(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子又は撮影レンズを有する可動部と、当該可動部をコイル及び磁石を用いて固定部に対して駆動するモータと、当該可動部の位置を検出する位置検出部を有する手ぶれ補正ユニットと、
前記位置検出部からのアナログ信号出力を前記可動部の移動量に基づいた位置情報に変換する位置信号処理部と、
前記位置検出部からのアナログ信号出力を前記可動部の可動範囲の全範囲で位置検出可能とする第１の設定及び前記可動部の可動範囲を複数に分割した範囲毎に位置検出可能とする第２の設定を前記位置信号処理部に行う位置信号処理制御部と、
を具備し、
前記位置信号処理制御部が前記位置信号処理部の第１の設定での出力に基づいて前記第２の設定を行う際、前記位置検出部からの出力が非線形に変化する出力である場合には、各範囲の中心位置における傾きが等しくなるように分割する範囲を決定することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記第２の設定では、前記可動部の可動範囲を複数に分割した範囲の位置検出分解能が何れの範囲でも同等であり、かつ、前記分割した範囲は等分割ではないように定められ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】
前記位置信号処理部は、
前記位置検出部からのアナログ信号出力を増幅する増幅部と、前記アナログ信号出力にオフセットを与えるオフセット補正部と、を有する位置検出回路と、
前記位置検出回路からのアナログ信号出力をデジタル信号に変換するＡＤコンバータと、
前記ＡＤコンバータの出力を位置情報に変換する位置演算部と、
前記第１の設定における前記位置演算部の出力と前記第２の設定における前記位置演算部の出力とを一致させる位置信号補正部と、
を具備し、
前記位置信号処理制御部は、所定のタイミング信号に基づいて、前記増幅部における増幅率及び前記オフセット補正部におけるオフセットと、前記位置演算部の出力の補正値とを設定することを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記所定のタイミングは、静止画撮影の開始時であることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記所定のタイミングは、画素ずらし超解像撮影の開始時であることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、手ぶれ補正ユニットを備えた撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルカメラやビデオカメラにおいて撮像素子の高画素化よる画像の高解像度化に対応するために手ぶれ補正ユニットの位置決め精度の向上が必要となってきている。ところで、撮像素子を画素ピッチ以下の精度で移動させながら複数回の撮影を行い、それらの複数回の撮影で得られた画像を合成することによって撮像素子の解像度以上の高解像度の画像を得る機能である画素ずらし超解像撮影機能がカメラに搭載されてきている。このような画素ずらし超解像撮影機能では、通常の撮影以上の位置決め精度の向上が求められている。
【０００３】
特許文献１では、ホールセンサに接続される位置検出回路の増幅率及びオフセットを変更することで位置検出精度を向上させることが提案されている。すなわち、特許文献１では、ホールセンサから出力されるアナログ信号を位置検出回路においてデジタル信号として取り込む前にアナログ信号が増幅される。これにより、ＡＤ変換後のデジタル信号が表す位置の分解能を向上させることができる。結果として、位置検出精度は向上する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−４７７５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、特許文献１の技術において位置検出精度を上げるためには、位置検出が可能な可動部のストロークの範囲を制限する必要がある。したがって、特許文献１の技術では、可動部のストロークの全範囲での位置検出が必要となるときの位置決め精度の向上に対応することは困難である。
【０００６】
本発明は、前記の事情に鑑みてなされたもので、可動部のストロークの全範囲において高い位置検出精度を確保することが可能な撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記の目的を達成するために、本発明の第１の態様の撮像装置は、撮像素子又は撮影レンズを有する可動部と、当該可動部をコイル及び磁石を用いて固定部に対して駆動するモータと、当該可動部の位置を検出する位置検出部を有する手ぶれ補正ユニットと、前記位置検出部からのアナログ信号出力を前記可動部の移動量に基づいた位置情報に変換する位置信号処理部と、前記位置検出部からのアナログ信号出力を前記可動部の可動範囲の全範囲で位置検出可能とする第１の設定及び前記可動部の可動範囲を複数に分割した範囲毎に位置検出可能とする第２の設定を前記位置信号処理部に行う位置信号処理制御部とを具備し、前記位置信号処理制御部が前記位置信号処理部の第１の設定での出力に基づいて前記第２の設定を行う際、前記位置検出部からの出力が非線形に変化する出力である場合には、各範囲の中心位置における傾きが等しくなるように分割する範囲を決定することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、可動部のストロークの全範囲において高い位置検出精度を確保することが可能な撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の各実施形態に係る撮像装置の概略の構成を示す図である。
【図２】手ぶれ補正ユニットの組み立て状態の図である。
【図３】手ぶれ補正ユニットの分解斜視図である。
【図４】可動部におけるホールセンサの配置を示した図である。
【図５】第１の実施形態に係る撮像装置の機能ブロック図である。
【図６】一例の位置検出回路の回路構成を示す図である。
【図７】図７（ａ）は可動部のストローク位置に対する第１の設定にされている位置検出回路の出力を示した図であり、図７（ｂ）は可動部のストローク位置に対する第２の設定にされている位置検出回路の出力を示した図である。
【図８】図８（ａ）は図７（ａ）で示した位置検出回路からの出力のＡＤ変換結果を示す図であり、図８（ｂ）は図７（ｂ）で示した位置検出回路からの出力のＡＤ変換結果を示す図である。
【図９】Ａ、Ｂの設定例を示す図である。
【図１０】位置検出回路の出力例を示す図である。
【図１１】位置信号演算部の出力例を示す図である。
【図１２】図１２（ａ）は第１の設定が行われているときのストローク位置に対する位置検出回路の出力の温度特性の例を示した図であり、図１２（ｂ）は第２の設定が行われているときのストローク位置に対する位置検出回路の出力の温度特性の例を示した図である。
【図１３】第１の実施形態における手ぶれ補正ユニットの動作を示すフローチャートである。
【図１４】第１の実施形態における撮影動作のフローチャートである。
【図１５】第１の実施形態における範囲切り替えの処理のフローチャートである。
【図１６】超解像撮影動作について示すフローチャートである。
【図１７】超解像撮影の駆動目標位置の例を示す図である。
【図１８】位置検出回路が非線形特性を有する場合の範囲の分割について説明するための図である。
【図１９】第２の実施形態に係る撮像装置の機能ブロック図である。
【図２０】一例の全範囲位置検出回路及び高精度位置検出回路の回路構成を示す図である。
【図２１】第２の実施形態における手ぶれ補正ユニットの動作を示すフローチャートである。
【図２２】第２の実施形態における撮影動作のフローチャートである。
【図２３】第２の実施形態における範囲切り替えの処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００１２】
［第１の実施形態］
まず、第１の実施形態について説明する。図１は、本発明の各実施形態に係る撮像装置の概略の構成を示す図である。図１に示す撮像装置１は、交換レンズ１００と、本体２００とを有している。交換レンズ１００は、本体２００に設けられたマウント２０２を介して本体２００に装着される。交換レンズ１００が本体２００に装着されることによって、交換レンズ１００と本体２００とは通信自在に接続される。これにより、交換レンズ１００と本体２００とは協働して動作する。なお、撮像装置１は、必ずしもレンズ交換式の撮像装置でなくて良い。例えば、撮像装置１は、レンズ一体型の撮像装置であっても良い。
【００１３】
交換レンズ１００は、光学系１０２を有している。光学系１０２は、例えば複数のレンズ及び絞りを含み、図示しない被写体からの光束を本体２００の手ぶれ補正ユニット２０６に入射させる。図１の光学系１０２は、複数のレンズによって構成されているが、光学系１０２は、１枚のレンズで構成されていても良い。また、光学系１０２は、フォーカスレンズを有していても良いし、ズームレンズとして構成されていても良い。これらの場合、光学系１０２の少なくとも一部のレンズは、光軸Ｏに沿った方向であるＺ方向に沿って移動自在に構成されている。
【００１４】
本体２００は、シャッタ２０４と、手ぶれ補正ユニット２０６と、モニタ２０８と、操作部２１０と、制御回路２１２とを有している。
【００１５】
シャッタ２０４は、例えば手ぶれ補正ユニット２０６の前側（Ｚ方向の正の側とする）に配置されるフォーカルプレーンシャッタである。このシャッタ２０４は、開かれることにより、手ぶれ補正ユニット２０６を露出状態にする。また、シャッタ２０４は、閉じられることにより、手ぶれ補正ユニット２０６を遮光状態にする。
【００１６】
手ぶれ補正ユニット２０６は、図示しない被写体を撮像することによって被写体に係る撮像画像を生成する。また、手ぶれ補正ユニット２０６は、可動部をコイルと磁石とを用いたＶＣＭ（ボイスコイルモータ）によって固定部に対して移動させることにより、手ぶれ等によって撮像画像に生じる像ぶれを補正する。手ぶれ補正ユニット２０６の構成については後で詳しく説明する。
【００１７】
モニタ２０８は、例えば液晶ディスプレイであり、手ぶれ補正ユニット２０６で生成された撮像画像に基づく画像を表示する。また、モニタ２０８は、ユーザが撮像装置１の各種の設定を行うためのメニュー画面を表示する。なお、モニタ２０８は、タッチパネルを有していても良い。
【００１８】
操作部２１０は、例えばレリーズボタンである。レリーズボタンは、ユーザが撮像装置１による撮影開始を指示するためのボタンである。なお、操作部２１０は、レリーズボタン以外の各種の操作部も含む。
【００１９】
制御回路２１２は、例えばＣＰＵやメモリを含むＡＳＩＣで構成され、撮像装置１における撮影動作等の撮像装置１の全体の動作を制御する。
【００２０】
次に、手ぶれ補正ユニット２０６の構成についてさらに説明する。図２は、手ぶれ補正ユニット２０６の組み立て状態の図を示している。図２に示すように、手ぶれ補正ユニット２０６は、概略的には、２つの固定部３０１、３０２と、固定部３０１及び３０２の間に挟まれるように配置された可動部３０３とによって構成されている。このような構成において、手ぶれ補正ユニット２０６は、可動部３０３を光軸Ｏに対して垂直な面内（図２のＸ方向及びＹ方向）で平行移動させる。また、手ぶれ補正ユニット２０６は、可動部３０３を光軸Ｏの周りの回転方向に移動させる。
【００２１】
まず、手ぶれ補正ユニット２０６における可動部３０３の移動に関する構成について説明する。図３は、手ぶれ補正ユニット２０６の分解斜視図である。図３に示すように、可動部３０３から見てモニタ２０８の側に配置される固定部３０１は、略長方形状の板部材であって本体２００に固定されている。この固定部３０１の外周には、Ｘ方向移動用の磁石３０１１と、Ｘ方向及びＹ方向の両方の移動用の磁石３０１２とがそれぞれ接着されている。
【００２２】
磁石３０１１は、Ｙ方向が長手方向である直方体状であって可動部３０３の側にＮ極が向くように配置された第１の磁石と、長手方向であるＹ方向の長さが第１の磁石よりも短い直方体状であって可動部３０３の側にＳ極が向くように配置された第２の磁石とを有している。固定部３０１の第２の磁石は、可動部３０３から見て第１の磁石の右側面中央部に隣接するように配置されている。また、磁石３０１２は、Ｙ方向が長手方向である直方体状であって可動部３０３の側にＮ極が向くように配置された第１の磁石と、Ｙ方向の長さが第１の磁石よりも短く、Ｘ方向が長手方向である直方体状であって可動部３０３の側にＳ極が向くように配置された第２の磁石とを有している。第２の磁石は、可動部３０３から見て第１の磁石の右側面中央部に隣接するように配置されている。
【００２３】
磁石３０１２は、長手方向であるＸ方向の長さが第２の磁石よりも短い直方体状であって可動部３０３の側にＮ極が向くように配置された第３の磁石を有している。第３の磁石は、可動部３０３から見て第２の磁石の下側面に配置されている。すなわち、磁石３０１２を構成する第２の磁石は、第１の磁石との組合せによってＸ方向移動用の磁石として機能するとともに、第３の磁石との組合せによってＹ方向移動用の磁石として機能する。
【００２４】
可動部３０３から見てシャッタ２０４の側に配置される固定部３０２は、可動部３０３の撮像素子ユニット３０３４を保持するための開口が形成された略Ｌ字状の板部材である。固定部３０２における固定部３０１の磁石３０１１及び３０１２と対応する位置には、Ｘ方向移動用の磁石３０２１と、Ｘ方向及びＹ方向の両方の移動用の磁石３０２２とがそれぞれ接着されている。磁石３０２１は、磁石３０１１と同一の構成を有しており、磁石３０１１に対して異極が向くように配置されている。磁石３０２２は、磁石３０１２と同一の構成を有しており、磁石３０１２に対して異極が向くように配置されている。
【００２５】
可動部３０３は、固定部３０２と同様の撮像素子ユニット３０３４を搭載するための開口が形成された略Ｌ字状の板部材である。この可動部３０３の外周部には、Ｘ方向移動用のコイル３０３１及び３０３２ａと、Ｙ方向移動用のコイル３０３２ｂとが配置されている。コイル３０３１は、可動部３０３のＹ方向に延びている板状部における磁石３０１１と磁石３０２１とに対応する位置に配置されている。コイル３０３２ａは、可動部３０３のＹ方向に延びている板状部における磁石３０１２及び磁石３０２２の第１の磁石と第２の磁石とに対応する位置に配置されている。コイル３０３２ｂは、可動部３０３のＸ方向に延びている板状部における磁石３０１２及び磁石３０２２の第２の磁石と第３の磁石とに対応する位置に配置されている。
【００２６】
また、可動部３０３の開口には、撮像素子ユニット３０３４が搭載されている。撮像素子ユニット３０３４は、撮像素子及びその制御回路を含むユニットである。本実施形態における撮像素子ユニット３０３４は、撮像素子と、信号処理部と、Ａ／Ｄ変換部と、画像処理部とを有する。撮像素子は、被写体を撮像して被写体に係る撮像画像信号を生成する。信号処理部は、撮像画像信号に対して増幅処理等のアナログ処理を施す。Ａ／Ｄ変換部は、信号処理部で処理された撮像画像信号をデジタル信号に変換する。画像処理部は、撮像画像信号に対して画像処理を施して撮像画像を生成する。また、画像処理部は、複数の撮像画像を合成して超解像画像を生成することも行う。
【００２７】
さらに、固定部３０１には２つのねじ受け３０１５が形成されており、固定部３０２のねじ受け３０１５と対応する部分には、ねじ受け穴３０２５が形成されている。そして、固定部３０２は、固定部３０１との間に可動部３０３を挟んだ状態でねじ止め固定される。このとき、コイル３０３１、コイル３０３２ａ及び３０３２ｂと、磁石３０１１、磁石３０１２、磁石３０２１、磁石３０２２とは、所定の間隔を維持した非接触状態になっている。
【００２８】
このような構成において、コイル３０３１、３０３２ａ、３０３２ｂの何れかに対する通電が開始されると、可動部３０３は、固定部３０１と固定部３０２との間で浮遊状態となる。この状態でコイル３０３１、３０３２ａ、３０３２ｂに通電する駆動電流の大きさを制御することで、可動部３０３は平行移動又は回転する。
【００２９】
次に、可動部３０３の位置検出に係る構成について説明する。固定部３０１には、３つの位置検出磁石３０１３が配置されている。位置検出磁石３０１３のうちの１つは、固定部３０１の上部に配置されている。また、位置検出磁石３０１３のうちの１つは、固定部３０１の下部に配置されている。また、位置検出磁石３０１３のうちの１つは、固定部３０１の左部に配置されている。さらに、可動部３０３の裏面の位置検出磁石に対応する位置には、図４に示すように３つのホールセンサ３０３３が設けられている。固定部３０１の上部に設けられた位置検出磁石３０１３と可動部３０３の上部に設けられたホールセンサ３０３３との対によって可動部３０３のＸ方向の第１の変位量を磁界の変化量として検出する。また、固定部３０１の下部に設けられた位置検出磁石３０１３と可動部３０３の下部に設けられたホールセンサ３０３３との対によって可動部３０３のＸ方向の第２の変位量を磁界の変化量として検出する。また、固定部３０１の左部に設けられた位置検出磁石３０１３と可動部３０３の左部に設けられたホールセンサ３０３３との対によって可動部３０３のＹ方向の変位量を磁界の変化量として検出する。そして、それぞれのホールセンサ３０３３から出力される信号の差異により、可動部３０３の位置は検出される。
【００３０】
図５は、第１の実施形態に係る撮像装置１の機能ブロック図である。本実施形態における撮像装置１は、手ぶれ補正、通常静止画撮影、超解像撮影を行う。手ぶれ補正は、手ぶれ等に起因して撮像画像に生じる像ぶれを抑制するように可動部３０３を移動させる処理である。通常静止画撮影は、１回の撮影を行って１枚の撮像画像を得る処理である。超解像撮影は、可動部３０３を画素ピッチ以下の画素ずらし量だけずらしながら複数回の撮影を行い、複数回の撮影によって得られた複数の撮像画像を合成することにより、本来の撮像素子の画素数よりも高解像度の撮像画像を得る処理である。
【００３１】
図５に示すように、撮像装置１は、手ぶれ補正ユニット２０６と、位置信号処理部４０２と、位置信号処理制御部４０４と、減算部４０６と、駆動制御部４０８と、モータドライバ４１０とを機能ブロックとして有している。これらはハードウェアで構成されていてもよいし、ソフトウェアで構成されていてもよい。ここで、図５の位置信号処理部４０２と、位置信号処理制御部４０４と、減算部４０６と、駆動制御部４０８と、モータドライバ４１０とは、ＶＣＭの数だけ設けられている。本実施形態では、１つのＶＣＭに対応する構成のみ説明する。なお、図５においては、手ぶれ補正ユニット２０６に設けられているＶＣＭ（移動用磁石とコイルとによって構成されている）のうちの１つがＶＣＭ４１２として、また、手ぶれ補正ユニット２０６に設けられているホールセンサ３０３３のうちの１つがホールセンサ４１４として示されている。
【００３２】
位置信号処理部４０２は、手ぶれ補正ユニット２０６のホールセンサ４１４からのアナログ信号を取り込み、取り込んだアナログ信号を可動部３０３の位置を表す現在位置信号に変換し、変換した現在位置信号を減算部４０６に出力する。この位置信号処理部４０２は、ホールセンサ４１４からのアナログ信号を可動部３０３の可動範囲の全範囲に対するアナログ信号として取り込む第１の設定とホールセンサ４１４からのアナログ信号を可動部３０３の可動範囲を複数に分割した範囲の何れかに対するアナログ信号として取り込む第２の設定の何れかで現在位置信号の出力動作を行う。
【００３３】
位置信号処理部４０２は、位置検出回路４０２１と、アナログデジタル変換部（ＡＤＣ）４０２２と、位置信号演算部４０２３と、位置信号補正部４０２４とを有している。
【００３４】
位置検出回路４０２１は、ホールセンサ４１４から出力されたアナログ信号を第１の設定に対応したアナログ信号又は第２の設定に対応したアナログ信号に変換してＡＤＣ４０２２に出力する。図６は、一例の位置検出回路４０２１の回路構成を示す図である。図６に示すように、一例の位置検出回路４０２１は、増幅率とオフセットとを設定可能な差動増幅回路であり、オペアンプ４０２１ａと、抵抗４０２１ｂ、抵抗４０２１ｃと、可変抵抗４０２１ｄ、可変抵抗４０２１ｅと、デジタルアナログ変換部（ＤＡＣ）４０２１ｆとを有している。
【００３５】
図６において、オペアンプ４０２１ａのマイナス入力端子は、抵抗４０２１ｂの一端に接続されている。この抵抗４０２１ｂの他端は、ホールセンサ４１４の一端に接続されている。オペアンプ４０２１ａのプラス入力端子は、抵抗４０２１ｃの一端に接続されている。この抵抗４０２１ｃの他端は、ホールセンサ４１４の他端に接続されている。抵抗４０２１ｂの一端とオペアンプ４０２１ａの出力端子との間には、可変抵抗４０２１ｄが接続されている。オペアンプ４０２１ａのプラス入力端子と抵抗４０２１ｃの一端との間には、可変抵抗４０２１ｅの一端が接続されている。この可変抵抗４０２１ｅの他端には、ＤＡＣ４０２１ｆが接続されている。このような構成において、位置検出回路４０２１における増幅率は、抵抗４０２１ｂ及び４０２１ｃ並びに可変抵抗４０２１ｄ及び４０２１ｅの抵抗値に応じて決定される。また、位置検出回路４０２１におけるオフセットは、ＤＡＣ４０２１ｆのデジタル値に応じて決定される。可変抵抗４０２１ｄ及び４０２１ｅの抵抗値並びにＤＡＣ４０２１ｆに入力されるオフセットのデジタル値は、位置信号処理制御部４０４によって設定される。
【００３６】
ここで、図６で示した位置検出回路４０２１の構成は、あくまでも一例である。例えば、図６で示した位置検出回路４０２１において、抵抗４０２１ｂ、４０２１ｃが可変抵抗、可変抵抗４０２１ｄ、４０２１ｅが固定抵抗であってもよい。
【００３７】
図７（ａ）は、可動部３０３のストローク位置（変位量）に対する第１の設定に設定されている位置検出回路４０２１の出力を示した図である。第１の設定では、可動部３０３の可動範囲の全範囲のアナログ信号をＡＤ変換部４０２２のＡＤ変換範囲に収めるように増幅率とオフセットとが設定される。例えば、ストローク位置が可動範囲のマイナス側の最大位置ＡであるときにＡＤＣ４０２２でＡＤ変換可能な下限の電圧値が出力され、可動部３０３のストローク位置が可動範囲のプラス側の最大位置ＤであるときにＡＤＣ４０２２でＡＤ変換可能な上限の電圧値が出力されるように増幅率とオフセットとが設定される。したがって、増幅率とオフセットとは、ホールセンサ４１４の感度によって個別に設定されることになる。
【００３８】
図７（ｂ）は、可動部３０３のストローク位置（変位量）に対する第２の設定にされている位置検出回路４０２１の出力を示した図である。第２の設定では、可動部３０３の可動範囲は、位置検出分解能（可動部３０３の変位に対する位置検出回路４０２１の出力の変化量）が同等である複数の範囲に分割される。例えば、可動部３０３のストローク位置の変化に対して位置検出回路４０２１の出力が線形に変化する場合、可動範囲は等分割される。図７（ｂ）の例では、可動部３０３の可動範囲は、範囲１、範囲２、範囲３の３つの範囲に等分割されている。そして、第２の設定では、分割された範囲のそれぞれにおいてアナログ信号をＡＤ変換部４０２２のＡＤ変換範囲に収めるように増幅率とオフセットとが設定される。例えば、範囲１では、ストローク位置が可動範囲のマイナス側の最大位置ＡであるときにＡＤＣ４０２２でＡＤ変換可能な下限の電圧値が出力され、可動部３０３のストローク位置が可動範囲のプラス側の最大位置ＢであるときにＡＤＣ４０２２でＡＤ変換可能な上限の電圧値が出力されるように増幅率とオフセットとが設定される。範囲２では、ストローク位置が可動範囲のマイナス側の最大位置ＢであるときにＡＤＣ４０２２でＡＤ変換可能な下限の電圧値が出力され、可動部３０３のストローク位置が可動範囲のプラス側の最大位置ＣであるときにＡＤＣ４０２２でＡＤ変換可能な上限の電圧値が出力されるように増幅率とオフセットとが設定される。範囲３では、ストローク位置が可動範囲のマイナス側の最大位置ＣであるときにＡＤＣ４０２２でＡＤ変換可能な下限の電圧値が出力され、可動部３０３のストローク位置が可動範囲のプラス側の最大位置ＤであるときにＡＤＣ４０２２でＡＤ変換可能な上限の電圧値が出力されるように増幅率とオフセットとが設定される。このような設定がされた場合、範囲１の直線と、範囲２の直線と、範囲３の直線とは等しい傾きを持つ、すなわち同等の位置検出分解能を持つことになる。また、それぞれの範囲における直線の傾きは、図７（ａ）に示した全範囲における直線の傾きよりも大きくなる。なお、第２の設定においても、増幅率とオフセットとは、ホールセンサ４１４の感度によって個別に設定されることになる。ホールセンサ４１４の感度が高い場合には、範囲の分割数は３つよりも多くなることもあり得る。
【００３９】
ここで、可動部３０３のストローク位置は温度特性等によって変動し得る。このため、実際には、この変動分を考慮した範囲を可動範囲として増幅率とオフセットとが設定されることが望ましい。例えば、第１の設定について、図７（ａ）では、可動部３０３のストローク位置が位置Ａよりも所定量だけマイナスされた位置Ａ´であるときにＡＤＣ４０２２でＡＤ変換可能な下限の電圧値が出力され、可動部３０３のストローク位置が位置Ｄよりも所定量だけプラスされた位置Ｄ´であるときにＡＤＣ４０２２でＡＤ変換可能な上限の電圧値が出力されるように増幅率とオフセットとが設定されている。また、第２の設定について、図７（ｂ）の範囲１では、可動部３０３のストローク位置が位置Ａよりも所定量だけマイナスされた位置Ａ´であるときにＡＤＣ４０２２でＡＤ変換可能な下限の電圧値が出力され、可動部３０３のストローク位置が位置Ｂよりも所定量だけプラスされた位置Ｂ´であるときにＡＤＣ４０２２でＡＤ変換可能な上限の電圧値が出力されるように増幅率とオフセットとが設定されている。同様に、図７（ｂ）の範囲２では、可動部３０３のストローク位置が位置Ｂよりも所定量だけマイナスされた位置Ｂ´´であるときにＡＤＣ４０２２でＡＤ変換可能な下限の電圧値が出力され、可動部３０３のストローク位置が位置Ｃよりも所定量だけプラスされた位置Ｃ´であるときにＡＤＣ４０２２でＡＤ変換可能な上限の電圧値が出力されるように増幅率とオフセットとが設定されている。また、同様に、図７（ｂ）の範囲３では、可動部３０３のストローク位置が位置Ｃよりも所定量だけマイナスされた位置Ｃ´´であるときにＡＤＣ４０２２でＡＤ変換可能な下限の電圧値が出力され、可動部３０３のストローク位置が位置Ｄよりも所定量だけプラスされた位置Ｄ´であるときにＡＤＣ４０２２でＡＤ変換可能な上限の電圧値が出力されるように増幅率とオフセットとが設定されている。
【００４０】
ここで、図５の説明に戻る。ＡＤＣ４０２２は、位置検出回路４０２１から出力されたアナログ信号をデジタル信号であるＡＤ値に変換する。図８（ａ）は図７（ａ）で示した位置検出回路４０２１からの出力のＡＤ変換結果を示す図であり、図８（ｂ）は図７（ｂ）で示した位置検出回路４０２１からの出力（例えば範囲１）のＡＤ変換結果を示す図である。前述したように、第２の設定におけるストローク位置の変化に対する位置検出回路４０２１の出力の大きさの変化（図７（ｂ）の直線の傾き）は、第１の設定におけるストローク位置の変化に対する位置検出回路４０２１の出力の大きさの変化（図７（ａ）の直線の傾き）よりも大きくなる。したがって、第２の設定におけるＡＤ変換の分解能（デジタル値として取り込まれる信号の最下位ビットが示す長さ［μｍ／ＬＳＢ］）は、第１の設定におけるＡＤ変換の分解能よりも高くなる。すなわち、第２の設定では、第１の設定よりも高精度の位置検出をすることが可能である。
【００４１】
位置信号演算部４０２３は、ＡＤ変換部４０２２で得られたＡＤ値から可動部３０３の現在位置を示す現在位置信号を生成する。現在位置信号は、第１の設定であっても第２の設定であっても同じになるように生成される。すなわち、第１の設定であっても第２の設定であっても、ホールセンサ４１４から出力されるアナログ信号に対して同じ位置を示すように現在位置信号が生成される。このような現在位置信号は、例えば以下の（式１）の演算によって生成される。
現在位置＝Ａ×ＡＤ値＋Ｂ                              （式１）
ここで、（式１）のＡＤ値は、ＡＤＣ４０２２で得られたＡＤ値である。また、Ａ、Ｂは、第１の設定が行われているか、第２の設定が行われているか、第２の設定が行われている場合には、範囲は範囲１、範囲２、範囲３の何れであるかに応じて設定される定数である。
【００４２】
図９は、Ａ、Ｂの設定例である。図９で示した範囲毎のＡ、Ｂは、位置信号演算部４０２３の図示しないメモリに記憶されている。ここで、図９の例では、ＡＤＣ４０２２のビット数は１２ビットである。可動部３０３の可動範囲は、−５０〜１０５０μｍであり、可動部３０３等の温度特性による影響が考慮されて１０００μｍの範囲から±５０μｍだけ拡げられている。この可動範囲のうち、範囲１は−５０〜３５０μｍの４００μｍの範囲であり、範囲２は３００μｍ〜７００μｍの４００μｍの範囲であり、範囲３は６５０μｍ〜１０５０μｍの４００μｍの範囲である。前述したように、範囲１、範囲２、範囲３は位置検出分解能が等しくなるように設定されている。このとき、ＡＤＣ４０２２における分解能は、第１の設定では０．２９［μｍ／ＬＳＢ］であり、第２の設定では０．１０［μｍ／ＬＳＢ］になる。このような設定において、Ａ、Ｂは、現在位置信号の位置検出分解能を０．１０［μｍ／ＬＳＢ］にするように設定されている。
【００４３】
図９のようにＡ、Ｂが設定されることにより、第１の設定と第２の設定の何れであっても、可動部３０３のストローク位置に対して同じ現在位置信号を生成することができる。例えば、図１０（ａ）に示すように、第１の設定においては、範囲１の中のストローク位置Ｅに対応する位置検出回路４０２１の出力がＶ１［ｍＶ］であったとする。また、図１０（ｂ）に示すように、第２の設定においては、範囲１の中のストローク位置Ｅに対応する位置検出回路４０２１の出力がＶ２（Ｖ１＜Ｖ２）［ｍＶ］であったとする。このとき図９のようにしてＡ、Ｂが設定されている位置信号演算部４０２３の出力は、第１の設定においては図１１（ａ）に示すものとなり、第２の設定においては図１１（ｂ）に示すものとなる。図１１（ｂ）の直線は、範囲１だけの直線である以外は、図１１（ａ）の直線と等しい。すなわち、ストローク位置に対する位置信号演算部４０２３の出力は、第１の設定であっても第２の設定であっても等しくなる。
【００４４】
なお、図９の設定は、一例であり、可動部３０３の可動範囲の設定、ＡＤＣ４０２２のビット数の設定、現在位置信号の位置検出分解能の設定等により、Ａ、Ｂは適宜変更され得る。
【００４５】
位置信号補正部４０２４は、位置信号演算部４０２３で得られた現在位置信号の温度特性等に起因する誤差を補正する。ホールセンサ４１４等は温度特性を持っている。したがって、位置検出回路４０２１は、同じ可動部３０３の位置に対して異なるアナログ信号を出力し得る。このようなアナログ信号に基づいて生成された現在位置信号は、温度によって異なる位置を示すことになる。位置信号補正部４０２４は、このような温度特性等に起因する誤差を補正する。
【００４６】
図１２（ａ）は、第１の設定が行われているときのストローク位置に対する位置検出回路４０２１の出力の温度特性の例を示している。図１２（ａ）の破線は常温（２０℃付近）の例であり、図１２（ａ）の実線は高温（４０℃付近）の例である。前述したように、ホールセンサ４１４等は温度特性を持つ。このため、温度が異なると、位置検出回路４０２１は、同じストローク位置に対して異なる大きさのアナログ信号を出力する。一方、図１２（ｂ）は、第２の設定が行われているときのストローク位置に対する位置検出回路４０２１の出力の温度特性の例を示している。図１２（ｂ）の破線は常温（２０℃付近）の例であり、図１２（ｂ）の実線は高温（４０℃付近）の例である。第２の設定の場合も第１の設定の場合と同様に、温度が異なると、位置検出回路４０２１は、同じストローク位置に対して異なる大きさのアナログ信号を出力する。位置信号補正部４０２４は、このような温度変化に起因する位置検出回路４０２１の出力のずれを補正するために、位置信号演算部４０２３で得られた現在位置信号を、第１の設定と第２の設定との切り替え直後のタイミングの現在位置信号に合わせるための補正をする。この際の補正値は、例えば第１の設定と第２の設定との切り替え前後のタイミングでそれぞれ取得された現在位置信号の差分値である。
【００４７】
位置信号処理制御部４０４は、例えば制御回路２１２から入力されたタイミング信号に応じて、位置信号処理部４０２を第２の設定に設定するための位置信号処理パラメータを位置信号処理部４０２に入力する。位置信号処理パラメータは、位置検出回路４０２１に対して設定される増幅率及びオフセットを含む。すなわち、位置信号処理制御部４０４は、第１の設定である可動部３０３の可動範囲の全範囲に対応した増幅率及びオフセット、第２の設定の範囲１に対応した増幅率及びオフセット、第２の設定の範囲２に対応した増幅率及びオフセット並びに第２の設定の範囲３に対応した増幅率及びオフセットを図示しないメモリに予め記憶している。また、位置信号処理パラメータは、位置信号補正部４０２４における補正値も含む。すなわち、位置信号処理制御部４０４は、第１の設定と第２の設定との切り替え前後のタイミングの現在位置信号から補正値を算出する。
【００４８】
減算部４０６は、例えば制御回路２１２から入力された可動部３０３の駆動目標位置を示す駆動目標位置信号と位置信号処理部４０２で生成された現在位置信号との偏差信号を駆動制御部４０８に出力する。
【００４９】
駆動制御部４０８は、減算部４０６から出力された偏差信号に基づいて、ＶＣＭ４１２を駆動するための駆動電流の値を示す駆動信号を生成し、生成した駆動信号をモータドライバ４１０に出力することによって可動部３０３の位置のフィードバック制御を行う。
【００５０】
モータドライバ４１０は、駆動制御部４０８からの駆動信号に応じた駆動電流をＶＣＭ４１２（実際にはコイル３０３１、３０３２ａ、３０３２ｂ）に供給することによって可動部３０３を変位させる。
【００５１】
以下、第１の実施形態における手ぶれ補正ユニット２０６の動作を説明する。図１３は、手ぶれ補正ユニット２０６の動作を示すフローチャートである。図１３の処理は、手ぶれ補正ユニット２０６においてタイミング信号が取得されたときに開始される。タイミング信号は、例えばユーザによる操作部２１０の操作によって静止画撮影開始指示又は超解像撮影開始指示が入力された場合に取得される。
【００５２】
ステップＳ１０１において、位置信号処理制御部４０４は、第１の設定の位置信号処理部４０２から出力される現在位置信号を取得する。第１の設定では、ＡＤ変換部４０２２の分解能は低いものの、可動部３０３のストローク位置が可動範囲のどこにあっても現在位置信号を取得することが可能である。
【００５３】
ステップＳ１０２において、位置信号処理制御部４０４は、駆動制御部４０８によるフィードバック制御を停止させる。これは、位置信号処理部４０２の出力を安定化させるための処理である。フィードバック制御の停止後、処理はステップＳ１０３に移行する。
【００５４】
ステップＳ１０３において、位置信号処理制御部４０４は、位置信号処理部４０２から出力される現在位置信号に基づいて、現在の可動部３０３の位置が範囲１、範囲２、範囲３の何れにあるかを判定する。ステップＳ１０３において、現在の可動部３０３の位置が範囲１にあると判定された場合には、処理はステップＳ１０４に移行する。ステップＳ１０３において、現在の可動部３０３の位置が範囲２にあると判定された場合には、処理はステップＳ１０５に移行する。ステップＳ１０３において、現在の可動部３０３の位置が範囲３にあると判定された場合には、処理はステップＳ１０６に移行する。
【００５５】
ステップＳ１０４において、位置信号処理制御部４０４は、範囲１の第２の設定を行う。すなわち、位置信号処理制御部４０４は、範囲１の第２の設定を行うために必要な増幅率とオフセットとを位置検出回路４０２１に対して設定する。その後、処理はステップＳ１０７に移行する。ステップＳ１０５において、位置信号処理制御部４０４は、範囲２の第２の設定を行う。すなわち、位置信号処理制御部４０４は、範囲２の第２の設定を行うために必要な増幅率とオフセットとを位置検出回路４０２１に対して設定する。その後、処理はステップＳ１０７に移行する。ステップＳ１０６において、位置信号処理制御部４０４は、範囲３の第２の設定を行う。すなわち、位置信号処理制御部４０４は、範囲３の第２の設定を行うために必要な増幅率とオフセットとを位置検出回路４０２１に対して設定する。その後、処理はステップＳ１０７に移行する。第２の設定では、第１の設定において取得された現在位置信号に基づいて、現在の可動部３０３の大まかな位置が特定され、この特定された結果に従って、位置検出回路４０２１の信号取得範囲が制限されることにより、ＡＤ変換部４０２２の分解能を高くすることができる。
【００５６】
ステップＳ１０７において、位置信号処理制御部４０４は、位置検出回路４０２１の出力が安定化するのを待つ。例えば、位置信号処理制御部４０４は、位置信号補正部４０２４から出力される現在位置信号の時間変化量がある一定の閾値になるまで待つ。または、位置信号処理制御部４０４は、位置検出回路４０２１の出力が安定化していると考えられる所定時間が経過するまで待つ。位置検出回路４０２１の出力が安定化した後、処理はステップＳ１０８に移行する。
【００５７】
ステップＳ１０８において、位置信号処理制御部４０４は、位置信号処理部４０２から出力される現在位置信号を取得する。ステップＳ１０９において、位置信号処理制御部４０４は、第２の設定に切り替えられた直後、すなわち、ステップＳ１０８において取得された現在位置信号に基づいて位置信号補正部４０２４における補正値を生成し、生成した補正値を位置信号補正部４０２４に設定する。この補正値は、例えば第１の設定のときに取得された現在位置信号の値と第２の設定に切り替えられた直後に取得された現在位置信号との差分値である。この補正値に従って第２の設定時の現在位置信号が補正されることにより、温度特性による現在位置信号のずれを補正することが可能である。
【００５８】
ステップＳ１１０において、位置信号処理制御部４０４は、駆動制御部４０８によるフィードバック制御を再開させる。ステップＳ１１１において、制御回路２１２は、撮影動作を開始させる。撮影動作については後で説明する。撮影動作の終了後、処理はステップＳ１１２に移行する。
【００５９】
ステップＳ１１２において、位置信号処理制御部４０４は、駆動制御部４０８によるフィードバック制御を停止させる。ステップＳ１１３において、位置信号処理制御部４０４は、第１の設定を行う。すなわち、位置信号処理制御部４０４は、位置検出回路４０２１に対して第１の設定を行うために必要な増幅率とオフセットとを位置検出回路４０２１に対して設定する。
【００６０】
ステップＳ１１４において、位置信号処理制御部４０４は、位置検出回路４０２１の出力が安定化するのを待つ。ステップＳ１１５において、位置信号処理制御部４０４は、位置信号補正部４０２４において設定されている補正値をクリアする。
【００６１】
ステップＳ１１６において、位置信号処理制御部４０４は、駆動制御部４０８によるフィードバック制御を再開させる。これにより、次回の処理においては、第１の設定の位置信号処理部４０２の出力が位置信号処理制御部４０４において取得される。
【００６２】
図１４は、撮影動作中のフローチャートである。ステップＳ２０１において、制御回路２１２は、現在、超解像撮影開始指示が入力されているか否かを判定する。ステップＳ２０１において超解像撮影開始指示が入力されていると判定された場合に、処理はステップＳ２０２に移行する。ステップＳ２０１において超解像撮影開始指示が入力されていない、すなわち静止画撮影開始指示が入力されていると判定された場合に、処理はステップＳ２０３に移行する。
【００６３】
ステップＳ２０２において、制御回路２１２は、超解像撮影動作を開始する。以下、図１６を参照して超解像撮影動作について説明する。超解像撮影動作において、制御回路２１２は、ｉ回の超解像撮影を繰り返すためのループ処理を行う。まず、ステップＳ４０１において、制御回路２１２は、手ぶれ補正ユニット２０６の可動部３０３を第ｉ位置に移動させるための駆動目標位置を生成する。ここで、超解像撮影の目標位置は、例えば予め設定されている固定値が用いられる。図１７（ａ）及び図１７（ｂ）は、超解像撮影の目標位置の例を示している。図１７（ａ）は、初期位置１（ｉ＝０に対応）から８回に分けて正方形状に可動部３０３を移動させる例である。この例では、ｉ＝０からｉ＝７の８個の目標位置が設定される。一方、図１７（ｂ）は、可動部３０３の斜め方向の移動も組み入れ、初期位置１から９回に分けて可動部３０３を移動させる例である。この例では、ｉ＝０からｉ＝８の９個の目標位置が設定される。図１７（ａ）及び図１７（ｂ）の設定はあくまでも一例である。上、下、左、右、斜め方向の移動の組み合わせによって構成されていれば、目標位置をどのように設定するかは特に限定されない。
【００６４】
また、超解像撮影時に手ぶれが発生している場合には、制御回路２１２は、手ぶれ量に応じた信号を駆動目標位置信号に重畳する。そして、制御回路２１２は、この重畳信号を駆動目標位置信号として手ぶれ補正ユニット２０６に入力する。駆動制御部４０８は、駆動目標位置信号と現在位置信号との偏差信号に基づいて、ＶＣＭ４１２を駆動するための駆動電流の値を示す駆動信号を生成し、生成した駆動信号をモータドライバ４１０に出力することによって可動部３０３の位置のフィードバック制御を行う。
【００６５】
ステップＳ４０２において、制御回路２１２は、手ぶれ補正ユニット２０６の撮像素子の駆動を開始する。そして、制御回路２１２は、手ぶれ補正ユニット２０６で得られた撮像画像を図示しないＲＡＭに記録する。その後、ｉ回の撮影が終了していなければ、ｉがインクリメントされ、処理はループの開始であるステップＳ４０１に戻る。ｉ回の撮影が終了してれば、処理はステップＳ４０３に移行する。
【００６６】
ステップＳ４０３において、手ぶれ補正ユニット２０６の画像処理部は、ｉ回の撮影によって得られたｉ枚の撮像画像を合成して超解像画像を生成する。その後、図１６の処理は終了する。
【００６７】
ここで、図１４の説明に戻る。ステップＳ２０３において、制御回路２１２は、静止画撮影動作を開始する。静止画撮影動作については簡単に説明する。静止画撮影において、制御回路２１２は、手ぶれが発生している場合には、手ぶれ量に応じた信号を駆動目標位置として生成する。そして、制御回路２１２は、この駆動目標位置信号を手ぶれ補正ユニット２０６に入力する。駆動制御部４０８は、駆動目標位置信号と現在位置信号との偏差信号に基づいて、ＶＣＭ４１２を駆動するための駆動電流の値を示す駆動信号を生成し、生成した駆動信号をモータドライバ４１０に出力することによって可動部３０３の位置のフィードバック制御を行う。その後、制御回路２１２は、手ぶれ補正ユニット２０６の撮像素子の駆動を開始する。そして、制御回路２１２は、手ぶれ補正ユニット２０６で得られた撮像画像を図示しないＲＡＭに記録する。その後、手ぶれ補正ユニット２０６の画像処理部は、撮影によって得られた撮像画像を生成する。これにより、静止画撮影動作は終了する。
【００６８】
ステップＳ２０２及びステップＳ２０３で撮影動作を開始した後には撮影動作終了をまたずにステップＳ２０４に移行する。ステップＳ２０４において、位置信号処理制御部４０４は、範囲の切り替えが必要であるか否かを判定する。位置信号処理部４０２から取得される現在位置信号の変動があった場合には、範囲の切り替えが必要であると判定される。なお、所定以上の現在位置信号の変動があった場合のみ、範囲の切り替えが必要であると判定されるように構成されていてもよい。ステップＳ２０４において範囲の切り替えが必要であると判定された場合に、処理はステップＳ２０５に移行する。ステップＳ２０４において範囲の切り替えが必要でないと判定された場合には、ステップＳ２０６において撮影動作が終了したと判定されるまで処理は再びステップＳ２０４に移行する。
【００６９】
ステップＳ２０５において、位置信号処理制御部４０４は、範囲切り替えの処理を行う。以下、図１５を参照して範囲切り替えの処理を説明する。
【００７０】
ステップＳ３０１において、位置信号処理制御部４０４は、駆動制御部４０８によるフィードバック制御を停止させる。フィードバック制御の停止後、処理はステップＳ３０２に移行する。
【００７１】
ステップＳ３０２において、位置信号処理制御部４０４は、位置信号処理部４０２から出力される現在位置信号に基づいて、現在の可動部３０３の位置が範囲１、範囲２、範囲３の何れにあるかを判定する。ステップＳ３０２において、現在の可動部３０３の位置が範囲１にあると判定された場合には、処理はステップＳ３０３に移行する。ステップＳ３０２において、現在の可動部３０３の位置が範囲２にあると判定された場合には、処理はステップＳ３０４に移行する。ステップＳ３０２において、現在の可動部３０３の位置が範囲３にあると判定された場合には、処理はステップＳ３０５に移行する。
【００７２】
ステップＳ３０３において、位置信号処理制御部４０４は、範囲１の第２の設定を行う。その後、処理はステップＳ３０６に移行する。ステップＳ３０４において、位置信号処理制御部４０４は、範囲２の第２の設定を行う。その後、処理はステップＳ３０６に移行する。ステップＳ３０５において、位置信号処理制御部４０４は、範囲３の第２の設定を行う。その後、処理はステップＳ３０６に移行する。
【００７３】
ステップＳ３０６において、位置信号処理制御部４０４は、位置検出回路４０２１の出力が安定化するのを待つ。位置検出回路４０２１の出力が安定化した後、処理はステップＳ３０７に移行する。
【００７４】
ステップＳ３０７において、位置信号処理制御部４０４は、位置信号処理部４０２から出力される現在位置信号を取得する。ステップＳ３０８において、位置信号処理制御部４０４は、範囲の切り替えがなされた直後、すなわち、ステップＳ３０７において取得された現在位置信号に基づいて位置信号補正部４０２４における補正値を生成し、生成した補正値を位置信号補正部４０２４に設定する。この補正値は、例えば第１の設定のときに取得された現在位置信号の値と範囲が切り替えられた直後に取得された現在位置信号との差分値である。
【００７５】
ステップＳ３０９において、位置信号処理制御部４０４は、駆動制御部４０８によるフィードバック制御を再開させる。その後、図１５の処理は終了される。
【００７６】
ここで、図１４の説明に戻る。ステップＳ２０５の終了後、ステップＳ２０６において撮影動作が終了したと判断されるまでは再びステップＳ２０４に移行する。
【００７７】
以上説明したように本実施形態によれば、ＡＤ変換の分解能は低分解能であるが広い範囲の可動部３０３のストローク位置を検出することができる第１の設定によって大まかな可動部３０３の位置が検出され、その後に狭い範囲の可動部３０３のストローク位置しか検出できないがＡＤ変換の分解能は高分解能である第２の設定で高精度な可動部３０３の位置が検出される。これにより、可動部３０３のストロークの全範囲において高精度の位置検出を行うことが可能である。
【００７８】
また、第２の設定における可動部３０３の範囲は、位置検出の分解能を同等にするように設定される。これにより、範囲毎に位置検出の分解能が異ならずにどの範囲においても高精度の位置検出が可能である。
【００７９】
ここで、前述の実施形態では、可動部３０３のストローク位置に対する位置検出回路４０２１の出力が線形に変化する例が挙げられている。この場合、可動範囲は等分割される。これに対し、位置検出回路４０２１の特性によっては、図１８（ａ）に示すように、可動部３０３のストローク位置に対する位置検出回路４０２１の出力が非線形に変化する場合もある。この場合も、位置検出の分解能を同等にするように範囲が設定される。すなわち、範囲毎の曲線の傾き（例えば各範囲の中心位置における傾き）が等しくなるように範囲が設定される。このような設定では、図１８（ｂ）に示すように、範囲１、範囲２、範囲３は等分割されない。このように、本実施形態における範囲の分割は、位置検出の分解能を同等にするように行われるものであり、必ずしも等分割によって行われるものではない。
【００８０】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図１９は、第２の実施形態に係る撮像装置１の機能ブロック図である。なお、図１９において、図５と重複する構成については、図５と同一の参照符号を付すことで詳細な説明を省略する。また、撮像装置１の概略の構成及び手ぶれ補正ユニット２０６の構成は図１から図４で説明したものと同様であるので説明を省略する。
【００８１】
図１９における撮像装置１は、位置信号処理部４０２に代えて、全範囲位置信号処理部４０２Ａと、高精度位置信号処理部４０２Ｂとを有している。また、図１９における撮像装置１は、位置信号選択部４１６を有している。
【００８２】
全範囲位置信号処理部４０２Ａは、第１の実施形態における第１の設定に対応した位置信号処理部である。この全範囲位置信号処理部４０２Ａは、全範囲位置検出回路４０２１Ａと、ＡＤＣ４０２２Ａと、位置信号演算部４０２３Ａとを有している。また、高精度位置信号処理部４０２Ｂは、第１の実施形態における第２の設定に対応した位置信号処理部である。この高精度位置信号処理部４０２Ｂは、高精度位置検出回路４０２１Ｂと、ＡＤＣ４０２２Ｂと、位置信号演算部４０２３Ｂと、位置信号補正部４０２４Ｂとを有している。
【００８３】
全範囲位置検出回路４０２１Ａは、ホールセンサ４１４から出力されたアナログ信号を第１の設定に対応したアナログ信号に変換してＡＤＣ４０２２Ａに出力する。また、高精度位置検出回路４０２１Ｂは、ホールセンサ４１４から出力されたアナログ信号を第２の設定に対応したアナログ信号に変換してＡＤＣ４０２２Ｂに出力する。
【００８４】
図２０は、一例の全範囲位置検出回路４０２１Ａ及び高精度位置検出回路４０２１Ｂの回路構成を示す図である。図２０に示すように、一例の全範囲位置検出回路４０２１Ａは、増幅率とオフセットとが固定の差動増幅回路であり、オペアンプ４０２１Ａａと、抵抗４０２１Ａｂと、抵抗４０２１Ａｃと、抵抗４０２１Ａｄ、抵抗４０２１Ａｅとを有している。図２０において、オペアンプ４０２１Ａａのマイナス入力端子は、抵抗４０２１Ａｂの一端に接続されている。この抵抗４０２１Ａｂの他端は、ホールセンサ４１４の一端に接続されている。オペアンプ４０２１Ａａのプラス入力端子は、抵抗４０２１Ａｃの一端に接続されている。この抵抗４０２１Ａｃの他端は、ホールセンサ４１４の他端に接続されている。抵抗４０２１Ａｂの一端とオペアンプ４０２１Ａａの出力端子との間には、抵抗４０２１Ａｄが接続されている。オペアンプ４０２１Ａａのプラス入力端子と抵抗４０２１Ａｃの一端との間には、抵抗４０２１Ａｅの一端が接続されている。この抵抗４０２１Ａｅの他端には、所定の電圧オフセット、例えばホールセンサ４１４の電源電圧Ｖｃｃの半分のオフセットが与えられる。このような構成において、全範囲位置検出回路４０２１Ａにおける増幅率は、抵抗４０２１Ａｂ、４０２１Ａｃ、４０２１Ａｄ及び４０２１Ａｅの抵抗値に応じた固定値である。また、全範囲位置検出回路４０２１Ａにおけるオフセットは、Ｖｃｃ／２である。
【００８５】
また、図２０に示すように、一例の高精度位置検出回路４０２１Ｂは、増幅率とオフセットとが可変の差動増幅回路であり、オペアンプ４０２１Ｂａと、抵抗４０２１Ｂｂと、抵抗４０２１Ｂｃと、可変抵抗４０２１Ｂｄ、可変抵抗４０２１Ｂｅと、ＤＡＣ４０２１Ｂｆとを有している。図２０において、オペアンプ４０２１Ｂａのマイナス入力端子は、抵抗４０２１Ｂｂの一端に接続されている。この抵抗４０２１Ｂｂの他端は、ホールセンサ４１４の一端に接続されている。オペアンプ４０２１Ｂａのプラス入力端子は、抵抗４０２１Ｂｃの一端に接続されている。この抵抗４０２１Ｂｃの他端は、ホールセンサ４１４の他端に接続されている。抵抗４０２１Ｂｂの一端とオペアンプ４０２１Ｂａの出力端子との間には、可変抵抗４０２１Ｂｄが接続されている。オペアンプ４０２１Ｂａのプラス入力端子と抵抗４０２１Ｂｃの一端との間には、可変抵抗４０２１Ｂｅの一端が接続されている。この可変抵抗４０２１Ｂｅの他端には、ＤＡＣ４０２１Ｂｆが接続されている。このような構成において、高精度位置検出回路４０２１Ｂにおける増幅率は、抵抗４０２１Ｂｂ及び４０２１Ｂｃ並びに可変抵抗４０２１Ｂｄ及び４０２１Ｂｅの抵抗値に応じて決定される。また、高精度位置検出回路４０２１Ｂにおけるオフセットは、ＤＡＣ４０２１Ｂｆのデジタル値に応じて決定される。ここで、可変抵抗４０２１Ｂｄ及び４０２１Ｂｅの抵抗値並びにＤＡＣ４０２１Ｂｆに入力されるオフセットのデジタル値は、位置信号処理制御部４０４によって設定される。図２０で示した高精度位置検出回路４０２１Ｂの構成は、あくまでも一例である。例えば、抵抗４０２１Ｂｂ、４０２１Ｂｃが可変抵抗、可変抵抗４０２１Ｂｄ、４０２１Ｂｅが固定抵抗であってもよい。
【００８６】
ＡＤＣ４０２２Ａは、全範囲位置検出回路４０２１Ａから出力されたアナログ信号をデジタル信号であるＡＤ値に変換する。ＡＤＣ４０２２Ｂは、高精度位置検出回路４０２１Ｂから出力されたアナログ信号をデジタル信号であるＡＤ値に変換する。全範囲位置検出回路４０２１Ａからは第１の設定に対応したアナログ信号が出力され、高精度位置検出回路４０２１Ｂからは第２の設定に対応したアナログ信号が出力されるので、ＡＤＣ４０２２ＢのＡＤ変換の分解能は、ＡＤＣ４０２２ＡのＡＤ変換の分解能よりも高くなる。
【００８７】
位置信号演算部４０２３Ａは、ＡＤ変換部４０２２Ａで得られたＡＤ値から可動部３０３の現在位置を示す現在位置信号を生成する。位置信号演算部４０２３Ｂは、ＡＤ変換部４０２２Ｂで得られたＡＤ値から可動部３０３の現在位置を示す現在位置信号を生成する。位置信号演算部４０２３Ａ及び位置信号演算部４０２３Ｂは、前述の（式１）に従って現在位置信号を生成する。ただし、位置信号演算部４０２３Ａは、第１の設定用のＡ、Ｂの値のみを記憶しており、位置信号演算部４０２３Ｂは、第２の設定の範囲１、範囲２、範囲３用のＡ、Ｂの値のみを記憶している。
【００８８】
位置信号補正部４０２４Ｂは、位置信号演算部４０２３Ｂで得られた現在位置信号の温度特性等に起因する誤差を補正する。補正の仕方は、第１の実施形態と同様である。
【００８９】
位置信号選択部４１６は、位置信号処理制御部４０４からの指示に従って全範囲位置信号処理部４０２Ａからの現在位置信号と高精度位置信号処理部４０２Ｂからの現在位置信号の何れかを減算部４０６に出力する。
【００９０】
以下、第２の実施形態における手ぶれ補正ユニット２０６の動作を説明する。図２１は、手ぶれ補正ユニット２０６の動作を示すフローチャートである。
【００９１】
ステップＳ５０１において、位置信号処理制御部４０４は、全範囲位置信号処理部４０２Ａから出力される現在位置信号に基づいて、現在の可動部３０３の位置が範囲１、範囲２、範囲３の何れにあるかを判定する。ステップＳ５０１において、現在の可動部３０３の位置が範囲１にあると判定された場合には、処理はステップＳ５０２に移行する。ステップＳ５０１において、現在の可動部３０３の位置が範囲２にあると判定された場合には、処理はステップＳ５０２に移行する。ステップＳ５０１において、現在の可動部３０３の位置が範囲３にあると判定された場合には、処理はステップＳ５０３に移行する。
【００９２】
ステップＳ５０２において、位置信号処理制御部４０４は、範囲１の第２の設定を行う。すなわち、位置信号処理制御部４０４は、範囲１の第２の設定を行うために必要な増幅率とオフセットとを高精度位置検出回路４０２１Ｂに対して設定する。その後、処理はステップＳ５０５に移行する。ステップＳ５０３において、位置信号処理制御部４０４は、範囲２の第２の設定を行う。すなわち、位置信号処理制御部４０４は、範囲２の第２の設定を行うために必要な増幅率とオフセットとを高精度位置検出回路４０２１Ｂに対して設定する。その後、処理はステップＳ５０５に移行する。ステップＳ５０４において、位置信号処理制御部４０４は、範囲３の第２の設定を行う。すなわち、位置信号処理制御部４０４は、範囲３の第２の設定を行うために必要な増幅率とオフセットとを高精度位置検出回路４０２１Ｂに対して設定する。その後、処理はステップＳ５０５に移行する。
【００９３】
ステップＳ５０５において、位置信号処理制御部４０４は、高精度位置検出回路４０２１Ｂの出力が安定化するのを待つ。高精度位置検出回路４０２１Ｂの出力が安定化した後、処理はステップＳ５０６に移行する。
【００９４】
ステップＳ５０６において、位置信号処理制御部４０４は、高精度位置信号処理部４０２Ｂから出力される現在位置信号を取得する。ステップＳ５０７において、位置信号処理制御部４０４は、全範囲位置信号処理部４０２Ａから出力される現在位置信号を取得する。ステップＳ５０８において、位置信号処理制御部４０４は、高精度位置信号処理部４０２Ｂ及び全範囲位置信号処理部４０２Ａから取得された現在位置信号に基づいて位置信号補正部４０２４における補正値を生成し、生成した補正値を位置信号補正部４０２４Ｂに設定する。この補正値は、例えば高精度位置信号処理部４０２Ｂと全範囲位置信号処理部４０２Ａとから取得された現在位置信号の差分値である。
【００９５】
ステップＳ５０９において、位置信号処理制御部４０４は、高精度位置信号処理部４０２Ｂからの現在位置信号が減算部４０６に入力されるように位置信号選択部４１６を制御する。これにより、高精度位置信号処理部４０２Ｂの出力に基づいて第２の設定に従ってフィードバック制御が行われる。
【００９６】
ステップＳ５１０において、制御回路２１２は、撮影動作を開始させる。撮影動作については後で説明する。撮影動作の終了後、処理はステップＳ５１１に移行する。
【００９７】
ステップＳ５１１において、位置信号処理制御部４０４は、全範囲位置信号処理部４０２Ａからの現在位置信号が減算部４０６に入力されるように位置信号選択部４１６を制御する。これにより、次回の処理においては、全範囲位置信号処理部４０２Ａの出力に基づいてフィードバック制御が行われる。このため、可動部３０３のストローク位置が可動範囲のどこにあっても位置検出を行うことが可能である。
【００９８】
ステップＳ５１２において、位置信号処理制御部４０４は位置信号補正部４０２４Ｂにおいて設定されている補正値をクリアする。
【００９９】
図２２は、撮影動作中のフローチャートである。ステップＳ６０１において、制御回路２１２は、現在、超解像撮影開始指示が入力されているか否かを判定する。ステップＳ６０１において超解像撮影開始指示が入力されていると判定された場合に、処理はステップＳ６０２に移行する。ステップ６０１において超解像撮影開始指示が入力されていない、すなわち静止画撮影開始指示が入力されていると判定された場合に、処理はステップＳ６０３に移行する。
【０１００】
ステップＳ６０２において、制御回路２１２は、超解像撮影動作を開始する。ステップＳ６０３において、制御回路２１２は、静止画撮影動作を開始する。超解像撮影動作及び静止画撮影動作については、第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。
【０１０１】
ステップＳ６０２及びステップＳ６０３で撮影動作を開始した後には撮影動作終了をまたずにステップＳ６０４に移行する。ステップＳ６０４において、位置信号処理制御部４０４は、全範囲位置信号処理部４０２Ａから出力される現在位置信号を取得する。
【０１０２】
ステップＳ６０５において、位置信号処理制御部４０４は、範囲の切り替えが必要であるか否かを判定する。ステップＳ６０５において範囲の切り替えが必要であると判定された場合に、処理はステップＳ６０６に移行する。ステップＳ６０５において範囲の切り替えが必要でないと判定された場合に、ステップＳ６０７で撮影が終了したと判断されるまで処理は再びステップＳ６０４に移行する。
【０１０３】
ステップＳ６０５において、位置信号処理制御部４０４は、範囲切り替えの処理を行う。以下、図２３を参照して範囲切り替えの処理を説明する。
【０１０４】
ステップＳ７０１において、位置信号処理制御部４０４は、全範囲位置信号処理部４０２Ａからの現在位置信号が減算部４０６に入力されるように位置信号選択部４１６を制御する。
【０１０５】
ステップＳ７０２において、位置信号処理制御部４０４は、全範囲位置信号処理部４０２Ａから出力される現在位置信号に基づいて、現在の可動部３０３の位置が範囲１、範囲２、範囲３の何れにあるかを判定する。ステップＳ７０２において、現在の可動部３０３の位置が範囲１にあると判定された場合には、処理はステップＳ７０３に移行する。ステップＳ７０２において、現在の可動部３０３の位置が範囲２にあると判定された場合には、処理はステップＳ７０４に移行する。ステップＳ７０２において、現在の可動部３０３の位置が範囲３にあると判定された場合には、処理はステップＳ７０５に移行する。
【０１０６】
ステップＳ７０３において、位置信号処理制御部４０４は、範囲１の第２の設定を行う。その後、処理はステップＳ７０６に移行する。ステップＳ７０４において、位置信号処理制御部４０４は、範囲２の第２の設定を行う。その後、処理はステップＳ７０６に移行する。ステップＳ７０５において、位置信号処理制御部４０４は、範囲３の第２の設定を行う。その後、処理はステップＳ７０６に移行する。
【０１０７】
ステップＳ７０６において、位置信号処理制御部４０４は、高精度位置検出回路４０２１Ｂの出力が安定化するのを待つ。高精度位置検出回路４０２１Ｂの出力が安定化した後、処理はステップＳ７０７に移行する。
【０１０８】
ステップＳ７０７において、位置信号処理制御部４０４は、高精度位置信号処理部４０２Ｂから出力される現在位置信号を取得する。ステップＳ７０８において、位置信号処理制御部４０４は、全範囲位置信号処理部４０２Ａから出力される現在位置信号を取得する。ステップＳ７０９において、位置信号処理制御部４０４は、高精度位置信号処理部４０２Ｂ及び全範囲位置信号処理部４０２Ａから取得された現在位置信号に基づいて位置信号補正部４０２４における補正値を生成し、生成した補正値を位置信号補正部４０２４Ｂに設定する。
【０１０９】
ステップＳ７１０において、位置信号処理制御部４０４は、高精度位置信号処理部４０２Ｂからの現在位置信号が減算部４０６に入力されるように位置信号選択部４１６を制御する。その後、図２３の処理は終了される。
【０１１０】
ここで、図２２の説明に戻る。ステップＳ６０６の処理が終了後は、ステップＳ６０７で撮影が終了したと判断されるまでは再びステップＳ６０４に移行する。
【０１１１】
以上説明したように本実施形態によれば、第１の実施形態と同様に可動部３０３のストロークの全範囲で高精度の位置検出を行うことができるとともに、第１の設定用の位置信号処理部と第２の設定用の位置信号処理部とを個別に持たせることにより、第１の設定と第２の設定との切り替えの間にフィードバック制御を停止させる必要がなくなる。
【０１１２】
以上実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。例えば、前述した手ぶれ補正ユニット２０６の構成は一例であって適宜変更され得る。例えば、ＶＣＭの構成が異なっていても良い。例えば、前述の例では、固定部に位置検出磁石が設けられ、可動部にホールセンサが設けられている。これに対して、可動部に位置検出磁石が設けられ、固定部にホールセンサが設けられてもよい。また、手ぶれ補正ユニット２０６は、撮像素子ではなく、光学系１０２を移動させるように構成されていてもよい。さらに、前述の実施形態では、超解像撮影時又は静止画撮影時に第２の設定が行われるものとしているが、特に高精度の位置制御が必要な超解像撮影時にのみ第２の設定が行われてもよい。
【０１１３】
さらに、前述の各動作フローチャートの説明において、便宜上「まず」、「次に」等を用いて動作を説明しているが、この順で動作を実施することが必須であることを意味するものではない。
【０１１４】
また、前述した実施形態による各処理は、コンピュータとしてのＣＰＵ等に実行させることができるプログラムとして記憶させておくこともできる。この他、メモリカード、磁気ディスク、光ディスク、半導体メモリ等の外部記憶装置の記憶媒体に格納して配布することができる。そして、ＣＰＵ等は、この外部記憶装置の記憶媒体に記憶されたプログラムを読み込み、この読み込んだプログラムによって動作が制御されることにより、上述した処理を実行することができる。
【０１１５】
さらに、前記した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適当な組合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、上述したような課題を解決でき、上述したような効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。
【符号の説明】
【０１１６】
１  撮像装置、１００  交換レンズ、１０２  光学系、２００  本体、２０２  マウント、２０４  シャッタ、２０６  手ぶれ補正ユニット、２０８  モニタ、２１０  操作部、３０１  固定部、３０２  固定部、３０３  可動部、４０２  位置信号処理部、４０４  位置信号処理制御部、４０６  減算部、４０８  駆動制御部、４１０  モータドライバ、４１２  ＶＣＭ、４１４  ホールセンサ、４１６  位置信号選択部、３０１１  磁石、３０１２  磁石、３０１３  位置検出磁石、３０１５  ねじ受け、３０２１  磁石、３０２２  磁石、３０２５  ねじ受け穴、３０３１  コイル、３０３２ａ  コイル、３０３２ｂ  コイル、３０３３  ホールセンサ、３０３４  撮像素子ユニット
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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