(57)【要約】【課題】単一（共通）の電磁駆動機構を介してイメージセンサを光軸直交平面内で駆動することで、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、光学的なローパスフィルタ効果を得る撮影装置において、イメージセンサを高精度に駆動制御するとともに、駆動信号を生成するための回路構成を小規模かつ簡易にする。【解決手段】生成部５４は、位置検出部Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３が検出した位置検出信号と、この位置検出信号とは独立した変調信号とを重畳合成して変調位置信号を生成する。駆動制御部５５は、振れ検出部３０が検出した振れ検出信号と、生成部５４が生成した変調位置信号とに基づいて、電磁駆動機構４０を介してイメージセンサ１７を光軸直交平面内で駆動する。【選択図】図５
2014224940.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影光学系と、
前記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、
前記撮影光学系の一部をなすレンズまたは前記イメージセンサを前記撮影光学系の光軸と直交する平面内で駆動する電磁駆動機構と、
前記撮影光学系を搭載したボディ本体の光軸直交平面内の振れを検出する振れ検出部と、
前記撮影光学系の一部をなすレンズまたは前記イメージセンサの光軸直交平面内の位置を検出する位置検出部と、
前記位置検出部が検出した位置検出信号と、該位置検出信号とは独立した変調信号とを重畳合成して変調位置信号を生成する生成部と、
前記振れ検出部が検出した振れ検出信号と、前記生成部が生成した変調位置信号とに基づいて、前記電磁駆動機構を介して前記撮影光学系の一部をなすレンズまたは前記イメージセンサを光軸直交平面内で駆動する駆動制御部と、
を備え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、
前記駆動制御部は、前記振れ検出部が検出した振れ検出信号から導かれる目標位置と、前記生成部が生成した変調位置信号から導かれる仮想位置との差分を算出し、この差分を相殺して目標位置に追従させるように、前記電磁駆動機構を介して前記撮影光学系の一部をなすレンズまたは前記イメージセンサを光軸直交平面内で駆動することで、被写体光束を前記イメージセンサ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、
前記駆動制御部は、前記電磁駆動機構を介して前記撮影光学系の一部をなすレンズまたは前記イメージセンサを光軸直交平面内で駆動することで、前記イメージセンサ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、被写体光束を前記イメージセンサ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撮影装置。
【請求項４】
請求項１ないし３の全てを引用する撮影装置において、
前記イメージセンサは、露光と信号読出が順次に行われる検出色の異なる複数の画素を含み、露光期間中に、前記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し、信号読出期間中に、前記画素信号を読み出すものであり、
前記駆動制御部は、前記イメージセンサの露光期間中は、前記振れ検出部が検出した振れ検出信号から導かれる目標位置と、前記生成部が生成した変調位置信号から導かれる仮想位置との差分を算出し、この差分を相殺して目標位置に追従させるように、前記電磁駆動機構を介して前記撮影光学系の一部をなすレンズまたは前記イメージセンサを光軸直交平面内で駆動する一方、前記イメージセンサの信号読出期間中は、前記振れ検出部が検出した振れ検出信号から導かれる目標位置と、前記位置検出部が検出した位置検出信号から導かれる実測位置との差分を算出し、この差分を相殺して目標位置に追従させるように、前記電磁駆動機構を介して前記撮影光学系の一部をなすレンズまたは前記イメージセンサを光軸直交平面内で駆動する撮影装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項記載の撮影装置において、
前記電磁駆動機構は、固定支持基板と、前記固定支持基板に対してスライド可能で前記イメージセンサが固定された可動ステージと、前記固定支持基板と前記可動ステージの一方に固定された磁石と、前記固定支持基板と前記可動ステージの他方に固定された駆動用コイルと、を備え、前記駆動用コイルに交流駆動信号を流すことにより、前記可動ステージを前記固定支持基板に対して光軸直交平面内で駆動する撮影装置。
【請求項６】
請求項５記載の撮影装置において、
前記振れ検出部は、前記ボディ本体に加わる移動角速度を検出するジャイロセンサからなり、前記位置検出部は、前記磁石の磁力を検出するホールセンサからなる撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単一（共通）の電磁駆動機構を介してイメージセンサを光軸直交平面内で駆動することで、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、光学的なローパスフィルタ効果を得る撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の撮影装置では、単一（共通）の電磁駆動機構として、イメージセンサを搭載した可動ステージを固定ステージに対してスライド自在に支持し、固定ステージと可動ステージの一方と他方に磁石とコイルをそれぞれ支持し、交流駆動信号をコイルに流すことにより可動ステージ（イメージセンサ）を固定ステージに対して光軸直交平面内で駆動するものが知られている。
【０００３】
従来、コイルに流す交流駆動信号は、像振れ補正用の駆動信号と光学的なローパスフィルタ効果用の駆動信号を重畳合成したものを使用していた。しかし、像振れ補正用の駆動信号と光学的なローパスフィルタ効果用の駆動信号は周波数成分が全く異なるため（特に後者の駆動信号は微細な高周波成分を含むため）、これらを重畳合成してイメージセンサを高精度に駆動制御するのが難しく、また駆動信号を生成するための回路構成が大規模かつ複雑になってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３５４３３６号公報
【特許文献２】特開２００８−３５２４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、以上の問題意識に基づいて完成されたものであり、単一（共通）の電磁駆動機構を介してイメージセンサを光軸直交平面内で駆動することで、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、光学的なローパスフィルタ効果を得る撮影装置において、イメージセンサを高精度に駆動制御するとともに、駆動信号を生成するための回路構成を小規模かつ簡易にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の撮影装置は、撮影光学系と、前記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、前記撮影光学系の一部をなすレンズまたは前記イメージセンサを前記撮影光学系の光軸と直交する平面内で駆動する電磁駆動機構と、前記撮影光学系を搭載したボディ本体の光軸直交平面内の振れを検出する振れ検出部と、前記撮影光学系の一部をなすレンズまたは前記イメージセンサの光軸直交平面内の位置を検出する位置検出部と、前記位置検出部が検出した位置検出信号と、該位置検出信号とは独立した変調信号とを重畳合成して変調位置信号を生成する生成部と、前記振れ検出部が検出した振れ検出信号と、前記生成部が生成した変調位置信号とに基づいて、前記電磁駆動機構を介して前記撮影光学系の一部をなすレンズまたは前記イメージセンサを光軸直交平面内で駆動する駆動制御部と、を備えることを特徴としている。
【０００７】
前記駆動制御部は、前記振れ検出部が検出した振れ検出信号から導かれる目標位置と、前記生成部が生成した変調位置信号から導かれる仮想位置との差分を算出し、この差分を相殺して目標位置に追従させるように、前記電磁駆動機構を介して前記撮影光学系の一部をなすレンズまたは前記イメージセンサを光軸直交平面内で駆動することで、被写体光束を前記イメージセンサ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。
【０００８】
前記駆動制御部は、前記電磁駆動機構を介して前記撮影光学系の一部をなすレンズまたは前記イメージセンサを光軸直交平面内で駆動することで、前記イメージセンサ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、被写体光束を前記イメージセンサ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。
【０００９】
前記イメージセンサは、露光と信号読出が順次に行われる検出色の異なる複数の画素を含み、露光期間中に、前記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し、信号読出期間中に、前記画素信号を読み出すものであり、前記駆動制御部は、前記イメージセンサの露光期間中は、前記振れ検出部が検出した振れ検出信号から導かれる目標位置と、前記生成部が生成した変調位置信号から導かれる仮想位置との差分を算出し、この差分を相殺して目標位置に追従させるように、前記電磁駆動機構を介して前記撮影光学系の一部をなすレンズまたは前記イメージセンサを光軸直交平面内で駆動する一方、前記イメージセンサの信号読出期間中は、前記振れ検出部が検出した振れ検出信号から導かれる目標位置と、前記位置検出部が検出した位置検出信号から導かれる実測位置との差分を算出し、この差分を相殺して目標位置に追従させるように、前記電磁駆動機構を介して前記撮影光学系の一部をなすレンズまたは前記イメージセンサを光軸直交平面内で駆動することができる。
【００１０】
前記電磁駆動機構は、固定支持基板と、前記固定支持基板に対してスライド可能で前記イメージセンサが固定された可動ステージと、前記固定支持基板と前記可動ステージの一方に固定された磁石と、前記固定支持基板と前記可動ステージの他方に固定された駆動用コイルと、を備え、前記駆動用コイルに交流駆動信号を流すことにより、前記可動ステージを前記固定支持基板に対して光軸直交平面内で駆動することができる。
【００１１】
前記振れ検出部は、前記ボディ本体に加わる移動角速度を検出するジャイロセンサから構成し、前記位置検出部は、前記磁石の磁力を検出するホールセンサから構成することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、単一（共通）の電磁駆動機構を介してイメージセンサを光軸直交平面内で駆動することで、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、光学的なローパスフィルタ効果を得る撮影装置において、イメージセンサを高精度に駆動制御するとともに、駆動信号を生成するための回路構成を小規模かつ簡易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明によるデジタルカメラ（撮影装置）の要部構成を示すブロック図である。
【図２】本発明によるデジタルカメラ（撮影装置）の像振れ補正装置（電磁駆動機構）の要部構成を示すブロック図である。
【図３】本発明によるデジタルカメラ（撮影装置）の像振れ補正装置（電磁駆動機構）の構成を示す側面図である。
【図４】図４（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４（Ａ）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、図４（Ｂ）は撮影光学系の光軸を中心とする回転対称な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をそれぞれ示している。
【図５】本発明によるデジタルカメラ（撮影装置）の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。
【図６】イメージセンサがＬＰＦ動作のみを実行している場合におけるイメージセンサの目標位置、移動量、微振動成分及び位置情報の変化を段階的に示す図である。
【図７】イメージセンサが像振れ補正動作のみを実行している場合における振れ補正量、振れ相殺移動量、目標位置、移動量及び位置情報の変化を段階的に示す図である。
【図８】イメージセンサがＬＰＦ動作と像振れ補正動作を実行している場合における振れ補正量、振れ相殺移動量、目標位置、移動量、微振動成分及び位置情報の変化を段階的に示す図である。
【図９】イメージセンサの露光期間中と信号読出期間中における像振れ補正制御とＬＰＦ制御を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１ないし図９を参照して、本発明によるデジタルカメラ（撮影装置）１０の一実施形態について説明する。
【００１５】
図１に示すように、デジタルカメラ１０は、そのカメラボディ（ボディ本体）２０に着脱自在に装着された撮影レンズ１１を備えており、撮影レンズ１１は、被写体側（図の左側）から順に、撮影光学系としての撮影レンズ群Ｌ及び絞り１３を備え、カメラボディ２０は、シャッタ（撮影光学系）１５及びイメージセンサ（撮像素子）１７を備えている。撮影レンズ群Ｌから入射し、絞り１３及び開放されたシャッタ１５を通った被写体光束による被写体像が、イメージセンサ１７の受光面上に形成され、露光される。イメージセンサ１７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（画像信号）としてＤＳＰ２１に出力される。より具体的にイメージセンサ１７は、露光と信号読出が順次に行われる検出色の異なる複数の画素を含み、露光期間中に、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し、信号読出期間中に、画素信号を読み出してＤＳＰ２１に出力する。またＤＳＰ２１は、画像データに所定の画像処理を施して、これを表示部材（ＬＣＤモニタ）２３に表示し、着脱可能なメモリカード２５に書き込む。ＤＳＰ２１は、電源スイッチ、レリーズスイッチなどの操作部材２７、後述するローパスフィルタ動作をオン／オフするスイッチ、ローパスフィルタ効果を調整する調整スイッチ、ローパスフィルタ動作時のイメージセンサの駆動方向（振動方向）を選択する方向選択スイッチなどを含むローパスフィルタ操作部２９、絞り１３とシャッタ１５を駆動制御する絞り／シャッタ駆動回路３１、及びカメラ機能に関するプログラム、ローパスフィルタに関するデータなどが書き込まれたメモリ３５と接続されている。撮影レンズ１１は、絞り１３の開口径（絞り値）情報、撮影レンズ群Ｌの解像力（ＭＴＦ）情報を記憶したメモリ１９を搭載していて、これらの情報がＤＳＰ２１に読み込まれる。撮影レンズ群Ｌは、通常、絞り１３を光軸方向に挟んで複数のレンズ群を有する。
【００１６】
デジタルカメラ１０はジャイロセンサ（振れ検出部）３０を備えている。このジャイロセンサ３０は、カメラボディ（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、該カメラボディ（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。
【００１７】
図１ないし図３に示すように、イメージセンサ１７は、撮影レンズ１１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（電磁駆動機構）４０に搭載されている。像振れ補正装置４０は、カメラボディ２０のシャーシなどの構造物に固定される固定支持基板４１と、イメージセンサ１７を固定した、固定支持基板４１に対してスライド可能な可動ステージ４２と、固定支持基板４１の可動ステージ４２との対向面に固定した磁石Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３と、固定支持基板４１に可動ステージ４２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４３１、４３２、４３３と、可動ステージ４２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４１に対して可動ステージ４２（イメージセンサ１７）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、後述するイメージセンサ駆動回路５０によって生成される。イメージセンサ駆動回路５０の構成及び該イメージセンサ駆動回路５０が生成する交流駆動信号の詳細については後述する。
【００１８】
この実施形態では、磁石Ｍ１、ヨーク４３１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４３２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１７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４３３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。
【００１９】
さらに固定支持基板４１には、各駆動用コイルＣ１ないし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４２（イメージセンサ１７）の光軸直交平面内の位置を示す位置検出信号を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４２（イメージセンサ１７）のＹ軸方向位置及び傾き（回転）を検出し、ホールセンサＨ３により可動ステージ４２（イメージセンサ１７）のＸ軸方向位置を検出する。ＤＳＰ２１は、後述するイメージセンサ駆動回路５０を介して、ジャイロセンサ（振れ検出部）３０が検出したカメラボディ（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（位置検出部）Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３が検出したイメージセンサ１７の光軸直交平面内の位置を示す位置検出信号とに基づいて、像振れ補正装置（電磁駆動機構）４０によってイメージセンサ１７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１７上への被写体像の結像位置を変位させて、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１７の像振れ補正動作」と呼ぶ。この動作については後に詳細に説明する。
【００２０】
本実施形態の像振れ補正装置４０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１７を駆動して、被写体光束をイメージセンサ１７の検出色の異なる複数の画素に入射させることで、光学的なローパスフィルタ効果（以下、ＬＰＦ効果ということがある）を与える。本実施形態ではこの動作を「イメージセンサ１７のＬＰＦ動作」と呼ぶ。
【００２１】
図４（Ａ）、（Ｂ）を参照して、像振れ補正装置（電磁駆動機構）４０が、所定軌跡を描くようにイメージセンサ１７を駆動して、該イメージセンサ１７によってＬＰＦ効果を与えるローパスフィルタ動作について説明する。同図において、イメージセンサ１７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１７ａを備え、各画素１７ａの前面にベイヤ配列のカラーフィルタＲ、Ｇ、Ｂのいずれかが配置されている。各画素１７ａ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）に応じた電荷を蓄積する。
【００２２】
図４（Ａ）は、イメージセンサ１７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１７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である。図４（Ｂ）は、イメージセンサ１７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、イメージセンサ１７の画素ピッチＰを一辺とした正方形の閉じた経路である。図４（Ｂ）では、イメージセンサ１７を、画素１７ａ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。
【００２３】
図４（Ａ）、（Ｂ）のように、露光中にイメージセンサ１７を円形または正方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１７ａ）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１７ａ）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１７ａ）に入射するので、恰も光学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。
【００２４】
さらに、イメージセンサ１７の駆動範囲を段階的に切り替える（円形軌跡の場合は半径ｒを異ならせ、正方形軌跡の場合は一辺の長さを異ならせる）ことで、イメージセンサ１７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、円形軌跡の半径ｒまたは正方形軌跡の一辺を長くする（被写体光線が入射するイメージセンサ１７の検出色の異なる画素１７ａ（カラーフィルタＲ、Ｇ、Ｂ、Ｇ）に入射する画素１７ａの範囲を拡大する）に連れてＬＰＦ効果が強くなり、一方、同半径ｒまたは一辺を短くする（被写体光線が入射するイメージセンサ１７の検出色の異なる画素１７ａ（カラーフィルタＲ、Ｇ、Ｂ、Ｇ）に入射する画素１７ａの範囲を縮小する）に連れてＬＰＦ効果が弱くなる。
【００２５】
図１、図２、図５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（交流電圧）を流す（印加する）ことで、像振れ補正装置（電磁駆動機構）４０を介してイメージセンサ１７を光軸直交平面内で駆動するイメージセンサ駆動回路５０を備えている。このイメージセンサ駆動回路５０の動作全般はＤＳＰ２１によって制御される。
【００２６】
図５に示すように、イメージセンサ駆動回路５０は、積分回路５１、変調信号発振部（ＬＰＦ発振回路）５２、Ｄ／Ａ変換部５３、変調位置信号生成部（生成部）５４、サーボ演算ブロック（駆動制御部、イメージセンサ駆動制御部）５５、ＰＷＭ部５６、及びＨブリッジ５７を備えている。
【００２７】
積分回路５１は、ＤＳＰ２１を介して、ジャイロセンサ３０が検出したカメラボディ２０の光軸直交平面内の振れを示す振れ検出信号（角速度）を取得する。積分回路５１は、取得した振れ検出信号（角速度）を時間積分して移動角度を求め、この移動角度から焦点面（イメージセンサ１７の撮像面）上でのＸ軸方向及びＹ軸方向の像の移動量を演算するとともに、この像振れをキャンセルするための可動ステージ４２（イメージセンサ１７）の駆動量及び駆動方向である目標移動量を演算する。積分回路５１は演算した目標移動量をサーボ演算ブロック５５に出力する。
【００２８】
変調信号発振部５２は、イメージセンサ１７にＬＰＦ動作を実行させるための変調信号（ＬＰＦ用発振信号）を発振する。この変調信号は、微細な高周波成分を含み、例えば、イメージセンサ１７が水平方向の１ライン分の画素信号を読み出すための水平同期信号（ＨＤ）と同期していない（させることができない）ものである。
【００２９】
Ｄ／Ａ変換部５３は、変調信号発振部５２が発振した変調信号をＤ／Ａ変換し、Ｄ／Ａ変換した変調信号を変調位置信号生成部５４に出力する。
【００３０】
変調位置信号生成部（生成部）５４は、ホールセンサ（位置検出部）Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３が検出した位置検出信号（位置情報）と、Ｄ／Ａ変換部５３がＤ／Ａ変換した変調信号（ＬＰＦ用発振信号）とを取得する。変調位置信号生成部５４は、これら互いに独立した位置検出信号と変調信号とを重畳合成して、変調位置信号（変調位置情報）を生成する。変調位置信号生成部５４は、生成した変調位置信号をサーボ演算ブロック５５に出力する。この変調位置信号は、ホールセンサＨ１、Ｈ２、Ｈ３が検出した実際のイメージセンサ１７の位置（実測位置）ではなく、イメージセンサ１７にＬＰＦ動作を実行させるための微振動成分をいわば外乱成分として重畳した位置（仮想位置）を示している。
【００３１】
なお、水平方向と垂直方向の複数のホールセンサＨ１、Ｈ２、Ｈ３のうち、基本的には上記重畳のための検出をホールセンサＨ１、Ｈ３で行うようにし、高精度な位置検出を行うとき且つイメージセンサ１７の駆動周期が長いときにだけ、全てのホールセンサＨ１、Ｈ２、Ｈ３の検出結果を利用して制御してもよい。また、図２の構成であれば、全てのホールセンサＨ１、Ｈ２、Ｈ３による検出のタイミングは、ホールセンサＨ３に合わせて行うようにしてもよい。さらに、カメラ保持（例えば縦位置撮影）の傾斜角度に応じて、基準となるホールセンサや使用するホールセンサを決めるようにしてもよい。
【００３２】
サーボ演算ブロック（イメージセンサ駆動制御部）５５は、ジャイロセンサ（振れ検出部）３０が検出した振れ検出信号と、変調位置信号生成部（生成部）５４が生成した変調位置信号とに基づいて、像振れ補正装置（電磁駆動機構）４０を介してイメージセンサ１７を光軸直交平面内で駆動する。より具体的にサーボ演算ブロック５５は、積分回路５１が演算した目標移動量から導かれるイメージセンサ１７の目標位置と、変調位置信号生成部５４が生成した変調位置信号から導かれるイメージセンサ１７の仮想位置との差分を算出し、この差分を相殺して目標位置に追従させるような交流駆動信号（交流電圧）を生成する。サーボ演算ブロック５５が生成した交流駆動信号（交流電圧）は、ＰＷＭ部５６によってパルス幅変調処理（ＰＷＭ処理）が施され、Ｈブリッジ５７によって電力増幅されて、像振れ補正装置４０の駆動用コイルＣ１、Ｃ２、Ｃ３に流される（印加される）。これにより、像振れ補正装置４０を介してイメージセンサ１７を光軸直交平面内で駆動することで、イメージセンサ１７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１７の検出色の異なる複数の画素に入射させてＬＰＦ効果を得ることができる。
【００３３】
すなわち、サーボ演算ブロック５５は、ジャイロセンサ３０が検出した振れ検出信号から導かれる目標位置にイメージセンサ１７を追従させようとするが、変調位置信号生成部５４が生成した変調位置信号から導かれるのは、イメージセンサ１７の実測位置ではなく、イメージセンサ１７にＬＰＦ動作を実行させるための微振動成分を外乱成分として重畳した仮想位置である。このため、たとえ実際にはホールセンサＨ１、Ｈ２、Ｈ３が検出したイメージセンサ１７の実測位置が目標位置に追従していたとしても、必ず、サーボ演算ブロック５５が生成する交流駆動信号に含まれる外乱成分によって、イメージセンサ１７がＬＰＦ動作を実行することになる。またイメージセンサ１７の像振れ補正動作を行っていないとき（つまりイメージセンサ１７を光軸直交平面内で定位置を維持するように駆動しているとき）は、ホールセンサＨ１、Ｈ２、Ｈ３が検出した位置検出信号がゼロ（イメージセンサ１７の実測位置が定位置）となるが、同様に、サーボ演算ブロック５５が生成する交流駆動信号に含まれる外乱成分によって、イメージセンサ１７がＬＰＦ動作を実行することになる。
【００３４】
図６は、イメージセンサ１７がＬＰＦ動作のみを実行している場合におけるイメージセンサ１７の目標位置、移動量、微振動成分及び位置情報の変化を段階的に示している。同図の例では、イメージセンサ１７の目標位置が中心位置と一致しておりその座標をｐ（１００，１５０）で示している。また状態（２）〜状態（５）がイメージセンサ１７のＬＰＦ動作の１周期に対応している。
状態（１）では、イメージセンサ１７が目標位置（中心位置）ｐ（１００，１５０）に位置している。
状態（２）では、微振動成分ｖ（１０，０）が加算されて、位置情報がｐ（１１０，１５０）になったのと等価となり、目標位置ｐ（１００，１５０）に移動するための移動量ｍ（−１０，０）が発生する。
状態（３）では、位置情報がｐ（９０，１５０）となり、目標位置ｐ（１００，１５０）への移動量ｍ（１０，０）が発生する。
状態（４）では、位置情報がｐ（１００，１５０）となるが、微振動成分ｖ（−１０，０）が加えられるため、目標位置ｐ（１００，１５０）への移動量ｍ（１０，０）が発生する。
状態（５）では、位置情報がｐ（１１０，１５０）となり、目標位置ｐ（１００，１５０）への移動量ｍ（−１０，０）が発生する。
状態（６）では、位置情報がｐ（１００，１５０）となるが、微振動成分ｖ（１０，０）が加えられるため、目標位置ｐ（１００，１５０）への移動量ｍ（−１０，０）が発生する。
状態（７）では、位置情報がｐ（９０，１５０）となり、目標位置ｐ（１００，１５０）への移動量ｍ（１０，０）が発生する。
【００３５】
図７は、イメージセンサ１７が像振れ補正動作のみを実行している場合における振れ移動量、振れ相殺移動量、目標位置、移動量及び位置情報の変化を段階的に示している。同図の例では、イメージセンサ１７の目標位置が中心位置と一致しておりその座標をｐ（１００，１５０）で示している。また状態（２）〜状態（５）がイメージセンサ１７のＬＰＦ動作の１周期に対応している。
状態（１）では、イメージセンサ１７が目標位置（中心位置）ｐ（１００，１５０）に位置している。
状態（２）では、振れ相殺のための移動量ｂｉ（−３０，０）により、目標位置がｐ（７０，１５０）となり、位置情報ｐ（１００，１５０）からの差分である移動量ｍ（−３０，０）が発生する。
状態（３）では、位置情報がｐ（７０，１５０）となり、振れ相殺後の目標位置ｐ（９０，１５０）からの差分である移動量ｍ（２０，０）が発生する。
状態（４）では、位置情報がｐ（９０，１５０）となり、振れ相殺後の目標位置ｐ（１１０，１５０）からの差分である移動量ｍ（２０，０）が発生する。
状態（５）では、位置情報がｐ（１１０，１５０）となり、振れ相殺後の目標位置ｐ（１２０，１５０）からの差分である移動量ｍ（１０，０）が発生する。
状態（６）では、位置情報がｐ（１２０，１５０）となり、振れ相殺後の目標位置ｐ（１５０，１５０）からの差分である移動量ｍ（３０，０）が発生する。
状態（７）では、位置情報がｐ（１５０，１５０）となり、振れ相殺後の目標位置ｐ（１６０，１５０）からの差分である移動量ｍ（１０，０）が発生する。
【００３６】
図８は、イメージセンサ１７がＬＰＦ動作と像振れ補正動作を実行している場合における振れ移動量、振れ相殺移動量、目標位置、移動量、微振動成分及び位置情報の変化を段階的に示している。同図の例では、イメージセンサ１７の目標位置が中心位置と一致しておりその座標をｐ（１００，１５０）で示している。また状態（２）〜状態（５）がイメージセンサ１７のＬＰＦ動作の１周期に対応している。
図８の状態（１）〜（７）は、図６の状態（１）〜（７）と図７の状態（１）〜（７）を合成したものであるため、その詳細な説明を省略する。
図８における位置情報の差分（図８の位置情報（ＬＰＦ動作＋像振れ補正動作）から図７の位置情報（像振れ補正動作）を減じたもの）は、図６の位置情報（ＬＰＦ動作）の振れ変化量と等しくなっている。したがって、像振れ補正装置４０の駆動用コイルＣ１、Ｃ２、Ｃ３に流す交流駆動信号に、像振れ補正成分に加えてＬＰＦ成分（微振動成分）が正しく重畳されていることが判る。
【００３７】
サーボ演算ブロック５５は、イメージセンサ１７が露光期間中と信号読出期間中のいずれの状態に滞在しているかに応じて、イメージセンサ１７を異なる態様で駆動制御する。図９を参照して、イメージセンサ１７の露光期間中と信号読出期間中におけるサーボ演算ブロック５５による像振れ補正制御とＬＰＦ制御を説明する。
【００３８】
サーボ演算ブロック５５は、イメージセンサ１７の露光期間中は、変調信号生成部５２、Ｄ／Ａ変換部５３及び変調位置信号生成部５４の動作をオンにした上で、ジャイロセンサ３０が検出した振れ検出信号から導かれるイメージセンサ１７の目標位置と、変調位置信号生成部５４が生成した変調位置信号から導かれるイメージセンサ１７の仮想位置との差分を算出し、この差分を相殺して目標位置に追従させるように、像振れ補正装置４０を介してイメージセンサ１７を光軸直交平面内で駆動する。これにより、像振れ補正動作とＬＰＦ動作の双方を実行する。
【００３９】
サーボ演算ブロック５５は、イメージセンサ１７の信号読出期間中は、変調信号生成部５２、Ｄ／Ａ変換部５３及び変調位置信号生成部５４の動作をオフにした上で、ジャイロセンサ３０が検出した振れ検出信号から導かれるイメージセンサ１７の目標位置と、ホールセンサＨ１、Ｈ２、Ｈ３が検出した位置検出信号から導かれるイメージセンサ１７の実測位置との差分を算出し、この差分を相殺して目標位置に追従させるように、像振れ補正装置４０を介してイメージセンサ１７を光軸直交平面内で駆動する。これにより、像振れ補正動作のみを実行して、ＬＰＦ動作を実行しない。
【００４０】
図９に示すように、イメージセンサ１７によって１枚の撮影画像を得るために、露光と信号読出が順次に行われる。各露光期間と各信号読出期間において、垂直同期信号（ＣＩＳ−ＶＤ）の出力が含まれており、各露光期間において、ＣＩＳ−グローバルリセットの出力が含まれている。各露光期間においてシャッタ１５の開閉による露光が行われ、各信号読出期間においてイメージセンサ１７による信号読出が行われる。そして、イメージセンサ１７の露光期間中は、ジャイロセンサ３０が検出した振れ検出信号から導かれるイメージセンサ１７の目標位置と、変調位置信号生成部５４が生成した変調位置信号から導かれるイメージセンサ１７の仮想位置との差分を相殺して目標位置に追従させるような交流駆動信号を駆動用コイルＣ１、Ｃ２、Ｃ３に流すことで、像振れ補正動作とＬＰＦ動作の双方が実行される。一方、イメージセンサ１７の信号読出期間中は、ジャイロセンサ３０が検出した振れ検出信号から導かれるイメージセンサ１７の目標位置と、ホールセンサＨ１、Ｈ２、Ｈ３が検出した位置検出信号から導かれるイメージセンサ１７の実測位置との差分を相殺して目標位置に追従させるような交流駆動信号を駆動用コイルＣ１、Ｃ２、Ｃ３に流すことで、像振れ補正動作のみを実行して、ＬＰＦ動作を実行しない。なお、連写時にはイメージセンサ１７による露光と信号読出がさらに続けて行われる。
【００４１】
イメージセンサ１７の露光期間中に、像振れ補正動作とＬＰＦ動作の双方を実行することで、手ぶれに起因する画像のずれを補正するとともに、モアレ縞や偽色などの偽解像を防止して、高品質な画像データを得ることができる。またイメージセンサ１７の露光期間中は、イメージセンサ１７を光軸直交方向に駆動しても、磁気被りに起因する画像品質の劣化は生じない。
【００４２】
イメージセンサ１７の信号読出期間中に、像振れ補正動作のみを実行して、ＬＰＦ動作を実行しないことで、イメージセンサ１７の信号読出期間中に磁気被り現象が起きるのを防止して高品質な画像データを得ることができる。
【００４３】
このように本実施形態のデジタルカメラ（撮影装置）１０によれば、変調位置信号生成部（生成部）５４が、ホールセンサ（位置検出部）Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３が検出した位置検出信号と、この位置検出信号とは独立した変調信号とを重畳合成して変調位置信号を生成し、サーボ演算ブロック（駆動制御部）５５が、ジャイロセンサ（振れ検出部）３０が検出した振れ検出信号と、変調位置信号生成部５４が生成した変調位置信号とに基づいて、像振れ補正機構（電磁駆動機構）４０を介してイメージセンサ１７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１７を高精度に駆動制御するとともに、駆動信号を生成するための回路構成を小規模かつ簡易にすることができる。
【００４４】
以上の実施形態では、イメージセンサ１７を光軸直交平面内で駆動することでＬＰＦ効果を得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）Ｌの一部をなすレンズをボイスコイルモータなどの電磁駆動機構によって光軸直交平面内で駆動することで、被写体光束をイメージセンサ１７の検出色の異なる複数の画素に入射させてＬＰＦ効果を得る態様も可能である。この態様では、撮影レンズ群（撮影光学系）Ｌの一部をなすレンズの光軸直交平面内の位置を検出する位置検出部を設け、サーボ演算ブロック（駆動制御部）５５が、ジャイロセンサ（振れ検出部）３０が検出した振れ検出信号と、変調位置信号生成部（生成部）５４が生成した変調位置信号とに基づいて、撮影レンズ群（撮影光学系）Ｌの一部をなすレンズを光軸直交平面内で駆動する。
【００４５】
以上の実施形態では、単一（共通）の像振れ補正機構（電磁駆動機構）４０を介してイメージセンサ１７を光軸直交平面内で駆動することで、イメージセンサ１７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。
【００４６】
以上の実施形態では、ＤＳＰ２１及びイメージセンサ駆動回路５０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。
【００４７】
以上の実施形態では、像振れ補正装置（電磁駆動機構）４０の構成として、固定支持基板４１に磁石Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３及びヨーク４３１、４３２、４３３を固定し、可動ステージ４２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。
【００４８】
以上の実施形態では、イメージセンサ１７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円形軌跡または正方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。
【符号の説明】
【００４９】
１０  デジタルカメラ（撮影装置）
１１  撮影レンズ
Ｌ  撮影レンズ群（撮影光学系）
１３  絞り（撮影光学系）
１５  シャッタ（撮影光学系）
１７  イメージセンサ（撮像素子）
１７ａ  画素
１９  メモリ
２０  カメラボディ（ボディ本体）
２１  ＤＳＰ
２３  表示部材（ＬＣＤモニタ）
２５  メモリカード
２７  操作部材
２９  ローパスフィルタ操作部
３０  ジャイロセンサ（振れ検出部）
３１  絞り／シャッタ駆動回路
３５  メモリ
４０  像振れ補正装置（電磁駆動機構）
４１  固定支持基板
４２  可動ステージ
４３１  ４３２  ４３３  ヨーク
５０  イメージセンサ駆動回路
５１  積分回路
５２  変調信号発振部（ＬＰＦ発振回路）
５３  Ｄ／Ａ変換部
５４  変調位置信号生成部（生成部）
５５  サーボ演算ブロック（駆動制御部、イメージセンサ駆動制御部）
５６  ＰＷＭ部
５７  Ｈブリッジ
Ｃ１  Ｃ２  Ｃ３  駆動用コイル
Ｈ１  Ｈ２  Ｈ３  ホールセンサ（位置検出部）
Ｍ１  Ｍ２  Ｍ３  磁石
Ｒ  Ｇ  Ｂ  カラーフィルタ
【図１】
2014224940.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】
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【図８】
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【図９】
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