮像光学系の変倍時に、移動手段により撮像素子を撮像光学系の光軸に直交する面内で移動させ、変倍時の像揺れを補正する撮像装置とする。
【選択図】図５

Description

本発明は、撮像光学系の少なくとも一部又は撮像素子を光軸方向とは異なる方向に移動させる移動機構を備えた撮像装置に関するものである。

従来より、手振れによる画像のズレを補正して鮮明な画像を得る手振れ補正技術が実用化されている。この手振れ補正技術のうち、光学補正方式としては、撮像光学系の一部を移動させるタイプと、撮像光学系全体を移動させるタイプと、撮像素子を移動させるタイプの３種が知られている。

上記３種の光学補正手振れ補正技術のうち、下記の特許文献１には、焦点距離の変更可能な撮像光学系の一部のレンズを光軸に直交する２方向に移動させるよう構成された移動機構により手振れ補正を行うものが記載されている。

また、下記の特許文献２には、撮像素子を光軸に直交する２方向に移動させるよう構成された移動機構により手振れ補正を行う撮像装置が記載されている。
特開２０００−１３６７１号公報 特開２００３−１１０９２９号公報

しかしながら、上記特許文献１及び２に記載された移動機構は、手振れ補正にのみ用いられている。この移動機構は、レンズ又は撮像素子を保持する枠を所定の方向に移動させる第１の移動機構と、更に、枠と第１の移動機構とを共に懸架し、第１の移動機構で移動させる方向と直交する方向に移動させる第２の移動機構とで構成されている。

即ち、機構的にも複雑で高コストとなるものであり、手振れ補正に用いるのみでは、撮像装置として割高なものとなっている。

本発明は上記問題に鑑み、撮像光学系の少なくとも一部又は撮像素子を光軸方向とは異なる方向に移動させる移動機構を用いて、新たな機能の付加された撮像装置を得ることを目的とするものである。

上記の目的は、下記に記載する発明により達成される。

１．被写体の画像を形成する変倍可能な撮像光学系と、該撮像光学系により形成された画像を光電変換する撮像素子と、該撮像素子を前記撮像光学系の光軸に直交する面内で移動させる移動手段と、を有する撮像装置において、前記撮像光学系の変倍時に、前記移動手段により前記撮像素子を前記撮像光学系の光軸に直交する面内で移動させ、変倍時の像揺れを補正することを特徴とする撮像装置。

２．被写体の画像を形成する変倍可能な撮像光学系と、該撮像光学系により形成された画像を光電変換する撮像素子と、前記撮像光学系の少なくとも一部を光軸方向とは異なる方向に移動させる移動手段と、を有する撮像装置において、前記撮像光学系の変倍時に、前記移動手段により前記撮像光学系の少なくとも一部を光軸方向とは異なる方向に移動させ、変倍時の像揺れを補正することを特徴とする撮像装置。

３．前記移動手段は、撮影時には手振れ補正を行うことを特徴とする１又は２に記載の撮像装置。

４．被写体の画像を形成する変倍可能な撮像光学系と、該撮像光学系により形成された画像を光電変換する撮像素子と、該撮像素子を光軸に直交する面内で移動させる移動手段と、外部操作部材と、を有し、前記外部操作部材の操作により前記移動手段を動作させ、撮影範囲をシフトできるようにしたことを特徴とする撮像装置。

５．被写体の画像を形成する変倍可能な撮像光学系と、該撮像光学系により形成された画像を光電変換する撮像素子と、前記撮像光学系の少なくとも一部を光軸方向とは異なる方向に移動させる移動手段と、外部操作部材と、を有し、前記外部操作部材の操作により前記移動手段を動作させ、撮影範囲をシフトできるようにしたことを特徴とする撮像装置。

６．前記移動手段は、撮影時には手振れ補正を行うことを特徴とする４又は５に記載の撮像装置。

７．前記撮像装置は、三脚が装着されたか否かを判別する判別手段を有し、該判別手段により三脚が装着されていないと判別された場合には、前記外部操作部材の操作による前記移動手段の動作を行わないことを特徴とする４〜６のいずれかに記載の撮像装置。

本発明によれば、撮像光学系の少なくとも一部又は撮像素子を光軸方向とは異なる方向に移動させる移動機構により、撮像光学系の変倍時の像揺れを補正することが可能となり新たなコストの発生なしに、新たな機能の付加された撮像装置を得ることが可能となる。

以下、実施の形態により本発明を詳しく説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態に係る撮像装置の例であるカメラ１００の主要構成ユニットの内部配置の一例を示す図である。同図は、カメラ１００を被写体側から見た斜視図である。

同図に示すように、カメラ１００は、変倍可能な折り曲げ撮像光学系を内包したレンズ鏡胴５０が図示の如く右側に縦に配置され、開口部５１が被写体光束を取り込むよう配置されている。この開口部５１には、開口部５１を露呈する開状態と開口部５１を覆う閉状態とする不図示のレンズバリアが設けられている。

５２はフラッシュ発光窓であり、５３はフラッシュ発光窓の後方に配置された反射傘、キセノン管、その他メインコンデンサ、回路基板等で構成されるフラッシュユニットである。５４はカード型の画像記録用メモリである。５５は電池であり、本カメラの各部へ電源を供給する。画像記録用メモリ５４及び電池５５は、図示しない蓋部から挿脱が可能となっている。

カメラ１００の上面には、レリーズ釦５６が配置され、その１段の押し込み（スイッチＳ１のＯＮと称す）により撮影準備動作、即ち焦点合わせ動作や測光動作が行われ、その２段の押し込み（スイッチＳ２のＯＮと称す）により撮影露光動作が行われる。５７はメインスイッチであり、カメラを動作状態と非動作状態に切り替えるスイッチである。メインスイッチ５７により動作状態に切り替えられると、不図示のレンズバリアは、開状態にされると共に、各部の動作が開始される。また、メインスイッチ５７により非動作状態に切り替えられると、不図示のレンズバリアは、閉状態にされると共に、各部の動作を終了させる。

カメラ１００の背面には、ＬＣＤ或いは有機ＥＬ等で構成され、画像やその他文字情報等を表示する画像表示部５８が配置されている。また、図示していないが、ズームアップ、ズームダウンを行うズーム釦、撮影した画像を再生する再生釦、画像表示部５８上に各種のメニューを表示させるメニュー釦、表示から所望の機能を選択する選択釦等の操作部材が配置されている。

また、不図示であるが、これら主要構成ユニットの間には、各部を接続すると共に、各種電子部品が搭載された回路基板が配置され、各主要構成ユニットの駆動及び制御を行うようになっている。同様に、不図示であるが、外部入出力端子、ストラップ取り付け部、三脚座等を備えている。

図２は、第１の実施の形態に係るカメラ１００の概要を示すブロック図である。

同図に示すように、レンズ鏡胴５０内のレンズ部４０は、第１モータ２０と第２モータ２１により所定のレンズ群を移動させるようになっており、変倍及び焦点調節がなされる。更に、レンズ鏡胴５０内には、図１に示すヨー方向及びピッチ方向の像移動を打ち消す方向に、撮像素子６を移動させるアクチュエータ６１が設けられている。撮像素子６のピッチ方向の移動はピッチ方向駆動アクチュエータ６１Ｐ、ヨー方向の移動はヨー方向駆動アクチュエータ６１Ｙにより行われる。また、アクチュエータ６１による撮像素子６の移動位置を検出するセンサ６２が設けられており、ピッチ方向の位置はピッチ方向位置センサ６２Ｐ、ヨー方向の位置はヨー方向位置センサ６２Ｙにより行われる。

アクチュエータ６１は、制御部３０により制御されたドライバ６３により駆動される。また、第１モータ２０、第２モータ２１も制御部３０により制御されたドライバ２２、２３によりそれぞれ駆動される。

揺れ検知センサ６４は、カメラ１００の揺れを検出する。具体的には、揺れ検知センサ６４Ｐは、ピッチ方向の角速度（詳細には、慣性角速度（対地角速度））を検出し、揺れ検知センサ６４Ｙは、ヨー方向の角速度を検出する。

揺れ検知センサ６４Ｐ、６４Ｙからの信号は、揺れ検出回路６５で増幅され且つフィルタリング処理が施され、「揺れ」を示す信号として検出され、例えばマイクロコンピュータで構成される制御部３０に入力されるようになっている。

制御部３０では、ＲＯＭ８１に記憶された所定のソフトウェアプログラムが実行されて、各部の機能が実行される。例えば、制御出力部３５は、揺れ検出回路６５からの信号に基づいてピッチ方向及びヨー方向における現在角度を求め、この現在角度と目標角度との差を少なくするようなサーボ制御系の出力値を求める。即ち、揺れ検出回路６５により検出された揺れを抑制するように撮像素子６を面内変位駆動するための制御指令値を生成する。制御出力部３５は、生成した制御指令値をドライバ６３に出力する。

ドライバ６３は、制御指令値に基づいてピッチ方向駆動アクチュエータ６１Ｐ及びヨー方向駆動アクチュエータ６１Ｙを駆動する。これにより、撮像素子６は面内変位し、手振れが補正される。ピッチ方向位置センサ６２Ｐとヨー方向位置センサ６２Ｙは、アクチュエータ６１により面内変位駆動される撮像素子６の位置を検出し、撮像素子６の変位駆動をフィードバック制御するためのセンサである。

更に、第１の実施の形態のカメラ１００においては、上記の撮像素子６の面内変位を行うための移動手段は、上記の手振れ補正だけでなく、第１モータ２０、第２モータ２１の駆動時、即ち、レンズ部４０内のレンズ群の変倍のための移動時にも撮像素子６の面内変位を行うように構成されている。

この、レンズ群の変倍移動時の撮像素子６の面内変位の制御は、以下のように行われる。

ＥＥＰＲＯＭ８２には、レンズ群の位置に対応して撮像素子６の変位させるべき位置が記録されたルックアップテーブル（ＬＵＴ）が、予め記録されている。このＬＵＴは、出荷前、製造工程中で書き込まれたものである。

制御部３０は、ドライバ２２、２３を介して第１モータ２０、第２モータ２１を駆動し変倍を行う際に、ＥＥＰＲＯＭ８２よりＬＵＴを読み出す。制御出力部３５は、このＬＵＴに基づいて、アクチュエータ６１を駆動し、撮像素子６を面内変位させることができるようになっている。これにより、レンズ鏡胴５０の微小な部品誤差、製造誤差等による、レンズ群の変倍移動時の光軸からのズレ（シフト、ティルト）に基づく像揺れを防止するようになっている。

本例でいう「像揺れ」とは、ある焦点距離で撮像されている被写界の中心点が、変倍のためのレンズ移動に際し、シフト、ティルト等が発生することにより、ズレを生じて被写界の中心点でなくなることをいう。更に、「像揺れを防止する」とは、変倍時に目視で像揺れが確認困難な程度に抑えられたことをいう。

また、カメラ１００には、撮像素子６により得られた画像を扱う処理部として信号処理部７１、Ａ／Ｄ変換部７２、画像処理部７３、及び画像メモリ７４が設けられている。撮像素子６により取得されたアナログ信号の画像は信号処理部７１を介してＡ／Ｄ変換部７２でＡ／Ｄ変換され画像処理部７３により所定の画像処理がなされた後、画像メモリ７４に一時的に格納される。画像メモリ７４に格納された画像は、記録用画像としてメモリカード５４に記録されたり、所望の処理を行ってライブビュー表示用画像として画像表示部５８に表示される。

また、制御部３０には、十字キーボタン、ズーム操作ボタン、モード選択ダイアル、モード設定ボタン群等の操作スイッチ群１５０が接続され、使用者の操作によりカメラ１００が該操作に基づき動作するようになっている。

図３は、第１の実施の形態に係るレンズ鏡胴５０の断面図である。同図は、折り曲げ前及び折り曲げ後の２つの光軸を含む面で切断した断面図である。

同図に示すように、ＯＡは折り曲げ前の光軸であり、ＯＢは折り曲げ後の光軸である。１は第１レンズ群であり、第１レンズ群１は、光軸をＯＡとし被写体に向けて配置されたレンズ１１と光軸ＯＡを略直角方向に折り曲げる反射部材であるプリズム１２と、プリズム１２により折り曲げられた光軸ＯＢを光軸として配置されたレンズ１３により構成されている。この第１レンズ群１は、主胴１０に固定されたレンズ群である。

２は第２レンズ群であり、第２レンズ群鏡枠２ｋに組み込まれている。第２レンズ群２は、変倍（以下、ズーミングとも言う）時に第２レンズ群鏡枠２ｋと共に、一体的に移動するレンズ群である。

３は第３レンズ群であり、主胴１０に固定されている。この第３レンズ群３は、移動しないレンズ群である。

４は第４レンズ群であり、第４レンズ群鏡枠４ｋに組み込まれている。第４レンズ群は、変倍時に第４レンズ群鏡枠４ｋと共に、一体的に移動すると共に、単独で移動して焦点調節（以下、フォーカシングとも言う）をも行うレンズ群である。

５は赤外光カットフィルタ及びオプティカルローパスフィルタを積層した光学フィルタである。６は撮像素子であり、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）型イメージセンサ、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型イメージセンサ等が用いられる。

撮像素子６は移動手段６０に取り付けられている。移動手段６０により撮像素子６は光軸ＯＢに直交する面内、図示Ｐ、Ｙ方向に移動させられるようになっている。移動手段６０は、図２に示す、ピッチ方向駆動アクチュエータ６１Ｐ、ヨー方向駆動アクチュエータ６１Ｙ及び撮像素子６の移動位置を検出するピッチ方向位置センサ６２Ｐ、ヨー方向位置センサ６２Ｙを含むものである。

なお、撮像素子６を面内移動させる移動手段６０の構造は公知のものでよく、例えば特開２００３−１１０９２９号公報に記載のものが適用できる。

ＦＰＣはフレキシブルプリント基板であり、撮像素子６及び移動手段６０に接続され、カメラ内の他の回路へ接続されている。

図４は、第１の実施の形態に係るレンズ鏡胴５０の変倍のための移動機構の概略を示す模式図である。同図は、第２レンズ群２及び第４レンズ群４がワイド位置にある状態を示している。

同図に示すように、第２レンズ群鏡枠２ｋに一体的に形成されたスリーブ２ｓ、第４レンズ群鏡枠４ｋに一体的に形成されたスリーブ４ｓを貫通して、ガイド軸１５が設けられている。更に、第２レンズ群鏡枠２ｋに一体的に形成された回転係止部２ｍ、第４レンズ群鏡枠４ｋに一体的に形成された回転係止部４ｍに、ガイド軸１６が係合して設けられている。これにより、第２レンズ群鏡枠２ｋ、第４レンズ群鏡枠４ｋは、ガイド軸１５、１６に沿って光軸ＯＢ方向に摺動可能とされている。

ステッピングモータである第１モータ２０の回転軸に形成された雄ネジ部材であるリードスクリュー２０ｒには、雌ネジ部材３０（以下、ナットと称す）が螺合されている。このナット３０は、不図示であるが回転係止されており、第１モータ２０の回転、即ちリードスクリュー２０ｒの回転により、移動することが可能になっている。ナット３０の内側には付勢部材である圧縮コイルバネ１８が配置され、ナット３０はスリーブ部２ｓに形成されたＵ字状部で係合している。これにより第２レンズ群２は、ナット３０の移動によりガイド軸１５、１６に沿って移動する。

同様に、ステッピングモータである第２モータ２１の回転軸に形成された雄ネジ部材であるリードスクリュー２１ｒには、雌ネジ部材３１（以下、ナットと称す）が螺合されている。このナット３１はスリーブ部４ｓに形成されたＵ字状部で係合している。これにより第４レンズ群４は、ナット３１の移動によりガイド軸１５、１６に沿って移動する。

このような構成の場合、例えば、ガイド軸１５、１６の光軸ＯＢに対する平行度が狂っている場合、第２レンズ群２と第４レンズ群４の少なくとも一方の光軸がずれている場合等には、変倍に伴う移動時に像揺れが発生する。

以下、第１の実施の形態に係るカメラ１００のレンズ鏡胴５０において、撮像素子６を移動させて像揺れを防止する具体例について説明する。

図５は、変倍時の像揺れ防止時の動作を示す模式図である。同図に示す例は、図３に示す第２レンズ群２が、変倍時にシフトした際の撮像素子６の移動動作を示す図である。

同図（ａ）に示すように、ワイド状態から、第２レンズ群２及び第４レンズ群４を第３レンズ群３に接近するように移動させ、ミドル状態及びテレ状態に移行させる際に、第２レンズ群２が光軸ＯＢに対し、図示矢印方向にシフトしてしまうレンズ鏡胴であるとする。

このような場合、ワイド時の光軸ＯＢ上にある被写体像は、撮像素子６が固定されている場合、同図（ｂ）の破線で示すように、変倍に従って徐々にズレを生じ、撮像面上で移動する。この時、本実施の形態では、同図（ａ）に示すように、撮像素子６を移動手段を用いて光軸ＯＢに直交する面内で、このズレを打ち消すように図示矢印方向に移動させる。これにより、同図（ｂ）の実線で示すように、変倍しても撮像面の中心にある被写体像が移動しないようにすることができる。

なお、図５では光軸ＯＢとＯＡを含む面内で、第２レンズ群２がシフトする場合を例に取り説明したが、これに限るものでなく、他のレンズ群も含め、変倍により移動するレンズ群が、移動に伴うシフト、ティルト等により像揺れを発生させる場合に、この像揺れを打ち消すように、移動手段６０（図３参照）を用いて撮像素子を移動させ、像揺れを防止するということである。

この撮像素子６の移動量及び移動方向は、予め製造工程内で個々のレンズ鏡胴において、変倍動作を行い、所定の焦点距離での中心像の変倍によるズレ量及びズレ方向を計測し、このズレを打ち消すための撮像素子６の移動量及び移動方向が決められる。この決められた移動量（移動位置）及び移動方向は、例えば図２に示すＥＥＰＲＯＭ８２に記録されている。変倍時にはＥＥＰＲＯＭ８２より、各焦点距離に対応した移動量を読み出して、撮像素子６の移動が行われる。また、中心像の変倍によるズレ量及び方向は滑らかに変化するものであるため、ワイド端、テレ端と中間の数カ所を計測して、計測箇所の間の領域は演算により補間するようにしてもよい。

図６は、第１の実施の形態に係るカメラ１００の撮影モード時の動作概略を示すフローチャートである。以下、同図に示すフローに従って説明する。

同図に示すフローにおいて、まずパワーＯＮ状態であるか判断する（ステップＳ１０１）。パワーＯＦＦされた場合（ステップＳ１０１；Ｎｏ）には、各部の終了動作を行い（ステップＳ４０１）、終了する。

パワーＯＮ状態である場合（ステップＳ１０１；Ｙｅｓ）には、次いで撮影モードであるか判断する（ステップＳ１０２）。撮影モードでない場合（ステップＳ１０２；Ｎｏ）、即ち他のモードに変更された場合には他の設定されたモードに移行する（ステップＳ４１１）。撮影モードの場合（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、プレビュー画像を表示する（ステップＳ１０３）。次いで、操作部材が操作されるのを待機（ステップＳ１０４）し、操作部材が操作されない場合（ステップＳ１０４；Ｎｏ）には、ステップＳ１０１へ戻り、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０４を繰り返す。

操作部材が操作された場合（ステップＳ１０４；Ｙｅｓ）には、変倍動作を行う操作かどうか判断する（ステップＳ１０５）。即ち、操作スイッチ群のうちズームスイッチが操作されているか否かを判断する。変倍動作を行うよう操作されている場合（ステップＳ１０５；Ｙｅｓ）には、第１モータ２０、第２モータ２１（図２、図４参照）を駆動し、レンズ群を移動させ変倍動作を行う。この変倍動作時に、ＥＥＰＲＯＭ８２（図２参照）に予め記録されている撮像素子の移動量（移動位置）及び移動方向のＬＵＴに基づき、撮像素子を変位駆動（移動）させ、像揺れの防止を行う（ステップＳ１０６）。変倍動作の操作でない場合（ステップＳ１０５；Ｎｏ）には、ステップＳ１０６はジャンプし、操作スイッチに対応した動作を行い、次いで、スイッチＳ１がＯＮされるのを待機する（ステップＳ１０７）。

スイッチＳ１がＯＮされていない場合（ステップＳ１０７；Ｎｏ）には、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０６の動作を繰り返す。

スイッチＳ１がＯＮされた場合（ステップＳ１０７；Ｙｅｓ）には、撮影準備動作を行う（ステップＳ１０８）。撮影準備動作とは、例えばＡＦ動作及び撮影時の露光条件を決定することである。

撮影準備動作が終了した時点で、再度スイッチＳ１がＯＮされているか確認（ステップＳ１０９）する。スイッチＳ１がＯＮされていない場合（ステップＳ１０９；Ｎｏ）には、ステップＳ１０７に戻る。スイッチＳ１がＯＮされている場合（ステップＳ１０９；Ｙｅｓ）には、スイッチＳ２がＯＮされるのを待機する（ステップＳ１１０）。スイッチＳ２がＯＮされていない場合（ステップＳ１１０；Ｎｏ）には、ステップＳ１０９に戻る。

スイッチＳ２がＯＮされた場合（ステップＳ１１０；Ｙｅｓ）には、撮像素子を移動させる手振れ補正を行いつつ、撮影を行い、撮影した画像をメモリカードに記録し（ステップＳ１１１）、ステップＳ１０１へ戻る。以上で、１コマの撮影が終了する。

以上説明したように、撮像素子を撮像光学系の光軸に直交する面内で移動させる移動手段を用い、撮像光学系の変倍時に、撮像素子を撮像光学系の光軸に直交する面内で移動させるよう構成することにより、レンズ鏡胴５０の微小な部品誤差、製造誤差等による、レンズ群の変倍移動時の光軸からのズレ（シフト、ティルト）に基づく像揺れを防止することが可能となる。

（第２の実施の形態）
以下、第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態に係る撮像装置の例であるカメラは、図１に示すものと同様であるので省略する。

図７は、第２の実施の形態に係るカメラ１００の概要を示すブロック図である。同図に示すブロック図は、図２に示すブロック図と大部分が共通であり、異なる部分についてのみ説明する。

図７に示すブロック図において、レンズ鏡胴５０内には、図１に示すヨー方向及びピッチ方向の像移動を打ち消す方向に、所定のレンズ群を移動させるアクチュエータ６１が設けられている。所定のレンズ群のピッチ方向の移動はピッチ方向駆動アクチュエータ６１Ｐ、ヨー方向の移動はヨー方向駆動アクチュエータ６１Ｙにより行われる。また、アクチュエータ６１により移動させられる所定のレンズ群の移動位置を検出するセンサ６２が設けられており、ピッチ方向の位置はピッチ方向位置センサ６２Ｐ、ヨー方向の位置はヨー方向位置センサ６２Ｙにより行われるようになっている。

即ち、第２の実施の形態においては、撮像光学系の少なくとも一部のレンズ群を光軸方向とは異なる方向に移動させる移動手段を有している。

なお、レンズ群を光軸と異なる方向に移動させる移動手段の構造は公知のものでよく、例えば特開２０００−１３６７１号公報に記載のもの等が適用できる。

以下、第２の実施の形態に係る撮像装置のレンズ鏡胴において、像揺れを防止するために移動させるレンズ群が第３レンズ群である場合の具体例について説明する。

図８は、変倍時の像揺れ防止時の動作を示す模式図である。同図に示す例は、第２レンズ群２が、変倍時にシフトした際の第３レンズ群３の移動動作を示す図である。

同図（ａ）に示すように、ワイド状態から、第２レンズ群２及び第４レンズ群４を第３レンズ群３に接近するように移動させ、ミドル状態及びテレ状態に移行させる際に、第２レンズ群２が光軸ＯＢに対し、図示矢印方向にシフトしてしまうレンズ鏡胴であるとする。

このような場合、ワイド時の光軸ＯＢ上にある被写体像は、第３レンズ群３が固定されている場合、同図（ｂ）の破線で示すように、変倍に従って徐々にズレを生じ、撮像面の中心から移動する。この時、本実施の形態では、同図（ａ）に示すように、第３レンズ群３を移動手段を用いて光軸ＯＢに直交する面内で、このズレを打ち消すように図示矢印方向に移動させる。これにより、同図（ｂ）の実線で示すように、変倍しても撮像面の中心にある被写体像が移動しないようにすることができる。

なお、図８では光軸ＯＢとＯＡを含む面内で、第２レンズ群２がシフトする場合を例に取り説明したが、これに限るものでなく、他のレンズ群も含め、変倍により移動するレンズ群が、移動に伴うシフト、ティルト等により像揺れを発生させる場合に、この像揺れを打ち消すように、移動手段を用いて例えば第３レンズ群３を移動させ、像揺れを防止するということである。

この第３レンズ群３の移動量及び移動方向は、予め製造工程内で個々のレンズ鏡胴において、第３レンズ群を固定した状態で変倍動作を行い、所定の焦点距離での中心像の変倍によるズレ量及びズレ方向を計測し、計測されたズレを打ち消すための第３レンズ群の移動量及び移動方向が決められる。この決められた移動量（移動位置）及び移動方向は、例えば図２に示すＥＥＰＲＯＭ８２に記録されている。変倍時にはＥＥＰＲＯＭ８２より、各焦点距離に対応した移動量を読み出すことにより、第３レンズ群３の移動が行われる。また、中心像の変倍によるズレ量及び方向は滑らかに変化するものであるため、ワイド端、テレ端と中間の数カ所を計測して、計測箇所の間の領域は演算により補間するようにしてもよい。

図９は、第２の実施の形態に係るカメラの撮影モード時の動作概略を示すフローチャートである。同図に示すフローチャートは、図６に示すフローチャートと大部分が共通であり、共通部には同符号を付与して説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。

同図に示すフローにおいて、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０４は、図６と共通であるため、説明は省略する。

ステップＳ１０５では、変倍動作を行う操作かどうか判断する。即ち、操作スイッチ群のうちズームスイッチが操作されているか否かを判断する。変倍動作を行うよう操作されている場合（ステップＳ１０５；Ｙｅｓ）には、第１モータ２０、第２モータ２１（図２、図４参照）を駆動し、レンズ群を移動させ変倍動作を行う。この変倍動作時に、ＥＥＰＲＯＭ８２（図２参照）に予め記録されている第３レンズ群３の移動量（移動位置）及び移動方向のＬＵＴに基づき、第３レンズ群３を変位駆動（移動）させ、像揺れの防止を行う（ステップＳ２０６）。変倍動作の操作でない場合（ステップＳ１０５；Ｎｏ）には、ステップＳ２０６はジャンプし、操作スイッチに対応した動作を行い、次いで、スイッチＳ１がＯＮされるのを待機する（ステップＳ１０７）。

スイッチＳ１がＯＮされていない場合（ステップＳ１０７；Ｎｏ）には、ステップＳ１０１〜ステップＳ２０６の動作を繰り返す。

スイッチＳ１がＯＮされた場合（ステップＳ１０７；Ｙｅｓ）には、撮影準備動作を行う（ステップＳ１０８）。撮影準備動作とは、例えばＡＦ動作及び撮影時の露光条件を決定することである。

撮影準備動作が終了した時点で、再度スイッチＳ１がＯＮされているか確認（ステップＳ１０９）する。スイッチＳ１がＯＮされていない場合（ステップＳ１０９；Ｎｏ）には、ステップＳ１０７に戻る。スイッチＳ１がＯＮされている場合（ステップＳ１０９；Ｙｅｓ）には、スイッチＳ２がＯＮされるのを待機する（ステップＳ１１０）。スイッチＳ２がＯＮされていない場合（ステップＳ１１０；Ｎｏ）には、ステップＳ１０９に戻る。

スイッチＳ２がＯＮされた場合（ステップＳ１１０；Ｙｅｓ）には、第３レンズ群３を移動させる手振れ補正を行いつつ、撮影を行い、撮影した画像をメモリカードに記録し（ステップＳ２１１）、ステップＳ１０１へ戻る。以上で、１コマの撮影が終了する。

以上説明したように、撮像光学系の少なくとも一部のレンズ群を光軸方向とは異なる方向に移動させる移動手段を用い、変倍時に、上記のレンズ群を撮像光学系の光軸に直交する面内で移動させるよう構成することにより、レンズ鏡胴５０の微小な部品誤差、製造誤差等による、変倍レンズ群の変倍移動時の光軸からのズレ（シフト、ティルト）に基づく像揺れを防止することが可能となる。

なお、上記の第２の実施の形態では、第３レンズ群を移動させる構成で説明したが、これに限るものでなく、種々の設計の撮影光学系に対応して、光軸とは異なる方向に移動させるレンズ群は適宜選択して用いられるものである。

また、本例は、撮像素子を固定し、撮像光学系全体を移動させて手振れ補正を行うよう構成されたレンズ鏡胴を備えた撮像装置にも適用可能である。この場合には、予め製造工程内で個々のレンズ鏡胴において、変倍動作を行い、各焦点距離での中心像の移動量及び移動方向を計測し、この移動を打ち消すための撮像光学系全体の移動量（移動位置）及び移動方向が、例えば図２に示すＥＥＰＲＯＭ８２に記録される。変倍時にはＥＥＰＲＯＭ８２より、各焦点距離に対応した移動量及び移動方向を読み出し、撮像光学系全体の移動を行うことで像揺れの防止が可能となる。

（第３の実施の形態）
以下、第３の実施の形態について説明する。第３の実施の形態に係る撮像装置の例であるカメラの外観は、図１に示すものと同様であるので省略する。

図１０は、第３の実施の形態に係るカメラ１００の概要を示すブロック図である。同図に示すブロック図は、図２に示すブロック図と大部分が共通であり、異なる部分についてのみ説明する。

図１０に示すブロック図において、カメラ１００が三脚に取り付けられているか否かを判断する三脚ネジ部ＳＷ（スイッチ）１５１の情報が制御部３０に入力されるように構成されている。

図１１は、三脚ネジ部ＳＷ（スイッチ）１５１の概略を示す断面図である。同図はカメラ１００を背面から見た図である。

同図に示すようにカメラ１００の底面には、雌ネジが形成された三脚ネジ部１６０が配置されている。この三脚ネジ部１６０の内部には、雄ネジである三脚ネジが螺合させられた際に、三脚ネジの頭部により押され、状態が切り替わる三脚ネジ部ＳＷ１５１が配置されている。この三脚ネジ部ＳＷ１５１により、カメラ１００が三脚に取り付けられているか否かが判断できるようになっている。

図１２は、第３の実施の形態に係るカメラの撮影モード時の動作概略を示すフローチャートである。同図に示すフローチャートは、図６に示すフローチャートと一部分が共通であり、共通部には同符号を付与して説明を、省略し、異なる部分についてのみ説明する。

同図に示すフローにおいて、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０３は、図６と共通であるため、説明は省略する。

ステップＳ１０３において、プレビュー画像表示を開始した後、カメラが三脚に取り付けられているか否かを判断する（ステップＳ３０４）。この判断は、三脚ネジ部ＳＷ１５１（図１１参照）の状態により、判断される。カメラが三脚に取り付けられていると判断された場合（ステップＳ３０４；Ｙｅｓ）には、制御部３０（図１０参照）は外部操作部材が操作されたとき撮像素子を移動させる制御を行う（ステップＳ３０５）。具体的には、例えば、図１１に示す十字キーボタン１５２のうち、ボタン１５２ａが操作されると撮影範囲が上方に移動するように撮像素子を移動させ、ボタン１５２ｂが操作されると撮影範囲が下方に移動するように撮像素子を移動させる。また、ボタン１５２ｃが操作されると撮影範囲が右方に移動するように撮像素子を移動させ、ボタン１５２ｄが操作されると撮影範囲が左方に移動するように撮像素子を移動させる。このようにすることで、三脚の雲台を固定するクランプを緩めることなく撮影範囲の微調整、即ちフレーミングの変更を行うことができる。

カメラが三脚に取り付けられていないと判断された場合（ステップＳ３０４；Ｎｏ）には、ステップ３０５はジャンプし、外部操作部材が操作されても撮像素子を移動させる制御は行わない。

次いで、スイッチＳ１がＯＮされるのを待機する（ステップＳ１０７）。スイッチＳ１がＯＮされていない場合（ステップＳ１０７；Ｎｏ）には、ステップＳ１０１〜ステップＳ３０５の動作を繰り返す。

スイッチＳ１がＯＮされた場合（ステップＳ１０７；Ｙｅｓ）には、撮影準備動作を行う（ステップＳ１０８）。撮影準備動作が終了した時点で、再度スイッチＳ１がＯＮされているか確認（ステップＳ１０９）し、スイッチＳ１がＯＮされていない場合（ステップＳ１０９；Ｎｏ）には、ステップＳ１０７に戻る。スイッチＳ１がＯＮされている場合（ステップＳ１０９；Ｙｅｓ）には、スイッチＳ２がＯＮされるのを待機する（ステップＳ１１０）。スイッチＳ２がＯＮされていない場合（ステップＳ１１０；Ｎｏ）には、ステップＳ１０９に戻る。

スイッチＳ２がＯＮされた場合（ステップＳ１１０；Ｙｅｓ）には、撮像素子を移動させる手振れ補正を行いつつ、撮影を行い、撮影した画像をメモリカードに記録し（ステップＳ１１１）、ステップＳ１０１へ戻る。以上で、１コマの撮影が終了する。

以上説明したように、撮像素子を光軸に直交する面内で移動させる移動手段を用い、外部操作部材の操作により移動手段を動作させて、撮影範囲をシフトできるように構成することで、カメラが三脚に固定されている場合でもクランプを緩めることなく、容易に撮影範囲の微調整を行うことが可能となり操作性の向上したカメラを得ることができる。

なお、第３の実施の形態では、撮像素子を移動させるもので説明したが、所定のレンズ群を移動させて撮影範囲の微調整を行うように構成することも可能であるのはいうまでもない。

また、上記の第１又は第２の実施の形態の撮像装置に第３の実施の形態の機能を盛り込むことも可能である。即ち、変倍時に撮像素子又は所定のレンズ群を移動させ像揺れを防止する機能を備えると共に、外部操作部材の操作で撮像素子又は所定のレンズ群を移動させて三脚に固定された際のフレーミングの微調整を可能とした撮像装置としても良い。

また、上記第１〜第３の実施の形態では、リードスクリュー及びナットによりレンズ群を移動させるように構成されたレンズ鏡胴を例に取り説明したが、これに限るものでなく、カム筒によりレンズ群を移動させて変倍を行うレンズ鏡胴を備えた撮像装置にも適用できるのは勿論である。

また、上記の実施の形態では、反射面を有する屈曲光学系を例に取り説明したが、撮像光学系が反射面を有しない光学系であってもよい。

更に、揺れ検出センサを省略し、手振れ補正は行わず、変倍時には撮像素子又は所定のレンズ群を移動させ像揺れを防止する機能と外部操作部材の操作で撮像素子又は所定のレンズ群を移動させて三脚に固定された際のフレーミングの微調整を可能とする機能の少なくとも一方を有する撮像装置としてもよい。

第１の実施の形態に係る撮像装置の例であるカメラの主要構成ユニットの内部配置の一例を示す図である。 第１の実施の形態に係るカメラの概要を示すブロック図である。 第１の実施の形態に係るレンズ鏡胴の断面図である。 第１の実施の形態に係るレンズ鏡胴の変倍のための移動機構の概略を示す模式図である。 変倍時の像揺れ防止時の動作を示す模式図である。 第１の実施の形態に係るカメラの撮影モード時の動作概略を示すフローチャートである。 第２の実施の形態に係るカメラの概要を示すブロック図である。 変倍時の像揺れ防止時の動作を示す模式図である。 第２の実施の形態に係るカメラの撮影モード時の動作概略を示すフローチャートである。 第３の実施の形態に係るカメラの概要を示すブロック図である。 三脚ネジ部ＳＷ（スイッチ）の概略を示す断面図である。 第３の実施の形態に係るカメラの撮影モード時の動作概略を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 第１レンズ群
２ 第２レンズ群
２ｋ 第２レンズ群鏡枠
３ 第３レンズ群
４ 第４レンズ群
４ｋ 第４レンズ群鏡枠
５ 光学フィルタ
６ 撮像素子
１０ 主胴
１５、１６ ガイド軸
２０ 第１モータ
２１ 第２モータ
３０、３１ 雌ネジ部材
５０ レンズ鏡胴
６１Ｐ ピッチ方向駆動アクチュエータ
６１Ｙ ヨー方向駆動アクチュエータ
６２Ｐ ピッチ方向位置センサ
６２Ｙ ヨー方向位置センサ
６４Ｐ 揺れ検出センサ（ピッチ方向）
６４Ｙ 揺れ検出センサ（ヨー方向）

Claims (7)

1. 被写体の画像を形成する変倍可能な撮像光学系と、該撮像光学系により形成された画像を光電変換する撮像素子と、該撮像素子を前記撮像光学系の光軸に直交する面内で移動させる移動手段と、を有する撮像装置において、
   前記撮像光学系の変倍時に、前記移動手段により前記撮像素子を前記撮像光学系の光軸に直交する面内で移動させ、変倍時の像揺れを補正することを特徴とする撮像装置。
2. 被写体の画像を形成する変倍可能な撮像光学系と、該撮像光学系により形成された画像を光電変換する撮像素子と、前記撮像光学系の少なくとも一部を光軸方向とは異なる方向に移動させる移動手段と、を有する撮像装置において、
   前記撮像光学系の変倍時に、前記移動手段により前記撮像光学系の少なくとも一部を光軸方向とは異なる方向に移動させ、変倍時の像揺れを補正することを特徴とする撮像装置。
3. 前記移動手段は、撮影時には手振れ補正を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
4. 被写体の画像を形成する変倍可能な撮像光学系と、該撮像光学系により形成された画像を光電変換する撮像素子と、該撮像素子を光軸に直交する面内で移動させる移動手段と、外部操作部材と、を有し、
   前記外部操作部材の操作により前記移動手段を動作させ、撮影範囲をシフトできるようにしたことを特徴とする撮像装置。
5. 被写体の画像を形成する変倍可能な撮像光学系と、該撮像光学系により形成された画像を光電変換する撮像素子と、前記撮像光学系の少なくとも一部を光軸方向とは異なる方向に移動させる移動手段と、外部操作部材と、を有し、
   前記外部操作部材の操作により前記移動手段を動作させ、撮影範囲をシフトできるようにしたことを特徴とする撮像装置。
6. 前記移動手段は、撮影時には手振れ補正を行うことを特徴とする請求項４又は５に記載の撮像装置。
7. 前記撮像装置は、三脚が装着されたか否かを判別する判別手段を有し、該判別手段により三脚が装着されていないと判別された場合には、前記外部操作部材の操作による前記移動手段の動作を行わないことを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の撮像装置。

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