(57)【要約】【課題】制御モードを変更して補正手段により像振れ補正を行う撮像装置において、パルス幅変調周波数を変更する際、補正手段の位置ずれや不自然な挙動を抑制しつつ、制御モードの切り替えを行うこと。【解決手段】複数の制御モードで像振れ補正を行う撮像装置は、振れを検出する振れ検出部、および補正レンズの位置検出部を備え、振れ検出信号に応じて補正レンズの移動目標位置を算出し、補正レンズの位置が移動目標位置に収束するように制御を行う。ＰＷＭ周波数決定部１０１は制御モードに応じてＰＷＭ周波数を決定する。デューティ比決定部１０３は制御モードに応じて、ＰＷＭ周波数に対応する補正係数を用いてデューティ比を決定する。ＰＷＭ信号生成部１０４はＰＷＭ信号を生成して駆動部５０７，５０８に出力する。駆動部５０７，５０８はＨブリッジ回路で構成され、駆動信号はフィルタを介して補正レンズのアクチュエータに出力される。【選択図】  図１
2015081950.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御モードを変更して補正手段により像振れ補正を行う撮像装置であって、
前記撮像装置の振れを検出する振れ検出手段と、
前記補正手段の位置を検出する位置検出手段と、
前記振れ検出手段による振れ検出信号および前記位置検出手段による位置検出信号を取得して制御量を算出してパルス幅変調による制御信号を生成する制御手段と、
前記制御手段からの制御信号に従って前記補正手段を駆動する駆動手段を備え、
前記制御手段は、前記制御モードを判定してパルス幅変調周波数に対応する補正係数を用いて前記制御信号のデューティ比を決定し、
前記駆動手段は、前記制御手段により決定されたデューティ比の駆動信号を、フィルタ手段を介して前記補正手段へ出力することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記振れ検出手段による振れ検出信号を取得して前記補正手段の目標位置を算出する演算手段と、
前記制御モードごとに異なるパルス幅変調周波数を決定する周波数決定手段と、
前記演算手段の出力から前記デューティ比を決定するデューティ比決定手段と、
前記周波数決定手段により決定されたパルス幅変調周波数および前記デューティ比決定手段により決定されたデューティ比の前記制御信号を生成して前記駆動手段に出力する信号生成手段を有することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記デューティ比決定手段は、第１制御モードにて前記制御量からデューティ比を決定し、第２制御モードにて前記制御量に前記補正係数を乗算してデューティ比を決定することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記駆動手段はＨブリッジ回路で構成され、前記フィルタ手段はインダクタおよびコンデンサにより構成されることを特徴とする請求項２または３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記デューティ比決定手段は、前記Ｈブリッジ回路のデッドタイム、立上り時間、および立下り時間のうち１つ以上により決定される補正係数を前記制御量に乗算して前記デューティ比を決定することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記周波数決定手段は、第１制御モードと第２制御モードとの間でパルス幅変調周波数を変更する場合、前記第１制御モードでの第１周波数から前記第２制御モードでの第２周波数へと周波数を変化させて移行させ、または第２制御モードでの第２周波数から第１制御モードでの第１周波数へと周波数を変化させて移行させることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記デューティ比決定手段は、第１制御モードでの第１デューティ比から第２制御モードでの第２デューティ比へとデューティ比を変化させて移行させ、または第２制御モードでの第２デューティ比から第１制御モードでの第１デューティ比へとデューティ比を変化させて移行させることを特徴とする請求項２または６に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記第１制御モードから前記第２制御モードへの変更の際、
前記周波数決定手段は、前記第１周波数に対応する第１周期と前記第２周波数に対応した第２周期との差分を算出し、差分を設定された回数で除算した値を現在の周期から減算することによりパルス幅変調周波数を変更する処理を繰り返すことを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記第２制御モードから前記第１制御モードへの変更の際、
前記周波数決定手段は、前記第１周波数に対応する第１周期と前記第２周波数に対応した第２周期との差分を算出し、差分を設定された回数で除算した値を現在の周期に加算することによりパルス幅変調周波数を変更する処理を繰り返すことを特徴とする請求項６または８に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記デューティ比決定手段は、前記パルス幅変調周波数を変更する処理が行われる度に、前記第１周期に対する変更後の周期の比率を前記制御量に乗算してデューティ比を決定することを特徴とする請求項８または９に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記制御手段は、前記補正手段の制御性を優先する第１制御モードと、消費電力の低減を優先する第２制御モードとの変更を判定することを特徴とする請求項８ないし１０のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１２】
撮影準備信号が出力され、前記第２制御モードから第１制御モードへの変更が判定された場合、前記制御手段はパルス幅変調周波数を前記第２周波数から第１周波数に変更し、
撮像素子への露光が終了し、前記第１制御モードから第２制御モードへの変更が判定された場合、ブランキング期間に前記制御手段はパルス幅変調周波数を前記第１周波数から第２周波数に変更することを特徴とする請求項１１に記載の撮像装置。
【請求項１３】
制御モードを変更して補正手段により像振れ補正を行う撮像装置にて実行される撮像方法であって、
前記撮像装置の振れを振れ検出手段により検出する振れ検出ステップと、
前記補正手段の位置を位置検出手段により検出する位置検出ステップと、
前記振れ検出手段による振れ検出信号および前記位置検出手段による位置検出信号を制御手段が取得して制御量を算出してパルス幅変調による制御信号を生成する制御ステップと、
前記制御手段からの制御信号に従って駆動手段が前記補正手段を駆動する駆動ステップを有し、
前記制御ステップにて制御手段は、前記制御モードを判定してパルス幅変調周波数に対応する補正係数を用いて前記制御信号のデューティ比を決定し、
前記駆動ステップにて駆動手段は、前記制御手段により決定されたデューティ比の駆動信号を、フィルタ手段を介して前記補正手段へ出力することを特徴とする撮像装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、手振れ等により発生する画像振れを補正する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体）センサ等の撮像素子を備える撮像装置において、レンズを駆動する際、アクチュエータから発生する磁界ノイズの影響により、撮像素子から取り込んだ画像に横縞ノイズが発生する可能性がある。これは、アクチュエータのコイルへの通電時に発生する磁界の影響によるものである。特に、ＰＷＭ（パルス幅変調）制御の場合、コイルへの通電と回生の繰り返し、または、正転方向と逆転方向の通電の繰り返しにより脈流電流が発生する。コイルが発生する磁界の変化に伴って撮像ノイズが発生する。その対策として、アクチュエータのコイルの駆動電流に関し、ドライバの出力電流からフィルタを介して得られる電流とすることでリプル幅を小さくする方法が知られている。すなわち、コイルが発生する磁界の変化を小さくすることにより、撮像素子への影響が抑えられる。しかしながら、フィルタで消費される電力の損失が大きくなる。そこで、ＰＷＭ周波数を高くし、かつフィルタを構成するＬＣ回路の共振周波数から離すように設定を変更すれば、フィルタで損失する電流のゲインを下げて、消費電力の増大を防ぐことができる。
【０００３】
一方、像振れ補正レンズの駆動制御においては、ＰＷＭ周期およびデューティ比を設定することで、駆動用のＰＷＭ信号が生成される。ＰＷＭ周波数を高くする（ＰＷＭ周期を短くする）と、デューティ比の分解能が粗くなる。すなわち像振れ補正レンズの駆動分解能も粗くなってしまう。したがって、ＰＷＭ周波数を高くすることで消費電力は低減できるが、像振れ補正レンズの制御性能が低下する。逆に、ＰＷＭ周波数を低くすることで消費電力は増加するが、像振れ補正レンズの制御性能は向上することになる。
特許文献１には、撮像素子が受けるノイズの影響を回避する方法が開示されている。アクチュエータの駆動周波数がｆであるレンズユニットが装着された場合、ノイズ成分（ダーク画像）読込みタイミングと信号成分読込みタイミングの時間差ΔＴ’が駆動周波数ｆの逆数の整数倍となるように撮像の駆動周波数が変更される。または、ノイズ読込タイミングと信号読込タイミングの時間差ΔＴを周期とする周波数に基づいてアクチュエータ駆動周波数が変更される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−５０６３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のアクチュエータ制御方法では、ＰＷＭ周波数を変更した場合、レンズの位置にずれが生じ、または瞬間的な振動（いわゆるピクツキ）を生じるという問題があった。これは、アクチュエータを駆動するＨブリッジドライバの応答速度やデッドタイムに起因して、デューティ比が同じでも、ＰＷＭ周波数の違いによりＨブリッジ回路の出力電流に差異を生じてしまうからである。例えば、レンズの位置ずれが生じ、かつ、離散的にその動作が行われる場合、周波数の変更幅が大きいほど、レンズの瞬間的な振動が目立ってしまう可能性がある。
本発明の目的は、制御モードを変更して補正手段により像振れ補正を行う撮像装置において、パルス幅変調周波数を変更する際、補正手段の位置ずれや不自然な挙動を抑制しつつ、制御モードの切り替えを行うことである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係る装置は、制御モードを変更して補正手段により像振れ補正を行う撮像装置であって、前記撮像装置の振れを検出する振れ検出手段と、前記補正手段の位置を検出する位置検出手段と、前記振れ検出手段による振れ検出信号および前記位置検出手段による位置検出信号を取得して制御量を算出してパルス幅変調による制御信号を生成する制御手段と、前記制御手段からの制御信号に従って前記補正手段を駆動する駆動手段を備える。前記制御手段は、前記制御モードを判定してパルス幅変調周波数に対応する補正係数を用いて前記制御信号のデューティ比を決定し、前記駆動手段は、前記制御手段により決定されたデューティ比の駆動信号を、フィルタ手段を介して前記補正手段へ出力する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、制御モードを変更して補正手段により像振れ補正を行う撮像装置において、パルス幅変調周波数を変更する際、補正手段の位置ずれや不自然な挙動を抑制しつつ、制御モードの切り替えを行える。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係る制御部の構成を示すブロック図である。
【図２】像振れ補正機能を有するレンズ鏡筒の構成図である。
【図３】像振れ補正ユニットの構成例を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係る撮像装置全体の構成例を示す図である。
【図５】像振れ補正レンズの駆動制御部の内部構成例を示すブロック図である。
【図６】像振れ補正ユニット駆動部の構成例を示す図である。
【図７】像振れ補正ユニット駆動部への印加電圧（Ａ）、インダクタ電流（Ｂ）、コンデンサ電流（Ｃ）、駆動電流（Ｄ）を示す図である。
【図８】像振れ補正ユニット駆動部の電流−周波数特性を示す図である。
【図９】本発明の第１実施形態における手振れ補正処理を説明するフローチャートである。
【図１０】図９のデューティ比決定処理Ｓ１１５を説明するフローチャートである。
【図１１】本発明の第２実施形態におけるデューティ比決定処理を説明するフローチャートである。
【図１２】図１１のＰＷＭスイープ処理Ｓ２０３を説明するフローチャートである。
【図１３】図１１のＰＷＭスイープ処理Ｓ２０３により変更されるＰＷＭデューティ比およびＰＷＭ周期の変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明の各実施形態を、添付図面に基づいて詳細に説明する。制御モードを変更して像振れ補正を行う撮像装置については、像振れ補正光学系を構成するレンズを補正手段として駆動制御を行う形態を例示する。
【００１０】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態に係る撮像装置について、図４を参照して装置全体の構成を説明する。
撮像光学系を構成するズームユニット４０１はズームレンズを含む。ズーム駆動制御部４０２はズームユニット４０１の駆動制御により変倍動作を行う。絞り・シャッタユニット４０５は光量を調節する絞り装置と、シャッタ装置を備えており、絞り・シャッタ駆動制御部４０６により駆動制御される。
【００１１】
補正レンズユニット４０３は、撮像光学系の光軸に対して垂直な平面での位置を変更することが可能な光学部材として補正レンズを備える。補正レンズは像振れ補正光学系を構成し、手振れ等の振動による画像ブレを補正する。なお、本実施形態では、撮像光学系によって撮像素子の撮像面上に結像する被写体像のブレを軽減するための補正レンズユニット４０３を使用する。これに限らず、光軸に対して垂直な平面での、撮像素子の位置を変更することで像振れを軽減してもよい。補正レンズ駆動制御部４０４は補正レンズユニット４０３を駆動制御し、また撮像装置の状態に応じて駆動用電源供給の停止制御を行う。例えば、省電力制御時には、不要な電力が消費されないように駆動用電源供給を停止することにより節電が行われる。
フォーカスユニット４０７は焦点調節を行うフォーカスレンズを含む。フォーカス駆動制御部４０８はフォーカスユニット４０７を駆動制御する。各駆動制御部は後述の制御部４１７からの制御指令に従ってそれぞれが担当する可動部材の駆動を制御する。
【００１２】
撮像部４０９は撮像素子を用いて、各レンズ群を通過して結像される光像を光電変換により電気信号に変換する。撮像信号処理部４１０は、撮像部４０９の出力信号を映像信号に変換する。映像信号処理部４１１は、撮像信号処理部４１０の出力信号を用途に応じて加工するために画像処理を行う。表示部４１２は、映像信号処理部４１１の出力信号に従って画像表示を行う。撮像信号処理部４１０、映像信号処理部４１１、表示部４１２は、後述の制御部４１７によって処理および動作が制御される。
【００１３】
電源部４１３は、カメラシステムを構成する各部に対して用途に応じた電源電圧を供給する。外部入出力端子部４１４は、外部装置との間で通信される信号及び映像信号等の入出力処理に用いる。操作部４１５はユーザがカメラを操作する際に使用し、操作指示信号を制御部４１７に出力する。操作部４１５は撮影操作に使用する操作部材や、制御上の設定等に使用する操作部材を備える。記憶部４１６は、映像情報や制御情報等の各種データを記憶する。
システム全体を制御する制御部４１７はＣＰＵ（中央演算処理装置）を備え、記憶部４１６から読み出したプログラムを実行することによって、後述の処理を行う。
【００１４】
次に、上記の構成を持つ撮像装置の動作について説明する。
操作部４１５は、シャッタレリーズボタン（不図示）の押し込み量に応じて第１スイッチ（以下、ＳＷ１と略記する）および第２スイッチ（以下、ＳＷ２と略記する）が順にオン状態となる２段式スイッチを有する。シャッタレリーズボタンの第１ストローク（半押し）により第１スイッチＳＷ１がオン状態となり、第２ストローク（全押し）により第２スイッチＳＷ２がオン状態となる。第１スイッチＳＷ１がオン状態になると、制御部４１７はフォーカス駆動制御部４０８に制御指示を送り、フォーカスユニット４０７を駆動して焦点調節を行う。この制御とともに、制御部４１７は絞り・シャッタ駆動制御部４０６に制御指示を送り、絞り・シャッタユニット４０５を駆動して露光量を適正な値に設定する。その後、第２スイッチＳＷ２がオン状態になると、制御部４１７は、撮像部４０９にて露光された光像から得られた画像データを記憶部４１６に記憶させる。制御部４１７は操作部４１５より像振れ補正制御をオン状態に設定する操作指示を受け付けた場合、補正レンズ駆動制御部４０４に像振れ補正動作の制御を指示する。この制御指示を受けた補正レンズ駆動制御部４０４は、制御をオフ状態にする指示がなされるまでの間、補正レンズユニット４０３を駆動して像振れ補正制御を行う。
【００１５】
また、操作部４１５が一定時間以上に亘って操作されなかった場合、制御部４１７は省電力制御のために表示部４１２のディスプレイの電源供給を遮断する。本実施形態の撮像装置では、ユーザが静止画撮影モード、動画撮影モードおよび再生モード等の、カメラモードを操作部４１５で選択可能であり、モードごとに各アクチュエータの動作条件を変更することができる。
操作部４１５を用いたユーザ操作に従ってズームレンズによる変倍動作の指示が行われると、制御部４１７はズーム駆動制御部４０２に制御を指示し、ズームユニット４０１を駆動して、指示されたズーム位置にズームレンズを移動させる。その際、制御部４１７は、撮像部４０９の出力信号を各信号処理部４１０，４１１で処理した画像情報に基づいて焦点調節動作を制御する。制御部４１７は、撮像信号を処理して生成した焦点調節状態の検出信号を用いて、焦点調節用の駆動制御量を算出してフォーカス駆動制御部４０８に送信する。フォーカス駆動制御部４０８は制御部４１７の指示に従ってフォーカスユニット４０７を駆動することにより焦点調節を行う。
【００１６】
図２は振れ補正機能を有するレンズ鏡筒２０１の構成の概略を示す。レンズ鏡筒２０１には、第１レンズ群２０２が固定されている。第２レンズ群２０３は変倍動作を行う。絞り２０４は光量を調節し、第３レンズ群（シフトレンズ）２０５は手振れ等に起因する像振れを補正する。第４レンズ群２０６は第２レンズ群２０３によるピント面の補正と焦点調節機能を併せ持つ。撮像素子２０７の受光面には、各レンズ群を通過した光が結像され、撮像素子２０７は光電変換により電気信号を出力する。
【００１７】
図３は、像振れ補正用の補正レンズ３０１を、撮像光学系の光軸に対して直交する方向に移動可能に保持する像振れ補正ユニットの構成例を示す分解斜視図である。
ホルダに設けた駆動コイル３０２，３０３は、不図示の駆動部によりそれぞれ通電されることで磁界を発生する。補正レンズユニットには補正レンズ（シフトレンズ）３０１と、駆動用のマグネット３０４，３０５が一体的に設けられている。マグネット３０４，３０５は駆動コイル３０２，３０３とともに、アクチュエータとしてのボイスコイルモータを構成する。磁場を検出するためにホール素子３０６、３０７がマグネット３０４，３０５に対してそれぞれ配置されており、光軸に直交する面内での補正レンズユニットの位置を検出する。
【００１８】
次に、補正レンズ駆動制御部４０４による補正レンズユニット４０３の位置制御について説明する。
図５は、図４に示す補正レンズ駆動制御部４０４の内部構成および補正レンズユニット４０３の要部を示すブロック図である。なお、撮像装置の姿勢検出および振れ検出は、通常の姿勢、つまり、画像フレームの画像枠の長手方向が水平方向とほぼ一致する姿勢を基準として、ピッチ方向およびヨー方向について行われる。ピッチ方向は撮像装置の垂直方向において水平面に対する傾動方向であり、ヨー方向は撮像装置の水平方向において鉛直面に対する傾動方向であり、互いに直交する方向である。図５には、撮像装置の振れ検出を行う例を示す。ジャイロセンサ部５０１および５０２は、２方向の振れ検出部をそれぞれ構成する。
【００１９】
ピッチ方向における撮像装置の振れを検出するジャイロセンサ部（以下、ピッチ方向ジャイロ部という）５０１は振れ検出信号を像振れ補正制御部５０３に出力する。また、ヨー方向における撮像装置の振れを検出するジャイロセンサ部（以下、ヨー方向ジャイロ部という）５０２は振れ検出信号を像振れ補正制御部５０４に出力する。本実施形態ではピッチ方向ジャイロ部５０１とヨー方向ジャイロ部５０２を備えているが、加速度センサ等を備えてもよい。像振れ補正制御部５０３，５０４は、ジャイロ部５０１，５０２の振れ検出信号がそれぞれに入力され、補正レンズ３０１の位置を制御する制御信号を生成する。像振れ補正制御部５０３は制御信号をＰＩＤ部５０５に出力し、像振れ補正制御部５０４は制御信号をＰＩＤ部５０６に出力する。
【００２０】
ＰＩＤ部５０５，５０６は帰還制御手段であり、Ｐ（比例）Ｉ（積分）Ｄ（微分）制御により、補正レンズ３０１のフィードバック制御を行う。ＰＩＤ部５０５は、ピッチ方向の補正位置の制御信号と、ピッチ方向における補正レンズ３０１の位置を検出するホール素子５０９の位置検出信号から偏差を求めて制御量を算出する。ＰＩＤ部５０５は算出した制御量に応じた位置指令信号を駆動部５０７に出力する。同様に、ＰＩＤ部５０６は、ヨー方向の補正位置の制御信号と、ヨー方向における補正レンズ３０１の位置を検出するホール素子５１０の位置検出信号から偏差を求めて制御量を算出する。ＰＩＤ部５０６は算出した制御量に応じた位置指令信号を駆動部５０８に出力する。駆動部５０７，５０８は、ＰＩＤ部５０５，５０６からそれぞれ送られてきた位置指令信号に基づき、駆動信号をアクチュエータに出力して補正レンズ３０１を駆動する。
【００２１】
図１は、図５に示すＰＩＤ部５０５，５０６の構成例を示す。
ＰＷＭ周波数決定部１０１は、制御部４１７から出力される制御モード信号に応じてパルス幅変調周波数を決定する。例えば、補正レンズ３０１の制御性能を優先するモードである第１制御モードの場合、第１ＰＷＭ周波数（以下、第１周波数という）に対応した第１ＰＷＭ周期（以下、第１周期という）が決定される。また、消費電力の低減を優先するモードである第２制御モードの場合、第２ＰＷＭ周波数（以下、第２周波数という）に対応した第２ＰＷＭ周期（以下、第２周期という）が決定される。ＰＷＭ周波数決定部１０１は決定したＰＷＭ周期をＰＷＭ信号生成部１０４へ出力する。
【００２２】
制御演算部１０２は、像振れ補正制御部５０３，５０４が生成する目標位置信号、およびホール素子５０９、５１０による位置検出信号を取得して、位置の偏差を求めてＰＩＤ制御演算を行う。なお、第１周波数に対応したＰＩＤ演算が実行されるものとする。
デューティ比決定部１０３は、制御部４１７からの制御モード信号に応じて制御演算部１０２の演算結果に対して補正係数を乗算する。これにより、ＰＷＭ周波数に応じたデューティ比を決定してＰＷＭ信号生成部１０４に出力する。補正係数については、駆動部を構成する後述のＨブリッジ回路のデッドタイム、立上り時間、および立下り時間のうち１つ以上により決定される値が用いられる。
ＰＷＭ信号生成部１０４は、ＰＷＭ周波数決定部１０１により設定されるＰＷＭ周期、及び、デューティ比決定部１０３により設定されるデューティ比に基づいてＰＷＭ信号を生成し、駆動部５０７，５０８へそれぞれ出力する。
【００２３】
図６は駆動部５０７の構成図である。
Ｈブリッジドライバ６０１は、補正レンズユニット４０３のアクチュエータコイルへの供給電流を制御する。インダクタ６０２およびコンデンサ６０３は、アクチュエータのコイルに流れる電流を平滑化するフィルタを構成する。駆動コイル３０２，３０３（図３参照）に通電する電流の変動が大きい場合、発生する磁界変動も大きくなる。駆動コイル３０２，３０３が発する磁界の変動によって、撮像素子２０７の撮像信号が変動すると、映像信号処理部４１１が出力する画像に影響を及ぼす可能性（横筋等の発生）がある。そのため、インダクタ６０２およびコンデンサ６０３によりフィルタを形成し、アクチュエータのコイルに流れる電流を平滑化して電流変動を小さくしている。例えば、図７（Ａ）の波形図にＨブリッジドライバ６０１の出力を示す。Ｈブリッジドライバ６０１は各出力端子から所定周波数の矩形波状ＰＷＭ電圧を出力する。図中のＶＨはハイレベルを示し、ＶＬはローレベルを示す。
【００２４】
矩形波状ＰＷＭ電圧の印加により、インダクタ６０２には図７（Ｂ）に示す三角波状電流が流れ、コンデンサ６０３には図７（Ｃ）に示す三角波状電流が流れる。インダクタ電流は、コンデンサ電流に対してオフセットをもつ。アクチュエータのコイルには、図７（Ｄ）に示すように平滑化された、ほぼ直流の電流が流れる。
【００２５】
インダクタ６０２およびコンデンサ６０３を含めた像振れ補正ユニットの周波数特性を図８に示す。横軸は周波数を示し、縦軸は電流ゲインを示す。共振周波数より高い周波数の電流変化に対しては、電流変化が減衰する。図６の駆動周波数設定部６０４によりＨブリッジドライバ６０１の出力信号のＰＷＭ出力周波数が設定される。Ｈブリッジドライバ６０１の出力信号のＰＷＭ出力周波数が、図８の共振周波数より高い周波数となるに従って、Ｈブリッジドライバ６０１の出力電流変化も減衰するため、消費電力が減少する。しかし、Ｈブリッジドライバ６０１のＰＷＭ出力を生成するクロック信号は一定であるため、ＰＷＭ出力周波数を高くすると像振れ補正ユニットの通電制御の分解能が低くなる。つまり、Ｈブリッジドライバ６０１のＰＷＭ出力周波数を高くすると、補正レンズの位置制御の精度が低下する。そのため、補正レンズの位置制御の精度を高くする必要がない場合には、ＰＷＭ出力周波数を変更して消費電力を低減可能である。
なお、駆動部５０８は駆動部５０７と同様の構成であり、その説明を省略する。
【００２６】
次に、図９のフローチャートを参照して、本実施形態における像振れ補正装置の動作を説明する。
まず、Ｓ１０１において制御部４１７は、手振れ補正処理で必要となる各種の変数値を初期化する。Ｓ１０５で制御部４１７から、補正レンズの制御周期を決定するタイミング信号が出力されると、Ｓ１０７に処理を進め、タイミング信号が出力されない場合、Ｓ１０５の判定処理が繰り返されて待ち状態となる。
【００２７】
Ｓ１０７でジャイロ部５０１，５０２はカメラの振れ量を検出する。像振れ補正制御部５０３，５０４は目標位置を演算により算出する（Ｓ１０９）。さらに、ホール素子５０９，５１０の出力より、補正レンズ３０１の位置検出信号が取得され（Ｓ１１１）、制御演算部１０２はＰＩＤ制御のための制御量（ＰＩＤ＿Ｏと記す）を算出する（Ｓ１１３）。なお、制御演算部１０２では、第１周波数で駆動したときの制御量が最適となるようにＰＩＤ制御パラメータが調整されており、出力される制御量は第１周波数で駆動している時の制御量に対応している。Ｓ１１５でデューティ比決定処理が実行され、ＰＷＭ周波数に応じたデューティ比が決定された後、Ｓ１０５へ処理を戻す。
【００２８】
次に、デューティ比決定部１０３が行うデューティ比決定処理Ｓ１１５について、図１０を参照して説明する。
Ｓ１２１で現在の制御モードが判定される。現在の制御モードが、補正レンズの制御性能を優先する第１制御モードである場合、Ｓ１２３に処理を進め、また現在の制御モードが、消費電力を低減させる第２制御モードである場合、Ｓ１２５に処理を進める。
Ｓ１２３では、制御演算部１０２が算出した制御量ＰＩＤ＿Ｏをそのまま、次回のＰＷＭデューティ比（ＤＵＴＹ＿Ｎと記す）として決定する処理が行われる。また、Ｓ１２５では、制御演算部１０２が算出した制御量ＰＩＤ＿Ｏに対して、周波数変換係数αおよびデューティ補正係数βが乗算される。周波数変換係数αは第１周期に対する第２周期の比率（すなわち、第２周期ＰＷＭ＿２を、第１周期ＰＷＭ＿１で除算した結果）である。また、デューティ補正係数βは、ＰＷＭ周波数の違いに起因する電流の出力特性の違いを補正するための補正係数である。デューティ補正係数βの値は、Ｈブリッジドライバ６０１のスイッチング特性によって決定され、第１周期を１として表した場合に１以下の値である。
【００２９】
Ｓ１２５では、次回のＰＷＭデューティ比ＤＵＴＹ＿Ｎが「ＰＩＤ＿Ｏ×α×β」により決定される。制御演算部１０２の演算結果に補正係数を乗算することで、ＰＷＭ周波数の違いにより、ＰＷＭデューティ比とアクチュエータへの通電電流に違いが生じることを補正できる。
また、ＰＷＭデューティ比が０％の付近、および１００％の付近にて、電流のリニアリティ（線形性）が低下するのを抑えるため、ＰＷＭデューティ比の下限閾値と上限閾値が設定される。これにより、制御特性の低下を抑制できる。
【００３０】
本実施形態によれば、撮像装置の制御モードに応じて補正光学系（補正レンズを含む）の消費電力を低減する制御モードと、補正光学系の制御性能を重視した制御モードとを切り替えることで、消費電力と制御性能とを両立させることができる。制御モードの切り替え時において補正レンズの不連続な動きを抑制できる。
【００３１】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態を説明する。本実施形態において第１実施形態の場合と同様の構成要素については既に使用した符号を用いることにより、それらの詳細な説明を省略し、主に相違点を説明する。
本実施形態では、図９のフローチャートにおいてＳ１１５のデューティ比決定処理の内容が異なる。本実施形態では、ＰＷＭ周波数を連続的に変更する処理（以下、ＰＷＭスイープ処理という）が実行される。図９のＳ１０１の初期化処理においては、ＰＷＭスイープ処理にてＰＷＭ周波数を連続的に変更する際、何回目の変更であるかを計数するためのカウント変数（ｎと記す）の値をゼロに初期化する処理が実行される。
【００３２】
以下、本実施形態におけるデューティ比決定処理について、図１１を参照して説明する。
Ｓ２０１は、制御モードの変更を指示するフラグ値の判定処理である。制御モードの変更を指示するフラグの値が１である場合、Ｓ２０３へ進み、ＰＷＭスイープ処理が実行される。ＰＷＭスイープ処理Ｓ２０３については、図１２を用いて後述する。また、図１１のＳ２０１において、制御モードの変更を指示するフラグの値がゼロである場合、Ｓ２０５へ処理を進める。
【００３３】
Ｓ２０５で現在の制御モードが判定される。現在の制御モードが第１制御モードである場合、Ｓ２０７に進み、また、現在の制御モードが第２制御モードである場合、Ｓ２１１に進む。Ｓ２０７では、制御演算部１０２の演算結果である制御量ＰＩＤ＿Ｏを、次回のＰＷＭデューティ比ＤＵＴＹ＿Ｎとして設定する処理が実行される。また、Ｓ２１１では、制御演算部１０２の演算結果である制御量ＰＩＤ＿Ｏに対して、ＰＷＭ周波数変換係数αを乗じた値を次回のＰＷＭデューティ比ＤＵＴＹ＿Ｎとして設定する処理が実行される。Ｓ２０３、Ｓ２０７、Ｓ２１１の処理を終えるとリターン処理に移行し、図９のデューティ比決定処理Ｓ１１５が終了し、Ｓ１０５へ戻る。
【００３４】
次に、図１１のＰＷＭスイープ処理Ｓ２０３について、図１２のフローチャートを参照して説明する。
まず、Ｓ４０１でカウント変数ｎの値がインクリメントされ（ｎ＝ｎ＋１）、次回のサンプリングにおけるＰＷＭ出力を決定するための演算が実行される。Ｓ４０３では、制御モードの変更を指示するフラグ値の変更について判定される。撮像装置が補正レンズ３０１の制御性を優先する第１制御モードである時に、消費電力の低減を優先する第２制御モードを指示する信号が出力された場合、Ｓ４０５に処理を進める。例えば、撮像素子への露光が終了した場合、第１制御モードから第２制御モードに変更され、ブランキング期間に第１周波数から第２周波数への切り換えが行われる。
【００３５】
Ｓ４０５でＰＷＭ周波数決定部１０１は、第１周波数に対応した第１周期ＰＷＭ＿１と第２周波数に対応した第２周期ＰＷＭ＿２との差分を算出する。差分「ＰＷＭ＿１−ＰＷＭ＿２」をカウント変数でｎ等分した値が、現在のＰＷＭ周期ＰＷＭ＿Ｃから減算され、これを次のＰＷＭ周期ＰＷＭ＿ＮとしてＰＷＭ信号生成部１０４へ設定する処理が行われる。
【００３６】
一方、Ｓ４０３にて、第２制御モードである時に、第１制御モードを指示する信号が出力された場合、Ｓ４０７に処理を進める。例えば、カメラのレリーズボタンが操作されて撮影準備信号（ＳＷ１のオン信号）が出力された際、第２制御モードから第１制御モードへ変更される。ＰＷＭ周波数決定部１０１は、第１周波数に対応した第１周期ＰＷＭ＿１と、第２周波数に対応した第２周期ＰＷＭ＿２との差分を算出する。差分「ＰＷＭ＿１−ＰＷＭ＿２」をカウント変数でｎ等分した値が、現在のＰＷＭ周期ＰＷＭ＿Ｃに加算され、これを次回のＰＷＭ周期ＰＷＭ＿ＮとしてＰＷＭ信号生成部１０４へ設定する処理が行われる。
【００３７】
Ｓ４０５、Ｓ４０７の次にＳ４０９に進み、デューティ比決定部１０３は、制御演算部１０２の出力する制御量ＰＩＤ＿Ｏに対して、所定の比率を乗算する。所定の比率とは、第１周期に対する変更後の周期の比率、つまり、次回のＰＷＭ周期ＰＷＭ＿Ｎを第１周期ＰＷＭ＿１で除算した値（ＰＷＭ＿Ｎ／ＰＷＭ＿１）である。乗算結果は、次回のＰＷＭデューティ比ＤＵＴＹ＿ＮとしてＰＷＭ信号生成部１０４へ出力される。なお、制御演算部１０２では、第１周波数で駆動する際に最適となるＰＩＤ制御パラメータのチューニングがなされているものとする。
【００３８】
次のＳ４１１では、Ｓ４０５、Ｓ４０７で決定した次のＰＷＭ周期を、現在のＰＷＭ周期であるＰＷＭ＿Ｃに代入して置き換える処理が行われて、Ｓ４１３へ進む。カウント変数ｎの値が、ＰＷＭスイープ処理にて何回のＰＷＭ切り替えを行うかを決める回数（Ｎと記す）と比較される。ｎの値が回数Ｎに一致している場合、すなわち、直前に設定したＰＷＭ周波数が第２周波数に到達しているか、または第１周波数に到達している場合、Ｓ４１５に処理を進める。Ｓ４１５では制御モードの変更を指示するフラグが解除される。Ｓ４１５の後、ＰＷＭスイープ処理を終了して、リターン処理に移行する。
【００３９】
一方、Ｓ４１３でｎの値が回数Ｎと一致していない場合、すなわち、直前に設定したＰＷＭ周波数が第２周波数に到達していないか、または、第１周波数に到達していない場合には、フラグを解除せずにＰＷＭスイープ処理を終了し、リターン処理に移行する。
ＰＷＭスイープ処理が終了すると、続いて図９のデューティ比決定処理Ｓ１１５を終了し、Ｓ１０５へ戻る。
【００４０】
Ｓ４１５でフラグが解除されていない場合、像振れ補正処理中の次の制御タイミング信号が到来した際、再度ＰＷＭスイープ処理が実行される。つまり制御モードの変更を指示するフラグが解除されるまで、設定された回数での周波数切り替えが行われ、所望のＰＷＭ周波数に到達するまでＰＷＭスイープ処理が繰り返される。ＰＷＭ周波数の更新周期は一定の周期であり、ＰＷＭ周期に比べて十分に長い周期に設定される。
【００４１】
図１３を参照して、デューティ比決定処理中にＰＷＭスイープ処理を繰り返すことで、第１周期から第２周期へと周期が徐々に切り替わる様子を具体的に説明する。図１３に示すＳｎは、段階的にＰＷＭ周期が変化する状態を表し、カウント変数ｎの値は、ｎ＝０，１〜６である。図１３の「ＰＷＭデューティｎ」はデューティ比の変化を示し、「ＰＷＭｎ」は周期の変化を示す。この場合、第１周波数に対応する第１周期を「ＰＷＭ０」とし、第１デューティ比を「ＰＷＭデューティ０」とする。また第２周波数に対応する第２周期を「ＰＷＭ６」とし、第２デューティ比を「ＰＷＭデューティ６」とする。
【００４２】
Ｓ０は、ＰＷＭスイープ処理が実行される直前の状態を表しており、第１周期、および、制御演算部１０２の出力する制御量ＰＩＤ＿Ｏにより決定されるデューティ比をもつＰＷＭ信号が出力されている状態である。Ｓ１は１回目のＰＷＭスイープ処理が実行された直後の状態を示す。Ｓ２は２回目のＰＷＭスイープ処理が実行された直後の状態を示す。ＰＷＭスイープ処理Ｓ２０３を繰り返す際の回数ｎの値に応じて、Ｓ３、Ｓ４、…というように、順次に状態が進む。本例では、６回目のＰＷＭスイープ処理Ｓ２０３が実行された結果、Ｓ６の状態となる。この状態は、第２周期、および、それに対応した第２デューティ比をもつＰＷＭ信号が出力される状態である。なお、第２周期から第１周期への変更及び第２デューティ比から第１デューティ比への変更については、前記と逆の過程に従って行われるので説明を省略する。
【００４３】
本実施形態では、第１周波数から第２周波数への切り替え、または、第２周波数から第１周波数への切り替えの際、周波数を徐々に変更することができる。また、回数Ｎを大きくすれば、切り替え段数が大きくなるので、周波数をより滑らかに変更できる。
【符号の説明】
【００４４】
１０１  ＰＷＭ周波数決定部
１０２  制御演算部
１０３  デューティ比決定部
１０４  ＰＷＭ信号生成部
５０７，５０８  駆動部
５０９，５１０  ホール素子
【図１】
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【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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