JP2010060878A

JP2010060878A - 撮像素子初期位置決定方法及び光学素子初期位置決定方法

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Publication number: JP2010060878A
Application number: JP2008226813A
Authority: JP
Inventors: Akira Funabashi; 章船橋
Original assignee: Konica Minolta Opto Inc
Current assignee: Konica Minolta Opto Inc
Priority date: 2008-09-04
Filing date: 2008-09-04
Publication date: 2010-03-18
Anticipated expiration: 2028-09-04
Also published as: JP5257667B2

Abstract

【課題】撮影時に使用しない余分な移動範囲を必要とせず、手ぶれ補正機構の小型化、ひいては、レンズ鏡胴の小型化が可能な撮像素子初期位置決定方法を得ること。
【解決手段】撮像素子を所定の位置に停止させた状態で、撮像光学系の変倍領域の内の異なる複数の焦点距離で画像を取得する工程と、異なる複数の焦点距離で得られた画像に基づいて、撮像素子上での変倍による画像の移動の無い位置を求める工程と、求められた撮像素子上での変倍による画像の移動の無い位置が、撮像素子の有効画素中心となる、撮像素子の前記所定の位置からのずらし量を求める工程と、ずらし量を記憶手段に記憶する工程と、を有する撮像素子初期位置決定方法とする。
【選択図】図７

Description

本発明は、撮影時の手ぶれを防止するための、撮像素子又は光学素子の移動機構における撮像素子又は光学素子の初期位置決定方法に関するものである。

従来より、ブレによる光軸のズレを補正して鮮明な画像を得るアクティブ手振れ補正技術が実用化されている。市販の撮像装置における手振れ補正装置としては、撮像素子を移動させるものと、撮像光学系の一部を移動させるものが一般的に用いられている。

撮影時のブレの方向及び量は撮影前には予測できない。このため、いずれの方向にも対応できるよう、撮影に先立ち、撮像光学系で形成されるイメージサークルの中心と撮像素子の有効画素の中心位置を合致させておくことが好ましい。

この、撮像素子の有効画素の中心位置を合致させるための、イメージサークルの中心位置を得る方法として、ケラレ画像を得て、イメージサークルの中心位置を特定するセンタリング情報取得方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−５６５８１号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載のセンタリング情報取得方法では、手ぶれ補正で用いる移動範囲を越えて、撮影時に使用しない範囲まで移動可能に構成する必要があり、手ぶれ補正機構の大型化、ひいては、レンズ鏡胴が大型化してしまうという問題がある。

本発明は上記問題に鑑み、撮影時に使用しない余分な移動範囲を必要とせず、手ぶれ補正機構の小型化、ひいては、レンズ鏡胴の小型化が可能な撮像素子初期位置決定方法及び光学素子初期位置決定方法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）被写体光を導く変倍可能な撮像光学系と、該撮像光学系により導かれた被写体光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方向に移動させる撮像素子移動機構と、記憶手段と、を有し、前記撮像素子移動機構を用いて手ぶれ補正を行う撮像装置の撮像素子初期位置決定方法であって、前記撮像素子を所定の位置に停止させた状態で、前記撮像光学系の変倍領域の内の異なる複数の焦点距離で画像を取得する工程と、異なる複数の焦点距離で得られた画像に基づいて、前記撮像素子上での変倍による画像の移動の無い位置を求める工程と、求められた前記撮像素子上での変倍による画像の移動の無い位置が、前記撮像素子の有効画素中心となる、前記撮像素子の前記所定の位置からのずらし量を求める工程と、前記ずらし量を前記記憶手段に記憶する工程と、を有することを特徴とする撮像素子初期位置決定方法。

（２）前記複数の焦点距離は、前記撮像光学系の広角端と望遠端であることを特徴とする（１）に記載の撮像素子初期位置決定方法。

（３）複数の焦点距離で画像を取得する工程における被写体は、光点であることを特徴とする（１）又は（２）に記載の撮像素子初期位置決定方法。

（４）被写体光を導く変倍可能な撮像光学系と、該撮像光学系により導かれた被写体光を光電変換する撮像素子と、前期撮像光学系のうち、少なくとも１つの光学素子を移動させることにより、像の位置を光軸に直交する方向に移動させる光学素子移動機構と、記憶手段と、を有し、前記光学素子移動機構を用いて手ぶれ補正を行う撮像装置の光学素子初期位置決定方法であって、前記光学素子を所定の位置に停止させた状態で、前記撮像光学系の変倍領域の内の異なる複数の焦点距離で画像を取得する工程と、異なる複数の焦点距離で得られた画像に基づいて、変倍による画像の移動の無い位置を求める工程と、求められた変倍による画像の移動の無い位置に基づいて、前記撮像素子の有効画素中心において、変倍による画像の移動がなくなるように、前記光学素子の前記所定の位置からのずらし量を演算する工程と、前記ずらし量を前記記憶手段に記憶する工程と、を有することを特徴とする光学素子初期位置決定方法。

（５）前記複数の焦点距離は、広角端と望遠端であることを特徴とする（４）に記載の光学素子初期位置決定方法。

（６）複数の焦点距離で画像を取得する工程における被写体は、光点であることを特徴とする（４）又は（５）に記載の光学素子初期位置決定方法。

本発明によれば、撮影時に使用しない余分な移動範囲を必要とせず、手ぶれ補正機構の小型化、ひいては、レンズ鏡胴の小型化が可能な撮像素子初期位置決定方法及び光学素子初期位置決定方法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。

図１は、本実施の形態に係る撮像装置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、撮像装置１００を被写体側から見た斜視図である。

同図に示すように、撮像装置１００は、変倍可能な屈曲撮像光学系を内包したレンズ鏡胴５０が図示の如く配置され、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は画像記録用のメモリカードである。５５は電池であり、本撮像装置の各部へ電源を供給する。メモリカード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。

撮像装置１００の上面には、レリーズ釦５６が配置され、その１段目の押し込み（以下、スイッチＳ１ＯＮという）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段目の押し込み（以下、スイッチＳ２ＯＮという）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、撮像装置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。

撮像装置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。

なお、本実施の形態では、変倍可能な屈曲撮像光学系を用いて説明するが、光軸が屈曲していない撮像光学系を備えた撮像装置であってもよい。

以下、本実施の形態に係る撮像素子初期位置決定方法及び光学素子初期位置決定方法について説明する。

（第１の実施の形態）
第１の実施の形態では、撮像素子を移動させて手ぶれ補正を行う撮像装置の撮像素子初期位置決定方法について説明する。

図２は、第１の実施の形態に係る撮像装置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内の撮像光学系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２つのアクチュエータ６１が設けられている。撮像素子６の移動は、第１の駆動アクチュエータ６１Ｐと第２の駆動アクチュエータ６１Ｙにより行われる。なお、アクチュエータ６１を構成する独立した第１及び第２の駆動アクチュエータ６１Ｐ、６１Ｙは、駆動方向がピッチ方向とヨー方向に合致していなくともよく、２つのアクチュエータによる合成で、任意の方向に撮像素子を移動させることができればよい。

なお、本実施の形態においては、撮像素子６を移動させる第１の駆動アクチュエータ６１Ｐと第２の駆動アクチュエータ６１Ｙは、所定の信号入力により開ループで回転角を制御可能なステッピングモータが用いられている。

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、ピッチ方向の位置基準はピッチ方向基準センサ６２Ｐ、ヨー方向の位置基準はヨー方向基準センサ６２Ｙにより検出される。

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。

揺れを検知する揺れ検出センサ６４は、レンズ鏡胴５０の揺れを検出する。具体的には、揺れ検出センサ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、揺れ検出センサ６４Ｙは、ヨー方向の角速度を検出する。

揺れ検出センサ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、不図示のＲＡＭをワークエリアとして、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第１の駆動アクチュエータ６１Ｐ及び第２の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は光軸に直交する面内で変位し、手振れが補正される。

ＥＥＰＲＯＭ８２には、撮像光学系４０の変倍時のズームポジション、フォーカスレンズの無限遠合焦位置等の個体データに加え、手振れ補正の制御に関わる調整データが記憶される記憶手段である。本実施の形態においては、ＥＥＰＲＯＭ８２には、撮影時に必要なフォーカシングレンズ位置データ等の他、手振れ補正の制御に関わる調整データとして、後述の、撮像素子６上での変倍による「画像の移動の無い位置」のデータが記憶される。

また、外部通信部８３は、例えば、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）等の外部機器と接続され、相互に通信が可能であり、撮像装置１００で得られた画像をＰＣに送出することができる。ＰＣにおいては、該画像から撮像素子６上での変倍による「画像の移動の無い位置」を演算等で求め、撮像装置１００に送出し、ＥＥＰＲＯＭ８２に記憶させることができるようになっている。

撮像装置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。

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撮像装置１００が該操作に基づき動作するようになっている。

図３は、レンズ鏡胴５０の一例を示す断面図である。同図は、屈曲前の光軸ＯＡ及び屈曲後の光軸ＯＢを含む面の断面図である。

同図に示す、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。

Ｓは絞り及びシャッタの少なくとも一方を有したユニットである。このユニットＳは主胴１０に固定されている。

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。

第２レンズ群２と第４レンズ群４は、広角時には第３レンズ群３と大きく離間した位置にあり、長焦点側への変倍に伴って、第３レンズ群３に接近する方向に移動する。

９０は撮像素子移動機構であり、主胴１０に固定されたベース板９１上に組み付けられている。撮像素子移動機構９０は、撮像素子を、光軸ＯＢに直交する面内で移動可能となされ、この移動により手振れ補正がなされるようになっている。撮像素子はＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）型イメージセンサ、ＣＭＯＳ（ＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙＭｅｔａｌ−ＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型イメージセンサ等が用いられる。なお、撮像素子の前方には赤外光カットフィルタが配置されている。

図示の如く、撮像素子移動機構９０には電源及び信号の入出力を行う可撓性のプリント基板ＦＰＣが弛みを有して接続されている。

なお、撮像光学系は、これに限るものでなく、変倍可能に構成されたものであればよい。

図４は、撮像素子移動機構９０の一例を示す斜視図である。図５は、図４に示す撮像素子移動機構９０の正面図である。

撮像素子移動機構９０には、図２に示す撮像素子６、ピッチ方向基準センサ６２Ｐ（本例ではフォトインタラプタＰＩｐ）、ヨー方向基準センサ６２Ｙ（本例ではフォトインタラプタＰＩｙ）、第１の駆動アクチュエータ（本例ではステッピングモータ）６１Ｐ、第２の駆動アクチュエータ（本例ではステッピングモータ）６１Ｙを有している。このピッチ方向基準センサ６２Ｐ、ヨー方向基準センサ６２Ｙによる位置基準の信号が得られる位置は、制御用基準位置として用いられる。

撮像素子移動機構９０は、ベース板９１に固着された２本のガイド軸９２ａ、９２ｂに案内されて図示矢印Ｐ方向に移動可能になされたＰ方向移動板９３が設けられている。Ｐ方向移動板９３には一体的に腕部９３ｍとＰＩ遮蔽板９３ｆが形成されている。腕部９３ｍは、第１の駆動アクチュエータであるステッピングモータ６１Ｐにより回転させられるリードスクリューに螺合するナットと係合している。これにより、ステッピングモータ６１Ｐが回転することで、Ｐ方向移動板９３は矢印Ｐ方向に移動させられるようになっている。ＰＩ遮蔽板９３ｆは、ベース板９１に固着されたフォトインタラプタＰＩｐの投受光部間を通過するように形成されている。

Ｐ方向移動板９３には、２本のガイド軸９５ａ、９５ｂが固着されている。このガイド軸９２ａ、９２ｂに案内されて図示矢印Ｙ方向に移動可能になされたＹ方向移動板９６が設けられている。同様に、Ｙ方向移動板９６には、不図示であるが、一体的に腕部とＰＩ遮蔽板が形成されている。腕部は、第２の駆動アクチュエータであるステッピングモータ６１Ｙにより回転させられるリードスクリューに螺合するナットと係合している。これにより、ステッピングモータ６１Ｙが回転することで、Ｙ方向移動板９６は矢印Ｙ方向に移動させられるようになっている。不図示のＰＩ遮蔽板は、ベース板９１に固着されたフォトインタラプタＰＩｙの投受光部間を通過するように形成されている。

この、Ｙ方向移動板９６には、撮像素子６、赤外光カットフィルタが同架されている。

これにより、ステッピングモータ６１Ｐ、６１Ｙを駆動することにより、Ｙ方向移動板９６即ち、撮像素子６を撮像光学系の光軸ＯＢに直交する面内で移動させることができるようになっている。

ＰＩ遮蔽板９３ｆの移動によるフォトインタラプタＰＩｐの出力変化位置を制御用基準位置として、ステッピングモータ６１Ｐの回転制御で、Ｐ方向移動板９３の移動位置を知ることができる。同様に、不図示のＰＩ遮蔽板の移動によるフォトインタラプタＰＩｙの出力変化位置を制御用基準位置として、ステッピングモータ６１Ｙの回転制御で、Ｙ方向移動板９６の移動位置を知ることができる。これにより撮像素子６の現在位置を知ることができる。

図６は、変倍による「画像の移動の無い位置」を求めるための装置概要を示す模式図である。

同図に示す装置は、撮像装置１００と、該撮像装置の外部通信部８３（図２参照）に接続される接続端子１５０と、該接続端子とパーソナルコンピュータ（ＰＣ）２００を接続するケーブル１６０と、撮像装置１００により撮像される被写体を表示するモニタ３００とを有している。

モニタ３００に表示されたチャートは撮像装置１００で撮像され、チャートの画像データは、外部通信部、接続端子１５０、ケーブル１６０を介してパーソナルコンピュータ（ＰＣ）２００に送信される。ＰＣ２００は、送信された画像データに基づいて、所定のプログラムを用いて、変倍による「画像の移動の無い位置」を求め、この位置に関するデータをケーブル１６０、接続端子１５０、外部通信部を介して、撮像装置１００に送信し、撮像装置１００内のＥＥＰＲＯＭに記憶させるように構成されている。

同図に示す装置は暗所に配置され、モニタ３００は撮像装置１００に搭載された撮像光学系の望遠端での画角を包括するように設置されていることが好ましい。

以下、製造工程において、図６に示す装置を用い、変倍による「画像の移動の無い位置」（以下、「画像の移動の無い位置」と称す）の求め方を図７及び図８を用いて説明する。

図７は、図６に示す装置を用いた、「画像の移動の無い位置」を求める手順を示すフローチャートである。図８は、「画像の移動の無い位置」の求め方を示す模式図である。なお、モニタ３００（図６参照）には、中央から離れた位置に１つの光点が表示されている。

図７に示すフローチャートにおいて、まず撮像素子移動機構を所定の位置に移動させ停止させる（ステップＳ１０１）。具体的には、例えば、図５に示すＰ方向移動板９３及びＹ方向移動板９６を、フォトインタラプタＰＩｙ及びＰＩｐの出力変化位置である制御用基準位置に停止させる。なお停止させる所定の位置は、これに限らず、制御用基準位置からステッピングモータを予め決められたステップ数だけ駆動させた位置であってもよい。

次いで、撮像光学系を望遠端に移動させ（ステップＳ１０２）、モニタの表示画面を撮像し、この第１の画像を取り込む（ステップＳ１０３）。この第１の画像Ｇ_１は、図８（ａ）に示すように、モニタに表示された光点Ｌ_１が撮像されたものであり、ＰＣ２００に送信され取り込まれる。

次いで、撮像光学系を広角端に移動させ（ステップＳ１０４）、再度モニタの表示画面を撮像し、この第２の画像を取り込む（ステップＳ１０５）。この第２の画像Ｇ_２は、図８（ｂ）に示すように、モニタ上では同じ位置に表示された光点を撮像したものであるが、変倍による画角変化により、位置の異なるＬ_１′の位置に撮像され、ＰＣ２００に送信され取り込まれる。

この後、ＰＣ２００では取り込んだ第１の画像と第２の画像から、「画像の移動の無い位置」を求める（ステップＳ１０６）。

「画像の移動の無い位置」は、光点Ｌ_１とＬ_１′を繋ぐ延長線上にある。具体的には、図８（ｃ）に示すように撮像素子上での光点Ｌ_１とＬ_１′との距離Ｄと望遠端及び広角端の焦点距離の値から、光点Ｌ_１′と「画像の移動の無い位置」との距離Ｒが求められ、図示Ｏで示す「画像の移動の無い位置」の座標を求めることができる。

次いで、所定の位置（制御用基準位置）に停止させた撮像素子移動機構上の撮像素子の有効画素の中心Ｃを、「画像の移動の無い位置」Ｏに一致させるためのずらし量を求める（ステップＳ１０７）。この後、ずらし量を記憶手段に記憶させる（ステップＳ１０８）。具体的には、得られたずらし量を、ＰＣ２００から撮像装置１００へ送信し、撮像装置１００内のＥＥＰＲＯＭに記憶させる。この、ずらし量は、具体的には制御用基準位置からのステッピングモータ６１Ｐ及び６１Ｙの回転方向及び回転角で記憶されることが好ましい。

この「画像の移動の無い位置」は、撮像光学系の光軸の位置と略一致するものであり、上記のずらし量だけ、所定の位置から撮像素子を移動させることで、撮像素子の有効画素の中心を光軸に略一致させることができる。すなわち、撮像素子の有効画素の中心を「画像の移動の無い位置」に移動させた状態を、撮影時の初期位置とすることで、撮影前には予測できない撮影時のブレに対し、いずれの方向にも移動のための余裕量を同じ程度有することができるようになる。

以上のような、撮像素子の初期位置決定方法とすることにより、撮像素子移動機構に撮影時に使用しない余分な移動範囲は不要となり、手ぶれ補正機構の小型化、ひいては、レンズ鏡胴の小型化が可能となる。更に、変倍による画像の変化の中心と、撮像素子の有効画素の中心とにずれを生じない撮像装置とすることができる。

図９は、上記のようにして決定された撮像素子の初期位置の記憶された撮像装置の撮影時の動作概略を示すフローチャートである。以下、フローに従い説明する。

同図に示すように、撮像装置が撮影モードに設定されると、まず、撮像素子の有効画素中心が、「画像の移動の無い位置」となる位置に撮像素子を移動させる（ステップＳ２０１）。この「画像の移動の無い位置」は、図７及び図８で説明した方法で決定された位置である。この動作により、撮影前には予測できない撮影時のブレに対し、いずれの方向にも同じ程度の移動の余裕量が確保できる。この位置を、撮影モード時の撮像素子の初期位置とするということである。

この動作の後、メインスイッチがＯＮされているか判断し（ステップＳ２０２）、メインスイッチがＯＮされている場合（ステップＳ２０２；Ｙｅｓ）には、レリーズ釦の１段目の押し込みであるスイッチＳ１がＯＮされているか判断する（ステップＳ２０３）。スイッチＳ１がＯＮされていない場合（ステップＳ２０３；Ｎｏ）には、ステップＳ２０２に戻る。

スイッチＳ１がＯＮされた場合（ステップＳ２０３；Ｙｅｓ）には、撮影準備動作を行う（ステップＳ２０４）。撮影準備動作とは、例えば、焦点合わせ動作や測光動作である。撮影準備動作の終了後、再度スイッチＳ１がＯＮされているか判断する（ステップＳ２０５）。スイッチＳ１がＯＮされていない場合（ステップＳ２０３；Ｎｏ）には、ステップＳ２０２に戻る。スイッチＳ１がＯＮされている場合（ステップＳ２０５；Ｙｅｓ）には、レリーズ釦の２段目の押し込みであるスイッチＳ２がＯＮされるのを待機する（ステップＳ２０６）。この段階で、スイッチＳ１がＯＮされなくなった（ＯＦＦされた）場合（ステップＳ２０５；Ｎｏ）には、ステップＳ２０２に戻る。

スイッチＳ２がＯＮされる（ステップＳ２０６；Ｙｅｓ）と、手ぶれ補正を行いつつ撮影を行い（ステップＳ２０７）、撮影画像を記録媒体であるメモリカードに記録する（ステップＳ２０８）。以上で、一枚の画像の撮影及び記録が完了し、ステップＳ２０１に戻る。

なお、ステップＳ２０２及びステップＳ２０３のループ中で、メインスイッチがＯＦＦされる（ステップＳ２０２；Ｎｏ）と、終了する。

以上が、撮像素子の初期位置の記憶された撮像装置の撮影時の動作概略である。

図１０は、「画像の移動の無い位置」の求め方のその他の例を示す模式図である。同図（ａ）は、撮像光学系を望遠端に移動させ、モニタの表示画面を撮像した第１の画像を示す図であり、同図（ｂ）は、撮像光学系を広角端に移動させ、同じモニタの表示画面を撮像し、この第２の画像を示す図であり、同図（ｃ）は、第１の画像と第２の画像から、「画像の移動の無い位置」を求める概念を示す図である。

同図に示す例は、モニタ上の異なる位置に２つの光点を表示させて撮影を行い、「画像の移動の無い位置」を求めるものである。

まず、撮像光学系を望遠端に移動させ、同図（ａ）に示す、第１の画像Ｇ_１を取り込む。このとき得られる第１の画像Ｇ_１には、図示の如く、２つの光点Ｌ_１及びＬ_２が撮像され、ＰＣ２００に送信され取り込まれる。

次いで、撮像光学系を広角端に移動させ、再度モニタの表示画面を撮像し、この第２の画像Ｇ_２を取り込む。この第２の画像Ｇ_２は、モニタ上では同じ位置に表示された光点を撮像したものであるが、変倍による画角変化により、同図（ｂ）に示すように、位置の異なるＬ_１′及びＬ_２′の位置に撮像され、ＰＣ２００に送信され取り込まれる。

この後、ＰＣ２００では取り込んだ第１の画像Ｇ_１と第２の画像Ｇ_２から、同図（ｃ）に示す方法で「画像の移動の無い位置」を求める。

「画像の移動の無い位置」は、光点Ｌ_１とＬ_１′を繋ぐ延長線と光点Ｌ_２とＬ_２′を繋ぐ延長線の交点であり、図示Ｏで示す「画像の移動の無い位置」の座標を求める。

このような方法で、「画像の移動の無い位置」の座標を求めてもよい。なお、他の方法として、モニタ上の光点を露光間ズームを行って撮影し、得られた光点の連続線から、上記と同様の考え方で「画像の移動の無い位置」の座標を求めてもよい。

また、上記のような方法を、複数回繰り返し、得られた座標の平均値を「画像の移動の無い位置」としてもよい。

（第２の実施の形態）
第２の実施の形態では、光学素子を移動させて手ぶれ補正を行う撮像装置の光学素子初期位置決定方法について説明する。

図１１は、第２の実施の形態に係る撮像装置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に示すものと異なる部分についてのみ説明する。

同図に示すように、レンズ鏡胴５０内の撮像光学系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、撮像光学系中の少なくとも１枚の光学素子を光軸に直交させる方向に移動させる２つのアクチュエータ６１が設けられている。上記光学素子の移動は、第１の駆動アクチュエータ６１Ｐと第２の駆動アクチュエータ６１Ｙにより行われる。なお、アクチュエータ６１を構成する独立した第１及び第２の駆動アクチュエータ６１Ｐ、６１Ｙは、駆動方向がピッチ方向とヨー方向に合致していなくともよく、２つのアクチュエータによる合成で、任意の方向に撮像素子を移動させることができればよい。

また、アクチュエータ６１による上記光学素子の移動位置を検出するセンサ６２が設けられており、ピッチ方向の位置基準はピッチ方向基準センサ６２Ｐ、ヨー方向の位置基準はヨー方向基準センサ６２Ｙにより検出される。このピッチ方向基準センサ６２Ｐ、ヨー方向基準センサ６２Ｙによる位置基準の信号が得られる位置は、制御用基準位置として用いられる。

制御部３０では、不図示のＲＡＭをワークエリアとして、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、揺れ検出回路６５により検出された揺れによる撮像素子上での画像の移動を打ち消すように、光学素子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第１の駆動アクチュエータ６１Ｐ及び第２の駆動アクチュエータ６１Ｙを駆動する。これにより、光学素子は光軸に直交する面内で変位し、手振れが補正される。

ＥＥＰＲＯＭ８２には、撮像光学系４０の変倍時のズームポジション、フォーカスレンズの無限遠合焦位置等の個体データに加え、手振れ補正の制御に関わる調整データが記憶される記憶手段である。本実施の形態においては、ＥＥＰＲＯＭ８２には、撮影時に必要なフォーカシングレンズ位置データ等の他、手振れ補正の制御に関わる調整データとして、後述の、撮像素子６の有効画素中心が、変倍による「画像の移動の無い位置」となる上記光学素子の位置のデータが記憶される。

また、外部通信部８３は、例えば、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）等の外部機器と接続され、相互に通信が可能であり、撮像装置１００で得られた画像をＰＣに送出することができる。ＰＣにおいては、該画像から撮像素子６の有効画素中心が、変倍による「画像の移動の無い位置」となる上記光学素子の位置を演算等で求め、撮像装置１００に送出し、ＥＥＰＲＯＭ８２に記憶させることができるようになっている。

図１２は、第２の実施の形態に係るレンズ鏡胴５０の一例を示す断面図である。同図は、屈曲前の光軸ＯＡ及び屈曲後の光軸ＯＢを含む面の断面図である。同図に示すレンズ鏡胴は、図３に示すものと異なる部分についてのみ説明する。

同図に示す、第３レンズ群３は、光学素子移動機構１９０に保持され、該光学素子移動機構１９０により、光軸ＯＢに垂直な面内を移動可能に構成されている。すなわち、第３レンズ群３は、光軸方向には移動しないが、光軸ＯＢに垂直な面内を移動し、手ぶれ補正を行うレンズ群である。

光学素子移動機構１９０は、図４及び図５に示す機構と同様であり、図４及び図５に示す撮像素子にかえて、第３レンズ群が保持されている。

図示の如く、光学素子移動機構１９０には電源及び信号の入出力を行う可撓性のプリント基板ＦＰＣが弛みを有して接続されている。

また、撮像素子６は、主胴１０に固定されている。

また、第２の実施の形態における、光学素子を移動させて手ぶれ補正を行う撮像装置の光学素子初期位置のための装置概要は、図６に示す物と同様であるため省略する。

図１３は、図６に示す装置を用いた、撮像素子の有効画素中心が、変倍による「画像の移動の無い位置」となる光学素子（本例では、第３レンズ群）の位置を求める手順を示すフローチャートである。なお、モニタ３００（図６参照）には、中央から離れた位置に１つの光点が表示されている。

図１３に示すフローチャートにおいて、まず光学素子移動機構を所定の位置（例えば、制御用基準位置）に移動させ停止させる（ステップＳ３０１）。

次いで、撮像光学系を望遠端に移動させ（ステップＳ３０２）、モニタの表示画面を撮像し、この第１の画像を取り込む（ステップＳ３０３）。この第１の画像Ｇ_１は、図８（ａ）に示すように、モニタに表示された光点Ｌ_１が撮像されたものであり、ＰＣ２００に送信され取り込まれる。

次いで、撮像光学系を広角端に移動させ（ステップＳ３０４）、再度モニタの表示画面を撮像し、この第２の画像を取り込む（ステップＳ３０５）。この第２の画像Ｇ_２は、図８（ｂ）に示すように、モニタ上では同じ位置に表示された光点を撮像したものであるが、変倍による画角変化により、位置の異なるＬ_１′の位置に撮像され、ＰＣ２００に送信され取り込まれる。

この後、ＰＣ２００では取り込んだ第１の画像と第２の画像から、「画像の移動の無い位置」を求める（ステップＳ３０６）。

次いで、「画像の移動の無い位置」より、撮像素子の有効画素の中心Ｃにおいて、変倍による画像の移動がなくなるための光学素子の所定の位置（制御用基準位置）からのずらし量を演算で求める（ステップＳ３０７）。この後、ずらし量を記憶手段に記憶させる（ステップＳ３０８）。具体的には、得られたずらし量を、ＰＣ２００から撮像装置１００へ送信し、撮像装置１００内のＥＥＰＲＯＭに記憶させる。この、ずらし量は、具体的には制御用基準位置からのステッピングモータ６１Ｐ及び６１Ｙの回転方向及び回転角で記憶されることが好ましい。

すなわち、第２の実施の形態では、上記のずらし量だけ光学素子（本例では、第３レンズ群）を所定の位置から移動させることで、変倍による「画像の移動の無い位置」と撮像素子の有効画素中心を一致させることができ、この状態を、撮影時の光学素子の初期位置とするものである。

図１４は、上記のようにして決定された光学素子の初期位置の記憶された撮像装置の撮影時の動作概略を示すフローチャートである。以下、フローに従い説明する。

同図に示すように、撮像装置が撮影モードに設定されると、まず、撮像素子の有効画素中心が、「画像の移動の無い位置」となる位置に光学素子を移動させる（ステップＳ４０１）。この「画像の移動の無い位置」は、図１３で説明した方法で決定された位置である。この位置を、撮影モード時の光学素子（本例では、第３レンズ群）の初期位置とするということである。

この動作の後、メインスイッチがＯＮされているか判断し（ステップＳ４０２）、メインスイッチがＯＮされている場合（ステップＳ４０２；Ｙｅｓ）には、レリーズ釦の１段目の押し込みであるスイッチＳ１がＯＮされているか判断する（ステップＳ４０３）。スイッチＳ１がＯＮされていない場合（ステップＳ４０３；Ｎｏ）には、ステップＳ４０２に戻る。

スイッチＳ１がＯＮされた場合（ステップＳ４０３；Ｙｅｓ）には、撮影準備動作を行う（ステップＳ４０４）。撮影準備動作とは、例えば、焦点合わせ動作や測光動作である。撮影準備動作の終了後、再度スイッチＳ１がＯＮされているか判断する（ステップＳ４０５）。スイッチＳ１がＯＮされていない場合（ステップＳ４０３；Ｎｏ）には、ステップＳ４０２に戻る。スイッチＳ１がＯＮされている場合（ステップＳ４０５；Ｙｅｓ）には、レリーズ釦の２段目の押し込みであるスイッチＳ２がＯＮされるのを待機する（ステップＳ４０６）。この段階で、スイッチＳ１がＯＮされなくなった（ＯＦＦされた）場合（ステップＳ４０５；Ｎｏ）には、ステップＳ４０２に戻る。

スイッチＳ２がＯＮされる（ステップＳ４０６；Ｙｅｓ）と、手ぶれ補正を行いつつ撮影を行い（ステップＳ４０７）、撮影画像を記録媒体であるメモリカードに記録する（ステップＳ４０８）。以上で、一枚の画像の撮影及び記録が完了し、ステップＳ４０１に戻る。

なお、ステップＳ４０２及びステップＳ４０３のループ中で、メインスイッチがＯＦＦされる（ステップＳ４０２；Ｎｏ）と、終了する。

以上が、光学素子の初期位置の記憶された撮像装置の撮影時の動作概略である。

なお、第２の実施の形態においては、手ぶれ補正を行う光学素子として、レンズを用いたものを例にとり説明したが、これに限るものでなく、光学素子として可変頂角プリズムを用いたものにも適用可能である。この可変頂角プリズムを用いたものの場合には、「光学素子の移動」は、光学素子の少なくとも一方の面を移動させることであり、所定の位置からの「ずらし量」は、移動させる面の所定の位置からのずらし量である。

なお、上記の第１及び第２の実施の形態において用いた、変倍による「画像の移動の無い位置」とは、厳密に静止しているという意味ではなく、画像を目視した場合に移動していないとみなせる程度の位置でよい。また、撮像素子移動機構及び光学素子移動機構をステッピングモータで移動させるもので説明したが、これに限るものでなく、ボイスコイルモータ等を用いたものであってもよい。また、ずらし量を記憶させる記憶手段にＥＥＰＲＯＭを用いて説明したが、不揮発性のメモリであればよく、フラッシュメモリ等であってもよい。

本実施の形態に係る撮像装置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撮像装置の概要を示すブロック図である。レンズ鏡胴の一例を示す断面図である。撮像素子移動機構の一例を示す斜視図である。図４に示す撮像素子移動機構の正面図である。変倍による「画像の移動の無い位置」を求めるための装置概要を示す模式図である。図６に示す装置を用いた、「画像の移動の無い位置」を求める手順を示すフローチャートである。「画像の移動の無い位置」の求め方を示す模式図である。決定された撮像素子の初期位置の記憶された撮像装置の撮影時の動作概略を示すフローチャートである。「画像の移動の無い位置」の求め方のその他の例を示す模式図である。第２の実施の形態に係る撮像装置の概要を示すブロック図である。第２の実施の形態に係るレンズ鏡胴の一例を示す断面図である。図６に示す装置を用いた、撮像素子の有効画素中心が、変倍による「画像の移動の無い位置」となる光学素子の位置を求める手順を示すフローチャートである。決定された光学素子の初期位置の記憶された撮像装置の撮影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
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
５０レンズ鏡胴
６１Ｐ第１の駆動アクチュエータ
６２Ｙ第２の駆動アクチュエータ
９１ベース板
９２ａ、９２ｂガイド軸
９３Ｐ方向移動板
９５ａ、９５ｂガイド軸
９６Ｙ方向移動板
９０撮像素子移動機構
１００撮像装置
１９０光学素子移動機構
２００パーソナルコンピュータ
３００モニタ
ＰＩｐ、ＰＩｙ位置検知部

Claims

被写体光を導く変倍可能な撮像光学系と、
該撮像光学系により導かれた被写体光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方向に移動させる撮像素子移動機構と、
記憶手段と、を有し、前記撮像素子移動機構を用いて手ぶれ補正を行う撮像装置の撮像素子初期位置決定方法であって、
前記撮像素子を所定の位置に停止させた状態で、前記撮像光学系の変倍領域の内の異なる複数の焦点距離で画像を取得する工程と、
異なる複数の焦点距離で得られた画像に基づいて、前記撮像素子上での変倍による画像の移動の無い位置を求める工程と、
求められた前記撮像素子上での変倍による画像の移動の無い位置が、前記撮像素子の有効画素中心となる、前記撮像素子の前記所定の位置からのずらし量を求める工程と、
前記ずらし量を前記記憶手段に記憶する工程と、
を有することを特徴とする撮像素子初期位置決定方法。
前記複数の焦点距離は、前記撮像光学系の広角端と望遠端であることを特徴とする請求項１に記載の撮像素子初期位置決定方法。
複数の焦点距離で画像を取得する工程における被写体は、光点であることを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像素子初期位置決定方法。
被写体光を導く変倍可能な撮像光学系と、
該撮像光学系により導かれた被写体光を光電変換する撮像素子と、
前期撮像光学系のうち、少なくとも１つの光学素子を移動させることにより、像の位置を光軸に直交する方向に移動させる光学素子移動機構と、
記憶手段と、を有し、前記光学素子移動機構を用いて手ぶれ補正を行う撮像装置の光学素子初期位置決定方法であって、
前記光学素子を所定の位置に停止させた状態で、前記撮像光学系の変倍領域の内の異なる複数の焦点距離で画像を取得する工程と、
異なる複数の焦点距離で得られた画像に基づいて、変倍による画像の移動の無い位置を求める工程と、
求められた変倍による画像の移動の無い位置に基づいて、前記撮像素子の有効画素中心において、変倍による画像の移動がなくなるように、前記光学素子の前記所定の位置からのずらし量を演算する工程と、
前記ずらし量を前記記憶手段に記憶する工程と、
を有することを特徴とする光学素子初期位置決定方法。
前記複数の焦点距離は、広角端と望遠端であることを特徴とする請求項４に記載の光学素子初期位置決定方法。
複数の焦点距離で画像を取得する工程における被写体は、光点であることを特徴とする請求項４又は５に記載の光学素子初期位置決定方法。