(57)【要約】【課題】振動補正制御回路において省電力を実現する。【解決手段】撮像装置の振動を検出する振動検出素子１０２から出力される振動検出信号をデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換手段２０と、アナログ／デジタル変換手段２０でデジタル化された振動検出信号に基づいて撮像装置の移動量を求めるジャイロフィルタ２２と、光学部品又は撮像素子の現在の位置と移動量とに基づいてステッピングモータ１０４の回転駆動量を求める回転制御手段２４と、回転駆動量に応じてステッピングモータ１０４を各位相に回転駆動するパルス信号を生成して出力するステッピング制御手段１６と、を備え、ステッピング制御手段２６は、ステッピングモータ１０４の同一の位相に対してパルス信号をハイレベルにする期間とローレベルにする期間との比をパルス幅変調可能とする。【選択図】図１
2010032967.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動に応じて撮像装置の光学部品又は撮像素子をステッピングモータにより駆動して、振動による撮像への影響を低減させる振動補正制御回路であって、
撮像装置の振動を検出する振動検出素子から出力される振動検出信号をデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換部と、
前記アナログ／デジタル変換部でデジタル化された前記振動検出信号に基づいて撮像装置の移動量を求めるジャイロフィルタと、
前記光学部品又は前記撮像素子の現在の位置と、前記移動量と、に基づいて、前記ステッピングモータの回転駆動量を求める回転制御部と、
前記回転駆動量に応じて、前記ステッピングモータを各位相に回転駆動するパルス信号を生成して出力するステッピング制御部と、を備え、
前記ステッピング制御部は、前記ステッピングモータの同一の位相に対して前記パルス信号をハイレベルにする期間とローレベルにする期間との比をパルス幅変調可能であることを特徴とする振動補正制御回路。
【請求項２】
請求項１に記載の振動補正制御回路であって、
前記ステッピングモータは、複数のコイルに流れる電流の比により回転の位相が制御され、
前記ステッピング制御部で生成される前記パルス信号は前記複数のコイルに流れる電流値を決定するものであり、
前記ステッピング制御部は、前記ステッピングモータの同一の位相に対して前記複数のコイルに流れる電流の比が変化しないように前記パルス信号をハイレベルにする期間とローレベルにする期間との比を変更可能であることを特徴とする振動補正制御回路。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の振動補正制御回路であって、
前記ステッピング制御部は、前記ステッピングモータの１つの相に対して前記パルス信号を２つ生成して出力し、前記２つのパルス信号の差に応じて前記ステッピングモータを各位相に回転制御することを特徴とする振動補正制御回路。
【請求項４】
光学部品と、撮像素子と、
撮像装置の振動を検出する振動検出素子から出力される振動検出信号をデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換部と、
前記アナログ／デジタル変換部でデジタル化された前記振動検出信号に基づいて撮像装置の移動量を求めるジャイロフィルタと、
前記光学部品又は前記撮像素子の現在の位置と、前記移動量と、に基づいて、前記ステッピングモータの回転駆動量を求める回転制御部と、
前記回転駆動量に応じて、前記ステッピングモータを各位相に回転駆動するパルス信号を生成して出力するステッピング制御部と、を備え、
前記ステッピング制御部は、前記ステッピングモータの同一の位相に対して前記パルス信号をハイレベルにする期間とローレベルにする期間との比をパルス幅変調可能であることを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に組み込まれる振動補正制御回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮像装置は、それに備わる撮像素子の画素数を増加させることによって高画質化を実現している。その一方で、撮像装置の高画質化を実現する他の方法として、撮像装置を持つ手のぶれによって生じる被写体のぶれを防止するために、撮像装置は手振れ補正機能を備えることが望まれている。
【０００３】
具体的には、撮像装置はジャイロセンサなどの検出素子を備え、撮像装置の振動によって生じる角速度成分に応じてレンズや撮像素子などの光学部品を駆動して被写体のぶれを防止する。これによって、撮像装置が振動しても、取得される映像信号に振動の成分が反映されることはなく、像ぶれのない高画質な映像信号を取得することができる。
【０００４】
図１３に、ステッピングモータを用いた手振れ補正駆動機構を備えた撮像装置の構成図を示す（特許文献１）。この構成では、Ｘジャイロ１０、Ｙジャイロ１２で検出された撮像装置の振動の角速度を受けて、ＣＰＵ１４が角速度を撮像装置の移動量を示す角度に変換し、その角度の情報に応じたモータ駆動パルス（ステッピングモータの制御信号）を生成してモータドライバ１６に出力する。モータドライバ１６は、モータ駆動パルスに応じたコイル電流を発生させてステッピングモータ１８を駆動させる。ステッピングモータ１８には光学部品又は撮像素子が連結されており、ステッピングモータ１８の駆動により撮像装置の振動を補償するように光学部品又は撮像素子の位置が補正される。
【０００５】
ステッピングモータを用いた手振れ補正機構は、ボイスコイルモータ等の他のモータを用いたものに比べて、撮像装置に設ける部品点数が少ない。ボイスコイルモータを用いる場合、撮像装置は、レンズ等の光学部品の位置を検出するためにホール素子と、ホール素子の出力する信号を処理する信号処理回路と、を備える。ステッピングモータを用いる場合は、上記のホール素子や信号処理回路が不要となり、撮像装置のコストを低下させることができる。また、ステッピングモータを用いた手振れ補正機構は、ボイスコイルモータを用いたものとは部品構成が異なるため、モータの駆動を制御する制御回路の構成も異なる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２０８８７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、撮像装置により撮像を行う際に被写体の種類等に応じて撮像のモードを変更し、撮像に適した条件で撮像を行うことが望まれている。例えば、高画質で撮像を行う場合には光学部品や撮像素子の位置を細かく制御し、手振れ等の撮像への影響をより高い精度で抑制し、低画質で撮像を行う場合には光学部品や撮像素子の位置を大まかに制御し、より高速な撮像を可能とすることが望まれる場合がある。
【０００８】
また、振動補正制御系において高速制御を行うためにステッピングモータのトルクを高めたモードが必要とされるが、一方、振動補正制御系での消費電力を抑えた省電力モードが必要とされる場合もある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の１つの態様は、振動に応じて撮像装置の光学部品又は撮像素子をステッピングモータにより駆動して、振動による撮像への影響を低減させる振動補正制御回路であって、撮像装置の振動を検出する振動検出素子から出力される振動検出信号をデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換部と、前記アナログ／デジタル変換部でデジタル化された前記振動検出信号に基づいて撮像装置の移動量を求めるジャイロフィルタと、前記光学部品又は前記撮像素子の現在の位置と、前記移動量と、に基づいて、前記ステッピングモータの回転駆動量を求める回転制御部と、前記回転駆動量に応じて、前記ステッピングモータを各位相に回転駆動するパルス信号を生成して出力するステッピング制御部と、を備え、前記ステッピング制御部は、前記ステッピングモータの同一の位相に対して前記パルス信号をハイレベルにする期間とローレベルにする期間との比をパルス幅変調可能であることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の別の態様は、光学部品と、撮像素子と、撮像装置の振動を検出する振動検出素子から出力される振動検出信号をデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換部と、前記アナログ／デジタル変換部でデジタル化された前記振動検出信号に基づいて撮像装置の移動量を求めるジャイロフィルタと、前記光学部品又は前記撮像素子の現在の位置と、前記移動量と、に基づいて、前記ステッピングモータの回転駆動量を求める回転制御部と、前記回転駆動量に応じて、前記ステッピングモータを各位相に回転駆動するパルス信号を生成して出力するステッピング制御部と、を備え、前記ステッピング制御部は、前記ステッピングモータの同一の位相に対して前記パルス信号をハイレベルにする期間とローレベルにする期間との比をパルス幅変調可能であることを特徴とする撮像装置である。
【００１１】
また、前記ステッピングモータは、複数のコイルに流れる電流の比により回転の位相が制御され、前記ステッピング制御部で生成される前記パルス信号は前記複数のコイルに流れる電流値を決定するものであり、前記ステッピング制御部は、前記ステッピングモータの同一の位相に対して前記複数のコイルに流れる電流の比が変化しないように前記パルス信号をハイレベルにする期間とローレベルにする期間との比を変更可能であることが好適である。
【００１２】
また、前記ステッピング制御部は、前記ステッピングモータの１つの相に対して前記パルス信号を２つ生成して出力し、前記２つのパルス信号の差に応じて前記ステッピングモータを各位相に回転制御することが好適である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ステッピングモータにより光学部品又は撮像素子を駆動することによって振動を補正するための振動補正制御回路において、ステッピングモータによる振動の補正の精度を変更することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の実施形態における振動補正制御回路１００は、図１に示すように、アナログ／デジタル変換部（ＡＤＣ）２０、ジャイロフィルタ２２、回転制御部２４及びステッピング制御部２６を含んで構成される。
【００１５】
振動補正制御回路１００は、振動検出素子１０２及びステッピングモータ１０４に接続される。振動検出素子１０２は、ヨー方向及びピッチ方向の２軸に沿って振動の成分を直交変換可能なように少なくとも２軸以上に対して設けられる。振動検出素子１０２は、例えば、ジャイロセンサを含んで構成される。通常、撮像装置のヨー方向（Ｘ軸方向）及びピッチ方向（Ｙ軸方向）について振動を検出できるように振動検出素子１０２を設置する。振動検出素子１０２の出力信号に基づいてヨー方向（Ｘ軸方向）及びピッチ方向（Ｙ軸方向）にレンズ１０６の位置が制御される。
【００１６】
なお、以下の説明では、撮像装置のレンズ１０６をＸ軸方向に駆動するための振動補正制御回路１００について説明するが、振動補正制御回路１００は、撮像装置の振動を補正するための光学部品又は撮像素子の駆動軸毎に設けられ、撮像装置のレンズ１０６をＹ軸方向等の他の軸方向に駆動するための振動補正制御回路も同様に構成することができる。
【００１７】
ＡＤＣ２０は、振動検出素子１０２、例えばジャイロセンサから出力されたアナログの角速度信号をデジタル信号に変換する。具体的には、振動検出素子１０２で検出される振動のＸ軸成分の信号（Ｇｙｒｏ−Ｘ）をデジタル化して出力する。ＡＤＣ２０は、信号（Ｇｙｒｏ−Ｘ）をジャイロフィルタ２２へ出力する。
【００１８】
ジャイロフィルタ２２は、角速度信号（Ｇｙｒｏ−Ｘ）に含まれる直流成分を除去し、撮像装置の振動が反映された角速度信号の交流成分を抽出する。この処理には、デジタルフィルタの一種であるタップフィルタを適用することができる。また、ジャイロフィルタ２２は積分回路を備え、角速度信号（Ｇｙｒｏ−Ｘ）を積分して、撮像装置の移動量を示す角度信号を生成する。積分回路は、デジタルフィルタを含んで構成することが好適であり、設定されたフィルタ係数に応じたフィルタ処理を行うことによって角速度信号を９０°だけ遅延させて角度信号、つまり撮像装置の移動量を求める。角度信号は回転制御部２４へ入力される。
【００１９】
回転制御部２４は、図２に示すように、ステップ数換算手段２４Ａ、ステップ数管理手段２４Ｂ、比較手段２４Ｃ、移動ステップ決定手段２４Ｄ及び基準点検出手段２４Ｅを含んで構成される。回転制御部２４は、撮像装置に組み込まれたＣＰＵにより各手段における処理を行うことにより実現することができる。
【００２０】
まず、撮像装置を起動した初期設定時について説明する。初期設定時には、基準点検出手段２４Ｅは外部から基準点判別信号を受けて、ステップ数管理手段２４Ｂ及び移動ステップ決定手段２４Ｄへ基準点検出信号を出力する。移動ステップ決定手段２４Ｄは、基準点検出信号に応じた初期駆動量を示す初期駆動ステップ数を出力する。初期駆動ステップ数はステッピング制御部２６へ入力され、初期駆動ステップ数に応じたステップ数だけステッピングモータ１０４が回転させられ、レンズ１０６が初期位置、つまり、レンズ１０６の光学原点に移動させられる。ステッピング制御部２６での処理については後述する。
【００２１】
また、初期設定が完了した時には、ステップ数管理手段２４Ｂは、現在のレンズ１０６の位置を示す累積ステップ数を０にリセットする。
【００２２】
次に、撮像装置により撮像を行う際の振動補正制御時の処理について説明する。振動補正制御時には、ステップ数換算手段２４Ａは、ジャイロフィルタ２２から角度信号を受けて、角度信号に応じて振動（手振れ）を補償するために必要なレンズ１０６の駆動量を示す目標ステップ数を求めて出力する。例えば、レンズ１０６の可動範囲が、ステッピングモータ１０４によって＋Ｎｍａｘステップから−Ｎｍａｘステップまでレンズ１０６を可動させることが可能であって、ジャイロフィルタ２２の出力値が＋Ｉｍａｘから−Ｉｍａｘまで取り得る場合、目標ステップ数はジャイロフィルタ２２の出力値Ｉより次の式で求めることができる。ただし、Ｎｍａｘ及びＩｍａｘはともに正の数とする。
目標ステップ数＝Ｉ×（Ｎｍａｘ／Ｉｍａｘ）
【００２３】
比較手段２４Ｃは、ステップ数換算手段２４Ａから出力される目標ステップ数とステップ数管理手段２４Ｂに保持されている累積ステップ数とを受けて、レンズ１０６の駆動限界位置との比較処理、及び、単位時間内でレンズ１０６を駆動できる位置範囲との比較処理を行う。
【００２４】
比較手段２４Ｃは、目標ステップ数と累積ステップ数との差をとって、差分ステップ数を求める。差分ステップ数の絶対値が単位時間内でレンズ１０６を駆動できる位置範囲を示す駆動可能ステップ数を超えるか否かを判定する。駆動可能ステップ数は、比較手段２４Ｃの内部レジスタに予め設定する。差分ステップ数の絶対値が駆動可能ステップ数を超える場合には差分ステップ数の絶対値を駆動可能ステップ数に置き換える。
【００２５】
また、比較手段２４Ｃは、差分ステップ数と累積ステップ数とを加算し、その演算結果が予め内部レジスタに設定してあるレンズ１０６の駆動限界位置を示す上限ステップ数を超えるか否か、又は、下限ステップ数を下回るか否かを判定する。演算結果が上限ステップ数を超える場合には、上限ステップ数から累積ステップ数を引いた値に差分ステップ数を再設定する。演算結果が下限ステップ数を下回る場合には、下限ステップ数から累積ステップ数を引いた値に差分ステップ数を再設定する。
【００２６】
比較手段２４Ｃで処理された差分ステップ数は移動ステップ決定手段２４Ｄへ出力される。
【００２７】
移動ステップ決定手段２４Ｄは、差分ステップ数を受けて、その差分ステップ数を駆動ステップ数として出力する。さらに、ステップ数管理手段２４Ｂは、駆動ステップ数を受けて、内部レジスタに保持されている累積ステップ数を読み出し、累積ステップ数に受信した駆動ステップ数を加えた値で内部レジスタの値を更新する。
【００２８】
ステッピング制御部２６は、図３に示すように、駆動量取得手段２６Ａ、位相管理・更新手段２６Ｂ、波形レジスタセット２６Ｃ、ＰＷＭ用カウンタ２６Ｄ、Ａ相用パルス生成手段２６Ｅ、Ｂ相用パルス生成手段２６Ｆ及びモード設定部２６Ｇを含んで構成される。なお、ステッピング制御部２６はステッピングモータ１０４を駆動するための回路構成の例である。ステッピング制御部２６は、Ｘ軸方向に駆動するためのものと、Ｙ軸方向に駆動するためのものとが設けられる。Ｘ軸方向用、Ｙ軸方向用のステッピング制御部２６は、それぞれ独立に動作するよう構成される。
【００２９】
駆動量取得手段２６Ａは、回転制御部２４から出力される駆動ステップ数を受信する手段である。駆動量取得手段２６Ａは、駆動ステップ数を受信すると位相管理・更新手段２６Ｂへ出力する。
【００３０】
位相管理・更新手段２６Ｂは、駆動ステップ数を受けて、ステッピングモータ１０４を駆動する際の位相（回転角）の制御を行う。位相管理・更新手段２６Ｂは、現在のステッピングモータの位相（回転角）を保持する内部レジスタを備え、内部レジスタの位相（回転角）を増加・減少させつつ、その位相をＡ相用パルス生成手段２６Ｅ及びＢ相用パルス生成手段２６Ｆへ出力する。
【００３１】
本実施の形態では、位相管理・更新手段２６Ｂは、モード設定部２６Ｇに設定されたモードに応じて、駆動ステップ数を増減させて、その駆動ステップ数だけ順に内部レジスタの位相（回転角）を増加・減少させつつ、その位相をＡ相用パルス生成手段２６Ｅ及びＢ相用パルス生成手段２６Ｆへ出力する。駆動ステップ数は、現在設定されているモードにおけるステッピングモータ１０４の一回転の位相数と基準となるモードにおけるステッピングモータ１０４の一回転の位相数との比だけ増減させる。
【００３２】
例えば、ステッピングモータ１０４の一回転を１／８回転単位で制御するモード（位相数８）を基準とする場合、ステッピングモータ１０４の一回転を１／１６回転単位で制御するモード（位相数１６）では１／８回転単位で制御するモードに対して駆動ステップ数を倍にして制御を行う。
【００３３】
ＰＷＭ用カウンタ２６Ｄは、ステッピングモータ１０４に対するパルス信号のパルス幅を変調する処理を行う際のパルス幅を制御するためのカウンタである。ＰＷＭ用カウンタ２６Ｄは、外部からのクロック信号を受けて、クロック信号に同期してカウンタ値を１ずつサイクリックに増加させると共に、そのカウンタ値を出力する。本実施の形態では、ＰＷＭ用カウンタ２６Ｄは、カウンタ値を０から２５５まで１ずつサイクリックに増加させると共に、そのカウンタ値を出力する。
【００３４】
モード設定部２６Ｇは、ユーザから撮像装置に入力されるモード設定信号や撮像装置に組み込まれた自動のモード設定信号を受けて、ステッピングモータ１０４の位相分解能を示すモードを保持する。モード設定部２６Ｇは、例えば、レジスタを含んだ回路として構成することができる。
【００３５】
ステッピングモータ１０４の位相分解能とは、ステッピングモータ１０４の一回転を何ステップで制御するかを意味する。例えば、図４に示すように、ステッピングモータ１０４の一回転を１／８回転（４５°）単位で制御するモードでは、ステッピングモータ１０４の位相分解能は８位相となる。また、図５に示すように、ステッピングモータ１０４の一回転を１／１６回転（２２．５°）単位で制御するモードでは、ステッピングモータ１０４の位相分解能は１６位相となる。
【００３６】
Ａ相用パルス生成手段２６Ｅは、位相管理・更新手段２６Ｂから出力される位相、ＰＷＭカウンタ２６Ｄから出力されるカウンタ値及びモード設定部２６Ｇに設定されたモードを受けて、ステッピングモータ１０４のＡ相に対するパルス信号を生成して出力する。また、Ｂ相用パルス生成手段２６Ｆは、位相管理・更新手段２６Ｂから出力される位相、ＰＷＭカウンタ２６Ｄから出力されるカウンタ値及びモード設定部２６Ｇに設定されたモードを受けて、ステッピングモータ１０４のＢ相に対するパルス信号を生成して出力する。
【００３７】
Ａ相及びＢ相に対してそれぞれ１組のパルス信号を出力することによってステッピングモータ１０４の位相（回転角）を制御する場合、Ａ相用パルス生成手段２６Ｅ及びＢ相用パルス生成手段２６Ｆは位相管理・更新手段２６Ｂから入力された位相に対応するパルス信号を生成して出力する。ステッピングモータ１０４のＡ相のコイルに供給される電流は（Ａ相−１）−（Ａ相−２）で表される。また、ステッピングモータ１０４のＢ相のコイルに供給される電流は（Ｂ相−１）−（Ｂ相−２）で表される。
【００３８】
本実施の形態では、モード設定部２６Ｇに設定されているモードに応じて、Ａ相用パルス生成手段２６Ｅ及びＢ相用パルス生成手段２６Ｆで生成するパルス信号をパルス幅変調することができる。
【００３９】
まず、ステッピングモータ１０４の一回転を１／８回転（４５°）単位で制御するモードについて説明する。Ａ相用パルス生成手段２６Ｅ及びＢ相用パルス生成手段２６Ｆは、モード設定部２６Ｇに設定されているモードがステッピングモータ１０４を８位相で制御するモードである場合には以下の処理を行う。
【００４０】
図４に示すようにステッピングモータ１０４の一回転を８つの位相（０°、＋４５°、＋９０°、＋１３５°、＋１８０°、＋２２５°、＋２７０°、＋３１５°）で制御する場合、図６に示すステッピングモータの位相（回転角）とＡ相−１，Ａ相−２，Ｂ相−１，Ｂ相−２のパルス信号の組み合わせに基づいて、ステッピングモータ１０４のＡ相及びＢ相の電流を制御する。図６に示すステッピングモータの位相（回転角）とＡ相−１，Ａ相−２，Ｂ相−１，Ｂ相−２のパルス信号の組み合わせは予め波形レジスタセット２６Ｃに格納及び保持されている。図６の横軸は位相（回転角）を示し、縦軸は各相のパルスの強度を示す。
【００４１】
例えば、位相管理・更新手段２６Ｂが受けた駆動ステップ数が１であり、内部レジスタに保持されている現在の位相が＋９０°であるとする。はじめに、位相管理・更新手段２６Ｂは内部レジスタの値を＋１３５°としてＡ相用パルス生成手段２６Ｅ及びＢ相用パルス生成手段２６Ｆへ出力する。これに応じて、Ａ相用パルス生成手段２６Ｅは、波形レジスタセット２６Ｃに格納されている位相とパルス信号の組み合わせとの関係に基づいて、Ａ相の１組のパルスを生成して出力する。この場合、Ａ相用パルス生成手段２６Ｅは、ＰＷＭカウンタ２６Ｄから出力されるカウンタ値が０から２５５になるまでＡ相−１に対してローレベルのパルス信号を生成して出力する。また、ＰＷＭカウンタ２６Ｄから出力されるカウンタ値が０から２５５になるまでＡ相−２に対してハイレベルのパルス信号を生成して出力する。また、Ｂ相用パルス生成手段２６Ｆは、ＰＷＭカウンタ２６Ｄから出力されるカウンタ値が０から２５５になるまでＢ相−１に対してハイレベルのパルス信号を生成して出力する。また、ＰＷＭカウンタ２６Ｄから出力されるカウンタ値が０から２５５になるまでＢ相−２に対してローレベルのパルス信号を生成して出力する。Ａ相用パルス生成手段２６Ｅ及びＢ相用パルス生成手段２６Ｆはステッピングモータ１０４の駆動が終了するまでパルス信号の出力を繰返す。
【００４２】
このようにして、＋９０°から＋１３５°まで１ステップだけステッピングモータ１０４の位相が進められる。他の位相が設定された場合にも波形レジスタセット２６Ｃに格納されている位相とパルス信号の組み合わせとの関係に基づいてパルス信号を生成して出力することができる。
【００４３】
次に、ステッピングモータ１０４の一回転を１／１６回転（２２．５°）単位で制御するモードについて説明する。Ａ相用パルス生成手段２６Ｅ及びＢ相用パルス生成手段２６Ｆは、モード設定部２６Ｇに設定されているモードがステッピングモータ１０４を１６位相で制御するモードである場合には以下の処理を行う。
【００４４】
図５に示すようにステッピングモータ１０４の一回転を１６の位相（０°、＋２２．５°、＋４５°、＋６７．５°、＋９０°、＋１１２．５°、＋１３５°、＋１５７．５°、＋１８０°、＋２０２．５°、＋２２５°、＋２４７．５°、＋２７０°、＋２９２．５°、＋３１５°、＋３３７．５°）で制御する場合、図７に示すステッピングモータの位相（回転角）とＡ相−１，Ａ相−２，Ｂ相−１，Ｂ相−２のパルス信号の組み合わせに基づいて、ステッピングモータ１０４のＡ相及びＢ相の電流を制御する。図７に示すステッピングモータの位相（回転角）とＡ相−１，Ａ相−２，Ｂ相−１，Ｂ相−２のパルス信号の組み合わせは予め波形レジスタセット２６Ｃに格納及び保持されている。図７の横軸は位相（回転角）を示し、縦軸は各相のパルスの強度を示す。
【００４５】
図８は、各位相に対するＡ相及びＢ相の電流値（割合）と、それを実現するためのＡ相−１，Ａ相−２，Ｂ相−１，Ｂ相−２の組み合わせの例を示す。例えば、ステッピングモータ１０４の位相を０°に制御する場合、Ａ相のコイルに流すＡ相電流を正に１００％、Ｂ相のコイルに流すＢ相電流は０％に制御する。すなわち、Ａ相−１を１００％、Ａ相−２を０％の組み合わせと、Ｂ相−１を０％、Ｂ相−２を０％の組み合わせにする。また、ステッピングモータ１０４の位相を＋２２．５°に制御する場合、Ａ相のコイルに流すＡ相電流を正に９２％、Ｂ相のコイルに流すＢ相電流を正に３８％に制御する。すなわち、Ａ相−１を１００％、Ａ相−２を８％の組み合わせと、Ｂ相−１を１００％、Ｂ相−２を６２％の組み合わせにする。他の位相についても同様である。Ａ相−１，Ａ相−２，Ｂ相−１，Ｂ相−２は、パルス幅変調により、ハイレベルである期間とローレベルである期間との比（オンデューティ）が調整され、平均的なパルスの強度が制御される。
【００４６】
具体的には、位相管理・更新手段２６Ｂが受けた駆動ステップ数が２であり、内部レジスタに保持されている現在の位相が＋９０°であるとする。はじめに、位相管理・更新手段２６Ｂは内部レジスタの値を＋１１２．５°としてＡ相用パルス生成手段２６Ｅ及びＢ相用パルス生成手段２６Ｆへ出力する。これに応じて、Ａ相用パルス生成手段２６Ｅは、波形レジスタセット２６Ｃに格納されている位相とパルス信号の組み合わせとの関係に基づいて、Ａ相の１組のパルスを生成して出力する。この場合、Ａ相用パルス生成手段２６Ｅは、ＰＷＭカウンタ２６Ｄから出力されるカウンタ値が０から１５８になるまでハイレベルであり、１５８から２５５になるまでローレベルのパルス幅変調されたパルス信号を生成してＡ相−１に対して出力する。このパルス信号はオンデューティが６２％のパルス信号である。また、ＰＷＭカウンタ２６Ｄから出力されるカウンタ値が０から２５５になるまでＡ相−２に対してハイレベルのパルス信号を生成して出力する。これにより、ステッピングモータ１０４のＡ相のコイルに流れる電流は負に３８％（＝６２％−１００％）となる。また、Ｂ相用パルス生成手段２６Ｆは、ＰＷＭカウンタ２６Ｄから出力されるカウンタ値が０から２５５になるまでＢ相−１に対してハイレベルのパルス信号を生成して出力する。また、ＰＷＭカウンタ２６Ｄから出力されるカウンタ値が０から２０になるまでハイレベルであり、２１から２５５になるまでローレベルのパルス幅変調されたパルス信号を生成してＢ相−２に対して出力する。このパルス信号はオンデューティが８％のパルス信号である。これにより、ステッピングモータ１０４のＢ相のコイルに流れる電流は正に９２％（＝１００％−８％）となる。この状態において、ステッピングモータ１０４は位相（回転角）＋１１２．５°に制御される。Ａ相用パルス生成手段２６Ｅ及びＢ相用パルス生成手段２６Ｆはステッピングモータ１０４の駆動が終了するまでパルス信号の出力を繰返す。
【００４７】
次に、位相管理・更新手段２６Ｂは位相を１ステップ進めて内部レジスタの値を＋１３５°とし、その値をＡ相用パルス生成手段２６Ｅ及びＢ相用パルス生成手段２６Ｆへ出力する。
【００４８】
これに応じて、Ａ相用パルス生成手段２６Ｅは、ＰＷＭカウンタ２６Ｄから出力されるカウンタ値が０から７４になるまでハイレベルであり、７５から２５５になるまでローレベルのパルス幅変調されたパルス信号を生成してＡ相−１に対して出力する。このパルス信号はオンデューティが２９％のパルス信号である。また、ＰＷＭカウンタ２６Ｄから出力されるカウンタ値が０から２５５になるまでＡ相−２に対してハイレベルのパルス信号を生成して出力する。これにより、ステッピングモータ１０４のＡ相のコイルに流れる電流は負に７１％（＝２９％−１００％）となる。また、Ｂ相用パルス生成手段２６Ｆは、ＰＷＭカウンタ２６Ｄから出力されるカウンタ値が０から２５５になるまでＢ相−１に対してハイレベルのパルス信号を生成して出力する。また、ＰＷＭカウンタ２６Ｄから出力されるカウンタ値が０から７４になるまでハイレベルであり、７５から２５５になるまでローレベルのパルス幅変調されたパルス信号を生成してＢ相−２に対して出力する。このパルス信号はオンデューティが２９％のパルス信号である。これにより、ステッピングモータ１０４のＢ相のコイルに流れる電流は正に７１％（＝１００％−２９％）となる。この状態において、ステッピングモータ１０４は位相（回転角）＋１３５°に制御される。Ａ相用パルス生成手段２６Ｅ及びＢ相用パルス生成手段２６Ｆはステッピングモータ１０４の駆動が終了するまでパルス信号の出力を繰返す。
【００４９】
同様に、他の位相についてもＡ相用パルス生成手段２６Ｅ及びＢ相用パルス生成手段２６ＦでＡ相−１，Ａ相−２，Ｂ相−１，Ｂ相−２をパルス幅変調することによって、図８に示した各位相に対するＡ相−１，Ａ相−２，Ｂ相−１，Ｂ相−２の組み合わせとなるパルス信号を生成して出力することができる。
【００５０】
ステッピングモータ１０４は、ステッピング制御部２６から出力されるパルス信号を受けて、パルス信号に対応する位相（回転角）となるようにロータを回転させる。ステッピングモータ１０４のロータにはボールネジ等のレンズ１０６の駆動手段が連結されており、ステッピングモータ１０４の回転によりレンズ１０６の位置が変更される。これにより、撮像装置の振動による撮像への影響を低減することができる。
【００５１】
また、ＡＤＣ２０、ジャイロフィルタ２２及びステッピング制御部２６をロジック回路で構成することにより、振動補正制御回路１００をより小型化及び高速化することができる。さらに、撮像装置に組み込まれているＣＰＵの処理負担を軽減することができる。
【００５２】
位相管理・更新手段２６Ｂが受け取った駆動ステップ数が２以上である場合、１ステップ刻みでパルス信号を変化させることが好適である。具体的には、ステッピングモータ１０４を１／１６回転単位で制御する場合に示したように、ステッピングモータ１０４の現在の位相が＋９０°で２ステップ分回転させる場合、＋９０°のＡ相、Ｂ相のパルスから＋１１２．５°のＡ相、Ｂ相のパルスを経て、＋１３５°のＡ相、Ｂ相のパルスに変化させる。＋９０°のＡ相、Ｂ相のパルスから＋１３５°のＡ相、Ｂ相のパルスに直接変化させる場合に比べ、１ステップ刻みで変化させる方がステッピングモータ１０４の駆動音が小さくなる。手振れ補正機能を備えた撮像装置について、手振れ補正動作時にステッピングモータ１０４の駆動音が大きいと、ユーザは撮像装置が故障したと誤解するおそれがある。ステッピングモータ１０４の駆動音を小さくすることで、撮像装置のユーザに誤解を与えることなく、手振れ補正機能を提供することができる。
【００５３】
なお、本実施の形態では、レンズ１０６を一軸（Ｘ軸）方向に駆動する構成について説明したが、レンズ１０６を他軸（例えば、Ｘ軸に直交するＹ軸）方向に駆動する場合にも同様の構成を適用することができる。
【００５４】
また、撮像装置の振動を補正するためにレンズ１０６以外を駆動する場合にも本実施の形態の構成を適用することができる。例えば、レンズ１０６の位置を移動させる代わりに、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子の位置を移動させて撮像装置の振動を補償する構成としてもよい。
【００５５】
また、本実施の形態では、ステッピングモータ１０４の一回転を１／８回転単位及び１／１６回転単位で制御するモードについて説明したが、これに限定されるものではなく、他の位相数の制御も同様に行うことができる。
【００５６】
また、ステッピングモータ１０４は、図４に示すようにＡ相電流、Ｂ相電流、Ａ相電流の反転、Ｂ相電流の反転がそれぞれ９０°の関係で配置されるものに限られない。例えば、ステッピングモータ１０４は、図１０に示すように、Ａ相電流、Ｂ相電流、Ａ相電流の反転、Ｂ相電流の反転がそれぞれ１８°の関係で繰り返し配置されるものとすることができる。これによって、ステッピングモータ１０４の回転角度をより細かく制御することができる。
【００５７】
＜変形例＞
また、ステッピングモータ１０４の位相はＡ相及びＢ相のコイルに流れる電流の比で決まるので、Ａ相−１，Ａ相−２，Ｂ相−１，Ｂ相−２へのパルス信号のデューティは図８に示すものでなくてもよい。すなわち、ステッピングモータ１０４の同一の位相に対してＡ相及びＢ相のコイルに流れる電流の比が変化しないようにパルス信号をハイレベルにする期間とローレベルにする期間との比（オンデューティ）を変化させればよい。
【００５８】
例えば、位相０°に制御する場合にはＢ相に流れる電流が０であれば、Ａ相には十分なトルクを発生させる程度の電流が流れていればよい。位相＋２２．５°に制御する場合には、Ａ相に流れる電流とＢ相に流れる電流との比が９２：３８となっていればよい。
【００５９】
そこで、モード設定部２６Ｇに位相数のみならず、パルス信号の最大デューティを変更するためのモードを設定し、Ａ相用パルス生成手段２６Ｅ及びＢ相用パルス生成手段２６Ｆにおいてそのモードに合わせてパルス信号のデューティを変更するものとしてもよい。より具体的には、Ａ相用パルス生成手段２６Ｅ及びＢ相用パルス生成手段２６Ｆに含まれるＰＷＭ変調回路において、ＰＷＭカウンタ２６Ｄから出力されるカウンタ値に基づきパルス信号をハイレベルとする期間をモード設定部２６Ｇのモードに応じて変更することにより、各パルス信号のデューティを調整することができる。
【００６０】
上記実施の形態では、図８に示すように、Ａ相、Ｂ相の電流の最大値を１００％としたが、図９にはＡ相、Ｂ相の電流の最大値を５０％にした例を示す。
【００６１】
また、図１１（ａ）に最大オンデューティが１００％の場合のパルス信号を示し、図１１（ｂ）に最大オンデューティを５０％にした場合のパルス信号の対応を示す。最大オンデューティを減少させた割合だけ、それぞれのパルス信号のオフデューティも減少させる。
【００６２】
例えば、位相管理・更新手段２６ＢからＡ相用パルス生成手段２６Ｅ及びＢ相用パルス生成手段２６Ｆへ位相＋１１２．５°が出力されている場合、Ａ相用パルス生成手段２６Ｅは、ＰＷＭカウンタ２６Ｄから出力されるカウンタ値が０から２０６になるまでハイレベルであり、２０６から２５５になるまでローレベルのパルス幅変調されたパルス信号をＡ相−１に対して生成して出力する。このパルス信号はオフデューティが１９％のパルス信号である。また、ＰＷＭカウンタ２６Ｄから出力されるカウンタ値が０から２５５になるまでハイレベルのパルス幅変調されたパルス信号を生成してＡ相−２に対して出力する。このパルス信号はオフデューティが０％のパルス信号である。これにより、ステッピングモータ１０４のＡ相のコイルに流れる電流は負に１９％（＝−１９％−０％）となる。また、Ｂ相用パルス生成手段２６Ｆは、ＰＷＭカウンタ２６Ｄから出力されるカウンタ値が０から２５５になるまでハイレベルのパルス幅変調されたパルス信号を生成してＢ相−１に対して出力する。このパルス信号はオフデューティが０％のパルス信号である。また、ＰＷＭカウンタ２６Ｄから出力されるカウンタ値が０から１３７になるまでハイレベルであり、１３７から２５５になるまでローレベルのパルス幅変調されたパルス信号を生成してＢ相−２に対して出力する。このパルス信号はオフデューティが４６％のパルス信号である。これにより、ステッピングモータ１０４のＢ相のコイルに流れる電流は正に４６％（＝０％−（−４６％））となる。この状態において、ステッピングモータ１０４は位相（回転角）＋１１２．５°に制御される。
【００６３】
他の位相についても、図９及び図１１（ｂ）に示すように、Ａ相及びＢ相のコイルに流れる電流の比が変化しないようにＡ相−１，Ａ相−２，Ｂ相−１，Ｂ相−２のパルス信号のパルス幅を変調することができる。
【００６４】
電流の最大値を５０％とした場合、図１２の実線に示すように、最大オンデューティ１００％の場合に比べてステッピングモータ１０４に供給される電流を５０％に抑制することができる。このように、ステッピングモータ１０４の各相のコイルに流れる電流の比が変化しないようにパルス信号のデューティを変化させることによって、ステッピングモータ１０４での出力トルク及び消費電力を調整することができる。ステッピングモータ１０４で高い出力トルクが必要な場合には各パルス信号の最大オンデューティが大きくなるように調整し、ステッピングモータ１０４での消費電力を抑制したい場合には各パルス信号の最大オンデューティが小さくなるように調整すればよい。
【００６５】
本実施の形態の変形例に示すように、ステッピングモータ１０４のＡ相、Ｂ相に出力する電流を５０％にする場合、Ａ相、Ｂ相のそれぞれに対して、一方のパルス信号をハイレベル（１００％）に維持して、他方のパルス信号のオフデューティを変化させることが好適である。一方のパルス信号をハイレベルに維持することによって、Ａ相−１とＡ相−２、または、Ｂ相−１とＢ相−２が同時にローレベルとなることを防ぐことができる。同時にローレベルとなる期間が増加すると、デューティと電流量との間の線形性が悪くなり、オフデューティを正確に制御しているにも関わらず出力される電流量が目標とする値と異なる場合が生ずる。一方のパルス信号をハイレベルに維持するように制御することによって、デューティと電流量との間の線形性を保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の実施の形態における振動補正制御回路の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態における回転制御部の構成を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態におけるステッピング制御部の構成を示す図である。
【図４】ステッピングモータを１／８回転単位で制御する場合の位相を説明する図である。
【図５】ステッピングモータを１／１６回転単位で制御する場合の位相を説明する図である。
【図６】本発明の実施の形態においてステッピングモータを１／８回転単位で制御する場合の位相とステッピングモータのパルス信号の組み合わせの例を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態においてステッピングモータを１／１６回転単位で制御する場合の位相とステッピングモータのパルス信号の組み合わせの例を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態においてステッピングモータを１／１６回転単位で制御する場合の位相とステッピングモータへのパルス信号の組み合わせの例を示す表である。
【図９】変形例においてステッピングモータを１／１６回転単位で制御する場合に最大デューティを５０％としたときの位相とステッピングモータへのパルス信号の組み合わせの例を示す表である。
【図１０】Ａ相電流、Ｂ相電流、Ａ相電流の反転、Ｂ相電流の反転がそれぞれ１８°の関係で繰り返されるステッピングモータの位相を示す図である。
【図１１】変形例におけるパルス幅変調されたパルス信号を示す図である。
【図１２】変形例においてステッピングモータを１／１６回転単位で制御する場合の位相及び電流値を説明する図である。
【図１３】従来の振動補正制御回路の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００６７】
１０  Ｘジャイロ、１２  Ｙジャイロ、１４  ＣＰＵ、１６  モータドライバ、１８  ステッピングモータ、２０  ＡＤＣ、２２  ジャイロフィルタ、２４  回転制御部、２４Ａ  ステップ数換算手段、２４Ｂ  ステップ数管理手段、２４Ｃ  比較手段、２４Ｄ  移動ステップ決定手段、２４Ｅ  基準点検出手段、２６  ステッピング制御部、２６Ａ  駆動量取得手段、２６Ｂ  位相管理・更新手段、２６Ｃ  波形レジスタセット、２６Ｄ  ＰＷＭ用カウンタ、２６Ｅ  Ａ相用パルス生成手段、２６Ｆ  Ｂ相用パルス生成手段、２６Ｇ  モード設定部、１００  振動補正制御回路、１０２  振動検出素子、１０４  ステッピングモータ、１０６  レンズ。
【図１】
2010032967.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010032967.tif 000009
【図８】
2010032967.tif 000010
【図９】
2010032967.tif 000011
【図１０】
2010032967.tif 000012
【図１１】
2010032967.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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