(57)【要約】【課題】振動波モータの摩擦界面の変化による特性変化や、温度等の環境変化による振動波モータの特性が変化しても駆動特性の低下を生じない駆動装置を提供することを目的とする。【解決手段】振動波モータ５７０によるブレ補正駆動動作を実行するタイミング以外である撮像装置の動作起動時（Ｓ１０２）、環境温度の変化時（Ｓ１５０）、もしくは像ブレ補正動作の終了時（Ｓ１２０）に、駆動周波数、駆動電圧、駆動電流、フィードバックゲイン、駆動周波数の位相差等の少なくとも一つのパラメータに基づき振動子駆動回路５０４を設定して振動波モータ５７０を駆動し、このときの駆動速度や応答遅れ等を検出し、この検出結果に応じて振動子駆動回路５０４に設定されたパラメータの変更動作を行う。【選択図】  図６
2008211894.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動子に所定の交番する２相の駆動信号を印加することにより、この振動子の出力端に略楕円振動を生じさせて、この振動子とこの振動子に接触する被駆動体とを相対的に移動させる振動波モータのための駆動装置であって、
所定の駆動条件に基づく２相の駆動信号を振動波モータに印加し、上記振動波モータの駆動範囲内を移動させた際の駆動速度が許容範囲に収まらない時に、駆動速度に応じて上記所定の駆動条件を変更する駆動条件変更手段と、
を有することを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
振動子に所定の交番する２相の駆動信号を印加することにより、この振動子の出力端に略楕円振動を生じさせて、この振動子とこの振動子に接触する被駆動体とを相対的に移動させる振動波モータのための駆動装置であって、
所定の駆動条件に基づく２相の駆動信号を振動波モータに印加し、目標駆動位置と実際に駆動された位置信号とから応答遅れが許容範囲に収まらない時に、応答遅れに応じて上記所定の駆動条件を変更する駆動条件変更手段と、
を有することを特徴とする駆動装置。
【請求項３】
上記駆動条件変更手段は、駆動周波数、駆動電圧、駆動電流、フィードバックゲイン、駆動信号の位相差の少なくとも一つを変更することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の駆動装置。
【請求項４】
撮像素子を用いて撮影動作を行う撮像装置であって、
ブレ検出手段と、
振動波モータと、
この振動波モータの駆動源として上記撮像素子をその撮像面に沿って変位可能に保持する保持機構と、
上記振動波モータへ駆動信号を供給する駆動回路と、
この駆動回路の状態を設定するパラメータを記憶した記憶手段と、
上記撮像素子の撮像動作中に上記ブレ検出手段の出力に応じて上記駆動回路を制御して像ブレ補正動作を行う制御手段と、
を有し、
上記制御手段は、上記像ブレ補正動作を実行するタイミング以外の所定のタイミングにおいて、上記記憶手段に記憶された上記パラメータに基づき上記駆動回路を設定して上記振動波モータを駆動し、その際の駆動速度を検出し、この検出結果に応じて上記駆動回路に設定に設定された上記パラメータを変更する変更動作を行うことを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
撮像素子を用いて撮影動作を行う撮像装置であって、
ブレ検出手段と、
振動波モータと、
この振動波モータの駆動源として上記撮像素子をその撮像面に沿って変位可能に保持する保持機構と、
上記振動波モータへ駆動信号を供給する駆動回路と、
この駆動回路の状態を設定するパラメータを記憶した記憶手段と、
上記撮像素子の撮像動作中に上記ブレ検出手段の出力に応じて駆動回路を制御して像ブレ補正動作を行う制御手段と、
を有し、
上記制御手段は、上記像ブレ補正動作を実行するタイミング以外の所定のタイミングにおいて、上記記憶手段に記憶された上記パラメータに基づき上記駆動回路を設定して上記振動波モータを駆動し、その際の応答遅れを検出し、この件検出結果に応じて上記駆動回路に設定されたパラメータを変更する変更動作を行うことを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
撮像素子を用いて撮影動作を行う撮像装置であって、
ブレ検出手段と、
振動波モータと、
この振動波モータの駆動源として上記撮像素子をその撮像面に沿って変位可能に保持する保持機構と、
上記振動波モータへ駆動信号を供給する駆動回路と、
この駆動回路の状態を設定するパラメータを記憶した記憶手段と、
上記撮像素子の撮像動作中に上記ブレ検出手段の出力に応じて駆動回路を制御して像ブレ補正動作を行う制御手段と、
を有し、
上記制御手段は、上記像ブレ補正動作を実行するタイミング以外の所定のタイミングにおいて、上記ブレ補正動作においては使用されていない速度で上記振動波モータが駆動されるように上記駆動回路を設定し、上記振動波モータの駆動特性を測定し、その測定結果に応じて上記駆動回路に設定される上記パラメータを変更する変更動作を行うことを特徴とする撮像装置。
【請求項７】
上記振動波モータは、振動子を有し、この振動子に交番する２相の駆動信号を印加すると、その出力端に略楕円振動を生じてこの振動子とこの振動子に接触する被駆動体とを相対的に移動させることを特徴とする請求項４、請求項５又は請求項６に記載の撮像装置。
【請求項８】
上記パラメータは、駆動周波数、駆動電圧、駆動電流、フィードバックゲイン、位相差の少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項４、請求項５又は請求項６に記載の撮像装置。
【請求項９】
上記所定のタイミングは、上記撮像装置の起動時、電源オフ時、上記像ブレ補正動作の終了時、温度の変化時の少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項４、請求項５又は請求項６に記載の撮像装置。
【請求項１０】
撮像素子を用いて撮影動作を行う撮像装置であって、
被駆動体を駆動する振動波モータと、
この振動波モータへ駆動信号を供給する駆動回路と、
この駆動回路の状態を設定するパラメータを記憶した記憶手段と、
上記振動波モータによる駆動動作を実行するタイミング以外の所定のタイミングにおいて、上記記憶手段に記憶された上記パラメータに基づき上記駆動回路を設定して上記振動波モータを駆動し、このときの駆動特性を検出し、この検出結果に応じて上記駆動回路に設定された上記パラメータの変更動作を行う制御手段と、
を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項１１】
上記被駆動体は、ブレを補正するブレ補正装置、もしくは撮影レンズの合焦駆動を行うレンズ駆動装置であることを特徴とする請求項１０に記載の撮像装置。
【請求項１２】
上記駆動特性は、上記振動波モータを駆動した際の駆動速度、もしくは応答遅れであることを特徴とする請求項１０に記載の撮像装置。
【請求項１３】
上記パラメータは、駆動周波数、駆動電圧、駆動電流、フィードバックゲイン、位相差の少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１０に記載の撮像装置。
【請求項１４】
上記所定のタイミングは、上記撮像装置の起動時、電源オフ時、上記振動波モータの駆動動作の終了時、温度の変化時の少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１０に記載の撮像装置。
【請求項１５】
上記制御手段による上記パラメータの変更動作を行う環境に応じて、駆動状態を変更することを特徴とする請求項１０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、駆動装置および撮像装置に関し、詳しくは振動波モータ等の駆動装置およびこの駆動装置を組み込んだ撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のデジタルカメラ等の撮像装置においては、撮影レンズの合焦位置への駆動・焦点距離調節用駆動・像ブレ補正用駆動や、撮像素子の像ブレ補正用駆動、塵埃除去用の防塵フィルタの駆動等に、種々の駆動装置が使用されている。この駆動装置としては、ＤＣモータ・ステッピングモータ・振動波モータ（超音波モータともいう）等が用いられている。この中で、振動波モータは、振動子の振動を摩擦力を介して移動体の一方向に変換しており、効率が高く、大きな駆動力を得易いという利点がある。
【０００３】
しかし、その一方で、大きな駆動力を発生させるためには、振動子を移動部材に大きな力で押圧する必要があり、このため移動部材が剛性の低い材料であると、押圧力で撓んでしまう。振動波モータの振動振幅は数μｍ程度の小さなものであるため、数μｍの撓みでも問題となり、駆動機構の効率が低下したり、極端な場合には、動作しないという不具合が発生してしまう。これを防止する手段として、特許文献１には、振動子に直接接触する移動体（シャフト）を剛性の高い材料にし、この剛性の高い移動体に被駆動体を固着することが開示されている。
【特許文献１】特開２００６−０６７７１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示の如く振動波モータを構成すれば、撓みの問題は解決されるが、剛性の高い移動体部材に押圧された振動子が、駆動時に磨耗し、振動子と移動体の間に磨耗粉が蓄積し、摩擦係数が変化してしまうおそれがある。その結果、モータ駆動を行なうために、入力（振動波モータへの指示）に対する出力（振動波モータの駆動速度）の関係が変化し、駆動初期と同じ設定条件でモータ制御を行うだけでは、制御特性が変化してしまうことがある。また、振動波モータは、振動子の共振を利用していることから、磨耗粉以外にも、例えば、温度等の環境変化があると、振動子の共振点も変化してしまい、駆動特性が変化してしまうという不都合がある。
【０００５】
本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、振動波モータの摩擦界面の変化による特性変化や、温度等の環境変化による振動波モータの特性が変化しても駆動特性の変化を生じない駆動装置を提供することを目的とする。また、振動波モータを用いてブレ補正を行なう場合において、駆動特性の変化を生じない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】
【０００６】
上記目的を達成するため第１の発明に係わる駆動装置は、振動子に所定の交番する２相の駆動信号を印加することにより、この振動子の出力端に略楕円振動を生じさせて、この振動子とこの振動子に接触する被駆動体とを相対的に移動させる振動波モータのための駆動装置であって、所定の駆動条件に基づく２相の駆動信号を振動波モータに印加し、上記振動波モータの駆動範囲内を移動させた際の駆動速度が許容範囲に収まらない時に、駆動速度に応じて上記所定の駆動条件を変更する駆動条件変更手段を有する。
を具備する。
【０００７】
上記目的を達成するため第２の発明に係わる駆動装置は、振動子に所定の交番する２相の駆動信号を印加することにより、この振動子の出力端に略楕円振動を生じさせて、この振動子とこの振動子に接触する被駆動体とを相対的に移動させる振動波モータのための駆動装置であって、所定の駆動条件に基づく２相の駆動信号を振動波モータに印加し、目標駆動位置と実際に駆動された位置信号とから応答遅れが許容範囲に収まらない時に、応答遅れに応じて上記所定の駆動条件を変更する駆動条件変更手段を有する。
第３の発明に係わる駆動装置は、上記第１、または第２の発明において、上記駆動条件変更手段は、駆動周波数、駆動電圧、駆動電流、フィードバックゲイン、駆動信号の位相差の少なくとも一つを変更する。
【０００８】
上記目的を達成するため第４の発明に係わる撮像装置は、撮像素子を用いて撮影動作を行う撮像装置であって、ブレ検出手段と、振動波モータと、この振動波モータの駆動源として上記撮像素子をその撮像面に沿って変位可能に保持する保持機構と、上記振動波モータへ駆動信号を供給する駆動回路と、この駆動回路の状態を設定するパラメータを記憶した記憶手段と、上記撮像素子の撮像動作中に上記ブレ検出手段の出力に応じて上記駆動回路を制御して像ブレ補正動作を行う制御手段とを有し、上記制御手段は、上記像ブレ補正動作を実行するタイミング以外の所定のタイミングにおいて、上記記憶手段に記憶された上記パラメータに基づき上記駆動回路を設定して上記振動波モータを駆動し、その際の駆動速度を検出し、この検出結果に応じて上記駆動回路に設定に設定された上記パラメータを変更する変更動作を行う。
【０００９】
上記目的を達成するため第５の発明に係わる撮像装置は、撮像素子を用いて撮影動作を行う撮像装置であって、ブレ検出手段と、振動波モータと、この振動波モータの駆動源として上記撮像素子をその撮像面に沿って変位可能に保持する保持機構と、上記振動波モータへ駆動信号を供給する駆動回路と、この駆動回路の状態を設定するパラメータを記憶した記憶手段と、上記撮像素子の撮像動作中に上記ブレ検出手段の出力に応じて駆動回路を制御して像ブレ補正動作を行う制御手段とを有し、上記制御手段は、上記像ブレ補正動作を実行するタイミング以外の所定のタイミングにおいて、上記記憶手段に記憶された上記パラメータに基づき上記駆動回路を設定して上記振動波モータを駆動し、その際の応答遅れを検出し、この件検出結果に応じて上記駆動回路に設定されたパラメータを変更する変更動作を行う。
【００１０】
上記目的を達成するため第６の発明に係わる撮像装置は、撮像素子を用いて撮影動作を行う撮像装置であって、ブレ検出手段と、振動波モータと、この振動波モータの駆動源として上記撮像素子をその撮像面に沿って変位可能に保持する保持機構と、上記振動波モータへ駆動信号を供給する駆動回路と、この駆動回路の状態を設定するパラメータを記憶した記憶手段と、上記撮像素子の撮像動作中に上記ブレ検出手段の出力に応じて駆動回路を制御して像ブレ補正動作を行う制御手段とを有し、上記制御手段は、上記像ブレ補正動作を実行するタイミング以外の所定のタイミングにおいて、上記ブレ補正動作においては使用されていない速度で上記振動波モータが駆動されるように上記駆動回路を設定し、上記振動波モータの駆動特性を測定し、その測定結果に応じて上記駆動回路に設定される上記パラメータを変更する変更動作を行う。
【００１１】
第７の発明に係わる撮像装置は、上記第４、第５または第６の発明において、上記振動波モータは、振動子を有し、この振動子に交番する２相の駆動信号を印加すると、その出力端に略楕円振動を生じてこの振動子とこの振動子に接触する被駆動体とを相対的に移動させる。
また、第８の発明に係わる撮像装置は、上記第４、第５、第６の発明において、上記パラメータは、駆動周波数、駆動電圧、駆動電流、フィードバックゲイン、位相差の少なくとも一つを含む。
また、第９の発明に係わる撮像装置は、上記第４、第５、第６の発明において、上記所定のタイミングは、上記撮像装置の起動時、電源オフ時、上記像ブレ補正動作の終了時、温度の変化時の少なくとも一つを含む。
【００１２】
上記目的を達成するため第１０の発明に係わる撮像装置は、撮像素子を用いて撮影動作を行う撮像装置であって、被駆動体を駆動する振動波モータと、この振動波モータへ駆動信号を供給する駆動回路と、この駆動回路の状態を設定するパラメータを記憶した記憶手段と、上記振動波モータによる駆動動作を実行するタイミング以外の所定のタイミングにおいて、上記記憶手段に記憶された上記パラメータに基づき上記駆動回路を設定して上記振動波モータを駆動し、このときの駆動特性を検出し、この検出結果に応じて上記駆動回路に設定に設定された上記パラメータの変更動作を行う制御手段を有する。
【００１３】
第１１の発明に係わる撮像装置は、上記第１０の発明において、上記被駆動体は、ブレを補正するブレ補正装置、もしくは撮影レンズの合焦駆動を行うレンズ駆動装置である。
また、第１２の発明に係わる撮像装置は、上記第１０の発明において、上記駆動特性は、上記振動波モータを駆動した際の駆動速度、もしくは応答遅れである。
さらに、第１３の発明に係わる撮像装置は、上記第１０の発明において、上記パラメータは、駆動周波数、駆動電圧、駆動電流、フィードバックゲイン、位相差の少なくとも一つを含む。
さらに、第１４の発明に係わる撮像装置は、上記第１０の発明において、上記所定のタイミングは、上記撮像装置の起動時、電源オフ時、上記振動波モータの駆動動作の終了時、温度の変化時の少なくとも一つを含む
さらに、第１５の発明に係わる撮像装置は、上記第１０の発明において、上記制御手段による上記パラメータの変更動作を行う環境に応じて、駆動状態を変更する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、振動波モータを駆動した際の、駆動速度や応答遅れ等の駆動特性に基づいて、振動波モータのパラメータ・駆動条件等を変更するようにしているので、振動波モータの摩擦界面の変化による特性変化や、温度等の環境変化による振動波モータの特性が変化しても制御特性の低下を生じないようにした駆動装置および撮像装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面に従って本発明を適用したデジタル一眼レフカメラを用いて好ましい実施形態について説明する。第１実施形態に係わるデジタル一眼レフカメラは、光学ファインダを通して被写体像を観察することができると共に、撮像素子によって取得した静止画の画像データを記録メディアに記録可能である。また、撮像素子の前面側に配置された防塵フィルタに圧電素子によって振動波を印加し、防塵フィルタに付着した塵埃を除去することができる。さらに、このデジタルカメラのブレ量を検出し、撮像素子を撮影光学系に対して垂直な面内で撮像素子を移動させることにより、ブレの影響を除去することが可能である。
【００１６】
まず、本発明の第１実施形態に係わるデジタル一眼レフカメラのシステム構成について、図１を用いて説明する。図１は、本実施の形態のカメラの主に電気的なシステム構成を概略的に示すブロック図である。このデジタル一眼レフカメラは、カメラ本体部であるボディユニット１００と、アクセサリ装置の一つであり交換レンズであるレンズユニット１０などからシステム構成されている。なお、カメラボディユニット１００に装着可能な外部電源や外付けのストロボユニット等ともシステム構成することは可能であるが、ここでは省略してある。
【００１７】
レンズユニット１０は、ボディユニット１００の前面に設けられた図示しないレンズマウントを介して着脱自在である。レンズユニット１０の制御は、レンズユニット１０内に設けられたレンズ制御用マイクロコンピュータ（以下、“Ｌμｃｏｍ”と称する）５が行う。ボディユニット１００の制御は、ボディ制御用マイクロコンピュータ（以下、“Ｂμｃｏｍ”と称する）５０が行う。これらＬμｃｏｍ５とＢμｃｏｍ５０とは、ボディユニット１００にレンズユニット１０を装着した状態において通信コネクタ６を介して通信可能に電気的に接続される。そして、カメラシステムとして、Ｌμｃｏｍ５がＢμｃｏｍ５０に従属的に協働しながら動作するように構成されている。
【００１８】
レンズユニット１０は、撮影レンズ１と絞り３を備える。撮影光学系を構成する撮影レンズ１は、レンズ枠１ａに保持され、レンズ駆動機構２内に設けられた図示しないＤＣモータによって駆動される。絞り３は、絞り機構４内に設けられた図示しないステッピングモータによって駆動される。Ｌμｃｏｍ５は、Ｂμｃｏｍ５０の指令に基づいてこれら各モータを制御する。
【００１９】
ボディユニット１００内には、一眼レフレックス光学系を構成するクイックリターンミラー１１、サブミラー１１ａ、スクリーン１２ｅ、ペンタプリズム１２、接眼レンズ１３等と、撮影光学系の光軸上に配置されたフォーカルプレーン式のシャッタ１５と、サブミラー１１ａからの反射光束を受け、所謂、瞳分割方式によりデフォーカス量を検出するためのＡＦセンサユニット１６が設けられている。
【００２０】
また、ボディユニット１００内には、ＡＦセンサユニット１６を駆動制御するＡＦセンサ駆動回路１７と、クイックリターンミラー１１を駆動制御するミラー駆動回路１８と、シャッタ１５の先幕と後幕を駆動するバネをチャージするシャッタチャージ機構１９と、これらの先幕と後幕の動きを制御するシャッタ制御回路２０が設けられている。また、ペンタプリズム１２の出射口近傍に配置され被写界輝度検出用の測光センサ２１ａと、この測光センサ２１ａの出力に基づき測光処理を行う測光回路２１が設けられている。
【００２１】
撮影光学系の光軸上には、撮影光学系によって結像される被写体像を光電変換するための撮像ユニットが設けられている。撮像ユニットは、撮像素子であるＣＣＤ（Charge Coupled Devices）３１やその前面に配設された光学ローパスフィルタ（ＬＰＦ）３０、および防塵フィルタ７１をユニットとして一体化してなるものである。防塵フィルタ７１の周縁部には、圧電素子７１ａが取り付けられている。
【００２２】
圧電素子７１ａは、２つの電極を有しており、防塵フィルタ制御回路４８は圧電素子７１ａの２つの電極に所定の周波数を印加し振動させることにより、防塵フィルタ７１に振動波を生じさせる。フィルタ表面に付着した塵は、振動波によって除去される。ＣＣＤ３１の周辺の温度を測定するために、ＣＣＤ３１の近傍には、温度測定回路２２が設けられている。なお、撮像素子としては、ＣＣＤ３１の他、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide
Semiconductor）等の二次元撮像素子を用いることもできる。
【００２３】
この撮像ユニットには、手ブレ等による像ブレを補正する防振ユニットが設けられている。この防振ユニットは、撮影光学系の光軸に直交する面内のＸ軸方向およびＹ軸方向のブレを検出するブレ検出センサ（ジャイロ）を備え、このブレ検出センサの出力に基づいて、ＣＣＤ３１を保持する基板を移動させ、ブレの影響を打ち消すものである。この防振ユニットは、フレーム５１０、Ｘ枠５２０、Ｘ軸振動子５０６、Ｙ枠５３０、Ｙ軸振動子５０７等から構成されている。この防振ユニットの詳細については、図２乃至図４を用いて後述する。
【００２４】
防振ユニットの駆動制御は、防振制御回路５０１、Ｘ軸ジャイロ５０２、Ｙ軸ジャイロ５０３、振動子駆動回路５０４、位置検出センサ５０５等によってなされる。Ｘ軸ジャイロ５０２とＹ軸ジャイロ５０３は、Ｘ軸方向とＹ軸方向のブレ量に応じた信号を防振制御回路５０１に出力する。また、位置検出センサ５０５はＸ枠５２０とＹ枠５３０の位置信号を、それぞれ防振制御回路５０１に出力する。この防振制御回路５０１は、これらの信号に基づいて、ブレを打ち消すための移動量を求め、振動子駆動回路５０４に制御信号を出力する。振動子駆動回路５０４は、防振制御回路５０１からの制御信号に基づいて、Ｘ軸振動子５０６とＹ軸振動子５０７に対して駆動制御信号を出力し、Ｘ枠５２０とＹ枠５３０をそれぞれ駆動する。この駆動制御の詳細については、図６乃至図１２を用いて後述する。
【００２５】
また、本実施形態のデジタル一眼レフシステムは、ＣＣＤ３１に接続したＣＣＤインターフェース回路２３と、液晶モニタ２４、記憶領域として機能するＳＤＲＡＭ２５、フラッシュＲＯＭ２６などを利用して画像処理する画像処理コントローラ２８とを備え、電子撮像機能とともに電子記録表示機能を提供できるように構成されている。ここで、記録メディア２７は、各種のメモリカードや外付けのＨＤＤ等の外部記録媒体であり、通信コネクタを介してカメラ本体と通信可能かつ交換可能に装着される。そして、この記録メディア２７に撮影により得られた画像データが記録される。その他の記憶領域としては、カメラ制御に必要な所定の制御パラメータを記憶する、例えばＥＥＰＲＯＭからなる不揮発性メモリ２９がＢμｃｏｍ５０からアクセス可能に設けられている。
【００２６】
Ｂμｃｏｍ５０には、当該カメラの動作状態を表示出力によってユーザへ告知するための動作表示用ＬＣＤ５１および動作表示用ＬＥＤ５１ａと、カメラ操作ＳＷ５２とが接続されている。カメラ操作ＳＷ５２は、例えばレリーズＳＷ、モード変更ＳＷおよびパワーＳＷなど、当該カメラを操作するために必要な操作釦を含むスイッチ群である。さらに、電源としての電池５４と、電池５４の電圧を本カメラシステムの各回路ユニットが必要とする電圧に変換して供給する電源回路５３が設けられ、外部電源からジャックを介して電流が供給されたときの電圧変化を検知する電圧検出回路も設けられている。内蔵ストロボ３０１は、図示しない閃光発光管、ＤＣ／ＤＣコンバータを含み、ストロボ制御回路３０２に接続され、Ｂμｃｏｍ５０の制御信号を受け、閃光発光を行う。
【００２７】
上述のように構成されたカメラシステムの各部は、概略、次のように動作する。ミラー駆動機構１８は、クイックリターンミラー１１をアップ位置とダウン位置へ駆動するための機構であり、このクイックリターンミラー１１がダウン位置にある時、撮影レンズ１からの光束はＡＦセンサユニット１６側とペンタプリズム１２側へと分割されて導かれる。ＡＦセンサユニット１６内のＡＦセンサからの出力は、ＡＦセンサ駆動回路１７を介してＢμｃｏｍ５０へ送信されて周知の測距処理が行われる。一方、ペンタプリズム１２を通過した光束の一部は測光回路２１内の測光センサ２１ａへ導かれ、ここで検知された光量に基づき周知の測光処理が行われる。
【００２８】
レリーズ釦が全押しされ、カメラ操作ＳＷ５２内のセカンドレリーズスイッチがオンとなると、撮影動作を開始する。撮影動作にあたっては、クイックリターンミラー１１をアップ位置に移動させ、撮影光学系による被写体像をＣＣＤ３１上に結像可能状態にする。そして、前述の測光処理によって求められた光量に基づいて、シャッタ１５や絞り３による露光制御を行なう。
【００２９】
露光動作中は、防振ユニットを動作させ、Ｘ軸ジャイロ５０２およびＹ軸ジャイロ５０３の出力に基づいて、防振制御回路５０１および振動子駆動回路５０４はＸ軸振動子５０６およびＹ軸振動子５０７の駆動制御を行い、ＣＣＤ３１を移動させて、手振れ等による像ブレ補正を行う。
【００３０】
露光動作が終了すると、画像処理コントローラ２８は、Ｂμｃｏｍ５０の指令に従ってＣＣＤインターフェース回路２３を制御してＣＣＤ３１から画像データを取り込む。この画像データは画像処理コントローラ２８でビデオ信号に変換され、液晶モニタ２４に出力表示される。ユーザは、この液晶モニタ２４の表示画像から、撮影した画像イメージを確認できる。ＳＤＲＡＭ２５は、画像データの一時的記憶用メモリであり、画像データが変換される際のワークエリアなどに使用される。また、画像データは、ＪＰＥＧデータに変換された後、記録メディア２７に記録される。
【００３１】
なお、本デジタルカメラのパワースイッチがオンとなった場合やレンズユニットが交換された場合等、所定のタイミングにおいて、防塵フィルタ制御回路４８は、圧電素子７１ａに駆動信号を印加し、防塵フィルタ７１を超音波で振動させることにより、振動波によって防塵フィルタ７１に付着した塵埃等の除去を行う。
【００３２】
次に、図２乃至図４を用いて、ブレ補正用の防振ユニットの構成について説明する。図２に示すように、防振ユニットは、Ｘ軸駆動機構部６００とＹ軸駆動機構部７００から構成されており、ＣＣＤ３１等の撮像ユニットは、Ｙ軸駆動機構部７００のＹ枠５３０に連動して移動するように連結されている。Ｘ軸駆動機構部６００とＹ軸駆動機構部７００は、撮影光学系の光軸が一致するように、実際には重なり合っているが、図２では、理解を容易にするため、Ｘ軸駆動機構部６００とＹ軸駆動機構部７００をそれぞれずらして表してある。なお、Ｘ軸駆動機構部６００の詳細は図３に示し、Ｙ軸駆動機構部７００の詳細は図４に示してある。
【００３３】
防振ユニットのフレーム５１０は、カメラ本体に固着されており、軸受け５１２はビス５１２ａと５１２ｂ（図３）によって、フレーム５１０と一体に固定されている。軸受け５１２上方には、軸受け５２２が設けられており、この両軸受け５１２と５２２の間には、図３（Ｄ）のＢＢ断面図に示すように、ボール５１３が介挿されている。両軸受け５１２と５２２は、図３（Ｄ）の紙面垂直方向に、それぞれＶ字形状の溝が設けられており、ボール５１３は、このＶ字形状溝に嵌合し、リテイナーに保持されている。軸受け５２２は、固定された軸受け５１２に対して、図３（Ｂ）の紙面横方向に摺動自在となっている。
【００３４】
摺動板５２２ａは、軸受け５２２に一体に固定されており、この摺動板５２２ａの上方には、２つの駆動子５０６ｂが接している。駆動子５０６ｂ、圧電体５０６ａおよびホルダ５０６ｃは一体となっており、これらによってＸ軸振動子５０６が構成されている。圧電体５０６ａには複数の電極が設けられており、この電極に所定周波数の２相の駆動電圧を印加することにより、駆動子５０６ｂの表面は楕円振動する。
【００３５】
押圧板５４１の一方の片側は、ビス５４８、シート５４７およびスペーサ５４６によってフレーム５１０に位置決め固定されると共に、押圧板５４１の他方の片側は、ビス５４５、シート５４４、スペーサ５４３および押圧バネ５４２によってフレーム５１０に弾性的に固定されている。押圧バネ５４２の押圧力により、Ｘ軸振動子５０６は上方から押圧され、駆動子５０６ｂは摺動板５２２ａに圧接する。圧接していることから、摺動板５２２ａは、駆動子５０６ｂの楕円振動によってＸ軸方向に摺動可能となっている。なお、このときの摺動方向および摺動速度は、圧電体５０６ａの一対の電極に印加する２相の駆動電圧の位相差等を変化させることによって制御することができるが、詳しくは後述する。
【００３６】
開口部５２０ａ、５２０ｂを有するＸ枠５２０は、軸受け５２２とビスで一体化されている（図２参照）。また、図３（Ｃ）のＡＡ断面図に示すように、Ｘ枠５２０とフレーム５１０の間には、圧縮性のバネ５１５が設けられ、さらに溝にはボール５１４が介挿されている。このため、Ｘ枠５２０と軸受け５２２は、ボール５１３、５１４によって３点支持され、軸受け５２２がＸ軸振動子５０６の駆動子５０６ｂの駆動によって摺動すると、Ｘ枠も一緒に摺動する。
【００３７】
また、Ｘ枠５２０の上には、図２に示すように、ボール５２４を介してＹ枠５３０が設けられている（なお、図４（Ｃ）では、作図上、Ｙ枠の方が下になっている）。すなわち、Ｘ枠５２０と一体の軸受け５２３にはＶ字状の溝が設けてあり、またＹ枠５３０とビスで固着された軸受け５３２側にもＶ字状の溝が設けてある。これらの溝の中に、リテイナーで保持された２つのボール５２４が配置されている。軸受け５３２とＹ枠５３０はビスで固着されており、また摺動板５３２ａとも一体に固着されている。
【００３８】
摺動板５３２ａの上には、Ｘ軸振動子５０６と同様に、Ｙ軸振動子５０７が配置され、押圧板（不図示、Ｘ軸の押圧板３４１と同様）とバネ（不図示、Ｘ軸の押圧バネ５４２と同様）によって摺動板５３２ａに圧接しているので、Ｙ軸振動子の駆動子によって、摺動板５３２ａがＹ軸方向に摺動可能となっている。前述したように、摺動板５３２ａ、軸受け５３２およびＹ枠５３０は一体化されており、これらとＸ枠５２０は、ボール５２４と軸受け５２３のＶ溝と軸受け５３２のＶ溝とによってＹ軸方向に摺動自在となっている。
【００３９】
以上の如く、本実施形態に係わるブレ補正用の防振ユニットは構成されているので、Ｘ軸振動子５０６によってＸ枠５２０はＸ軸方向に移動することが可能であり、またこのＸ枠５２０の上に設けられたＹ枠５３０は、Ｙ軸振動子５０７によってＹ軸方向に移動することが可能である。つまり、Ｙ枠５３０は、Ｘ枠５２０の動きに、さらにＹ軸方向の動きが重畳して移動する。この撮像ユニットのＣＣＤ３１は、Ｙ枠５３０の移動に連動して移動するように構成されているので、カメラのブレ量を検出し、このブレ量に応じてＸ軸振動子５０６とＹ軸振動子５０７を駆動し、Ｘ枠５２０およびＹ枠５３０を移動させ、ブレ量を打ち消し、ブレ補正を行なう。
【００４０】
本実施形態では、摺動板５２２ａ、５２３ａおよび軸受け５１２、５２３の剛性を高くすることにより、駆動子５０６ｂ等と摺動板５２２ａ、５２３ａの押圧接触状態が安定し、楕円振動に伴う駆動力が摺動板５２２ａ、５２３ａに確実に伝達され、高効率で楕円振動の回転方向に駆動することができる。この際、摺動板５２２ａ、５３２ａ側はフレーム５１０およびＸ枠５２０に対して面接触ではなく、ボール５１３、５１４、５２４による転動方式で接触しているので、押圧力が強くても摺動板５２２ａ等の摺動体はフレーム５１０に対して摩擦の少ない状態で確実に移動することができる。
【００４１】
次に、図５を用いて、前述の防振制御回路５０１とその周辺回路の構成について説明する。なお、Ｘ軸方向のブレとＹ軸方向のブレはそれぞれ独立にブレ量を求め、同様の制御を行うが、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の回路は略同じであるので、ここでは、Ｘ軸方向のブレ補正について説明する。防振制御回路５０１のＸ軸方向のブレ補正に関する回路は、増幅回路５６１と、この増幅回路５６１の出力を入力しブレ補正制御用のマイクロコンピュータ（以下、「Ｔμｃｏｍ」と称す）５６３と、位置検出センサ５０５から位置信号を入力する増幅回路５６８から構成される。
【００４２】
Ｘ軸ジャイロセンサ５０２の出力は、防振制御回路５０１内の増幅回路５６１に接続され、この増幅回路５６１の増幅出力は、Ｔμｃｏｍ５６０内の補正量演算部５６４に接続される。補正量演算部５６４の出力は、減算部５６５に接続され、減算部５６５の出力はゲイン部５６６に接続される。補正量演算部５６４、減算部５６５およびゲイン部５６６は、ハードウエアに構成しても良いが、本実施形態においては、Ｔμｃｏｍ５６０によってソフトウエア的に実行される。また、Ｔμｃｏｍ５６０は、Ｂμｃｏｍ５０からの指示に従って制御を行う。
【００４３】
ゲイン部５６６の出力は、振動子駆動回路５０４に接続され、この振動子駆動回路５０４は電源回路５３によって電源供給されるように接続されている。振動子駆動回路５０４の出力は、超音波モータ（振動波モータ）５７０内のＸ軸振動子５０６に接続され、超音波モータ５７０によって駆動されたＸ枠５２０の位置は、位置検出センサ５０５によって検出される。この検出出力は、防振制御回路５０１内の増幅回路５６８に接続され、増幅回路５６８の増幅出力は、減算部５６５の他の入力に接続されている。
【００４４】
本実施形態における超音波モータ（振動波モータ）５７０は、圧電体５０６ａや駆動子５０６ｂ等を有するＸ軸振動子５０６と、摺動板５２２ａや軸受け５２２等の被駆動体（移動体）等によって構成されている。そして、超音波モータ５７０は、振動子に所定の交番する２相の駆動信号を印加することにより、この振動子の出力端に略楕円振動を生じさせて、この振動子とこの振動子に接触する被駆動体とを相対的に移動させることができる。
【００４５】
このように構成されている防振制御回路５０１において、Ｘ軸ジャイロセンサ５０２は、カメラのＸ軸方向の手振れ等のブレを検出し、増幅回路５６１に出力する。増幅回路５６１は、ブレ信号を増幅しデジタル変換し、Ｔμｃｏｍ５６０の補正量演算部５６４に出力する。補正量演算部５６４はブレを打ち消すためのブレ補正量を演算し、これを減算部５６５に出力する。
【００４６】
減算部５６５は、ブレ補正量から位置に関する量の差分した量をゲイン部５６６に出力し、ゲイン部５６６は、この差分値を所定のゲインで増幅した後、振動子駆動回路５０４に出力する。振動子駆動回路５０４は、Ｔμｃｏｍ５６０からの信号に基づいて、電源回路５３から供給される電源でもって、超音波モータ５７０のＸ軸振動子５０６の電極に駆動信号を印加する。これによって、Ｘ枠５２０はブレを打ち消すように移動し、このときの移動量は位置検出センサ５０５によって検出され、Ｔμｃｏｍ５６０にフィードバックされる。超音波モータ５７０は、ゲイン部５６６に設定されるゲインや、振動子駆動回路５０４によって設定される駆動周波数、電源回路５３によって供給される供給電圧や供給電流によって制御特性が変更される。また、超音波モータ５７０を構成するＸ軸振動子５０６の一部である圧電体５０６ａ（Ｙ軸振動子の圧電体も同様）に印加する２相の駆動信号の位相差によって駆動速度の制御を行うことができる。
【００４７】
次に、図６乃至図１２を用いて、本実施形態に係わる一眼レフデジタルカメラの防振動作について説明する。図６は、Ｂμｃｏｍ５０による制御を示すフローチャートであり、電源用の電池５４が装填され、パワーオンリセットがなされると、ステップＳ１００において、防振制御回路５０１等へ電力供給が開始される。なお、パワーオンリセットがなされると、初期化や他の回路等に電力供給がなされるが、本フローチャートは防振動作を主として記載し、他の動作については省略してある。
【００４８】
また、所定時間の間、動作がなされない場合には、電源消耗を防止するためにスタンバイモード（「スリープモード」ともいう）に入る。このスタンバイモードにおいて、レリーズ釦の半押しがなされ、ファーストレリーズスイッチ等がオンになると、スタンバイモードが解除され、防振制御回路５０１中のブレ補正制御用のＴμｃｏｍ５６０に起動指令を出力する（Ｓ１３０）。
【００４９】
ステップＳ１００またはＳ１３０での動作を終えると、次に、Ｔμｃｏｍ５６０へ振動子駆動回路５０４の設定動作を指示する（Ｓ１０２）。この設定動作については、図７乃至図１２を用いて後述する。なお、この設定動作としては、Ｔμｃｏｍ５６０内のゲイン部５６６へのゲイン設定でもよい。次に、電源スイッチがオフか否かについて、判定する（Ｓ１０４）。これはカメラ操作スイッチ５２の１つである電源スイッチの状態を判定し、判定の結果、オフであった場合には、ステップＳ１４１で、Ｔμｃｏｍ５６０へ振動子駆動回路５０４の設定動作を指示した後、システムダウン処理を行う（Ｓ１４０）。
【００５０】
ステップＳ１０４において、電源スイッチがオンであった場合には、続いて、所定時間の間、カメラ操作スイッチ５２が操作されていないか否かの判定を行う（Ｓ１０６）。判定の結果、所定時間の間、操作されていなかった場合には、Ｔμｃｏｍ５６０にスタンバイを指令し、スタンバイ状態になる。なお、このスタンバイ状態の解除は、ステップＳ１３０において行われる。
【００５１】
ステップＳ１０６において、カメラ操作スイッチ５２が操作されてから所定時間が経過していないと判定された場合には、続いて、環境温度が所定以上、変化したか否かの判定を行なう（Ｓ１０８）。環境温度は温度測定回路２２からの信号出力に基づいて検出する。判定の結果、所定値以上の温度変化があった場合には、ステップＳ１０２と同様に、Ｔμｃｏｍ５６０へ振動子駆動回路５０４の設定動作を指示する（Ｓ１５０）。
【００５２】
ステップＳ１０８において判定の結果、環境温度に変化がなかった場合、またはＴμｃｏｍ５６０へ振動子駆動回路５０４の設定動作の指示が終わると、次に、レリーズ釦が全押しされたか否か、すなわちセカンドレリーズスイッチがオンとなったか否かの判定を行なう（Ｓ１１０）。判定の結果、レリーズスイッチがオンとなっていない場合には、ステップＳ１０４に戻り、前述のステップを繰り返す。なお、本実施形態においては、ステップＳ１１０のレリーズスイッチの判定として、セカンドレリーズを検出したが、レリーズ釦の半押しでオンとなるファーストレリーズスイッチで判定するようにしても良い。この場合には、後述するステップＳ１１６の露光動作をセカンドレリーズスイッチのオン動作で実行するようにすれば良い。
【００５３】
ステップＳ１１０の判定の結果、レリーズスイッチがオンであった場合には、続いて、撮影準備動作を行う（Ｓ１１２）。撮影準備動作としては、ＡＦセンサユニット１６およびＡＦセンサ駆動回路１７の出力に基づいて、焦点ズレ量を検出し、この焦点ズレ量に基づいてＬμｃｏｍ５に対してレンズ駆動機構２によって合焦位置に撮影レンズ１を移動させる。また、測光回路２１の出力に基づいて被写界輝度を測光し、この測光値に基づいて、シャッタ１５のシャッタ速度や絞り３の露出制御値を演算により求める。
【００５４】
撮影準備動作を終えると、続いて、Ｔμｃｏｍ５６０へ防振動作の開始を指示する（Ｓ１１４）。防振動作は、前述したように、Ｘ軸ジャイロ５０２およびＹ軸ジャイロ５０３の検出出力に基づいて、Ｘ軸振動子５０６およびＹ軸振動子５０７に駆動制御信号を印加し、Ｘ枠５２０およびＹ枠５３０を移動させる。これによりＸ枠５２０およびＹ枠５３０と連動して移動するＣＣＤ３１は、手振れ等のブレが補正され、空間的に静止した位置を保つことができ、像ブレのない画像を撮像することが可能となる。
【００５５】
防振動作が開始されると、続いて、露光動作が開始される（Ｓ１１６）。露光動作は、シャッタ１５の先幕がスタートし、ＣＣＤ３１上に被写体像が結像され、この被写体像をＣＣＤ３１が光電変換する。予め決められた露光時間が経過すると、シャッタ１５の後幕がスタートし、ＣＣＤ３１による被写体像の光電変換が終了する。
【００５６】
露光動作が終了すると、続いて、Ｔμｃｏｍ５６０へ防振動作の停止を指示する（Ｓ１１８）。このように、露光動作中は、防振動作を行っているので、ＣＣＤ３１上の被写体像はブレてしまうことがなく、静止した状態で撮像を行なうことができる。続いて、ステップＳ１０２および１５０と同様に、Ｔμｃｏｍ５６０へ振動子駆動回路５０４の設定動作を指示する（Ｓ１２０）。
【００５７】
振動子駆動回路５０４への設定動作の指示が終わると、続いて、Ｔμｃｏｍ５６０へセンタリング動作を指示する（Ｓ１１８）。センタリング動作は、ＣＣＤ３１が防振機構としてのＸ枠５２０およびＹ枠５３０の中心付近に移動させるものである。この動作は、位置検出センサ５０５の出力に基づいて、ＣＣＤ３１がＸ枠５２０およびＹ枠５３０の中心付近となるように、超音波モータ５７０の制御を行う。
【００５８】
センタリング動作の指示を行なうと、続いて、画像データの格納を行なう（Ｓ１２４）。画像データの格納は、ＣＣＤ３１よりＣＣＤインターフェース回路２３を介して画像信号を読み出し、画像処理コントローラ２８により、各種画像処理を行なった後、記録メディア３９に画像データの記録を行う。画像データの格納が終了すると、ステップＳ１０４に戻り、前述のステップを繰り返す。
【００５９】
次に、ステップＳ１０２、Ｓ１２０およびＳ１５０におけるＴμｃｏｍ５６０への設定動作について説明する。まず、Ｘ軸振動子５０６とＹ軸振動子５０７における振動子の特性について、図７および図８を用いて説明する。圧電体５０６ａ上の駆動子５０６ｂに対応する位置に設けられている２つの電極に位相が９０度ずれ所定の周波電圧を印加したときの周波数と速度の関係を、図７に示す。この図から分かるように、周波数が振動子の共振周波数に小さいほうから近づくにつれて、駆動速度は急速に速くなり、共振周波数から高周波数にずれていくにつれて、駆動速度はなだらかに遅くなる特性を有している。また、周波数を固定し、２つの電極に印加する周波数電圧の位相を、−９０度から＋９０度に変化させたときの速度特性を、図８に示す。位相が０度のとき、速度が０であり、−９０度から＋９０度に近づくにつれ、ほぼリニアに速度が増加していく。
【００６０】
このように超音波モータは、所望の速度が出力される周波数で振動子を振動させた状態で、２電極間に印加する周波数電圧の位相を変化させると、図８に示すように駆動速度が変化する。つまり、ブレ補正の演算を行なう補正量演算部５６４の演算結果に基づいて振動子駆動回路５０４を介して圧電体５０６ａの２つの電極に印加する駆動信号の位相差をリアルタイムに変更することによって、Ｘ枠５２０およびＹ枠５３０の移動速度の制御を行うことができる。
【００６１】
次に、圧電体５０６ａの２つの電極に与える駆動信号の位相差の決定方法について説明する。本実施形態においては、いわゆるフィードバック制御により、駆動制御を行う。まず、図５に示す回路において、Ｔμｃｏｍ５６０は、Ｘ軸ジャイロセンサ５０２の出力に基づくブレ補正量と、位置検出センサ５０５によって検出された位置検出値の差分を演算する（以下、この差分演算値を「偏差」と称す）。この偏差に所定の係数（この係数のことをゲインという）を乗算することにより導き出される値、すなわち、偏差×ゲインを、圧電体５０６ａの２つの電極に印加する駆動信号の位相差として、Ｔμｃｏｍ５６０から振動子駆動回路５０４に出力する。この結果、偏差が大きければ大きいほど、より大きい位相差信号が振動子駆動回路５０４に出力され、より速く、移動体、すなわちＸ枠５２０およびＹ枠５３０を駆動することになる。
【００６２】
このような、いわゆるフィードバック制御を行うと、下記の問題が発生するおそれがある。すなわち、摺動板５２２ａは剛性の高い材料で構成され、摺動板５２２ａは駆動子５０６ｂと圧接し、摺動板５２２ａは摩擦力によって駆動子５０６ｂによって移動される。このとき駆動子５０６ｂが駆動中に磨耗し、駆動子５０６ｂと摺動板５２２ａの間に磨耗粉が蓄積し、摩擦係数が変化してしまう。あるいは、振動面に外部からホコリが侵入し付着して摩擦係数が変化してしまう。摩擦係数が変化すると、圧電体５０６ａの２つの電極に同じ値の位相差信号を印加しても、駆動速度が変化してしまい、フィードバック制御による追随性が悪くなり、防振制御の制御特性が低下してしまうという問題が発生するおそれがある。
【００６３】
また、超音波モータ５７０は、振動子の共振を利用したモータであるが、周囲の環境温度が変化すると、図１０に示すように、共振周波数が変化し、これによって図９に示すように、位相差が同じでも駆動速度が変化してしまい、防振制御の制御特性が変化してしまうというおそれもある。
【００６４】
そこで、本実施形態においては、ステップＳ１０２、Ｓ１２０、Ｓ１４１およびＳ１５０においてＴμｃｏｍ５６０へ振動子駆動回路５０４の設定動作を行い、摩擦係数や環境温度の変化に合わせて、超音波モータ５７０の駆動特性の設定を行なうようにしている。この駆動特性の設定の動作について、図１１に示すフローチャートを用いて説明する。
【００６５】
ステップＳ１０２、ステップＳ１２０およびステップＳ１５０において、Ｂμｃｏｍ５０からＴμｃｏｍ５６０に設定動作の指令が出力されると、Ｔμｃｏｍ５６０は図１１に示すフローチャートに基づいて動作を開始する。まず、不揮発性メモリ２９から超音波モータ２７０の駆動のためのパラメータを読み出し、振動子駆動回路５０４の初期値として設定する（Ｓ２００）。ここで、パラメータとしては、圧電体５０６ａ（Ｙ軸振動子５０７の圧電体も同様）の２電極間に印加する駆動信号の周波数、駆動信号の位相差、ゲイン部５６６でのゲイン、電源電圧・電流等である。なお、パラメータとしては、振動子駆動回路５０４に限らず、ゲイン部５６６や電源回路５３にも設定され、これらを総称して振動子駆動回路５０４への設定と称する。
【００６６】
振動子駆動回路５０４のための初期値の設定が終わると、続いて、移動体を駆動端（−）まで駆動する（Ｓ２０２）。摺動板５２２ａのような移動体は、図１２に示すように、フレーム５１０内において、駆動端（−）５８１から駆動端（＋）５８３の間で、摺動自在である。ステップＳ２０２において、移動体を超音波モータ５７０によって駆動端（−）５８１に向けて駆動し、位置検出センサ５０５によって駆動端（−）５８１に達したことを検出すると、駆動を停止する。
【００６７】
駆動端（−）まで移動体を駆動すると、次に、移動体の計時用のカウンタを初期化する（Ｓ２０４）。続いて、圧電体５０６ａの２つの電極に印加する駆動信号の位相差を９０度に設定する（Ｓ２０６）。そして、超音波モータ２７０の駆動を開始する（Ｓ２０８）。超音波モータ２７０の駆動は、前述したように、圧電体５０６ａの２つの電極に駆動信号を印加することにより開始する。
【００６８】
この後、位置検出センサ５０５の位置信号を検出し、駆動端（＋）５８３に達したか否かの判定を行なう（Ｓ２１０）。判定の結果、駆動端（＋）５８３に達していない場合には、計時用のカウンタに１を加算し（Ｓ２１２）、所定時間Ｔ［ｍｓ］が経過するのを待つ（Ｓ２１４）。所定時間Ｔが経過すると、ステップＳ２１０に戻り、前述のステップを繰り返す。
【００６９】
ステップＳ２１０における判定の結果、駆動端（＋）５８３に達すると、ステップＳ２１０に進む。このとき、移動体は駆動端（−）５８１から駆動端（＋）５８３に移動し、カウンタは、この移動にかかった時間に相当するカウント値となっている。ステップＳ２１６において、圧電体５０６ａの２つの電極に印加する駆動信号の位相差を−９０度に設定する。位相差を−９０度に設定することによって、移動体は、今までと逆の方向、すなわち、駆動端（＋）５８３から駆動端（−）５８１に向けて移動を開始する。
【００７０】
続いて、位置検出センサ５０５の位置信号を検出し、駆動端（−）５８１に達したか否かの判定を行なう（Ｓ２１８）。判定の結果、駆動端（−）５８１に達していない場合には、計時用のカウンタに１を加算し（Ｓ２１０）、所定時間Ｔ［ｍｓ］が経過するのを待つ（Ｓ２２２）。所定時間Ｔが経過すると、ステップＳ２１８に戻り、前述のステップを繰り返す。
【００７１】
ステップＳ２１８における判定の結果、駆動端（−）５８１に達すると、ステップＳ２２４に進む。このとき、移動体は駆動端（＋）５８３から駆動端（−）５８１に移動し、カウンタは、この駆動端（−）５８１と駆動端（＋）５８３の間を往復移動するにかかった時間に相当するカウント値となっている。ステップＳ２２４においては、Ｔμｃｏｍ５６０から振動子駆動回路５０４に印加する駆動信号を停止し、超音波モータ２７０による移動体の駆動を停止する（Ｓ２２４）。
【００７２】
超音波モータ２７０の駆動が停止すると、続いて、駆動速度の計算を行なう（Ｓ２２６）。駆動速度は、駆動端（−）５８１と駆動端（＋）５８３の間の往復距離を、カウンタ値に基づく時間で除算することにより求められる。次に、求めた駆動速度が許容範囲以内か否かの判定を行なう（Ｓ２２８）。判定の結果、許容範囲以外であった場合には、超音波モータ２７０の環境温度の変化によって駆動特性が変化したり、また駆動子５０６ｂと摺動板５２２ａの間に磨耗粉が蓄積し、摩擦係数が変化し、駆動特性が変化している可能性がある。
【００７３】
そこで、振動子駆動回路５０４の制御パラメータの変更を行ない、防振制御の制御特性の低下を防止する。制御パラメータとしては、前述したように、圧電体５０６ａ（Ｙ軸振動子５０７の圧電体も同様）の２電極間に印加する駆動信号の周波数、位相差、電源電圧、ゲイン等の少なくとも１つである。なお、このステップ内においては、駆動速度が許容範囲内に収まるまで、パラメータの変更を行なう。
【００７４】
まず、パラメータとしてゲインの変更がある。前述したフィードバック制御にあたってゲイン部５６６におけるゲインを変更する。振動子にあたえる駆動信号は、偏差×ゲインで算出されるため、ステップＳ２２８において、駆動速度下限値よりも遅くなった場合には、ゲインの値を大きくすることによって、駆動信号の値も大きくすることができ、遅くなった駆動速度を補正し、追従性能の低下を防止することができる。また、逆に、駆動速度の上限値よりも速くなった場合には、ゲインの値を小さくすることによって、駆動速度を補正し、追従性能の低下を防止することができる。
【００７５】
また、パラメータの変更として振動子の発振周波数（駆動周波数）の変更がある。図７に示したように、駆動速度は発振周波数を共振周波数に近づけるほど速くなっていく。よって、ステップＳ２２８において求められた駆動速度が、駆動速度下限値よりも遅い場合には、発振周波数を振動子の共振周波数に近づけることにより、追従性能の低下を防止することができる。逆に、駆動速度が駆動速度上限値よりも速い場合には、発振周波数を振動子の共振周波数から遠ざけることにより、追従性能の低下を防止することができる。
【００７６】
さらに、パラメータの変更として電源回路５３の特性変更がある。振動子に駆動エネルギ供給を行なう電源回路５３内に電源電圧の値を変更する公知の電圧制御回路や、供給電流を変更する電流制御回路を有している場合には、ステップＳ２２８において求められた駆動速度が、駆動速度下限値よりも遅くなった場合には、供給電圧もしくは供給電流を上げることにより、駆動速度を速くし、追従性能の低下を防止することができる。逆に、駆動速度が駆動速度上限値よりも速い場合には、供給電圧若しくは供給電流を下げることにより、追従性能の低下を防止することができる。
【００７７】
以上のような種々の制御方法の変更があるが、これらを単独もしくは複数組み合わせて制御するようにしても良い。ステップＳ２３０において、駆動制御方法の変更が終ると、または、ステップＳ２２８において、駆動速度が許容範囲内であった場合には、図６のフローの元のステップに戻る。
【００７８】
このように、図１１に示す、駆動回路の設定フローにおいては、超音波モータ２７０の移動体、例えば摺動板５２２ａ、Ｘ枠５２０等の駆動速度を検出し、この速度が許容範囲内にない場合には、ゲイン、駆動信号の発信周波数、位相差、または電源電圧・電流等の駆動制御方法を変更している。このため、環境温度が変化した場合や摩擦係数が変化する等により、超音波モータ２７０の駆動特性が変化した場合であっても、適切な駆動特性をえることができ、ブレ補正を確実に行なうことができる。
【００７９】
なお、本実施形態においては、駆動回路の設定フローはステップＳ１０２、ステップＳ１４１、Ｓ１５０およびＳ１２０において行なっているが、これらのステップの内の１つ若しくは２つでもよく、また、これ以外のタイミング、例えば、防振動作の開始直前等のタイミングで行なうようにしても良い。
【００８０】
また、駆動速度を求めるにあたって、駆動端（−）５８１と駆動端（＋）５８３の間で往復駆動したが、片道駆動でもよい。ただ、往復駆動で行なうと、重力方向による駆動速度の相違を除去することができ、精度を向上させることが可能となる。
【００８１】
次に、本発明の第２実施形態について、図１３乃至図１５を用いて説明する。本発明の第１実施形態においては、移動体の駆動速度を検出し、追従性能の低下を検出していたが、第２実施形態においては、移動体を正弦波で駆動し、この時の移動体の追従誤差を検出することにより、追従性能の低下を検出するようにしている。この第２実施形態の構成は、図１１に示した駆動回路の設定動作の指示のフローを図１３に示すフローに変更する以外は、第１実施形態と同様であるので、相違点を中心に説明する。
【００８２】
第１実施形態の場合と同様に、図６のステップＳ１０２、ステップＳ１２０、ステップＳ１４１およびステップＳ１５０において、Ｂμｃｏｍ５０からＴμｃｏｍ５６０に設定動作の指令が出力されると、Ｔμｃｏｍ５６０は図１３に示すフローチャートに基づいて動作を開始する。まず、ステップＳ２００と同様に、不揮発性メモリ２９から超音波モータ２７０の駆動のための駆動周波数等のパラメータを読み出し、振動子駆動回路５０４の初期値として設定する（Ｓ３００）。
【００８３】
続いて、摺動板５２２ａ等の移動体を駆動中に移動させ（Ｓ３０２）、超音波モータ２７０に正弦波駆動を行なう（Ｓ３０４）。すなわち、振動子駆動回路５０４から圧電体５０６ａに設けられた２つの電極に駆動信号を印加し、図１４の実線に示すように、移動体が正弦波に沿った位置を目標として駆動する。
【００８４】
移動体は、フィードバック制御においては、図１４の破線に示すように、原理的に目標駆動位置に対して遅れて追従する、いわゆる応答遅れが生ずる。このときの応答遅れによる追従誤差は、図９に示す駆動速度特性とフィードバック制御のゲインによって変動する。つまり、フィードバック制御のゲインが一定であれば、追従誤差（応答遅れ）を測定することによって、駆動速度特性の変化を検出することができる。
【００８５】
ステップＳ３０６においては、位置検出センサ５０５の信号出力を基にして、正弦波駆動中における、所定時間間隔で追従誤差を求め、この追従誤差が最大値か否か判定し、最大値であった場合にはこれを記憶する。続いて、予め決められた正弦波駆動が終了か否かを判定し（Ｓ３０８）、判定の結果、終了でなければ、所定時間Ｔ［ｍｓ］が経過するのを待つ（Ｓ３１０）。
【００８６】
ステップＳ３１０において、所定時間Ｔが経過すると、ステップＳ３０６に戻り、前述のステップを繰り返す。ステップＳ３０６からステップＳ３１０を繰り返す間に、図１５に示すように、所定時間間隔で追従誤差を検出し（図１５では、追従誤差を連続的に示してある）、このときの追従誤差の最大値が追従誤差最大値として記憶される。ステップＳ３０８において、予め決められた正弦波所定周期の駆動が終了すると判定されると、ステップＳ３１２に進み、記憶された追従誤差最大値が許容範囲内か否かの判定を行なう。
【００８７】
判定の結果、追従誤差最大値が許容範囲を越えている場合には、ステップＳ３１４に進み、駆動制御方式の変更を行なう。この変更は、図１１におけるステップＳ２３０と同様に、ゲイン部５６６でのゲインの変更、振動子駆動回路５０４による振動子の発振周波数の変更、もしくは電源回路５３における供給電圧や供給電流の変更等の電源回路の特性変更等によって行なう。なお、この変更にあたっては、ステップＳ２３０において、「駆動速度が遅い」は、「追従誤差が大きい」と読み替え、「駆動速度が速い」は「追従誤差が小さい」と読み替えることにより、同様の制御を行うことができる。
【００８８】
ステップＳ３１４の駆動制御方式の変更を終えるか、もしくはステップＳ３１２において追従誤差最大値が許容範囲内に収まっている場合には、図６のフローの元のステップに戻る。
【００８９】
このように、第２実施形態においては、追従誤差の最大値を求め、この最大値が許容範囲内に入っていない場合には、第１実施形態と同様に、駆動制御方法を変更している。このため、環境温度が変化した場合や摩擦係数が変化する等により、超音波モータ２７０の駆動特性が変化した場合であっても、適切な駆動特性を得ることができ、ブレ補正を確実に行なうことができる。
【００９０】
なお、本実施形態においては、追従誤差の最大値をモニタしていたが、これに限らず、例えば、追従誤差の平均値を求め、この平均値が許容範囲に収まっているか否かを判定するようにしても良い。
【００９１】
次に、本発明の第３実施形態について、図１６を用いて説明する。第１実施形態においては、Ｔμｃｏｍ５６０における振動子駆動回路５０４の駆動設定にあたって、まず、超音波モータ５７０の駆動を行い、その際に駆動速度を測定し（Ｓ２２６）、この測定された駆動速度に基づいて駆動制御方法の変更を行なっている。しかし、北極や南極のような極限環境においては、超音波モータ５７０の駆動速度が大幅に低下し、通常の環境と同じ駆動制御方法では非常に速度が遅くなり、図１２に示すような往復駆動するとなると駆動速度の測定に時間がかかってしまうという問題がある。そこで、本実施形態においては、通常環境でのブレ補正に用いる駆動速度よりも、さらに高速駆動のできる駆動方法に変更して行なう。
【００９２】
この高速駆動方法としては、次の２のいずれかを利用する。
（１）振動子の発振周波数を変更する。前述したように、駆動速度は発振周波数を振動子の共振周波数に近づけるほど速くなる。したがって、発振周波数を振動子の共振周波数に近づけることによって、駆動速度を高速とすることができる。
（２）電源回路の特性を変更する。振動子に駆動エネルギ供給を行なう電源回路が、電源電圧の値を変更する公知の電圧制御回路や、供給電流を変更する電流制御回路を有している場合には、供給電圧若しくは供給電流を大きくすることによって、駆動速度を速くすることができる。
【００９３】
図１６に示すフローにおいては、これらの高速駆動でもって第１実施形態と同様にして駆動速度の判定と、駆動制御方式の変更を行なう。このフローに入ると、まず、駆動制御方法の変更を行なう（Ｓ４００）。制御方法としては、前述したような、ブレ補正で用いる駆動速度よりも高速となる駆動速度となる制御方法とする。なお、第１実施形態においては、パラメータの読み出しを行い設定していたが（Ｓ２００）、第３実施形態においては、極限環境であることから不揮発性メモリ２９に記憶しているパラメータでは十分な性能を確保できないことから、このステップは省いてある。
【００９４】
ステップＳ４０２からステップＳ４０６において、移動体を駆動端（−）５８１まで駆動し、計時用のカウンタをリセットし、位相差を９０度に設定してから超音波モータ５７０の駆動を開始する。これらのステップは第１実施形態の図１１におけるＳ２０２からＳ２０８と同様であるので、詳細な説明は省略する。
【００９５】
次に、ステップＳ４１０において、所定回数往復駆動を行なうためのループ設定を行なう。ループ設定により設定した回数、往復駆動する中で、駆動速度測定と駆動制御方法の変更を行なっている。このときの駆動制御方法の変更における変更単位は微小量とし、小刻みに変更を行なうようにしている。このため精度良く所望の駆動特性を出力するパラメータを設定することができる。
【００９６】
ステップＳ４１０におけるループ設定を行なうと、次に、ステップＳ４１２からステップＳ４２４において、移動体を一往復させて、その間の駆動時間と駆動距離から駆動速度を求め、この駆動速度が許容範囲外である場合には、駆動性方法の変更を行なう。この変更単位は、前述したように微小量とする。これらのステップは第１実施形態の図１１におけるＳ２１０からＳ２３０と同様であるので、詳細な説明は省略する。
【００９７】
ステップＳ４２２において判定の結果駆動速度が許容範囲内であった場合、もしくはステップＳ４２４の駆動制御方法の変更が終わると、次に、計時用のカウンタをリセットする（Ｓ４２６）。続いて、所定回数、往復駆動を行なったか否かを判定し、所定回数に達していない場合には、ステップＳ４１２に戻り、上述のステップを繰り返し、所定回数に達している場合には、図６のフローの元のステップに戻る。
【００９８】
以上、説明したように本発明の実施形態においては、振動波モータによる駆動動作を実行するタイミング以外の所定のタイミング、例えば、動作起動時（Ｓ１０２）、電源オフ時（Ｓ１４１）、環境温度の変化時（Ｓ１５０）、もしくは像ブレ補正動作の終了時（Ｓ１２０）において、パラメータ（例えば、駆動周波数、駆動電圧、駆動電流、フィードバックゲイン、駆動周波数の位相差等の少なくとも一つ）に基づき振動子駆動回路５０４を設定して超音波モータ（振動波モータ）５７０を駆動し、このときの駆動特性、例えば、駆動速度や応答遅れを検出し、この検出結果に応じて振動子駆動回路５０４に設定されたパラメータの変更動作を行うようにしている。
【００９９】
このため、本発明の実施形態においては、振動波モータの摩擦界面の変化による特性変化や、温度等の環境変化による振動波モータの特性が変化しても駆動特性の低下を生じないという効果を奏する。
【０１００】
また、本発明の実施形態においては、ブレ検出手段としてＸ軸ジャイロ５０２およびＹ軸ジャイロ５０３を備え、また撮像素子としてのＣＣＤ３１の撮像面に沿って変位可能に保持するＸ枠５２０およびＹ枠５３０等の保持機構を備え、撮像素子の撮像動作中にブレ検出手段の出力に応じて振動波モータ５７０を駆動する振動子駆動回路５０４を制御するようにしたので、手振れ等の像ブレを除去することができる。
【０１０１】
さらに本発明の実施形態においては、測定された駆動特性に応じて、振動波モータ５７０に印加される駆動周波数、この駆動周波数の位相差、駆動電圧、駆動電流、またフィードバック制御の際のフィードバックゲインの少なくとも一つの設定変更を行なっている。このため、簡単な構成で、効率よく高精度の制御を行うことができる。
【０１０２】
なお、本発明の実施形態の説明において、振動波モータは手振れ等のブレ補正装置の駆動源として設けられていたが、振動波モータの用途はこれに限らず、例えば、撮影レンズの合焦駆動源等に用いても良い。
【０１０３】
本発明の実施形態の説明にあたっては、デジタル一眼レフカメラに本発明を適用した例について行なったが、これに限らず、コンパクトタイプのデジタルカメラでも良く、またスチルカメラに限らず動画用のビデオカメラにも本発明を採用することができる。さらに携帯電話やＰＤＡ等に組み込まれるような撮像装置にも本発明を適用できることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本発明の第１実施形態に係わるデジタル一眼レフカメラのシステム構成を示す回路ブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係わるデジタル一眼レフカメラの防振ユニットの断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態におけるＸ軸方向の防振ユニットを示す図であり、（Ａ）は防振ユニットの平面図、（Ｂ）は防振ユニットの側面から見た断面図、（Ｃ）はＡＡ断面図、（Ｄ）はＢＢ断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態におけるＹ軸方向の防振ユニットを示す図であり、（Ａ）は防振ユニットの側面から見た断面図、（Ｂ）は防振ユニットの平面図、（Ｃ）はＡＡ断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態における防振制御回路とその周辺回路の回路ブロック図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係わるデジタル一眼レフカメラの、主としてブレ補正動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第１実施形態における振動波モータの駆動周波数と駆動速度の関係を示す図である。
【図８】本発明の第１実施形態における振動波モータの駆動信号の位相差と駆動速度の関係を示す図である。
【図９】本発明の第１実施形態における振動波モータの駆動周波数と駆動速度の関係を示す図である。
【図１０】本発明の第１実施形態における振動波モータの共振周波数が変化する場合の、駆動周波数と駆動速度の関係を示す図である。
【図１１】本発明の第１実施形態における駆動回路の設定動作を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の第１実施形態における移動体の移動範囲を示す図である。
【図１３】本発明の第２実施形態における駆動回路の設定動作を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の第２実施形態における振動波モータの移動体の目標駆動位置と応答遅れによる実際の位置の関係を示す図である。
【図１５】本発明の第２実施形態における振動波モータの応答遅れを示す図である。
【図１６】本発明の第３実施形態における駆動回路の設定動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０５】
１・・・撮影レンズ、１ａ・・・レンズ枠、２・・・レンズ駆動機構、３・・・絞り、４・・・レンズ駆動機構、５・・・レンズ制御用マイクロコンピュータ（Ｌμｃｏｍ）、６・・・通信コネクタ、１０・・・レンズユニット、１１・・・クイックリターンミラー、１１ａ・・・サブミラー、１２・・・ペンタプリズム、１２ｅ・・・スクリーン、１３・・・接眼レンズ、１５・・・シャッタ、１６・・・ＡＦセンサユニット、１７・・・ＡＦセンサ駆動回路、１８・・・ミラー駆動回路、１９・・・シャッタチャージ機構、２０・・・シャッタ制御回路、２１・・・測光回路、２１ａ・・・測光センサ、２２・・・温度測定回路、２３・・・ＣＣＤインターフェース回路、２４・・・液晶モニタ、２５・・・ＳＤＲＡＭ、２６・・・フラッシュＲＯＭ、２７・・・記録メディア、２８・・・画像処理コントローラ、２９・・・不揮発性メモリ、３０・・・光学ローパスフィルタ（ＬＰＦ）、３１・・・ＣＣＤ、５０・・・ボディ制御用マイクロコンピュータ（Ｂμｃｏｍ）、５１・・・動作表示用ＬＣＤ、５１ａ・・・動作表示用ＬＥＤ、５２・・・カメラ操作ＳＷ、５３・・・電源回路、５４・・・電池、７１・・・防塵フィルタ、７１ａ・・・圧電素子、１００・・・ボディユニット、３０１・・・内蔵ストロボ、３０２・・・ストロボ制御回路、５０１・・・防振制御回路、５０２・・・Ｘ軸ジャイロ、５０３・・・Ｙ軸ジャイロ、５０４・・・振動子駆動回路、５０５・・・位置検出センサ、５０６・・・Ｘ軸振動子、５０６ａ・・・圧電体、５０６ｂ・・・駆動子、５０６ｃ・・・ホルダ、５０７・・・Ｙ軸振動子、５１０・・・フレーム、５１２・・・軸受け、５１２ａ・・・ビス、５１２ｂ・・・ビス、５１３・・・ボール、５１４・・・ボール、５１５・・・バネ、５２０・・・Ｘ枠、５２２・・・軸受け、５２２ａ・・・摺動板、５２３・・・軸受け、５２４・・・ボール、５２５・・・バネ、５３０・・・Ｙ枠、５３２・・・軸受け、５３２ａ・・・摺動板、５４１・・・押圧板、５４２・・・押圧バネ、５４３・・・スペーサ、５４４・・・シート、５４５・・・ビス、５４６・・・スペーサ、５４７・・・シート、５４８・・・ビス、５６０・・・Ｔμｃｏｍ、５６１・・・増幅回路、５６４・・・補正量演算部、５６５・・・減算部、５６６・・・ゲイン部、５６８・・・増幅回路、５７０・・・超音波モータ、５８１・・・駆動端（−）、５８３・・・駆動端（＋）、６００・・・Ｘ軸駆動機構部、７００・・・Ｙ軸駆動機構部
【図１】
2008211894.tif 000003
【図２】
2008211894.tif 000004
【図３】
2008211894.tif 000005
【図４】
2008211894.tif 000006
【図５】
2008211894.tif 000007
【図６】
2008211894.tif 000008
【図７】
2008211894.tif 000009
【図８】
2008211894.tif 000010
【図９】
2008211894.tif 000011
【図１０】
2008211894.tif 000012
【図１１】
2008211894.tif 000013
【図１２】
2008211894.tif 000014
【図１３】
2008211894.tif 000015
【図１４】
2008211894.tif 000016
【図１５】
2008211894.tif 000017
【図１６】
2008211894.tif 000018