(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
振れにより生ずる被写体像の像振れを補正するための第１の補正手段と、
共通する光軸上で前記第１の補正手段とは異なる位置にある、振れにより生ずる被写体像の像振れを補正するための第２の補正手段と、
前記第１および第２の補正手段を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、
検出手段により検出された振れを示す振れ信号に基づいて算出される制御信号を用いて前記第１の補正手段を制御し、
前記第１の補正手段の位置を示す位置信号を取得し、当該取得された位置信号の高周波成分をカットした信号に基づいて、前記第２の補正手段を制御する
ことを特徴とする像振れ補正装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
検出手段により検出された振れを示す振れ信号に基づいて算出される制御信号を用いて前記第１の補正手段を制御し、
前記制御する第１の補正手段の位置を示す位置信号を取得し、当該取得された位置信号の高周波成分をカットした信号と、前記第１の補正手段の駆動に用いた前記制御信号とに基づいて、前記第２の補正手段を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の像振れ補正装置。
【請求項３】
装置に加えられる振れを検出する検出手段と、前記振れにより生ずる被写体像の像振れを補正するための第１の補正手段および共通する光軸上で前記第１の補正手段とは異なる位置にある第２の補正手段とを備える像振れ補正装置の制御方法であって、
前記第１および第２の補正手段を制御する工程を有し、
前記制御する工程は、
検出手段により検出された振れを示す振れ信号に基づいて算出される制御信号を用いて前記第１の補正手段を制御し、
前記第１の補正手段の位置を示す位置信号を取得し、当該取得された位置信号の高周波成分をカットした信号に基づいて、前記第２の補正手段を制御する
ことを特徴とする制御方法。
【請求項４】
請求項１または２に記載の像振れ補正装置を備える撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像振れ補正装置、その制御方法および撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラ等の撮像装置による画像撮像時に、カメラ本体を保持するユーザの手が揺れる（手振れが発生する）ことにより、被写体像に振れ（像振れ）が生ずる場合がある。この像振れを補正する像振れ補正手段を備える撮像装置が提案されている。
【０００３】
像振れ補正手段による補正処理としては、従来から、光学式像振れ補正処理や、電子式像振れ補正処理が用いられている。光学式像振れ補正処理は、角速度センサ等でカメラ本体に加えられた振動を検出し、検出結果に応じて撮像光学系内部に設けられた像振れ補正レンズを移動させる。これにより、撮像光学系の光軸方向を変化させることによって撮像素子の受光面に結像される像を移動して像振れを補正する。また、電子式像振れ補正処理は、撮像画像に対して画像処理を行って、擬似的に像振れを補正する。
【０００４】
特許文献１は、複数のレンズ群を光軸とは異なる方向に移動させることにより像振れを補正する撮影レンズを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２４９２７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１が開示する撮影レンズは、複数のレンズ群を光軸方向とは異なる方向に一体的に移動させるか、または複数レンズ群の重心位置の近傍を中心に、複数レンズ群を一体的に回転させる。また、複数レンズ群の駆動を同一の駆動機構を用いて一体的に行うことで装置の大型化を最小限に抑える。しかし、この撮影レンズのように複数レンズ群を同一の駆動装置で一体的に駆動する場合、レンズの配置や、駆動装置の配置などに制約が出てしまい、設計自由度が損なわれる場合がある。
【０００７】
複数レンズの駆動装置を同一とせずに別々に駆動した場合には、像振れを補正する補正手段としての複数のレンズの駆動位相が、一致し同期して駆動している時には、光学性能の劣化が生じない。しかし、複数レンズの駆動位相がずれてしまった場合には、光学性能の劣化が生じてしまう。したがって、特に動画撮影時などに光学性能の劣化が時折発生した場合には見苦しい撮影動画となる。
【０００８】
本発明は、複数の補正手段を同期駆動させて像振れを補正することができる像触れ補正装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一実施形態の像振れ補正装置は、振れにより生ずる被写体像の像振れを補正するための第１の補正手段と、共通する光軸上で前記第１の補正手段とは異なる位置にある、振れにより生ずる被写体像の像振れを補正するための第２の補正手段と、前記第１および第２の補正手段を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、検出手段により検出された振れを示す振れ信号に基づいて算出される制御信号を用いて前記第１の補正手段を制御し、前記第１の補正手段の位置を示す位置信号を取得し、当該取得された位置信号の高周波成分をカットした信号に基づいて、前記第２の補正手段を制御する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の像振れ補正装置によれば、複数の補正手段を同期駆動させて像振れを補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態の撮像装置の構成例を示す図である。
【図２】本実施形態の像振れ補正装置の構成を示す図である。
【図３】像振れ補正レンズ駆動部の分解斜視図の例である。
【図４】像振れ補正レンズ駆動部の構成を示す図である。
【図５】第１実施形態に係る像振れ補正制御部およびレンズ制御部の内部構成を示すブロック図である。
【図６】第１実施形態に係る像振れ補正レンズの目標位置算出処理を説明するフローチャートである。
【図７】第１実施形態に係る第１像振れ補正レンズモデルの周波数特性を示す図である。
【図８】第２実施形態に係る像振れ補正制御部およびレンズ制御部の内部構成を示すブロック図である。
【図９】第２実施形態に係る像振れ補正レンズの目標位置算出処理を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（実施例１）
図１は、本実施形態の撮像装置の構成例を示す図である。
図１に示す撮像装置は、デジタルスチルカメラである。なお、本実施形態の撮像装置が、動画撮影機能を有していてもよい。
【００１３】
図１に示す撮像装置は、ズームユニット１０１乃至制御部１１９を備える。ズームユニット１０１は、撮像光学系を構成する、倍率が可変な撮影レンズの一部である。ズームユニット１０１は、撮影レンズの倍率を変更するズームレンズを有する。ズーム駆動部１０２は、制御部１１９の制御に従って、ズームユニット１０１の駆動を制御する。第１像振れ補正レンズ１０３は、装置に加わる振れにより生ずる像振れを補正する第１の補正手段である。第１像振れ補正レンズ１０３は、撮影レンズの光軸に対して直交する方向に移動可能に構成されている。像振れ補正レンズ駆動部１０４は、第１像振れ補正レンズ１０３の駆動を制御する。第２像振れ補正レンズ１１３は、装置に加わる振れにより生ずる像振れを補正する第２の補正手段である。第２像振れ補正レンズ１１３は、第１像振れ補正レンズ１０３と同等の構成を有し、像振れ補正レンズ駆動部１０４によって駆動制御される。
【００１４】
絞り・シャッタユニット１０５は、絞り機能を有するメカニカルシャッタである。絞り・シャッタ駆動部１０６は、制御部１１９の制御に従って、絞り・シャッタユニット１０５を駆動する。フォーカスレンズ１０７は、撮影レンズの一部であり、撮影レンズの光軸に沿って位置を変更可能に構成される。フォーカス駆動部１０８は、制御部１１９の制御に従ってフォーカスレンズ１０７を駆動する。
【００１５】
撮像部１０９は、撮影レンズによる光学像を、ＣＣＤイメージセンサや、ＣＭＯＳイメージセンサなどの撮像素子を用いて画素単位の電気信号に変換する。ＣＣＤは、Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅの略称である。ＣＭＯＳは、Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅの略称である。撮像信号処理部１１０は、撮像部１０９から出力された電気信号に対して、Ａ／Ｄ変換、相関二重サンプリング、ガンマ補正、ホワイトバランス補正、色補間処理等を行い、映像信号に変換する。映像信号処理部１１１は、撮像信号処理部１１０から出力された映像信号を、用途に応じて加工する。具体的には、映像信号処理部１１１は、表示用の映像を生成したり、記録用に符号化処理やデータファイル化を行ったりする。
【００１６】
表示部１１２は、映像信号処理部１１１が出力する表示用の映像信号に基づいて、必要に応じて画像表示を行う。電源部１１５は、撮像装置全体に、用途に応じて電源を供給する。外部入出力端子部１１６は、外部装置との間で通信信号及び映像信号を入出力する。操作部１１７は、撮像装置にユーザが指示を与えるためのボタンやスイッチなどを有する。記憶部１１８は、映像情報など様々なデータを記憶する。制御部１１９は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを有し、ＲＯＭに記憶された制御プログラムをＲＡＭに展開してＣＰＵで実行することによって撮像装置の各部を制御し、以下に説明する様々な動作を含む撮像装置の動作を実現する。ＣＰＵは、Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔの略称である。ＲＯＭは、Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙの略称である。ＲＡＭは、Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙの略称である。
【００１７】
操作部１１７は、押し込み量に応じて第１スイッチ（ＳＷ１）および第２スイッチ（ＳＷ２）が順にオンするように構成されたレリーズボタンを有する。レリーズボタンが、半押しさた場合にレリーズスイッチＳＷ１がオンし、レリーズボタンが最後まで押し込まれたときにレリーズスイッチＳＷ２がオンする。レリーズスイッチＳＷ１がオンすると、制御部１１９が、映像信号処理部１１１が表示部１１２に出力する表示用の映像信号に基づいてＡＦ評価値を算出する。そして、制御部１１９が、ＡＦ評価値に基づいて、フォーカス駆動部１０８を制御することにより自動焦点検出を行う。
【００１８】
また、制御部１１９は、映像信号の輝度情報と、予め定められたプログラム線図とに基づいて、適切な露光量を得るための絞り値及びシャッタスピードを決定するＡＥ処理を行う。レリーズスイッチＳＷ２がオンされると、制御部１１９は、決定した絞り及びシャッタ速度で撮影を行い、撮像部１０９で得られた画像データを記憶部１１８に記憶するように各処理部を制御する。
【００１９】
操作部１１７は、さらに、振れ補正モードを選択可能にする像振れ補正スイッチを有する。像振れ補正スイッチにより振れ補正モードが選択されると、制御部１１９が、像振れ補正レンズ駆動部１０４に像振れ補正動作を指示し、これを受けた像振れ補正レンズ駆動部１０４が、像振れ補正オフの指示がなされるまで像振れ補正動作を行う。また、操作部１１７は、静止画撮影モードと動画撮影モードとのうちの一方を選択可能な撮時モード選択スイッチを有する。撮影モード選択スイッチの操作による撮影モードの選択を通じて、制御部１１９は、像振れ補正レンズ駆動部１０４の動作条件を変更することができる。像振れ補正レンズ駆動部１０４によって、本実施形態の像振れ補正装置が構成される。
【００２０】
また、操作部１１７は、再生モードを選択するための再生モード選択スイッチも有する。再生モード選択スイッチの操作によって、再生モードが選択されると、制御部１１９が像振れ補正動作を停止する。また、操作部１１７には、ズーム倍率変更の指示を行う倍率変更スイッチが含まれる。倍率変更スイッチの操作によって、ズーム倍率変更の指示がされると、制御部１１９を介して指示を受けたズーム駆動部１０２が、ズームユニット１０１を駆動して、指示されたズーム位置にズームユニット１０１を移動させる。
【００２１】
図２は、撮像装置が備える像振れ補正装置の構成例を示す図である。
この例では、第１振動センサ２０１は、角速度センサである。第１振動センサ２０１は、通常姿勢（画像の長さ方向が水平方向とほぼ一致する姿勢）における、撮像装置の垂直方向（ピッチ方向）の振動を検出する。第２振動センサ２０２は、角速度センサであり、通常姿勢における撮像装置の水平方向（ヨー方向）の振動を検出する。すなわち、第１信号センサ２０１、第２振動センサ２０２は、装置に加えられる振れを検出する検出手段として機能する。第１像振れ補正制御部２０３は、ピッチ方向における像振れ補正レンズの補正位置制御信号を出力し、像振れ補正レンズの駆動を制御する。第２像振れ補正制御部２０４は、ヨー方向における像振れ補正レンズの補正位置制御信号を出力し、像振れ補正レンズの駆動を制御する。
【００２２】
第１レンズ位置制御部２０５は、第１像振れ補正制御部２０３から出力されるピッチ方向での補正位置制御信号と、第１ホール素子２０９からの像振れ補正レンズのピッチ方向での位置情報とから、フィードバック制御を行う。これにより、第１レンズ位置制御部２０５は、例えば、アクチュエータである第１ドライブ部２０７を駆動する。同様に、第２レンズ位置制御部２０６は、第２像振れ補正制御部２０４からのヨー方向での補正位置制御信号と、第２ホール素子２１０からの像振れ補正レンズのヨー方向での位置情報とから、フィードバック制御を行う。これにより、第２レンズ位置制御部２０６は、例えば、アクチュエータである第２ドライブ部２０８を駆動する。
【００２３】
次に、像振れ補正レンズ駆動部１０４による第１像振れ補正レンズ１０３の駆動制御動作について説明する。
第１像振れ補正制御部２０３、第１振動センサ２０１から撮像装置のピッチ方向の振れを表す振れ信号（角速度信号）が供給される。また、第２像振れ補正制御部２０４には、第２振動センサ２０２から撮像装置のヨー方向の振れを表す振れ信号（角速度信号）が供給される。
【００２４】
第１像振れ補正制御部２０３は、供給された振れ信号に基づいて、ピッチ方向に第１像振れ補正レンズ１０３を駆動する補正位置制御信号を生成し、第１レンズ位置制御部２０５に出力する。また、第２像振れ補正制御部２０４は、供給された振れ信号に基づいて、ヨー方向に第１像振れ補正レンズ１０３を駆動する補正位置制御信号を生成し、第２レンズ位置制御部２０６に出力する。
【００２５】
第１ホール素子２０９は、第１像振れ補正レンズ１０３に設けられた磁石による磁場の強さに応じた電圧を有する信号を、第１像振れ補正レンズ１０３のピッチ方向における位置情報として出力する。第２ホール素子２１０は、第１像振れ補正レンズ１０３に設けられた磁石による磁場の強さに応じた電圧を有する信号を、第１像振れ補正レンズ１０３のヨー方向における位置情報として出力する。位置情報は、第１レンズ位置制御部２０５、第２レンズ位置制御部２０６に供給される。
【００２６】
第１レンズ位置制御部２０５は、第１ホール素子２０９からの信号値が、第１像振れ補正制御部２０３からの補正位置制御信号値に収束するように、第１ドライブ部２０７を駆動しながらフィードバック制御する。また、第２レンズ位置制御部２０６は、第２ホール素子２１０からの信号値が、第２像振れ補正制御部２０４からの補正位置制御信号値に収束するよう、第２ドライブ部２０８を駆動しながらフィードバック制御する。
【００２７】
第１ホール素子２０９、第２ホール素子２１０から出力される位置信号値には、ばらつきがあるので、所定の補正位置制御信号に対して第１像振れ補正レンズ１０３が所定の位置に移動するように、第１ホール素子２０９、第２ホール素子２１０の出力調整を行う。
【００２８】
第１像振れ補正制御部２０３は、第１振動センサ２０１からの振れ情報に基づき、被写体像の像振れを打ち消すように第１像振れ補正レンズ１０３の位置を移動させる補正位置制御信号を出力する。第２像振れ補正制御部２０４は、第２振動センサ２０２からの振れ情報に基づき、像振れを打ち消すように第１像振れ補正レンズ１０３の位置を移動させる補正位置制御信号を出力する。
【００２９】
第２像振れ補正制御部２０４は、第２振動センサ２０２からの振れ情報に基づき、像振れを打ち消すように第１像振れ補正レンズ１０３の位置を移動させる補正位置制御信号を出力する。例えば、第１像振れ補正制御部２０３、第２像振れ補正制御部２０４は、振れ情報（角速度信号）または振れ情報にフィルタ処理等を行うことにより、補正速度制御信号または補正位置制御信号を生成する。以上の動作により、撮影時に手振れ等の振動が撮像装置に存在しても、ある程度の振動までは像振れを防止できる。
【００３０】
像振れ補正レンズ駆動部１０４による第２像振れ補正レンズ１１３の駆動制御動作は、像振れ補正レンズ駆動部１０４による第１像振れ補正レンズ１０３の駆動制御動作と同様である。すなわち、第１像振れ補正制御部２０３が、供給された振れ信号に基づいて、ピッチ方向に第２像振れ補正レンズ１１３を駆動する補正位置制御信号を生成し、第３レンズ位置制御部２１１に出力する。また、第２像振れ補正制御部２０４が、供給された振れ信号に基づいて、ヨー方向に第２像振れ補正レンズ１１３を駆動する補正位置制御信号を生成し、第４レンズ位置制御部２１２に出力する。
【００３１】
第３レンズ位置制御部２１１は、第３ホール素子２１６からの信号値が、第１像振れ補正制御部２０３からの補正位置制御信号値に収束するよう、第３ドライブ部２１４を駆動しながらフィードバック制御する。また、第４レンズ位置制御部２１２は、第４ホール素子２１３からの信号値が、第２像振れ補正制御部２０４からの補正位置制御信号値に収束するよう、第４ドライブ部２１５を駆動しながらフィードバック制御する。
【００３２】
図３は、像振れ補正レンズ駆動部の分解斜視図の例である。
像振れ補正レンズ駆動部１０４は、第１像振れ補正レンズ１０３、可動鏡筒１２２、固定地板１２３、転動ボール１２４、第１電磁駆動部２０７、第２の電磁駆動部２０８を備える。また、像振れ補正レンズ駆動部１０４は、付勢ばね１２７、第１位置センサ２０９、第２位置センサ２１０、センサーホルダー１２９を備える。
【００３３】
第１電磁駆動部２０７は、第１磁石１２５１、第１コイル１２５２、第１ヨーク１２５３を備える。第２電磁駆動部２０８は、第２磁石１２６１、第２コイル１２６２、第２ヨーク１２６３を備える。
【００３４】
第１像振れ補正レンズ１０３は、光軸を偏心させることのできる第１の補正光学部材である。第１像振れ補正レンズ１０３は、第１像振れ補正制御部２０３、第２像振れ補正制御部２０４により駆動制御される。これにより、撮像光学系を通過した光像を移動させる像振れ補正動作が行われ、撮像面での像の安定性を確保することができる。なお、この例では、像振れを補正する補正手段として補正レンズを用いるが、撮影光学系に対してＣＣＤなどの撮像手段を駆動することによっても、撮像面での像の安定性を確保できる。すなわち、撮像手段を、像振れを補正する補正手段として用いてもよい。
【００３５】
可動鏡筒１２２は、中央の開口部に第１像振れ補正レンズ１０３を保持する第１の可動部である。可動鏡筒１２２は、第１磁石１２５１および第２磁石１２５２を保持する。また、可動鏡筒１２２は、転動ボール受け部を３個備えており、転動ボール１２４によって、光軸と直交する面内を移動可能に転動支持される。また、可動鏡筒１２２は、ばねかけ部を３個所備えており、付勢ばね１２７の一端を保持できる。
【００３６】
固定地板１２３は、円筒形状に形成される第１の固定部材である。固定地板１２３は、外周部の３個所にフォロワー１２３１を備える。固定地板１２３の中央の開口部に、可動鏡筒１２２が配置されている。これにより、可動鏡筒１２２の可動量を制限することができる。
【００３７】
また、固定地板１２３は、第１磁石１２５１の着磁面と対向する個所において、第１のコイル１２５２および第１のヨーク１２５３を保持する。また、固定地板１２３は、第２磁石１２６１の着磁面と対向する個所において、第２のコイル１２６２および第２のヨーク１２６３を保持する。また、固定地板１２３は、転動ボール受け部を３個備え、可動鏡筒１２２を、転動ボール１２４を介して、光軸と直交する面内を移動可能に支持する。また、固定地板１２３は、ばねかけ部を３個備える。これにより、付勢ばね１２７の一端を保持する。
【００３８】
第１電磁駆動部２０７は、この例では、公知のボイスコイルモータである。固定地板１２３に取り付けられた第１コイル１２５２に電流を流すことで、可動鏡筒１２２に固定された第１磁石１２５１との間にローレンツ力を発生し、可動鏡筒１２２を駆動することができる。第２電磁駆動部２０８は、第１電磁駆動部２０７と同様のボイスコイルモータを９０°回転させて配置したものであるので、詳しい説明は省略する。
【００３９】
付勢ばね１２７は、変形量に比例する付勢力を発生する引っ張りばねである。付勢ばね１２７は、一端を可動鏡筒１２２に固定され、他端を固定地板１２３に固定され、その間に付勢力を発生する。この付勢力により、転動ボール１２４が挟持され、転動ボール１２４は固定地板１２３と可動鏡筒１２２との接触状態を保つことができる。
【００４０】
位置センサ２０９および位置センサ２１０は、第１磁石１２５１および第２磁石１２６１の磁束を読み取るホール素子を利用した２つの磁気センサであり、その出力変化から、可動鏡筒１２２の平面内の移動を検出することができる。
【００４１】
センサーホルダー１２９は、概略円盤上に構成され、固定地板１２３に固定される。２つの位置センサ１２８を、第１磁石１２５１および第２磁石１２６１と対向する位置に保持することができる。また、センサーホルダー１２９は、固定地板１２３とともに形成された内部の空間に可動鏡筒１２２を収納することができる。これにより、像振れ補正装置に衝撃力がかかったときや、姿勢差が変化したときでも、内部の部品の脱落を防ぐことができる。上述した構成により、像振れ補正レンズ駆動部１０４は、光軸と直交する面上の任意の位置に第１像振れ補正レンズ１０３を移動させることができる。
【００４２】
図４は、像振れ補正レンズ駆動部における第１像振れ補正レンズと第２像振れ補正レンズとの位置関係を示す図である。
図４には、説明の便宜上、像振れ補正レンズ駆動部の一部を分解、省略して示す。可動鏡筒１３２は、中央の開口部に第２像振れ補正レンズ１１３を保持する像振れ補正レンズ駆動部１０４が備える第２の可動部である。固定地板１３３は、第２像振れ補正レンズ１１３を備える像振れ補正レンズ駆動部１０４が有する第２の固定部材である。第２像振れ補正レンズ１１３を備える像振れ補正レンズ駆動部１０４は、レンズの形状およびそれを保持する可動鏡筒１３２の形状以外は、第１像振れ補正レンズ１０３を備える像振れ補正レンズ駆動部１０４と同様の構成であるため、詳しい説明は省略する。
【００４３】
図５は、実施例１の像振れ補正装置の内部構成を示す図である。
図５には、ピッチ方向の振れ信号を補正する機構を示す。第２像振れ補正制御部２０４、第２レンズ位置制御部２０６、第４レンズ位置制御部２１２、第２ドライブ部２０８、第４ドライブ部２１５によって実現されるヨー方向の振れ信号を補正する機構については、図５に示す機構と同様であるので、説明を省略する。
【００４４】
第１振動センサ２０１は、撮像装置に加わる振れを示す振れ信号（角速度信号）を検出する。第１像振れ補正制御部２０３は、ＬＰＦ（ローパスフィルタ）５０１、第１像振れ補正レンズモデル５０２を備える。第１振動センサ２０１が検出した振れ信号は、ＬＰＦ５０１により積分処理され、角速度信号から角度信号へ変換される。
【００４５】
ＬＰＦ５０１により出力された手振れ角度信号が、第１像振れ補正レンズの目標位置を示す信号（目標位置信号）として第１レンズ位置制御部２０５へ入力される。第１ホール素子２０９で検出された第１像振れ補正レンズ１０３の位置情報が、第１像振れ補正レンズの目標位置と比較されて、第１レンズ位置制御部２０５にて、第１像振れ補正レンズの目標位置とレンズ位置の偏差が０となるように制御出力が演算される。そして、演算された制御出力に応じて第１ドライブ部２０７を介して、位置フィードバック制御により像振れ補正動作が実行される。
【００４６】
一方、制御部１１９は、ローパスフィルタ５０１から出力された手振れ角度信号を、第１像振れ補正レンズモデル５０２に入力し、第１像振れ補正レンズモデル５０２を用いて信号処理する。第１像振れ補正レンズモデル５０２は、第１像振れ補正レンズ１０３の目標値に対する駆動特性（この例では、周波数特性）を有するレンズモデルである。第１像振れ補正レンズモデル５０２により信号処理された手振れ角度信号は、第２像振れ補正レンズの目標位置を示す目標位置信号として第３レンズ位置制御部２１１へ入力される。第３ホール素子２１６で検出された第２像振れ補正レンズ１１３の位置情報が、第２像振れ補正レンズの目標位置と比較され、第３レンズ位置制御部２１１にて、第２像振れ補正レンズの目標位置とレンズ位置の偏差が０となるように制御出力が演算される。そして、演算された制御出力に応じて、第３ドライブ部２１４が第２像振れ補正レンズ１１３を駆動することで、像振れ補正動作が実行される。
【００４７】
図６は、第１像振れ補正レンズモデルの周波数特性を示す図である。
図６（Ａ）は、周波数に応じた、入力信号に対する出力信号の位相差特性を示す。横軸は周波数、縦軸は、入力信号に対する出力信号の位相差特性を示す。図６（Ｂ）は、周波数に応じた、入力信号に対する出力信号の振幅の倍率をデシベル単位で示す。図６（Ａ）、（Ｂ）で示される周波数特性は、ローパスフィルタ５０１から出力された手振れ角度信号に対する第１ホール素子２０９にて検出された第１像振れ補正レンズの位置信号までの閉ループ伝達特性（周波数特性）を示している。第１像振れ補正レンズモデル５０２は、第１像振れ補正レンズ１０３の目標位置に対する第１像振れ補正レンズ１０３の位置の位相差および振幅差の周波数特性（位相特性とゲイン特性）を示す数式モデルによって構成される。具体的には、第１像振れ補正レンズモデル５０２は、デジタルフィルタや電気回路により構成される。
【００４８】
第１像振れ補正レンズモデル５０２として、上記の周波数特性を表わす任意のレンズモデルを用いてもよい。少なくとも温度変化、駆動振幅、またはレンズ焦点距離のうちのいずれかを含む駆動条件ごとに第１像振れ補正レンズモデル５０２が設けられていてもよい。そして、制御部１１９は、周波数特性が、温度変化、駆動振幅、レンズ焦点距離などの駆動条件により変化する場合には、駆動条件に応じて、使用する第１像振れ補正レンズモデル５０２を変更するようにしてもよい。このように、第１像振れ補正レンズモデル５０２で表される位相特性、ゲイン特性を加味した信号を第２像振れ補正レンズの目標位置信号とすることで、第１像振れ補正レンズ１０３と第２像振れ補正レンズ１１３との駆動特性差による駆動ずれを補正できる。駆動特性の差は、摩擦特性の差や、レンズの応答性、制御帯域などが影響すると考えられる。
【００４９】
第１レンズ位置制御部２０５および第３レンズ位置制御部２１１については、任意の制御演算器を使用してもよい。この例では、第１レンズ位置制御部２０５および第３レンズ位置制御部２１１としてＰＩＤ制御器を使用する。
【００５０】
図７は、実施例１の像振れ補正装置による像振れ補正レンズの目標位置の算出処理を説明するフローチャートである。
像振れ補正制御演算は、一定周期間隔で実行される。まず、処理が開始すると（ステップＳ１０１）、第１振動センサ２０１が、像振れ信号を取得する（ステップＳ１０２）。続いて、ＬＰＦ５０１が、取得された像振れ信号の出力値を積分し、角速度情報から角度情報（像振れ角度信号）へ変換して出力する（ステップＳ１０３）。
【００５１】
次に、制御部１１９が、ＬＰＦ５０１の出力値を第１レンズ位置制御部２０５へ入力する（ステップＳ１０４）。これにより、第１像振れ補正レンズ１０３が駆動されて像振れ補正を行う。続いて、制御部１１９が、ステップＳ１０３で出力された像振れ角度信号を第１像振れ補正レンズモデル５０２へ入力する（ステップＳ１０５）。
【００５２】
次に、制御部１１９が、第１像振れ補正レンズモデルで像振れ角度信号を信号処理する（ステップＳ１０６）。具体的には、制御部１１９は、第１像振れ補正レンズの目標位置に対する周波数伝達特性を表わすデジタルフィルタによって、像振れ角度信号を処理して出力する。制御部１１９は、第１像振れ補正レンズモデルの出力を第３レンズ位置制御部２１１に入力する。これにより、第２像振れ補正レンズが、第１像振れ補正レンズと同期して駆動する。すなわち、制御部１１９は、第１像振れ補正レンズ、第２像振れ補正レンズの駆動による像振れの補正を、第１像振れ補正レンズと第２像振れ補正レンズとの駆動ずれを補正した上で実行する制御手段として機能する。本実施例によれば、振れ補正レンズの同期駆動のずれによる光学性能劣化を低減しつつ、撮像装置に加わる像振れの影響が除去される。
【００５３】
実施例１では、第１および第２像振れ補正レンズのそれぞれの駆動ストロークに対する像振れ補正角度の関係が同一であるとして、第１像振れ補正レンズへの目標位置と第２像振れ補正レンズの目標位置を第１および第３レンズ位置制御部へ入力している。第１像振れ補正レンズと第２像振れ補正レンズの駆動ストロークに対する補正角度が異なる場合、第１像振れ補正レンズと、第２像振れ補正レンズの駆動ストロークに対する像振れ補正角度を考慮した係数を、それぞれの像振れ補正レンズの目標位置に積算する。
【００５４】
（実施例２）
図８は、実施例２の像振れ補正装置の内部構成を示す図である。
実施例２の像振れ補正装置は、像振れ補正制御部２０３以外の構成については、実施例１と同様であるため、その説明を省略する。第２像振れ補正制御部２０４、第２レンズ位置制御部２０６、及び第４レンズ位置制御部２１２は、図８に示す構成と同様であるので、その説明を省略する。
【００５５】
図８（Ａ）に示すように、第１振動センサ２０１で検出された像振れ信号は、ＬＰＦ５０１により積分処理することで角速度情報から角度情報（像振れ角度信号）に変換される。像振れ角度信号は、第１像振れ補正レンズ１０３の目標位置として第１レンズ位置制御部２０５へ入力され、第１ホール素子２０９で検出された第１像振れ補正レンズ１０３の位置情報と比較され偏差信号が０となるように制御出力が演算される。そして、演算された制御出力に応じて第１ドライブ部２０７を介して、位置フィードバック制御により像振れ補正動作が実行される。
【００５６】
実施例２では、第２像振れ補正レンズ１１３の目標位置を、第１ホール素子２０９で検出した第１像振れ補正レンズ１０３の位置信号をＬＰＦ８０１で高周波ノイズをカットした信号とし、第３レンズ位置制御部２１１に入力する。このように入力された第１像振れ補正レンズ１０３の位置信号と第３ホール素子２１６で検出された第２像振れ補正レンズ１１３の位置情報とが比較され偏差信号が０となるように制御出力が演算される。そして、演算された制御出力に応じて第３ドライブ部２１４を介して、位置フィードバック制御により第２像振れ補正レンズが駆動される。すなわち、制御部１１９は、駆動する第１像振れ補正レンズ１０３の位置を示す位置信号を検出し、当該検出された位置信号の高周波成分をカットした信号に基づいて、第２像振れ補正レンズ１１３を駆動する。
【００５７】
図９は、実施例２の像振れ補正装置による像振れ補正レンズの目標位置の算出処理を説明するフローチャートである。
ステップＳ１０２乃至Ｓ１０４は、図７のステップＳ１０２乃至Ｓ１０４と同様である。ステップＳ９０１において、制御部１１９が、第１ホール素子２０９により取得された第１像振れ補正レンズの位置情報をＬＰＦ８０１に入力し、高周波成分をカットする（ステップＳ９０１）。そして、制御部１１９が、高周波成分をカットした第１像振れ補正レンズ位置情報を第３レンズ位置制御部へ入力する（ステップＳ９０２）。これにより、第２像振れ補正レンズが、第１像振れ補正レンズ位置に追従するように駆動される。ＬＰＦ８０１により第１像振れ補正レンズの位置情報から高周波成分をカットするのは、第１像振れ補正レンズの位置情報に含まれる高周波ノイズにより、第２像振れ補正レンズが高周波で駆動してしまうのを防ぐためである。
【００５８】
実施例２の撮像装置によれば、第１像振れ補正レンズ位置と同期して第２像振れ補正レンズの位置が駆動されることで、振れ補正レンズの同期駆動のずれによる光学性能劣化を低減しつつ、撮像装置に加わる像振れの影響が除去される。このように、第２像振れ補正レンズの駆動目標位置を第１像振れ補正レンズの位置とすることで、第１像振れ補正レンズの像振れ角度信号に対する追従特性を加味した信号が第２像振れ補正レンズの目標値となる。したがって、２つのレンズは、駆動特性の差が吸収されて駆動制御され、２つのレンズを同期して駆動することができる。また、実施例２の構成によれば、第１像振れ補正レンズが経年変化や温度変化などに対して駆動特性が変化した場合でも、第２像振れ補正レンズを第１像振れ補正レンズに同期させて駆動することが可能である。
【００５９】
第１像振れ補正レンズと第２像振れ補正レンズの駆動特性が近い場合においては、図８（Ｂ）に示すように、制御部１１９が、第１像振れ補正レンズの位置制御で演算した制御量を第２像振れ補正レンズの制御量に加算する制御を行う。図８（Ｂ）に示す構成は、公知のモデル追従制御系を数式モデルで構成するモデルの代わりに実際の制御対象を利用した構成であり、数式モデルの変わりに第１像振れ補正レンズを第２像振れ補正レンズの規範モデルとして使用する。すなわち、制御部１１９は、振れ信号に基づいて算出される制御信号（第１レンズ位置制御部２０５の出力信号）を用いて第１像振れ補正レンズ１０３を駆動し、第１像振れ補正レンズ１０３の位置を示す位置信号（第１ホール素子２０９の出力信号）を検出する。そして、制御部１１９は、当該検出された位置信号の高周波成分をカットした信号と、上記制御信号とに基づいて、第２像振れ補正レンズ１１３を駆動する。これにより、２つの像振れ補正レンズの駆動特性が近い場合に、第１像振れ補正レンズの位置制御量を第２像振れ補正レンズの制御量にフィードフォワードすることで、第２像振れ補正レンズの第１像振れ補正レンズ位置へより追従しやすくすることができる。
【００６０】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されず、材質、形状、寸法、形態、数、配置箇所等は、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。
【００６１】
（その他の実施例）
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。この場合、そのプログラム、及び該プログラムを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【符号の説明】
【００６２】
１０３  第１像振れ補正レンズ
１１３  第２像振れ補正レンズ
１１９  制御部
【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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