(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
振れを検出する振れ検出手段と、
前記振れ検出手段の出力に基づいて、前記振れに起因する像振れを補正するために補正手段を移動させる駆動信号を生成する制御手段と、
前記補正手段を移動させるためのモータと、
前記モータのロータ位置を検出するロータ位置検出手段と、
前記ロータ位置検出手段の出力に応じて前記モータのコイルへの通電状態を切り換える第１駆動手段と、
決められた時間間隔に従って前記モータのコイルへの通電状態を切り換える第２駆動手段と、
前記第１駆動手段と前記第２駆動手段を切り換える切換手段とを有し、
前記切換手段は、前記振れ検出手段からの振れ速度信号が予め定められたしきい値より大きい値を示す場合は、前記第１駆動手段を選択し、そうでない場合は前記第２駆動手段を選択することを特徴とする像振れ補正装置。
【請求項２】
前記しきい値として、第１しきい値と該第１しきい値より小さい第２しきい値を有し、
前記切換手段は、前記振れ速度信号が、前記第１のしきい値より小さい値から前記第１のしきい値より大きい値に変化する場合は、前記第１駆動手段を選択し、前記振れ速度信号が、前記第２のしきい値より大きい値から前記第２のしきい値より小さい値に変化する場合は、前記第２駆動手段を選択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】
前記制御手段は、前記振れ速度信号より前記補正手段の目標位置を算出するとともに、該目標位置と前記補正手段の現在位置との差分量を算出し、
前記切換手段は、前記振れ速度信号と前記差分量をパラメータとする関数が予め定められたしきい値より大きい値を示す場合は、前記第１駆動手段を選択し、そうでない場合は前記第２駆動手段を選択することを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載の像振れ補正装置。
【請求項４】
前記切換手段は、前記振れ速度信号と前記差分量から前記差分量が予め定められた許容差分量より小さくなるまでの所要時間を算出し、前記所要時間が予め定められた時間より大きい場合は、前記第１駆動手段を選択し、そうでない場合は前記第２駆動手段を選択することを特徴とする請求項３に記載の像振れ補正装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の像振れ補正装置を具備することを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
振れを検出する振れ検出手段と、前記振れ検出手段の出力に基づいて、前記振れに起因する像振れを補正するために補正手段を移動させる駆動信号を生成する制御手段と、前記補正手段を移動させるためのモータと、前記モータのロータ位置を検出するロータ位置検出手段と、前記ロータ位置検出手段の出力に応じて前記モータのコイルへの通電状態を切り換える第１駆動手段と、決められた時間間隔に従って前記モータのコイルへの通電状態を切り換える第２駆動手段とを備えた像振れ補正装置を制御する制御方法であって、
前記第１駆動手段と前記第２駆動手段を切り換える切換ステップを有し、
前記切換ステップでは、前記振れ検出手段からの振れ速度信号が予め定められたしきい値より大きい値を示す場合は、前記第１駆動手段を選択し、そうでない場合は前記第２駆動手段を選択することを特徴とする像振れ補正装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像振れ補正を行う像振れ補正装置、該像振れ補正装置を具備する撮像装置および像振れ補正装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、撮像装置の振れを光学的に補正する像振れ補正装置を備え、高画質撮影が可能な撮像装置への要求が高まっている。像振れ補正装置には、ジャイロセンサなどの振れ検出手段からの信号に応じて、補正手段である補正レンズまたは撮像素子を変位させ、結像面での像振れを抑えるものがある。特許文献１では、ステップモータを駆動源として像振れ補正を行う撮像装置が示されている。
【特許文献１】特開２００６−１２９５９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
撮像装置に生じる振れには、振れ量が大きく、速度の速い振れや、振れ量が小さく、周波数が高い振れなど、様々な速度成分を含む振れが存在する。このような振れに対し、該振れに起因する像振れの補正を行うためには、補正レンズまたは撮像素子を速い速度で、かつ、精度高く駆動することが求められる。
【０００４】
特許文献１では、ステップモータの脱調を防ぐため、駆動パルスの時間間隔、または、所定サンプリング時間内の駆動パルス数に制限を加え、モータの最高速度を規制している。
【０００５】
また、伝達機構の減速比によって、補正レンズまたは撮像素子の最高速度と、ステップモータの１パルスに相当する最小位置決め分解能が決定される。そのため、速い振れに追従するように減速比を小さくし、補正レンズまたは撮像素子の最高速度を速く設定した場合は、最小位置決め分解能が粗くなり、像補正精度が低くなる。また、像補正精度を高めるために減速比を大きくし、最小位置決め分解能を細かく設定した場合は、補正レンズまたは撮像素子の最高速度が遅くなり、速い振れに追従できない。従って、様々な速度成分を含む振れに対して像振れ補正を行う場合、十分な像振れ補正精度を保てない虞がある。
【０００６】
（発明の目的）
本発明の目的は、様々な速度成分を含む振れに対して、高精度な振れ補正を可能にする像振れ補正装置、撮像装置および像振れ補正装置の制御方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の像振れ補正装置は、振れを検出する振れ検出手段と、前記振れ検出手段の出力に基づいて、前記振れに起因する像振れを補正するために補正手段を移動させる駆動信号を生成する制御手段と、前記補正手段を移動させるためのモータと、前記モータのロータ位置を検出するロータ位置検出手段と、前記ロータ位置検出手段の出力に応じて前記モータのコイルへの通電状態を切り換える第１駆動手段と、決められた時間間隔に従って前記モータのコイルへの通電状態を切り換える第２駆動手段と、前記第１駆動手段と前記第２駆動手段を切り換える切換手段とを有し、前記切換手段が、前記振れ検出手段からの振れ速度信号が予め定められたしきい値より大きい値を示す場合は、前記第１駆動手段を選択し、そうでない場合は前記第２駆動手段を選択することを特徴とするものである。
【０００９】
同じく上記目的を達成するために、本発明の上記像振れ補正装置を具備する撮像装置とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、様々な速度成分を含む振れに対して、高精度な像振れ補正を可能にする像振れ補正装置または撮像装置を提供できるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明を実施するための最良の形態は、以下の実施例１および２に示す通りである。
【実施例１】
【００１４】
図１は、本発明の実施例１に係る、像振れ補正装置の回路構成を示す図である。図１において、１０１はジャイロセンサであり、撮像装置に発生した振れを検出して、振れ角速度信号を出力する。１０２は制御部であり、ジャイロセンサ１０１からの振れ角速度信号から像振れ補正に必要な後述するモータ１０６の駆動条件を算出し、駆動信号を出力する。駆動信号は、駆動パルス数または駆動パルス間隔（駆動周波数）とモータ回転方向からなる。
【００１５】
制御部１０２での制御方法として、速度制御を用いる場合は、振れ角速度信号に所定の係数をかけることで算出される不図示の補正手段の目標速度をもとに、後述するモータ１０６の駆動速度を求め、該駆動速度に応じた駆動信号を出力する。また、位置制御を用いる場合は、振れ角速度信号に所定の係数をかけた値を積分器により積分することで算出される不図示の補正手段の目標位置をもとに、後述するモータ１０６の駆動量を求め、該駆動量に応じた駆動信号を出力する。
【００１６】
１０３は切換部であり、ジャイロセンサ１０１からの振れ角速度信号に応じて、モータ１０６の駆動に用いるドライバ部（後述）を選択して、駆動信号Ａまたは駆動信号Ｂを出力することで、後述するモータ１０６の駆動方式を切り換える。駆動信号Ａ、駆動信号Ｂは、制御部１０２から出力される駆動信号をもとに、後述のブラシレス駆動ドライバ部１０４と後述のステップ駆動ドライバ部１０５の仕様に応じて決定される。
【００１７】
１０４はブラシレス駆動ドライバ部であり、切換部１０３から出力される駆動信号Ａに応じて、後述するモータ１０６を駆動するための駆動パルスを出力する。その際、後述する第１位置センサ１０７と第２位置センサ１０８が出力するロータ位置信号に応じて駆動パルスの出力タイミングを制御する。１０５はステップ駆動ドライバ部であり、切換部１０３から出力される駆動信号Ｂに応じて後述するモータ１０６を駆動するための駆動パルスを出力する。その際、駆動信号Ｂによって決められた駆動パルス間隔（駆動周波数）に応じて駆動パルスの出力タイミングを制御する。
【００１８】
１０６はモータであり、ブラシレス駆動ドライバ部１０４またはステップ駆動ドライバ部１０５から出力される駆動パルスによって駆動され、不図示の動力伝達機構を介して不図示の補正手段を変位させ、結像面での像振れを補正する。１０７は第１位置センサ、１０８は第２位置センサであり、モータ１０６のロータ位置信号を出力する。本実施例１において位置センサの種類は限定されず、ホール素子を用いてもよいし、光学センサを用いてもよい。
【００１９】
図１においては、ジャイロセンサ１０１とモータ１０６を１個ずつ用いて一方向の像振れを補正する構成を示すが、複数のジャイロセンサの信号から複数のモータを制御し、複数方向の振れを補正する構成も可能である。
【００２０】
本実施例１において、モータ１０６によって駆動される不図示の補正手段は、補正レンズであってもよいし、撮像素子であってもよい。また、モータ１０６によって光学系全体を駆動することにより結像面での像振れを補正してもよい。
【００２１】
図２は、図１のモータ１０６と第１位置センサ１０７、第２位置センサ１０８の構成を示す斜視図である。なお、説明のために一部の部品を破断して示している。
【００２２】
モータ１０６は、マグネット２０１を具備するロータ２０２、第１コイル２０３ａ、第２コイル２０３ｂ、第１ヨーク２０４ａ、第２ヨーク２０４ｂ、第１位置センサ１０７および第２位置センサ１０８を有する。このうち、第１コイル２０３ａ、第２コイル２０３ｂ、第１ヨーク２０４ａ、第２ヨーク２０４ｂ、第１位置センサ１０７および第２位置センサ１０８によりステータを構成している。
【００２３】
マグネット２０１は、外周が多極着磁された円筒形状の永久磁石である。角度位置に対し、径方向の磁力の強さが正弦波状に変化する着磁パターンを有する。ロータ２０２は、ステータに対して回転可能に支持され、マグネット２０１と一体に固定されている。第１ヨーク２０４ａは、第１コイル２０３ａに励磁される磁極歯を複数有している。励磁される極を切り換えることで、ロータ２０２に与えるトルクを変化させることができる。第１位置センサ１０７、第２位置センサ１０８は、マグネット２０１の磁束を検出し、電気角で９０°ずつ位相のずれた信号を出力するホール素子である。ここで、マグネット２０１の極数をｎとすると、電気角３６０°は実際のロータ角度の７２０／ｎ°に相当する。
【００２４】
モータ１０６は、ステップ駆動ドライバ部１０５を用いてステップ駆動を行うことができる。すなわち、ステップ駆動ドライバ部１０５は、入力された駆動パルス間隔（駆動周波数）と回転方向にしたがって、第１コイル２０３ａと第２コイル２０３ｂの通電を順次切り換えることで、ロータ２０２を所望の速度で回転させることが可能である。また、入力された駆動パルス数にしたがって、ロータ２０２を所望の角度だけ回転させることが可能である。そのため、制御部１０２が速度制御方式であっても、位置制御方式であっても、ステップ駆動方式で像振れ補正を行うことができる。
【００２５】
ステップ駆動では入力される駆動パルス間隔によって速度制御が可能である。また、低速でも正確な位置決めが可能である。しかしながら、駆動パルス間隔を小さく（駆動周波数を大きく）すると、コイル通電の切り換えに対してロータ２０２が応答できなくなり、脱調を起こす可能性が高まる。このため、駆動パルス間隔に下限を加えるとともに、実際の負荷に対して所定の安全率を見込む必要があり、高速度での駆動が制限される。
【００２６】
モータ１０６は、上述したステップ駆動に加え、ブラシレス駆動ドライバ部１０４を用いて、第１位置センサ１０７と第２位置センサ１０８の出力する信号により通電タイミングを切り換える、ブラシレス駆動を行うことができる。
【００２７】
図３は、ブラシレス駆動時のセンサ信号処理を示す図である。
【００２８】
前述のように、マグネット２０１の径方向磁力の強さは、電気角に対して凡そ正弦波状になるように着磁しているため、第１位置センサ１０７からは概略正弦波状の濃い実線で示す位置信号Ａが得られる。また、第２位置センサ１０８は第１位置センサ１０７に対して電気角で９０°の位相をもって配置されるため、第２位置センサ１０８からは余弦波状の薄い実線で示す位置信号Ｂが得られる。
【００２９】
これらの位置信号Ａ，Ｂに対し、進角αを与えた信号が破線で示す進角信号Ａ，Ｂである。さらに、進角信号Ａ，Ｂに対して２値化を行った信号が、一点鎖線で示す２値化信号Ａ，Ｂである。２値化信号Ａをもとに第１コイル２０３ａの通電を切り換え、２値化信号Ｂをもとに第２コイル２０３ｂを切り換える。進角αを制御することで、モータ１０６の特性を変化させることも可能である。
【００３０】
ブラシレス駆動ドライバ部１０４は、入力された駆動パルス数と回転方向にしたがって、第１コイル２０３ａと第２コイル２０３ｂの通電を、上述した２値化信号Ａ，Ｂをもとに切り換えることで、ロータ２０２を所望の角度だけ回転させることが可能である。また、モータ１０６に与える電流を制御することで、ロータ２０２を所望の速度で回転させることが可能である。また、所定の時間間隔ごとに駆動パルス数を切り換えれば、ロータ２０２を所望の速度で回転させることも可能である。すなわち、制御部１０２が速度制御方式であっても、位置制御方式であっても、ブラシレス駆動方式で像振れ補正を行うことができる。
【００３１】
ブラシレス駆動では、ロータ２０２の位置を検出しながら通電を切り換えるため、適切な制御を行えば脱調が起こることはない。そのため、ステップ駆動のように駆動速度に制限を加えたり、安全率を見込んだりする必要がない。また、ステップ駆動に対して高速・高効率で駆動することが可能であるため、振れ速度が速い場合でも像振れ補正が可能となる。しかしながら、電流によって速度制御を行った場合は、低速駆動時に電流が低くなり、トルクが低下するため、低速での位置決め精度が低下する。また、ロータ位置を常に検出しながら制御を行う閉ループ制御であるため、開ループ制御であるステップ駆動に対し、制御部１０２への負荷は大きくなる。
【００３２】
なお、本実施例１では、ロータマグネットの磁束を磁気センサ（ホール素子）によって検出し、通電タイミングを制御している。しかしながら、ロータ位置を検出する方式に制限を加えるわけではない。ロータの回転にともなって変位する検出用マグネットを配置して検出してもよいし、遮光板やパターン面を光学センサによって読み取ってもよい。また、位置センサがモータと一体に固定されていてもよいし、モータとは別部材に固定されていてもよい。
【００３３】
次に、本実施例１に係る像振れ補正装置に具備される切換部１０３での動作について、図４のフローチャートを用いて説明する。
【００３４】
切り換え動作が開始されると、まずステップＳ３０１にて、制御部１０２から出力された駆動信号を取得する。そして、次のステップＳ３０２にて、ジャイロセンサ１０１からの振れ角速度ωを取得する。続くステップＳ３０３では、振れ角速度の絶対値｜ω｜と所定のしきい値ＳＨ１を比較する。
【００３５】
上記比較の結果、振れ角速度の絶対値｜ω｜が予め定められた所定のしきい値ＳＨ１を超える場合はステップＳ３０４へ進み、ブラシレス駆動ドライバ部１０４に駆動信号を出力する。また、振れ角速度の絶対値｜ω｜が所定のしきい値ＳＨ１を超えない場合はステップＳ３０５へ進み、ステップ駆動ドライバ部１０５に駆動信号を出力する。すなわち、比較的速度が遅い振れを補正するときは、低速でも正確な位置決めが可能なステップ駆動を用い、比較的速い振れを補正するときには、高速で駆動可能なブラシレス駆動を用いる。
【００３６】
図５は、各駆動方式について振れ角速度と振れ補正性能の関係を示す模式図である。
【００３７】
図５において、Ｐｍｉｎは目標とする補正性能の下限値、ωｍａｘは目標とする補正可能な振れ角速度の上限値である。ＳＴはステップ駆動時の補正性能を示しており、ω１は振れに追従可能な最大角速度である。ω１は、ステップ駆動方式の説明で述べたように、脱調を防ぐために設けられた駆動パルス間隔（駆動周波数）の制限によって決まる。図５の条件において、振れ角速度がω１以下の場合は、十分な補正性能を保っている。しかし、振れ角速度がω１を超えると、振れに対して追従できなくなり、急激に補正性能が下降し、目標角速度のωｍａｘの手前で目標性能Ｐｍｉｎを下回っている。
【００３８】
ＳＴ’は、補正域を広くするため、ＳＴと比較して減速比を小さくした場合のステップ駆動時の補正性能を示しており、ω１’は振れに追従可能な最大角速度を示している。減速比を小さくしたため、ω１’は目標振れ角速度ωｍａｘを超えているが、１ステップに対応する最小分解能は粗くなるため、全体の補正性能は低下し、目標性能を下回っている。
【００３９】
ＢＬはブラシレス駆動時の補正性能を示している。減速比はＳＴの条件と同一であり、高速域で十分な補正性能を示している。しかし、ブラシレス駆動方式の説明で記述したように、低速制御時はモータに与える電流値が低くなるため、トルク低下により十分な位置決め精度が保てず、補正性能が低下してしまう。図５において、ω２を下回ると補正性能が低下し、ＳＴに対して補正性能が低くなる。
【００４０】
そのため、本実施例１では、ω１＞ＳＨ１＞ω２となるようなしきい値ＳＨ１を設定し、低速ではステップ駆動、高速ではブラシレス駆動を行う。これにより、目標補正域の全域にわたって目標性能を満たすことができる。したがって、本実施例１に係る像振れ補正装置では、様々な速度成分を含む振れに対して、高精度な像振れ補正を行うことができる。特に、補正域（補正周波数域）が広く、高い像振れ補正性能が求められる一眼レフカメラ用の交換レンズに使用される像振れ補正装置に有用である。
【００４１】
なお、上記切換部１０３が有するしきい値にヒステリシス性を持たせることもできる。図６は、この場合における切換部１０３の別の動作を示すフローチャートである。
【００４２】
切り換え動作が開始されると、まずステップＳ４０１にて、制御部１０２から出力された駆動信号を取得する。次のステップＳ４０２では、ジャイロセンサ１０１から出力された振れ角度信号ωを取得する。続くステップＳ４０３では、切換部１０３内のメモリに保持された現在の駆動方式を取得する。
【００４３】
上記取得された現在の駆動方式がステップ駆動方式であった場合はステップＳ４０４からステップＳ４０５へ進み、振れ角速度の絶対値｜ω｜と所定のしきい値ＳＨ１を比較する。比較の結果、振れ角速度の絶対値｜ω｜が所定のしきい値ＳＨ１を超える場合はステップＳ４０６へ進み、ブラシレス駆動ドライバ部１０４に駆動信号を出力する。また、振れ角速度の絶対値｜ω｜が所定のしきい値ＳＨ１を超えない場合はステップＳ４０７へ進み、ステップ駆動ドライバ部１０５に駆動信号を出力する。その後はステップＳ４１１へ進み、切換部１０３内のメモリに保持された現在の駆動方式を更新して、切り換え動作を終了する。
【００４４】
また、現在の駆動方式がブラシレス駆動方式であった場合はステップＳ４０４からステップＳ４０８へ進み、振れ角速度の絶対値｜ω｜と所定のしきい値ＳＨ２を比較する。比較の結果、振れ角速度の絶対値｜ω｜が所定のしきい値ＳＨ２を超える場合はステップＳ４０９へ進み、ブラシレス駆動ドライバ部１０４に駆動信号を出力する。また、振れ角速度の絶対値｜ω｜が所定のしきい値ＳＨ２を超えない場合はステップＳ４１０へ進み、ステップ駆動ドライバ部１０５に駆動信号を出力する。その後はステップＳ４１１へ進み、切換部１０３内のメモリに保持された現在の駆動方式を更新して、切り換え動作を終了する。
【００４５】
ここで、ステップ駆動で振れに追従可能な最高角速度をω１、ブラシレス駆動で振れ補正が可能な最低角速度をω２として、しきい値ＳＨ１、ＳＨ２を
ω１＞ＳＨ１＞ＳＨ２＞ω２
の範囲で設定する。すなわち、現在の駆動方式によってしきい値を変更することによって、駆動方式の選択にヒステリシス性を持たせ、切り換え動作を安定化し、高精度な像振れ補正を行うことができる。
【００４６】
上記の実施例１に係る像振れ補正装置は、振れを検出するジャイロセンサ１０１を有する。さらに、ジャイロセンサ１０１からの振れ角速度ωに基づいて、振れに起因する像振れを補正するために光学素子を変位させる駆動信号を生成する制御部１０２を有する。さらに、光学素子を変位させるためのモータ１０６のロータ位置を検出する第１位置センサ１０７、第２センサ１０８を有する。さらに、上記駆動信号をもとに、第１位置センサ１０７、第２位置センサ１０８の出力に応じてモータ１０６のコイル２０３ａ，２０３ｂへの通電状態を切り換えるブラシレス駆動ドライバ部１０４を有する。さらに、上記駆動信号をもとに、決められた時間間隔に従ってモータ１０６のコイル２０３ａ，２０３ｂへの通電状態を切り換えるステップ駆動ドライバ部１０５を有する。さらには、ブラシレス駆動ドライバ部１０４とステップ駆動ドライバ部１０５を切り換える切換部１０３を有する。
【００４７】
そして、切換部１０３が、ジャイロセンサ１０１からの振れ角速度ω（詳しくは絶対値｜ω｜）に応じて、ブラシレス駆動ドライバ部１０４とステップ駆動ドライバ部１０５を切り換えるようにしている。
【００４８】
詳しくは、切換部１０３は、図４に示すように、振れ角速度ωが予め定められたしきい値ＳＨ１より大きい値を示す場合は、ブラシレス駆動ドライバ部１０４に切り換え、そうでない場合は、ステップ駆動ドライバ部１０５に切り換えるようにしている。
【００４９】
あるいは、前記しきい値として、第１しきい値であるしきい値ＳＨ１と該しきい値ＳＨ１より小さい第２しきい値であるしきい値ＳＨ２を予め有する。そして、切換部１０３は、図６に示すように、振れ角速度ωがしきい値ＳＨ１より小さい値から該しきい値ＳＨ１より大きい値に変化する場合は、ブラシレス駆動ドライバ部１０４に切り換える。また、振れ角速度ωがしきい値ＳＨ２より大きい値から該しきい値ＳＨ２より小さい値に変化する場合は、ステップ駆動ドライバ部１０５に切り換えるようにしている。
【００５０】
したがって、様々な速度成分を含む振れに対して、高精度な像振れ補正を可能にする像振れ補正装置および該像振れ補正装置を具備する撮像装置とすることができる。
【実施例２】
【００５１】
図７は、本発明の実施例２に係る像振れ補正装置の回路構成を示す図であり、実施例１で示した像振れ補正装置と異なる個所について説明を加える。
【００５２】
２０１は制御部であり、ジャイロセンサ１０１からの振れ角速度信号から像振れ補正に必要なモータ１０６の駆動条件を算出し、駆動信号を出力する。駆動信号は、駆動パルス数または駆動パルス間隔（駆動周波数）とモータ回転方向からなる。また、制御部２０１は、振れ角速度信号から算出した不図示の補正手段の目標位置と補正手段の現在位置との偏差（差分量）を出力する。補正手段の現在位置は、駆動信号の積算値をメモリに保持した値を用いてもよいし、第１位置センサ１０７と第２位置センサ１０８の出力を用いて算出してもよい。また、第１位置センサ１０７と第２位置センサ１０８とは異なる位置センサを用いて、直接、補正手段の位置を検出してもよい。
【００５３】
２０２は切換部であり、ジャイロセンサ１０１から出力される振れ角速度信号と、制御部２０１から出力される補正手段の目標位置と現在位置との偏差（差分量）に応じて、モータ１０６の駆動に用いるドライバ部を選択して駆動信号Ａまたは駆動信号Ｂを出力する。このことで、モータ１０６の駆動方式を切り換えることになる。駆動信号Ａおよび駆動信号Ｂは、制御部２０１からの駆動信号をもとに、ブラシレス駆動ドライバ部１０４とステップ駆動ドライバ部１０５の仕様により決定される。
【００５４】
図７に示された他の構成要素に関する説明、モータ１０６、第１位置センサ１０７、第２位置センサ１０８の構成に関する説明、ステップ駆動に関する説明、および、ブラシレス駆動に関する説明は、上記実施例１と同様であるのでその説明は省略する。
【００５５】
次に、本実施例２に係る像振れ補正装置に具備される切換部２０２での動作について、図８のフローチャートを用いて説明する。
【００５６】
切り換え動作が開始されると、まずステップＳ５０１にて、制御部２０１からの駆動信号を取得する。そして、次のステップＳ５０２にて、ジャイロセンサ１０１から出力された振れ角度信号ωを取得する。続くステップＳ５０３では、制御部２０１から出力された補正手段の目標位置と現在位置との偏差ｄｘを取得する。
【００５７】
次のステップＳ５０４では、振れ角速度ωと偏差（差分量）ｄｘをパラメータとした関数ｆ（ω，ｄｘ）と所定のしきい値ＳＨ３を比較する。比較の結果、関数ｆ（ω，ｄｘ）がしきい値ＳＨ３を超える場合はステップＳ５０５へ進み、ブラシレス駆動ドライバ部１０４に駆動信号を出力する。また、関数ｆ（ω，ｄｘ）がしきい値ＳＨ３を超えない場合はステップＳ５０６へ進み、ステップ駆動ドライバ部１０５に駆動信号を出力する。
【００５８】
関数ｆ（ω，ｄｘ）は、振れ角速度ωが一定であると仮定し、補正手段がステップ駆動方式で追従可能な最高角速度で補正動作を行った場合に、偏差ｄｘが所定の許容値以下となるまでの所要時間を表している。また、しきい値ＳＨ３は、許容される追従所要時間に設定する。また、上記実施例１で示したように、しきい値はヒステリシス性を有してもよい。
【００５９】
図９は、ある時刻Ｓ０における本実施例２における振れ補正動作の説明図である。ここでは、振れ補正制御を位置制御によって行っているとする。
【００６０】
時刻Ｓ０において、振れ角速度はω０、目標位置と現在位置の偏差はｄｘ０である。Ｓ０における振れ角速度ω０がその後も一定であると仮定する。Ｘｏｂｊは目標位置である。
【００６１】
目標位置に対し、ブラシレス駆動方式で像振れ補正動作を行った場合は、モータ１０６に与えられる電流に応じた角速度ωＡでＸＡに沿って追従動作を行い、時刻ＳＡで目標位置に達する。このとき、目標位置に達するまでの所要時間ＴＡは
ＴＡ＝｜ｄｘ０／（ωＡ−ω０）｜
の式で表される。
【００６２】
また、目標位置に対し、ステップ駆動方式で補正動作を行った場合は、ステップ駆動ドライバ部１０５によって規制される最大角速度ωＢでＸＢに沿って追従動作を行い、時刻ＳＢで目標位置に達する。このとき、目標位置に達するまでの所要時間ＴＢは
ＴＢ＝｜ｄｘ０／（ωＢ−ω０）｜
の式で表される。
【００６３】
ここで、ｆ（ω，ｄｘ）＝ＴＢとした場合を考える。この場合、ｆ（ω，ｄｘ）＞ＳＨ３となるため、図８のステップ５０５により、ブラシレス駆動ドライバ部１０４に駆動信号が出力され、補正手段がＸＡに沿って追従動作を行い、像振れ補正が行われる。
【００６４】
像振れ補正動作において、追従所要時間ＴＡまたはＴＢは追従遅れとしてみなされ、長ければ長いほど、像振れ補正精度が低下することになる。例外的にブラシレス駆動方式でも追従不可能なほど速い振れが発生するなどして、目標位置と現在位置の偏差が大きくなってしまった時などは、追従所要時間をできるだけ短くして追従動作に復帰しなければならない。
【００６５】
上記の実施例２に係る像振れ補正装置は、振れを検出するジャイロセンサ１０１を有する。さらに、ジャイロセンサ１０１からの振れ角速度ωに基づいて、振れに起因する像振れを補正するために補正手段を変位させる駆動信号を生成する制御部２０１を有する。さらに、補正手段を変位させるためのモータ１０６のロータ位置を検出する第１位置センサ１０７、第２位置センサ１０８を有する。さらに、上記駆動信号をもとに、第１位置センサ１０７、第２位置センサ１０８の出力に応じてモータ１０６のコイル２０３ａ，２０３ｂへの通電状態を切り換えるブラシレス駆動ドライバ部１０４を有する。さらに、上記駆動信号をもとに、決められた時間間隔に従ってモータ１０６のコイル２０３ａ，２０３ｂへの通電状態を切り換えるステップ駆動ドライバ部１０５を有する。さらには、ブラシレス駆動ドライバ部１０４とステップ駆動ドライバ部１０５を切り換える切換部２０２を有する。
【００６６】
そして、切換部２０２が、ジャイロセンサ１０１からの振れ角速度ω（詳しくは絶対値｜ω｜）に応じて、ブラシレス駆動ドライバ部１０４とステップ駆動ドライバ部１０５を切り換えるようにしている。
【００６７】
詳しくは、制御部２０１は、ジャイロセンサ１０１からの振れ角速度ωより補正手段の目標位置を算出するとともに補正手段の現在位置を算出し、目標位置と現在位置に基づいて補正手段を目標位置へ変位させるための駆動信号を生成する。また、切換部２０２は、ジャイロセンサ１０１からの振れ角速度ωのみでなく、更に、現在位置と目標位置との差分量に応じて、ブラシレス駆動ドライバ部１０４とステップ駆動ドライバ部１０５を切り換えるようにしている。なお、補正手段の現在位置は、例えば、駆動信号の積算値をメモリに保持した値を用いたり、第１位置センサ１０７と第２位置センサ１０８の出力を用いたりして算出される。
【００６８】
あるいは、切換部２０２は、振れ角速度ωと現在位置と目標位置との差分量から、差分量が予め定められた許容差分量より小さくなるまでの所要時間を算出する。そして、所要時間が予め定められた時間より大きい場合は、ブラシレス駆動ドライバ部１０４に切り換え、そうでない場合はステップ駆動ドライバ部１０５に切り換えるようにしている。
【００６９】
このように、本実施例２では、ステップ駆動方式では追従所要時間が許容される値を超える場合に、駆動方式をブラシレス駆動方式に切り換えるようにしている。よって、様々な速度成分を含む振れに対して、高精度な像振れ補正を行うことが可能となる。
【００７０】
上記実施例１及び２では、本発明の特徴的な構成を、像振れ補正装置や該像振れ補正装置を具備する撮像装置に適用した場合について説明してきた。しかし、これに限定されるものではなく、モータ駆動装置にも本発明の特徴的な構成を適用できるものである。
【００７１】
この場合、モータ駆動装置は、モータと、該モータの目標とする速度信号を出力する目標出力手段（制御部１０２，２０１に相当）と、モータのロータ位置を検出する位置センサとを有するものとする。さらには、上記速度信号をもとに、位置センサの出力に応じてモータのコイルへの通電状態を切り換える第１駆動手段と、上記速度信号をもとに、決められた時間間隔に従ってモータのコイルへの通電状態を切り換える第２駆動手段とを有するものとする。さらには、第１駆動手段と第２駆動手段を切り換える切換手段（切換部１０３，２０２に相当）とを有するものとする。そして、切換手段が、目標出力手段からの速度信号に応じて、第１駆動手段と第２駆動手段を切り換えるようにする。
【００７２】
上記のような特徴的な構成を持つモータ駆動装置とすることにより、モータの目標となる速度信号に応じた駆動手段の切り換えを行うことができる。換言すれば、一つのモータを、様々な速度に適した駆動手段として用いることが可能なモータ駆動装置を提供可能となる。
【００７３】
（本発明と実施例の対応）
ジャイロセンサ１０１が本発明の振れ検出手段に相当する。また、制御部１０２が、本発明の、振れ検出手段からの出力に基づいて、振れに起因する像振れを補正するために補正手段を移動させる駆動信号を生成する制御手段に相当する。また、制御部１０２が本発明の目標出力手段に、第１位置センサ１０７および第２位置センサが本発明のロータ位置検出手段に、モータ１０６が本発明のモータに、コイル２０３ａ，２０３ｂが本発明のコイルに、それぞれ相当する。また、ブラシレス駆動ドライバ部１０４が本発明の第１駆動手段に、ステップ駆動ドライバ部１０５が本発明の第２駆動手段に、切換部１０３が本発明の切換手段に、それぞれ相当する。また、補正レンズまたは撮像素子が本発明の補正手段に相当する。
【００７４】
また、振れ角速度信号が本発明の振れ信号に、しきい値ＳＨ１が予め定められたしきい値に、それぞれ相当する。また、しきい値ＳＨ１が本発明の第１しきい値に、しきい値ＳＨ２が第２しきい値に、それぞれ相当する。また、制御部１０２，２０１が出力する駆動速度に応じた駆動信号が、本発明の、目標とする速度信号に相当する。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の実施例１に係る像振れ補正装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１のモータの構成を示す斜視図である。
【図３】図１の像振れ補正装置におけるブラシレス駆動時のセンサ信号処理を示す図である。
【図４】図１の像振れ補正装置における切換部の動作を示すフローチャートである。
【図５】図１の像振れ補正装置に係る振れ角速度と振れ補正性能の関係を示す模式図である。
【図６】図１の像振れ補正装置における切換部の別の動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施例２に係る像振れ補正装置の構成を示すブロック図である。
【図８】図７の像振れ補正装置の像振れ補正動作を説明するための図である。
【図９】本発明の実施例２に係る振れ補正動作の説明図である。
【符号の説明】
【００７６】
１０１    ジャイロセンサ
１０２    制御部
１０３    切換部
１０４    ブラシレス駆動ドライバ部
１０５    ステップ駆動ドライバ部
１０６    モータ
１０７    第１位置センサ
１０８    第２位置センサ
２０１    マグネット
２０２    ロータ
２０３ａ，２０３ｂ    コイル
２０４ａ，２０４ｂ    ヨーク
【図１】
0005159287.tif 000002
【図２】
0005159287.tif 000003
【図３】
0005159287.tif 000004
【図４】
0005159287.tif 000005
【図５】
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【図６】
0005159287.tif 000007
【図７】
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【図８】
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【図９】
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