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技術 撮影装置、撮影方法及びプログラム

出願人 リコーイメージング株式会社
発明者 松谷篤志
出願日 2014年11月21日 (6年0ヶ月経過) 出願番号 2014-236232
公開日 2016年5月30日 (4年5ヶ月経過) 公開番号 2016-100740
状態 特許登録済
技術分野 写真撮影方法及び装置 カメラレンズの調整 スタジオ装置
主要キーワード ピエゾ駆動装置 円形軌跡 保持駆動 所定軌跡 転動球 通信用メモリ ローパスフィルタ効果 撮影条件パラメータ
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (11)

課題

移動部材(ボディ本体)の姿勢によって移動部材の駆動時に移動部材が光軸方向に振動したとしても、その振動の悪影響を最小限に抑えつつ好適なローパスフィルタ効果を得ることができる撮影装置撮影方法及びプログラムを得る。

解決手段

駆動信号生成部は、駆動機構を介して移動部材を駆動するための駆動信号を生成する。姿勢情報取得部は、移動部材(ボディ本体)の姿勢情報を取得する。信号特性制御部(信号特性補正部)は、姿勢情報取得部が取得した移動部材(ボディ本体)の姿勢情報に応じて、駆動信号生成部が生成する駆動信号の信号特性を制御(補正)する。

概要

背景

従来、撮影光学系の光路光学ローパスフィルタを挿入することなく、撮影光学系の一部をなす移動部材光軸直交平面内で駆動(微小振動)することで、光学的なローパスフィルタ効果モアレ色の除去効果)を得る撮影装置が知られている。

図10は移動部材の支持構造の一例を示しており、移動部材は、光軸方向に離間して保持された転動球の間に挟まれて、光軸方向の僅かなクリアランス遊び)を持った状態で支持されている。移動部材の支持構造は、図10のような転動球を使用したもの以外にも可能であるが、いずれの支持構造であっても、移動部材の駆動を確保するために、移動部材を光軸方向の僅かなクリアランス(遊び)を持った状態で支持することが必須である(そうせざるを得ない)。

概要

移動部材(ボディ本体)の姿勢によって移動部材の駆動時に移動部材が光軸方向に振動したとしても、その振動の悪影響を最小限に抑えつつ好適なローパスフィルタ効果を得ることができる撮影装置、撮影方法及びプログラムを得る。駆動信号生成部は、駆動機構を介して移動部材を駆動するための駆動信号を生成する。姿勢情報取得部は、移動部材(ボディ本体)の姿勢情報を取得する。信号特性制御部(信号特性補正部)は、姿勢情報取得部が取得した移動部材(ボディ本体)の姿勢情報に応じて、駆動信号生成部が生成する駆動信号の信号特性を制御(補正)する。

目的

本発明は、以上の問題意識に基づいてなされたものであり、移動部材(ボディ本体)の姿勢によって移動部材の駆動時に移動部材が光軸方向に振動したとしても、その振動の悪影響を最小限に抑えつつ好適なローパスフィルタ効果を得ることができる撮影装置、撮影方法及びプログラムを得ることを目的とする

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

撮影光学系により形成された被写体像電気的な画素信号に変換するイメージセンサと、前記撮影光学系の少なくとも一部をなす光学要素と前記イメージセンサの少なくとも一方を移動部材とし、この移動部材を前記撮影光学系の光軸と異なる方向に駆動することにより、被写体光束を前記イメージセンサの複数の画素入射させて、光学的なローパスフィルタ効果を得る駆動機構と、前記駆動機構を介して前記移動部材を駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成部と、前記移動部材の姿勢情報を取得する姿勢情報取得部と、前記姿勢情報取得部が取得した前記移動部材の姿勢情報に応じて、前記駆動信号生成部が生成する駆動信号の信号特性を制御する信号特性制御部と、を有することを特徴とする撮影装置

請求項2

請求項1記載の撮影装置において、前記信号特性制御部は、前記駆動信号生成部が生成する駆動信号の駆動周波数駆動振幅の少なくとも一方を制御する撮影装置。

請求項3

請求項1または2記載の撮影装置において、前記姿勢情報取得部は、前記移動部材の姿勢情報として、重力方向を含む面を基準面としたときの該基準面の重力方向からの傾き角を取得する撮影装置。

請求項4

請求項3記載の撮影装置において、前記信号特性制御部は、前記姿勢情報取得部が取得した前記移動部材の傾き角が基準角と所定の臨界角との間にあるときは、前記姿勢情報取得部が取得した前記移動部材の傾き角が大きくなるに連れて、前記駆動信号生成部が生成する駆動信号の駆動振幅を大きくし、前記姿勢情報取得部が取得した前記移動部材の傾き角が所定の臨界角を超えたときは、前記駆動信号生成部が生成する駆動信号の駆動振幅を一定に維持する撮影装置。

請求項5

請求項3記載の撮影装置において、前記信号特性制御部は、前記姿勢情報取得部が取得した前記移動部材の傾き角が大きくなるに連れて、前記駆動信号生成部が生成する駆動信号の駆動振幅を大きくし、前記姿勢情報取得部が取得した前記移動部材の傾き角が小さくなるに連れて、前記駆動信号生成部が生成する駆動信号の駆動振幅を小さくする撮影装置。

請求項6

請求項1ないし5のいずれか1項記載の撮影装置において、前記姿勢情報取得部が取得した前記移動部材の姿勢情報に応じて、前記撮影光学系の少なくとも一部をなすフォーカシングレンズを駆動するフォーカシングレンズ駆動部をさらに有する撮影装置。

請求項7

請求項1ないし6のいずれか1項記載の撮影装置において、前記イメージセンサによる撮影画像一緒音声を記録する音声記録部と、前記音声記録部による記録音声音声処理を施す音声処理部と、前記姿勢情報取得部が取得した前記移動部材の姿勢情報に応じて、前記音声処理部による音声処理を制御する音声処理制御部と、をさらに有する撮影装置。

請求項8

撮影光学系により形成された被写体像を電気的な画素信号に変換するイメージセンサと、前記撮影光学系の少なくとも一部をなす光学要素と前記イメージセンサの少なくとも一方を移動部材とし、この移動部材を前記撮影光学系の光軸と異なる方向に駆動することにより、被写体光束を前記イメージセンサの複数の画素に入射させて、光学的なローパスフィルタ効果を得る駆動機構と、を有する撮影装置による撮影方法であって、前記駆動機構を介して前記移動部材を駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成ステップと、前記移動部材の姿勢情報を取得する姿勢情報取得ステップと、前記姿勢情報取得ステップで取得した前記移動部材の姿勢情報に応じて、前記駆動信号生成ステップで生成する駆動信号の信号特性を制御する信号特性制御ステップと、を有することを特徴とする撮影方法。

請求項9

請求項8記載の撮影方法において、前記信号特性制御ステップでは、前記駆動信号生成ステップで生成する駆動信号の駆動周波数と駆動振幅の少なくとも一方を制御する撮影方法。

請求項10

請求項8または9記載の撮影方法において、前記姿勢情報取得ステップでは、前記移動部材の姿勢情報として、重力方向を含む面を基準面としたときの該基準面の重力方向からの傾き角を取得する撮影方法。

請求項11

請求項10記載の撮影方法において、前記信号特性制御ステップでは、前記姿勢情報取得ステップで取得した前記移動部材の傾き角が基準角と所定の臨界角との間にあるときは、前記姿勢情報取得ステップで取得した前記移動部材の傾き角が大きくなるに連れて、前記駆動信号生成ステップで生成する駆動信号の駆動振幅を大きくし、前記姿勢情報取得ステップで取得した前記移動部材の傾き角が所定の臨界角を超えたときは、前記駆動信号生成ステップで生成する駆動信号の駆動振幅を一定に維持する撮影方法。

請求項12

請求項10記載の撮影方法において、前記信号特性制御ステップでは、前記姿勢情報取得ステップで取得した前記移動部材の傾き角が大きくなるに連れて、前記駆動信号生成ステップで生成する駆動信号の駆動振幅を大きくし、前記姿勢情報取得ステップで取得した前記移動部材の傾き角が小さくなるに連れて、前記駆動信号生成ステップで生成する駆動信号の駆動振幅を小さくする撮影方法。

請求項13

請求項8ないし12のいずれか1項記載の撮影方法において、前記姿勢情報取得ステップで取得した前記移動部材の姿勢情報に応じて、前記撮影光学系の少なくとも一部をなすフォーカシングレンズを駆動するフォーカシングレンズ駆動ステップをさらに有する撮影方法。

請求項14

請求項8ないし13のいずれか1項記載の撮影方法において、前記イメージセンサによる撮影画像と一緒に音声を記録する音声記録ステップと、前記音声記録ステップによる記録音声に音声処理を施す音声処理ステップと、前記姿勢情報取得ステップで取得した前記移動部材の姿勢情報に応じて、前記音声処理ステップによる音声処理を制御する音声処理制御ステップと、をさらに有する撮影方法。

請求項15

撮影光学系により形成された被写体像を電気的な画素信号に変換するイメージセンサと、前記撮影光学系の少なくとも一部をなす光学要素と前記イメージセンサの少なくとも一方を移動部材とし、この移動部材を前記撮影光学系の光軸と異なる方向に駆動することにより、被写体光束を前記イメージセンサの複数の画素に入射させて、光学的なローパスフィルタ効果を得る駆動機構と、を有する撮影装置を制御するためのプログラムであって、前記駆動機構を介して前記移動部材を駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成ステップと、前記移動部材の姿勢情報を取得する姿勢情報取得ステップと、前記姿勢情報取得ステップで取得した前記移動部材の姿勢情報に応じて、前記駆動信号生成ステップで生成する駆動信号の信号特性を制御する信号特性制御ステップと、をコンピュータに実現させることを特徴とするプログラム。

技術分野

0001

本発明は、移動部材振れ補正部材)を撮影光学系の光軸と異なる方向に(例えば光軸直交平面内で)駆動することで光学的なローパスフィルタ効果モアレ色の除去効果)を得る撮影装置撮影方法及びプログラムに関する。

背景技術

0002

従来、撮影光学系の光路光学ローパスフィルタを挿入することなく、撮影光学系の一部をなす移動部材を光軸直交平面内で駆動(微小振動)することで、光学的なローパスフィルタ効果(モアレや偽色の除去効果)を得る撮影装置が知られている。

0003

図10は移動部材の支持構造の一例を示しており、移動部材は、光軸方向に離間して保持された転動球の間に挟まれて、光軸方向の僅かなクリアランス遊び)を持った状態で支持されている。移動部材の支持構造は、図10のような転動球を使用したもの以外にも可能であるが、いずれの支持構造であっても、移動部材の駆動を確保するために、移動部材を光軸方向の僅かなクリアランス(遊び)を持った状態で支持することが必須である(そうせざるを得ない)。

先行技術

0004

特開2002−354336号公報

発明が解決しようとする課題

0005

しかしながら、本発明者の鋭意研究によると、移動部材(ボディ本体)の姿勢によっては、移動部材の駆動時に、移動部材が光軸方向の僅かなクリアランス(遊び)の範囲内で振動する(図10の例では移動部材が転動球の間で衝突を繰り返す)おそれが高いことが判明した。移動部材が振動すると、その振動がカメラボディを介してユーザの手に伝達されて不快感を与える、動画撮影時にはその記録音声振動音ノイズとして含まれる、といった悪影響が生じてしまう。

0006

本発明は、以上の問題意識に基づいてなされたものであり、移動部材(ボディ本体)の姿勢によって移動部材の駆動時に移動部材が光軸方向に振動したとしても、その振動の悪影響を最小限に抑えつつ好適なローパスフィルタ効果を得ることができる撮影装置、撮影方法及びプログラムを得ることを目的とする。

課題を解決するための手段

0007

本発明は、移動部材(ボディ本体)の姿勢情報リアルタイムで取得(検出)し、その取得結果(検出結果)に応じて、移動部材を駆動するための駆動信号信号特性(例えば駆動周波数駆動振幅)をリアルタイムで制御(補正)する(最適設定する)という着眼に基づいて完成されたものである。

0008

本発明の撮影装置は、撮影光学系により形成された被写体像電気的な画素信号に変換するイメージセンサと、前記撮影光学系の少なくとも一部をなす光学要素と前記イメージセンサの少なくとも一方を移動部材とし、この移動部材を前記撮影光学系の光軸と異なる方向に駆動することにより、被写体光束を前記イメージセンサの複数の画素入射させて、光学的なローパスフィルタ効果を得る駆動機構と、前記駆動機構を介して前記移動部材を駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成部と、前記移動部材の姿勢情報を取得する姿勢情報取得部と、前記姿勢情報取得部が取得した前記移動部材の姿勢情報に応じて、前記駆動信号生成部が生成する駆動信号の信号特性を制御(補正)する信号特性制御部(信号特性補正部)と、を有することを特徴としている。

0009

前記信号特性制御部は、前記駆動信号生成部が生成する駆動信号の駆動周波数と駆動振幅の少なくとも一方を制御(補正)することができる。

0010

前記姿勢情報取得部は、前記移動部材の姿勢情報として、重力方向を含む面を基準面としたときの該基準面の重力方向からの傾き角(θ°)を取得することができる。

0011

前記信号特性制御部は、前記姿勢情報取得部が取得した前記移動部材の傾き角(θ°)が基準角(0°)と所定の臨界角(θc°)との間にあるとき(0°≦θ°≦θc°)は、前記姿勢情報取得部が取得した前記移動部材の傾き角(θ°)が大きく(小さく)なるに連れて、前記駆動信号生成部が生成する駆動信号の駆動振幅を大きく(小さく)し、前記姿勢情報取得部が取得した前記移動部材の傾き角(θ°)が所定の臨界角(θc°)を超えたとき(θ°>θc°)は、前記駆動信号生成部が生成する駆動信号の駆動振幅を一定に維持することができる。

0012

前記信号特性制御部は、前記姿勢情報取得部が取得した前記移動部材の傾き角(θ°)が大きくなるに連れて、前記駆動信号生成部が生成する駆動信号の駆動振幅を大きくし、前記姿勢情報取得部が取得した前記移動部材の傾き角(θ°)が小さくなるに連れて、前記駆動信号生成部が生成する駆動信号の駆動振幅を小さくすることができる。

0013

本発明の撮影装置は、前記姿勢情報取得部が取得した前記移動部材の姿勢情報に応じて、前記撮影光学系の少なくとも一部をなすフォーカシングレンズを駆動するフォーカシングレンズ駆動部をさらに有することができる。

0014

本発明の撮影装置は、前記イメージセンサによる撮影画像一緒音声を記録する音声記録部と、前記音声記録部による記録音声に音声処理を施す音声処理部と、前記姿勢情報取得部が取得した前記移動部材の姿勢情報に応じて、前記音声処理部による音声処理を制御する音声処理制御部と、をさらに有することができる。

0015

本発明の撮影方法は、撮影光学系により形成された被写体像を電気的な画素信号に変換するイメージセンサと、前記撮影光学系の少なくとも一部をなす光学要素と前記イメージセンサの少なくとも一方を移動部材とし、この移動部材を前記撮影光学系の光軸と異なる方向に駆動することにより、被写体光束を前記イメージセンサの複数の画素に入射させて、光学的なローパスフィルタ効果を得る駆動機構と、を有する撮影装置による撮影方法であって、前記駆動機構を介して前記移動部材を駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成ステップと、前記移動部材の姿勢情報を取得する姿勢情報取得ステップと、前記姿勢情報取得ステップで取得した前記移動部材の姿勢情報に応じて、前記駆動信号生成ステップで生成する駆動信号の信号特性を制御(補正)する信号特性制御ステップ(信号特性補正ステップ)と、を有することを特徴としている。

0016

前記信号特性制御ステップでは、前記駆動信号生成ステップで生成する駆動信号の駆動周波数と駆動振幅の少なくとも一方を制御(補正)することができる。

0017

前記姿勢情報取得ステップでは、前記移動部材の姿勢情報として、重力方向を含む面を基準面としたときの該基準面の重力方向からの傾き角(θ°)を取得することができる。

0018

前記信号特性制御ステップでは、前記姿勢情報取得ステップで取得した前記移動部材の傾き角(θ°)が基準角(0°)と所定の臨界角(θc°)との間にあるとき(0°≦θ°≦θc°)は、前記姿勢情報取得ステップで取得した前記移動部材の傾き角(θ°)が大きく(小さく)なるに連れて、前記駆動信号生成ステップで生成する駆動信号の駆動振幅を大きく(小さく)し、前記姿勢情報取得ステップで取得した前記移動部材の傾き角(θ°)が所定の臨界角(θc°)を超えたとき(θ°>θc°)は、前記駆動信号生成ステップで生成する駆動信号の駆動振幅を一定に維持することができる。

0019

前記信号特性制御ステップでは、前記姿勢情報取得ステップで取得した前記移動部材の傾き角(θ°)が大きくなるに連れて、前記駆動信号生成ステップで生成する駆動信号の駆動振幅を大きくし、前記姿勢情報取得ステップで取得した前記移動部材の傾き角(θ°)が小さくなるに連れて、前記駆動信号生成ステップで生成する駆動信号の駆動振幅を小さくすることができる。

0020

本発明の撮影方法は、前記姿勢情報取得ステップで取得した前記移動部材の姿勢情報に応じて、前記撮影光学系の少なくとも一部をなすフォーカシングレンズを駆動するフォーカシングレンズ駆動ステップをさらに有することができる。

0021

本発明の撮影方法は、前記イメージセンサによる撮影画像と一緒に音声を記録する音声記録ステップと、前記音声記録ステップによる記録音声に音声処理を施す音声処理ステップと、前記姿勢情報取得ステップで取得した前記移動部材の姿勢情報に応じて、前記音声処理ステップによる音声処理を制御する音声処理制御ステップと、をさらに有することができる。

0022

本発明のプログラムは、撮影光学系により形成された被写体像を電気的な画素信号に変換するイメージセンサと、前記撮影光学系の少なくとも一部をなす光学要素と前記イメージセンサの少なくとも一方を移動部材とし、この移動部材を前記撮影光学系の光軸と異なる方向に駆動することにより、被写体光束を前記イメージセンサの複数の画素に入射させて、光学的なローパスフィルタ効果を得る駆動機構と、を有する撮影装置を制御するためのプログラムであって、前記駆動機構を介して前記移動部材を駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成ステップと、前記移動部材の姿勢情報を取得する姿勢情報取得ステップと、前記姿勢情報取得ステップで取得した前記移動部材の姿勢情報に応じて、前記駆動信号生成ステップで生成する駆動信号の信号特性を制御(補正)する信号特性制御ステップ(信号特性補正ステップ)と、をコンピュータに実現させることを特徴としている。

発明の効果

0023

本発明によれば、移動部材(ボディ本体)の姿勢によって移動部材の駆動時に移動部材が光軸方向に振動したとしても、その振動の悪影響を最小限に抑えつつ好適なローパスフィルタ効果を得ることができる撮影装置、撮影方法及びプログラムを得ることができる。

図面の簡単な説明

0024

本発明によるデジタルカメラの要部構成を示すブロック図である。
姿勢情報取得部が取得するイメージセンサの姿勢情報(傾き角θ°)を説明するための概念図である。
像振れ補正装置の要部構成を示すブロック図である。
像振れ補正装置の構成を示す側面図である。
図5(A)、(B)は所定軌跡を描くようにイメージセンサを駆動することで光学的なローパスフィルタ効果を与えるための動作を示す図であり、図5(A)は撮影光学系の光軸を中心とする回転対称正方形軌跡を描くようにイメージセンサを駆動する場合、図5(B)は撮影光学系の光軸を中心とする回転対称な円形軌跡を描くようにイメージセンサを駆動する場合をそれぞれ示している。
イメージセンサ駆動回路の構成を示す機能ブロック図である。
姿勢情報取得部が取得したイメージセンサの傾き角(θ°)が基準角(0°)と所定の臨界角(θc°)との間にあるとき(0°≦θ°≦θc°)を示す図2に対応する概念図である。
姿勢情報取得部が取得したイメージセンサの傾き角(θ°)が所定の臨界角(θc°)を超えたとき(θ°>θc°)を示す図2に対応する概念図である。
姿勢情報取得部が取得したイメージセンサの傾き角(θ°)とイメージセンサ駆動回路が生成する駆動信号の駆動振幅との関係を示す図である。
本発明の解決課題(技術課題)を説明するための移動部材の支持構造を示す概念図である。

実施例

0025

図1図10を参照して、本発明によるデジタルカメラ(撮影装置)10について説明する。

0026

デジタルカメラ10は、被写体の静止画像撮影する静止画撮影および被写体の動画像を撮影する動画撮影が可能である。動画撮影とは、被写体の動画像をメモリ等の記憶手段(画像メモリ25)に記憶するまさしく「動画撮影」と被写体の動画像をモニタ等の表示手段(LCD24)にリアルタイムで表示する「スルー画撮影ライブビュー撮影)」の双方を含む概念で使用する。

0027

図1に示すように、デジタルカメラ10は、ボディ本体20と、このボディ本体20に着脱可能(レンズ交換可能)な撮影レンズ30とを備えている。撮影レンズ30は、被写体側(図1中の左側)から像面側(図1中の右側)に向かって順に、撮影レンズ群(撮影光学系、移動部材、振れ補正部材)31と、絞り(撮影光学系)32とを備えている。ボディ本体20は、被写体側(図1中の左側)から像面側(図1中の右側)に向かって順に、シャッタ(撮影光学系)21と、イメージセンサ(移動部材、振れ補正部材)22とを備えている。またボディ本体20は、撮影レンズ30への装着状態で絞り32とシャッタ21を駆動制御する絞り/シャッタ駆動回路23を備えている。撮影レンズ群31から入射し、絞り32とシャッタ21を通った被写体光束による被写体像が、イメージセンサ22の受光面上に形成される。イメージセンサ22の受光面上に形成された被写体像は、マトリックス状に配置された多数の画素によって、電気的な画素信号に変換され、画像データ(静止画像データ、動画像データ)としてDSP(コンピュータ)40に出力される。DSP40は、イメージセンサ22から入力した画像データに所定の画像処理を施して、これをLCD24に表示し、画像メモリ25に記憶する。なお、図1では、撮影レンズ群31が単レンズからなるように描いているが、実際の撮影レンズ群31は、例えば、固定レンズ、変倍時に移動する変倍レンズフォーカシング時に移動するフォーカシングレンズなどの複数枚レンズからなる。

0028

図示は省略しているが、イメージセンサ22は、パッケージと、このパッケージに収納される固体撮像素子チップと、この固体撮像素子チップを密封保護するようにパッケージに固定される蓋部材とを含む複数の構成要素からなる。本明細書において、「イメージセンサ(移動部材、像振れ補正部材)22を撮影光学系の光軸Zと直交する平面内で駆動する」とは、イメージセンサ(移動部材、像振れ補正部材)22の複数の構成要素のうち被写体光束が通過(または入射)する少なくとも一部の構成要素を撮影光学系の光軸Zと直交する平面内で駆動することを意味する。

0029

撮影レンズ30は、撮影レンズ群31の解像力MTF)情報や絞り32の開口径(絞り値)情報などの各種情報を記憶した通信用メモリ33を搭載している。撮影レンズ30をボディ本体20に装着した状態では、通信用メモリ33が記憶した各種情報がDSP40に読み込まれる。

0030

ボディ本体20は、DSP40に接続させて、撮影操作スイッチ26とローパスフィルタ操作スイッチ27を備えている。撮影操作スイッチ26は、電源スイッチやレリーズスイッチなどの各種スイッチからなる。ローパスフィルタ操作スイッチ27は、イメージセンサ22を撮影光学系の光軸Zと直交する平面内(以下、光軸直交平面内と呼ぶことがある)で駆動するローパスフィルタ動作のオンオフ切替え、ローパスフィルタ動作に関する各種設定などを行うためのスイッチである。イメージセンサ22のローパスフィルタ動作については後に詳細に説明する。

0031

ボディ本体20は、DSP40に接続させて、ジャイロセンサ(振れ検出部)28を備えている。ジャイロセンサ28は、ボディ本体20に加わる移動角速度(X軸とY軸周り)を検出することで、該ボディ本体20の光軸直交平面内の振れを示す振れ検出信号を検出する。ジャイロセンサ28による振れ検出信号は、DSP40を介して、後述するイメージセンサ駆動回路60に出力される。

0032

ボディ本体20は、DSP40に接続させて、姿勢情報取得部(姿勢情報検出部)29Xを備えている。この姿勢情報取得部(姿勢情報検出部)29Xは、ボディ本体20に加わる加速度(X軸とY軸とZ軸)を検出することで、イメージセンサ22(ボディ本体20)の姿勢情報を取得(検出)する。

0033

図2に示すように、姿勢情報取得部29Xは、イメージセンサ22(ボディ本体20)の姿勢情報として、重力方向を含む面を基準面としたときの該基準面の重力方向からの傾き角(θ°)を取得する。イメージセンサ22は、平板状をなしており、ボディ本体20が水平状態撮影光軸が水平である)ときには、イメージセンサ22の板面が光軸と直交している。すなわち、イメージセンサ22の撮像面を基準平面22Pとすると、この基準平面22Pは光軸と直交している。傾き角(θ°)は、ボディ本体20を水平方向に向けたときの基準面22Pの位置(イメージセンサ22の撮像面を重力方向に向けた位置)を基準位置としたときに、基準面22Pの基準位置からの傾き角であり、正負の概念が無い値(鉛直方向(重力方向)からの傾き角の絶対値)として使用する。姿勢情報取得部29Xが取得したイメージセンサ22(ボディ本体20)の傾き角(θ°)は、後述するDSP40の信号特性制御部(信号特性補正部)42に出力される。図2(及び図7図8)では、イメージセンサ22の傾動中心がイメージセンサ22の底面22Bの光軸方向の端部に存在すると仮定している。

0034

ボディ本体20は、DSP40に接続させて、マイクロフォン(音声記録部)29Yおよび音声処理部29Zを備えている。マイクロフォン29Yは、動画撮影時にイメージセンサ22による動画像と一緒に音声を記録するためのものである。音声処理部29Zは、マイクロフォン29Yによる記録音声にノイズフィルタリング特定周波数ゲインを落とすといったような音声処理を施すものである。

0035

図1図3図4に示すように、イメージセンサ22は、撮影光学系の光軸Zと直交するX軸方向とY軸方向(直交二方向)に移動可能に像振れ補正装置(駆動機構)50に搭載されている。像振れ補正装置50は、ボディ本体20のシャーシなどの構造物に固定される固定支持基板51と、イメージセンサ22を支持した、固定支持基板51に対してスライド可能な可動ステージ52と、固定支持基板51の可動ステージ52との対向面に固定した磁石M1、M2、M3と、固定支持基板51に可動ステージ52を挟んで各磁石M1、M2、M3と対向させて固定した、各磁石M1、M2、M3との間に磁気回路を構成する磁性体からなるヨークY1、Y2、Y3と、可動ステージ52に固定した、前記磁気回路の磁界内において電流を受けることにより駆動力を発生する駆動用コイルC1、C2、C3を有し、駆動用コイルC1、C2、C3に交流駆動信号交流電圧)を流す(印加する)ことにより、固定支持基板51に対して可動ステージ52(イメージセンサ22)が光軸直交平面内で駆動するようになっている。駆動用コイルC1、C2、C3に流す交流駆動信号は、DSP40(信号特性制御部42)による制御の下、後述するイメージセンサ駆動回路(駆動信号生成部)60によって生成される。イメージセンサ駆動回路60の構成及び該イメージセンサ駆動回路60が生成する交流駆動信号については後に詳細に説明する。

0036

本実施形態では、磁石M1、ヨークY1及び駆動用コイルC1からなる磁気駆動手段と、磁石M2、ヨークY2及び駆動用コイルC2からなる磁気駆動手段(2組の磁気駆動手段)とがイメージセンサ22の長手方向(水平方向、X軸方向)に所定間隔で配置され、磁石M3、ヨークY3及び駆動用コイルC3からなる磁気駆動手段(1組の磁気駆動手段)がイメージセンサ22の長手方向と直交する短手方向(鉛直(垂直)方向、Y軸方向)に配置されている。

0037

さらに固定支持基板51には、各駆動用コイルC1、C2、C3の近傍(中央空間部)に、磁石M1、M2、M3の磁力を検出して可動ステージ52(イメージセンサ22)の光軸直交平面内の位置を示すホール出力信号(位置検出信号)を出力(検出)するホールセンサ位置検出部)H1、H2、H3が配置されている。ホールセンサH1、H2により可動ステージ52(イメージセンサ22)のY軸方向位置及び傾き(回転)が検出され、ホールセンサH3により可動ステージ52(イメージセンサ22)のX軸方向位置が検出される。DSP40は、後述するイメージセンサ駆動回路60を介して、ジャイロセンサ28が検出したボディ本体20の光軸直交平面内の振れを示す振れ検出信号と、ホールセンサH1、H2、H3が出力したイメージセンサ22の光軸直交平面内の位置を示すホール出力信号とに基づいて、像振れ補正装置50によってイメージセンサ22を光軸直交平面内で駆動する。これにより、イメージセンサ22上への被写体像の結像位置変位させて、手振れに起因する像振れを補正することができる。本実施形態ではこの動作を「イメージセンサ22の像振れ補正動作(像振れ補正駆動)」と呼ぶ。

0038

本実施形態の像振れ補正装置50は、撮影光学系の光軸Zと直交する平面内において所定軌跡を描くようにイメージセンサ22を駆動して、被写体光束をイメージセンサ22の検出色の異なる複数の画素に入射させることにより、光学的なローパスフィルタ効果(以下、LPF効果と呼ぶことがある)を与える。本実施形態ではこの動作を「イメージセンサ22のローパスフィルタ動作(LPF動作、LPF駆動)」と呼ぶ。

0039

本実施形態の像振れ補正装置50は、イメージセンサ22をその像振れ補正動作範囲(像振れ補正駆動範囲)の中央位置で保持する「イメージセンサ22の中央保持動作(中央保持駆動)」を実行する。例えば、「イメージセンサ22の像振れ補正動作(像振れ補正駆動)」と「イメージセンサ22のLPF動作(LPF駆動)」がともにオフの場合には、「イメージセンサ22の中央保持動作(中央保持駆動)」のみをオンにして撮影が行われる(像振れ補正を行わなくても中央保持は行う)。

0040

「イメージセンサ22の像振れ補正動作(像振れ補正駆動)」、「イメージセンサ22のLPF動作(LPF駆動)」及び「イメージセンサ22の中央保持動作(中央保持駆動)」は、これらの合成動作(合成駆動)として像振れ補正装置50によって実現される態様、あるいは、これらのいずれか1つの動作(駆動)のみが単独で像振れ補正装置50によって実現される態様が可能である。

0041

図5(A)、(B)を参照して、像振れ補正装置50が、所定軌跡を描くようにイメージセンサ22を駆動して、該イメージセンサ22によってLPF効果を与えるLPF動作について説明する。同図において、イメージセンサ22は、受光面にマトリックス状に所定の画素ピッチPで配置された多数の画素22aを備え、各画素22aの前面にベイヤ配列カラーフィルタR、G、Bのいずれかが配置されている。各画素22aは、前面のいずれかのカラーフィルタR、G、Bを透過して入射した被写体光線の色を検出、つまり、色成分(色帯域)の光を光電変換し、その強さ(輝度)に応じた電荷蓄積する。

0042

図5(A)は、イメージセンサ22を、撮影光学系の光軸Zを中心とする回転対称な正方形軌跡を描くように駆動する場合を示している。この正方形軌跡は、例えば、イメージセンサ22の画素ピッチPを一辺とした正方形の閉じた経路とすることができる。図5(A)では、イメージセンサ22を、画素22aの互いに直交する並び方向の一方(鉛直方向)と平行なY軸方向、他方(水平方向)と平行なX軸方向に1画素ピッチP単位で交互にかつ正方形経路となるように移動させている。

0043

図5(B)は、イメージセンサ22を、撮影光学系の光軸Zを中心とする回転対称な円形軌跡を描くように駆動する場合を示している。この円形軌跡は、イメージセンサ22の画素ピッチPの21/2/2倍を半径rとする円形の閉じた経路とすることができる。

0044

図5(A)、(B)のように、露光中にイメージセンサ22を正方形または円形の所定軌跡を描くように駆動すると、各カラーフィルタR、G、B(画素22a)の中央に入射した被写体光線(光束)が、4個のカラーフィルタR、G、B、Gに均等に入射するので、光学的なローパスフィルタと同等の効果が得られる。つまり、どのカラーフィルタR、G、B、G(画素22a)に入射した光線も、必ずその周辺のカラーフィルタR、G、B、G(画素22a)に入射するので、恰も光学的なローパスフィルタを光線が通過したのと同等の効果(LPF効果)が得られる。

0045

さらに、イメージセンサ22の駆動範囲を段階的に切り替える(正方形軌跡の場合は一辺の長さを異ならせ、円形軌跡の場合は半径rを異ならせる)ことで、イメージセンサ22によるLPF効果の強弱を段階的に切り替えることができる。つまり、正方形軌跡の一辺または円形軌跡の半径rを長くする(被写体光線が入射するイメージセンサ22の検出色の異なる画素22a(カラーフィルタR、G、B、G)に入射する画素22aの範囲を拡大する)ことでLPF効果が強くなり、一方、正方形軌跡の一辺または円形軌跡の半径rを短くする(被写体光線が入射するイメージセンサ22の検出色の異なる画素22a(カラーフィルタR、G、B、G)に入射する画素22aの範囲を縮小する)ことでLPF効果が弱くなる。イメージセンサ(移動部材)22の駆動範囲ならびにLPF効果は、イメージセンサ(移動部材)22を駆動するための駆動信号の信号特性(例えば駆動周波数や駆動振幅など)を変更することにより細かく制御することができる。

0046

イメージセンサ22の駆動範囲ならびにLPF効果の切り替えは、例えば、ローパスフィルタ操作スイッチ27の手動操作により行う態様、あるいはDSP40が種々の撮影条件パラメータに基づいて自動で行う態様が可能であり、その態様には自由度がある。

0047

図1図3図6に示すように、デジタルカメラ10は、駆動用コイルC1、C2、C3に交流駆動信号を流すことで、像振れ補正装置50を介してイメージセンサ22を光軸直交平面内で駆動するイメージセンサ駆動回路(駆動信号生成部)60を有している。このイメージセンサ駆動回路60の動作全般はDSP40によって制御される。

0048

図6に示すように、イメージセンサ駆動回路60は、加算部61と、ゲイン部62と、微小振動用信号生成部63と、LPFスイッチ64と、重畳合成部65と、コントローラ66とを有している。
加算部61は、ジャイロセンサ28が検出したボディ本体20の光軸直交平面内の振れを示す振れ検出信号に加算処理を施す。
ゲイン部62は、加算部61が加算処理を施した振れ検出信号を増幅する。ゲイン部62は、撮影レンズ30とのレンズ通信で取得した該撮影レンズ30の焦点距離情報に応じて、加算部61が加算処理を施した振れ検出信号を増幅する。つまり、撮影レンズ30の焦点距離情報は、ゲイン部62が振れ検出信号を増幅するためのゲインに含まれる。
微小振動用信号生成部63は、イメージセンサ22を光軸直交平面内で微小振動させてLPF効果を得るための微小振動用信号を生成する。
LPFスイッチ64は、微小振動用信号生成部63が生成した微小振動用信号の通過と遮断を切り替えることにより、イメージセンサ22を光軸直交平面内で微小振動させてLPF効果を得るか否かを切り替えるためのスイッチである。
重畳合成部65は、微小振動用信号生成部63が生成した微小振動用信号と、加算部61が加算処理を施してゲイン部62が増幅した振れ検出信号とを重畳合成することにより、像振れ補正装置50を介してイメージセンサ22を光軸直交平面内で駆動するための駆動信号を生成する。
コントローラ66は、重畳合成部65が生成した駆動信号を駆動用コイルC1、C2、C3に流すことで、イメージセンサ22を光軸直交平面内で駆動して、イメージセンサ22に像振れ補正動作とLPF動作を実行させる。コントローラ66によるコントロールの方式としては例えばPID制御などが考えられる。PID制御からはPWM制御で駆動用コイルC1、C2、C3を駆動するためのデューティ比が出力される。

0049

ところで、本実施形態のイメージセンサ(移動部材)22は、自身の駆動を確保するために、光軸方向の僅かなクリアランス(遊び)を持った状態で支持されている(例えば図10を参照)。このため、イメージセンサ22(ボディ本体20)の姿勢によっては、イメージセンサ22の駆動時に、イメージセンサ22が光軸方向の僅かなクリアランス(遊び)の範囲内で振動する(図10の例では移動部材が転動球の間で衝突を繰り返す)おそれが高い。イメージセンサ22が振動すると、その振動がボディ本体20を介してユーザの手に伝達されて不快感を与える、動画撮影時にはその記録音声に振動音がノイズとして含まれる、といった悪影響が生じてしまう。

0050

本実施形態では、この点を重要な技術課題として捉えて、たとえイメージセンサ22が光軸方向に振動したとしても、その振動の悪影響を最小限に抑えつつ好適なローパスフィルタ効果を得るための特殊制御を実行する。以下では、その特殊制御を実行するためのDSP40の構成について説明する。DSP40による特殊制御を実行するためのプログラムは、図示しない記憶手段に記憶されている。

0051

図1に示すように、DSP40は、信号特性制御部(信号特性補正部)42と、フォーカシングレンズ駆動部44と、音声処理制御部46とを有している。

0052

信号特性制御部(信号特性補正部)42は、姿勢情報取得部29Xが取得したイメージセンサ22(ボディ本体20)の姿勢情報に応じて、イメージセンサ駆動回路60が生成する駆動信号の信号特性を制御(補正)する。本実施形態では、信号特性制御部(信号特性補正部)42は、イメージセンサ駆動回路60が生成する駆動信号の駆動周波数と駆動振幅の少なくとも一方を制御(補正)する。

0053

図7図9に示すように、信号特性制御部42は、姿勢情報取得部29Xが取得したイメージセンサ22(ボディ本体20)の傾き角(θ°)が基準角(0°)と所定の臨界角(θc°)との間にあるとき(0°≦θ°≦θc°)は、その傾き角(θ°)が大きくなるに連れて、イメージセンサ駆動回路60が生成する駆動信号の駆動振幅を大きくし、その傾き角(θ°)が小さくなるに連れて、イメージセンサ駆動回路60が生成する駆動信号の駆動振幅を小さくする。

0054

図8図9に示すように、信号特性制御部42は、姿勢情報取得部29Xが取得したイメージセンサ22(ボディ本体20)の傾き角(θ°)が所定の臨界角(θc°)を超えたとき(θ°>θc°)は、イメージセンサ駆動回路60が生成する駆動信号の駆動振幅を一定に維持する。

0055

本発明者は、鋭意研究の結果、カメラに仰俯角が付いている場合(傾き角(θ°)がある程度大きい場合)には、重力により押さえつける力が発生するため、イメージセンサ22が光軸方向に振動する現象が起き難く、逆に、カメラに仰俯角が付いていない場合(傾き角(θ°)がゼロに近い場合)には、真下に重力が掛かるため、イメージセンサ22が光軸方向に振動する現象が起き易いことを見出した。そしてこの知見に基づき、カメラに仰俯角が付いていてイメージセンサ22が光軸方向に振動する現象が起き難いときには、駆動信号の駆動振幅を大きくしてLPF効果(モアレや偽色の除去効果)を最大限に発揮させ(LPF優先モード)、カメラに仰俯角が付いておらずイメージセンサ22が光軸方向に振動する現象が起き易いときには、駆動信号の駆動振幅を小さくして(LPF効果が減少してもLPF駆動自体は維持して)振動の悪影響(振動や騒音の問題)を最小限に抑えるようにしている(振動騒音防止優先モード)。

0056

フォーカシングレンズ駆動部44は、姿勢情報取得部29Xが取得したイメージセンサ22(ボディ本体20)の姿勢情報に応じて、撮影レンズ群(撮影光学系)の少なくとも一部をなすフォーカシングレンズを駆動する。
例えば、カメラに仰俯角が付いていない場合(傾き角(θ°)がゼロに近い場合)には、駆動信号の駆動振幅を小さくすることによるLPF効果への影響(LPF効果の減少)を防止するために、フォーカシングレンズを駆動してフォーカスピント)を数パルス分ずらすことで、モアレや偽色の発生を緩和することができる。

0057

音声処理制御部46は、姿勢情報取得部29Xが取得したイメージセンサ22(ボディ本体20)の姿勢情報に応じて、音声処理部29Zによる音声処理を制御する。
例えば、カメラに仰俯角が付いていない場合(傾き角(θ°)がゼロに近い場合)には、騒音の問題が発生し易いので、マイクロフォン29Yによる記録音声にノイズフィルタリングや特定周波数(騒音周波数)のゲインを落とすといったような音声処理を施して音を拾い難くする。これにより、駆動信号の駆動振幅を落とす量(LPF効果を落とす量)を小さく抑えることができる。
逆に、カメラに仰俯角が付いている場合(傾き角(θ°)がある程度大きい場合)には、騒音の問題が発生し難いので、マイクロフォン29Yによる記録音声にノイズフィルタリングや特定周波数(騒音周波数)のゲインを落とすといったような音声処理を施すことなく音を拾い易くする。これにより、高品質な音声を含む動画撮影が可能になる。

0058

ここで、フォーカシングレンズ駆動部44によるフォーカシング駆動量および音声処理制御部46による音声処理制御量は、姿勢情報取得部29Xが取得したイメージセンサ22(ボディ本体20)の傾き角(θ°)に応じて徐々に変化させることができる。

0059

このように本実施形態のデジタルカメラ(撮影装置)10では、イメージセンサ駆動回路(駆動信号生成部)60が、像振れ補正装置(駆動機構)50を介してイメージセンサ(移動部材)22を駆動するための駆動信号を生成し、姿勢情報取得部29Xが、イメージセンサ22(ボディ本体20)の姿勢情報を取得し、信号特性制御部(信号特性補正部)42が、姿勢情報取得部29Xが取得したイメージセンサ22(ボディ本体20)の姿勢情報に応じて、イメージセンサ駆動回路(駆動信号生成部)60が生成する駆動信号の信号特性を制御(補正)する。これにより、イメージセンサ(移動部材)22が駆動時に光軸方向に振動したとしても、その振動の悪影響を最小限に抑えつつ好適なローパスフィルタ効果を得ることができる。

0060

以上の実施形態では、信号特性制御部42が、姿勢情報取得部29Xが取得したイメージセンサ22(ボディ本体20)の傾き角(θ°)が所定の臨界角(θc°)を超えたとき(θ°>θc°)は、イメージセンサ駆動回路60が生成する駆動信号の駆動振幅を一定に維持する場合を例示して説明した(図8図9)。
しかし、信号特性制御部42は、所定の臨界角(θc°)を基準にすることなく、姿勢情報取得部29Xが取得したイメージセンサ22(ボディ本体20)の傾き角(θ°)が大きくなるに連れて、イメージセンサ駆動回路60が生成する駆動信号の駆動振幅を大きくし、姿勢情報取得部29Xが取得したイメージセンサ22(ボディ本体20)の傾き角(θ°)が小さくなるに連れて、イメージセンサ駆動回路60が生成する駆動信号の駆動振幅を小さくすることも可能である。

0061

以上の実施形態では、信号特性制御部(信号特性補正部)42が、姿勢情報取得部29Xが取得したイメージセンサ22(ボディ本体20)の姿勢情報に応じて、イメージセンサ駆動回路60が生成する駆動信号の駆動振幅を制御(補正)する場合を例示して説明した。
しかし、信号特性制御部(信号特性補正部)42は、姿勢情報取得部29Xが取得したイメージセンサ22(ボディ本体20)の姿勢情報に応じて、イメージセンサ駆動回路60が生成する駆動信号の駆動周波数、あるいは、駆動周波数と駆動振幅の双方を制御(補正)することも可能である。

0062

以上の実施形態では、イメージセンサ22を「移動部材」として、このイメージセンサ22を光軸直交平面内で駆動する態様を例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、撮影レンズ群(撮影光学系)31の少なくとも一部をなす光学要素を「移動部材」として、この光学要素を撮影レンズ30内に設けたボイスコイルモータ(駆動機構)によって光軸直交平面内で駆動する態様も可能である。あるいは、イメージセンサ22と撮影レンズ群(撮影光学系)31の少なくとも一部をなす光学要素の双方を「移動部材」として、これらを光軸直交平面内で駆動する態様も可能である。いずれの態様であっても、イメージセンサ22上への被写体像の結像位置を変位させて像振れを補正するとともに、被写体光束をイメージセンサ22の検出色の異なる複数の画素に入射させて光学的なローパスフィルタ効果を得ることができる。

0063

以上の実施形態では、像振れ補正動作及びLPF動作を実行するために、像振れ補正装置(駆動機構)50を介してイメージセンサ(移動部材)22を光軸直交平面内で駆動する場合を例示して説明したが、イメージセンサ(移動部材)22を駆動する方向はこれに限定されず、撮影光学系の光軸と異なる方向であればよい。

0064

以上の実施形態では、単一(共通)の像振れ補正装置(駆動機構)50を介してイメージセンサ22を光軸直交平面内で駆動することで、イメージセンサ22による像振れ補正動作とLPF動作を実行する場合を例示して説明したが、LPF動作を実行させるための駆動系をピエゾ駆動装置などによって独立して設ける態様も可能である。

0065

以上の実施形態では、DSP40とイメージセンサ駆動回路60を別々の構成要素(ブロック)として描いているが、これらを単一の構成要素(ブロック)として実現する態様も可能である。

0066

以上の実施形態では、像振れ補正装置(駆動機構)50の構成として、固定支持基板51に磁石M1、M2、M3及びヨークY1、Y2、Y3を固定し、可動ステージ52に駆動用コイルC1、C2、C3を固定した場合を例示して説明したが、この位置関係を逆にして、可動ステージに磁石及びヨークを固定し、固定支持基板に駆動用コイルを固定する態様も可能である。

0067

以上の実施形態では、イメージセンサ22が描く所定軌跡を、撮影光学系の光軸Zを中心とする回転対称な正方形軌跡または円形軌跡とした場合を例示して説明したが、これに限定されず、例えば、撮影光学系の光軸Zと直交する平面内における直線往復移動軌跡としてもよい。

0068

以上の実施形態では、ボディ本体20と撮影レンズ30を着脱可能(レンズ交換可能)とする態様を例示して説明したが、ボディ本体20と撮影レンズ30を着脱不能(レンズ交換不能)とする態様も可能である。

0069

10デジタルカメラ(撮影装置)
20 ボディ本体
21シャッタ(撮影光学系)
22イメージセンサ(移動部材、振れ補正部材)
22a画素
22P基準平面(撮像面)
22B 底面
R G Bカラーフィルタ
23絞り/シャッタ駆動回路
24 LCD
25画像メモリ
26撮影操作スイッチ
27ローパスフィルタ操作スイッチ
28ジャイロセンサ(振れ検出部)
29X姿勢情報取得部(姿勢情報検出部)
29Yマイクロフォン(音声記録部)
29Z音声処理部
30撮影レンズ
31撮影レンズ群(撮影光学系、移動部材、振れ補正部材、フォーカシングレンズ)
32 絞り(撮影光学系)
33通信用メモリ
40 DSP
42信号特性制御部(信号特性補正部)
44 フォーカシングレンズ駆動部
46 音声処理制御部
50 像振れ補正装置(駆動機構)
51固定支持基板
52可動ステージ
M1 M2 M3磁石
Y1 Y2 Y3ヨーク
C1 C2 C3駆動用コイル
H1 H2 H3ホールセンサ(位置検出部)
60 イメージセンサ駆動回路(駆動信号生成部)
61加算部
62ゲイン部
63微小振動用信号生成部
64LPFスイッチ
65重畳合成部
66 コントローラ

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