(57)【要約】【課題】簡素な構成で安定して手振れ補正のための制御を行う。【解決手段】本発明に係る手振れ補正装置は、磁気コイルを有し、手振れ補正のための補正レンズ１２４を磁力により駆動する駆動コイル１１０と、移動部材の位置を検出するホール素子１３０と、磁気コイルを有し、ホール素子１３０を間に介在させて駆動コイル１１０と対向配置される補正コイル１４０と、駆動コイル１１０の駆動信号に所定値以上の周波数成分が含まれている場合に補正コイル１４０を駆動する補正回路３２０と、を備える。【選択図】図７
2012189657.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気コイルを有し、手振れ補正のための移動部材を磁力により駆動する駆動アクチュエータと、
前記移動部材の位置を検出する磁気センサと、
磁気コイルを有し、前記磁気センサを間に介在させて前記駆動アクチュエータと対向配置される補正用アクチュエータと、
前記駆動アクチュエータの駆動信号に所定値以上の周波数成分が含まれている場合に前記補正用アクチュエータを駆動する駆動回路と、
を備えることを特徴とする、手振れ補正装置。
【請求項２】
前記所定値は、前記駆動アクチュエータの誘導磁気により前記磁気センサの出力に変曲点が生じる周波数であることを特徴とする、請求項１に記載の手振れ補正装置。
【請求項３】
前記駆動アクチュエータと前記補正用アクチュエータとは、前記磁気センサから等距離の位置に配置され、
前記補正用アクチュエータの前記磁気コイルは、前記駆動アクチュエータの前記磁気コイルと同一の仕様であり、コイルの巻き方向が逆方向であることを特徴とする、請求項１に記載の手振れ補正装置。
【請求項４】
前記補正用アクチュエータと前記磁気センサとの距離は、前記駆動アクチュエータと前記磁気センサとの距離よりも短く、前記補正用アクチュエータの前記磁気コイルを流れる電流値が前記駆動アクチュエータの前記磁気コイルを流れる電流値よりも小さいことを特徴とする、請求項１に記載の手振れ補正装置。
【請求項５】
前記補正用アクチュエータと前記磁気センサとの距離は、前記駆動アクチュエータと前記磁気センサとの距離よりも短く、前記補正用アクチュエータの前記磁気コイルの巻数が前記駆動アクチュエータの前記磁気コイルの巻数よりも少ないことを特徴とする、請求項１に記載の手振れ補正装置。
【請求項６】
被写体像が結像される撮像素子と、
磁気コイルを有し、手振れ補正のための補正レンズ又は前記撮像素子を磁力により駆動する駆動アクチュエータと、
前記補正レンズ又は前記撮像素子とともに駆動される磁石の位置を検出する磁気センサと、
磁気コイルを有し、前記磁気センサを間に介在させて前記駆動アクチュエータと対向配置される補正用アクチュエータと、
前記駆動アクチュエータの駆動信号に所定値以上の周波数成分が含まれている場合に前記補正用アクチュエータを駆動する駆動回路と、
を備えることを特徴とする、撮像装置。
【請求項７】
前記所定値は、前記駆動アクチュエータの誘導磁気により前記磁気センサの出力に変曲点が生じる周波数であることを特徴とする、請求項６に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記駆動アクチュエータと前記補正用アクチュエータとは、前記磁気センサから等距離の位置に配置され、
前記補正用アクチュエータの前記磁気コイルは、前記駆動アクチュエータの前記磁気コイルと同一の仕様であり、コイルの巻き方向が逆方向であることを特徴とする、請求項６に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記補正用アクチュエータと前記磁気センサとの距離は、前記駆動アクチュエータと前記磁気センサとの距離よりも短く、前記補正用アクチュエータの前記磁気コイルを流れる電流値が前記駆動アクチュエータの前記磁気コイルを流れる電流値よりも小さいことを特徴とする、請求項６に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記補正用アクチュエータと前記磁気センサとの距離は、前記駆動アクチュエータと前記磁気センサとの距離よりも短く、前記補正用アクチュエータの前記磁気コイルの巻数が前記駆動アクチュエータの前記磁気コイルの巻数よりも少ないことを特徴とする、請求項６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、手振れ補正装置及び撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、操作性の向上を目的として手振れ補正機能を有するカメラシステムが多く提案されている。従来の手振れ補正機能を備えたカメラにおいては、角速度センサ等を用いて手ぶれ振動を検出して、その検出量に基づきレンズやＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅｓ）の位置を調整することにより手振れを補正している。例えば特許文献１に記載されているように、レンズやＣＣＤの位置の検出には、磁石およびホール素子を利用した位置検出方法が知られている。
【０００３】
カメラのレンズを手振れに応じて駆動させるためには、レンズやＣＣＤを移動させる移動部材の駆動を制御する必要がある。移動部材の駆動には、ボイスコイルモータ（以下、ＶＣＭと称する。）を用いることができる。ＶＣＭは、磁石とコイルからなり、磁石とコイルから発生する磁界の駆動力により移動部材が駆動される。そして、駆動した移動部材の位置を検出するために、上述した磁石およびホール素子が用いられる。ホール素子は、磁石から発生する磁気を検出して、移動部材の現在位置を検出する。移動部材の現在位置を正しく検出することにより、検出した手振れ振動に応じて算出された制御目標位置に移動部材を駆動させることが可能となる。
【０００４】
しかし、磁石とコイルを用いて移動部材を駆動する場合に、磁石の位置を検出するホール素子が、磁石から発生する磁気だけでなく、コイルに流れる電流によって発生する磁気も検出してしまい、磁石の位置を正しく検出できない場合があった。すなわち、コイルから発生する磁気の影響により磁石の位置を正しく検出できず、移動部材の現在位置を正しく検出できないために、移動部材を制御目標位置に正確に駆動することができず、安定した移動部材の駆動制御をすることができないという問題があった。
【０００５】
この点に鑑み、特許文献２には、ＶＣＭのコイルから発生する磁気成分を検出して、制御回路で不要な磁気成分を減算することにより、移動部材の現在位置を正しく検出する手法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−４７９５１号公報
【特許文献２】特開２００９−１５９７２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献２に記載された手法では、ホール素子により検出される磁気成分から、コイルから発生する磁気成分に相当する所定の磁気成分を減算しているが、コイルにより発生する磁気成分は測定できないため、製造時に回路のマッチングを行う必要がある。このため、製造時のマッチング工数が増加するという問題が生じることが想定される。
【０００８】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、簡素な構成で安定して手振れ補正のための制御を行うことが可能な、新規かつ改良された手振れ補正装置及び撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、磁気コイルを有し、手振れ補正のための移動部材を磁力により駆動する駆動アクチュエータと、前記移動部材の位置を検出する磁気センサと、磁気コイルを有し、前記と、前記駆動アクチュエータの駆動信号に所定値以上の周波数成分が含まれている場合に前記補正用アクチュエータを駆動する駆動回路と、を備える手振れ補正装置が提供される。
【００１０】
上記構成によれば、補正用アクチュエータは、磁気センサを間に介在させて駆動アクチュエータと対向配置され、駆動アクチュエータの駆動信号に所定値以上の周波数成分が含まれている場合に補正用アクチュエータが駆動される。従って、駆動アクチュエータが発生する誘導磁気は、補正用アクチュエータが発生する誘導磁気によってキャンセルされることになり、磁気センサの出力が誘導磁気の影響を受けることを抑止できる。
【００１１】
前記所定値は、前記駆動アクチュエータの誘導磁気により前記磁気センサの出力に変曲点が生じる周波数である。この構成によれば、駆動アクチュエータの誘導磁気により磁気センサの出力に変曲点が生じる周波数以上の周波数成分が駆動アクチュエータの駆動信号に含まれている場合に、補正用アクチュエータが駆動されるため、磁気センサの出力が誘導磁気の影響を受けることを確実に抑止できる。
【００１２】
前記駆動アクチュエータと前記補正用アクチュエータとは、前記磁気センサから等距離の位置に配置され、前記補正用アクチュエータの前記磁気コイルは、前記駆動アクチュエータの前記磁気コイルと同一の仕様であり、コイルの巻き方向が逆方向である。この構成によれば、駆動アクチュエータと補正用アクチュエータとは、磁気センサから等距離の位置に配置され、補正用アクチュエータの磁気コイルは、駆動アクチュエータの磁気コイルと同一の仕様であり、コイルの巻き方向が逆方向とされるため、駆動アクチュエータが発生する誘導磁気を補正用アクチュエータが発生する誘導磁気によって確実にキャンセルすることができる。
【００１３】
前記補正用アクチュエータと前記磁気センサとの距離は、前記駆動アクチュエータと前記磁気センサとの距離よりも短く、前記補正用アクチュエータの前記磁気コイルを流れる電流値が前記駆動アクチュエータの前記磁気コイルを流れる電流値よりも小さい。この構成によれば、補正用アクチュエータと磁気センサとの距離が駆動アクチュエータと磁気センサとの距離よりも短い場合は、補正用アクチュエータの磁気コイルを流れる電流値が駆動アクチュエータの磁気コイルを流れる電流値よりも小さくした状態で駆動アクチュエータが発生する誘導磁気をキャンセルできるため、補正用アクチュエータの消費電力を最小限に抑えることが可能となる。
【００１４】
前記補正用アクチュエータと前記磁気センサとの距離は、前記駆動アクチュエータと前記磁気センサとの距離よりも短く、前記補正用アクチュエータの前記磁気コイルの巻数が前記駆動アクチュエータの前記磁気コイルの巻数よりも少ない。この構成によれば、補正用アクチュエータと磁気センサとの距離が駆動アクチュエータと磁気センサとの距離よりも短い場合は、補正用アクチュエータの磁気コイルの巻数を駆動アクチュエータの磁気コイルの巻数よりも少なくした状態で駆動アクチュエータが発生する誘導磁気をキャンセルできるため、補正用アクチュエータの構成をより簡素にすることができる。
【００１５】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、被写体像が結像される撮像素子と、磁気コイルを有し、手振れ補正のための補正レンズ又は前記撮像素子を磁力により駆動する駆動アクチュエータと、前記補正レンズ又は前記撮像素子とともに駆動される磁石の位置を検出する磁気センサと、磁気コイルを有し、前記磁気センサを間に介在させて前記駆動アクチュエータと対向配置される補正用アクチュエータと、前記駆動アクチュエータの駆動信号に所定値以上の周波数成分が含まれている場合に前記補正用アクチュエータを駆動する駆動回路と、を備える撮像装置が提供される。
【００１６】
上記構成によれば、補正用アクチュエータは、磁気センサを間に介在させて駆動アクチュエータと対向配置され、駆動アクチュエータの駆動信号に所定値以上の周波数成分が含まれている場合に補正用アクチュエータが駆動される。従って、駆動アクチュエータが発生する誘導磁気は、補正用アクチュエータが発生する誘導磁気によってキャンセルされることになり、磁気センサの出力が誘導磁気の影響を受けることを抑止できる。
【００１７】
前記所定値は、前記駆動アクチュエータの誘導磁気により前記磁気センサの出力に変曲点が生じる周波数である。この構成によれば、駆動アクチュエータの誘導磁気により磁気センサの出力に変曲点が生じる周波数以上の周波数成分が駆動アクチュエータの駆動信号に含まれている場合に、補正用アクチュエータが駆動されるため、磁気センサの出力が誘導磁気の影響を受けることを確実に抑止できる。
【００１８】
前記駆動アクチュエータと前記補正用アクチュエータとは、前記磁気センサから等距離の位置に配置され、前記補正用アクチュエータの前記磁気コイルは、前記駆動アクチュエータの前記磁気コイルと同一の仕様であり、コイルの巻き方向が逆方向である。この構成によれば、駆動アクチュエータと補正用アクチュエータとは、磁気センサから等距離の位置に配置され、補正用アクチュエータの磁気コイルは、駆動アクチュエータの磁気コイルと同一の仕様であり、コイルの巻き方向が逆方向とされるため、駆動アクチュエータが発生する誘導磁気を補正用アクチュエータが発生する誘導磁気によって確実にキャンセルすることができる。
【００１９】
前記補正用アクチュエータと前記磁気センサとの距離は、前記駆動アクチュエータと前記磁気センサとの距離よりも短く、前記補正用アクチュエータの前記磁気コイルを流れる電流値が前記駆動アクチュエータの前記磁気コイルを流れる電流値よりも小さい。この構成によれば、補正用アクチュエータと磁気センサとの距離が駆動アクチュエータと磁気センサとの距離よりも短い場合は、補正用アクチュエータの磁気コイルを流れる電流値が駆動アクチュエータの磁気コイルを流れる電流値よりも小さくした状態で駆動アクチュエータが発生する誘導磁気をキャンセルできるため、補正用アクチュエータの消費電力を最小限に抑えることが可能となる。
【００２０】
前記補正用アクチュエータと前記磁気センサとの距離は、前記駆動アクチュエータと前記磁気センサとの距離よりも短く、前記補正用アクチュエータの前記磁気コイルの巻数が前記駆動アクチュエータの前記磁気コイルの巻数よりも少ない。この構成によれば、補正用アクチュエータと磁気センサとの距離が駆動アクチュエータと磁気センサとの距離よりも短い場合は、補正用アクチュエータの磁気コイルの巻数を駆動アクチュエータの磁気コイルの巻数よりも少なくした状態で駆動アクチュエータが発生する誘導磁気をキャンセルできるため、補正用アクチュエータの構成をより簡素にすることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、簡素な構成で安定して手振れ補正のための制御を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係る手振れ補正装置を備えた撮像装置を示す模式図である。
【図２】ホール素子に発生するコイルからの誘導磁気の影響を説明するための模式図である。
【図３】ホール素子の出力への磁気の影響を測定した結果を示す特性図である。
【図４】駆動コイルの直上または周辺にホール素子が位置しておらず、ホール素子が誘導磁気の影響を受けていない場合の結果を比較として示す特性図である。
【図５】本実施形態に係る手振れ補正システムの主要構成を示すブロック図である。
【図６】図６に示すシステムにおいて、サーボのオープンループ特性のゲインと位相を示す特性図である。
【図７】補正コイルを駆動するための構成を示すブロック図である。
【図８】駆動コイル、移動マグネット、ホール素子、及び補正コイルの構成を示す模式図である。
【図９】駆動コイル、移動マグネット、ホール素子、及び補正コイルの構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２４】
図１は、本発明の一実施形態に係る手振れ補正装置１００を備えた撮像装置２００を示す模式図である。図１に示すように、撮像装置２００は、手振れ補正装置１００と、撮像素子２０２と、光学レンズ２０４を備えている。光学レンズ２０４は、被写体像を撮像素子２０２の撮像面に結像する。撮像素子２０２は、ＣＣＤセンサ、ＣＭＯＳセンサ等のセンサであり、撮像面に結像した被写体像を光電変換して得られた信号を出力する。
【００２５】
手ぶれ補正装置１００は、ユーザが撮像装置２００を保持した際の手振れに基づいて、補正レンズ１２４を光軸２１０と垂直方向に駆動し、手振れを補正する。手振れ補正装置１００は、駆動コイル１１０、移動マグネット１２０、レンズ保持枠１２２、補正レンズ１２４、ホール素子１３０、補正コイル１４０を有して構成される。
【００２６】
図１において、補正レンズ１２４は、レンズ保持枠１２２に保持されている。また、移動マグネット１２０は、レンズ保持枠１２２に固定されている。駆動コイル１１０は、通電されることによって誘導磁気を発生し、磁力によって移動マグネット１２０を光軸２１０と垂直な方向へ駆動する。これにより、移動マグネット１２０が固定されたレンズ保持枠１２２が補正レンズ１２４とともに光軸２１０と垂直方向に移動する。そして、補正レンズ１２４の移動によって、撮像素子２０２の撮像面上での被写体像の位置が移動し、手振れを補正することができる。なお、図１では、レンズ保持枠１２２を垂直方向に駆動するための駆動コイル１１０及び移動マグネット１２０のみを図示しているが、レンズ保持枠１２２を水平方向に駆動するための駆動コイル１１０及び移動マグネット１２０が別に設けられている。従って、補正レンズ１２４を光軸に対して垂直方向と水平方向の２方向に移動させることができ、上下左右の手振れを補正することができる。
【００２７】
なお、本実施形態では、ユーザによる手ぶれ量に基づいて補正レンズ１２４を駆動しているが、撮像素子２０２を光軸と垂直方向に駆動しても良い。この場合、補正レンズ１２４を設ける必要はなく、移動マグネット１２０に撮像素子２０２を装着して撮像素子２０２を駆動する。
【００２８】
ホール素子１３０は、移動マグネット１２０の移動量を検出する。補正コイル１４０は、駆動コイル１１０と逆向きの誘導磁気を発生し、ホール素子１３０の位置で駆動コイル１１０の誘導磁気をキャンセルすることで、誘導磁気がホール素子１３０の出力に与える影響を抑止する。これにより、ホール素子１３０は、移動マグネット１２０の位置を正確に検出することができる。なお、本実施形態では、手振れ補正のために駆動される補正レンズ１２４または撮像素子２０２の位置を、ホール素子１３０を用いて検出しているが、ＭＲセンサなど他の磁気センサを用いることも可能である。
【００２９】
図２は、ホール素子１３０に発生するコイルからの誘導磁気の影響を説明するための模式図である。駆動コイル１１０の上部に配置されたホール素子１３０は、本来的には移動マグネット１２０の磁気を検知してその位置を正確に検出できるものである。しかし、図２に示すように、補正コイル１４０を設けていない場合、ホール素子１３０は、駆動コイル１１０に流れる電流によって発生する誘導磁気の影響を受けてしまう。図３は、ホール素子１３０の出力への磁気の影響を測定した結果を示す特性図である。図３において、横軸は周波数を示しており、縦軸は移動マグネット１２０の実際の移動距離に対するホール素子１３０の出力の比率を測定した結果を示している。なお、移動マグネット１２０の実際の移動距離は、レーザセンサ等によって正確に測定することができる。
【００３０】
ホール素子は、移動マグネット１２０の移動距離に比例した値を出力する。従って、本来は、移動マグネット１２０の実際の移動距離とホール素子１３０の出力との比率は一定値になる。しかし、図３に示すように、ある周波数（１００Ｈｚ付近）までは、移動マグネット１２０の移動距離とホール素子１３０の出力との比率は一定であるが、周波数１３０Ｈｚ近辺に変曲点があり、周波数が１３０Ｈｚ近辺よりも大きくなると、比率の値が徐々に上昇していることがわかる。
【００３１】
駆動コイル１１０に流す電流が一定の場合、周波数に対する移動マグネット１２０の移動量は−４０ｄＢ／ｄｅｃの傾きで減少し、周波数が１００Ｈｚ程度では移動マグネット１２０の移動量が数μｍ以下となる。このように、周波数が１００Ｈｚ程度では移動マグネット１２０の移動量が微小量となり、ホール素子１３０の本来の出力レベルに対して、駆動コイル１１０から発生する磁気の影響を受けた場合はホール素子１３０の出力レベルが大きなってしまうため、図３に示すような特性が現れてしまう。
【００３２】
一方、図４は、駆動コイル１１０の直上または周辺にホール素子１３０が位置しておらず、ホール素子１３０が誘導磁気の影響を受けていない場合の結果を比較として示している。図４において、図３と同様に横軸は周波数を示しており、縦軸は移動マグネット１２０の実際の移動距離に対するホール素子１３０の出力の比率を示している。この場合、周波数が変化した場合でも、移動マグネット１２０の移動距離に対するホール素子１３０の出力の比率は一定であり、図３のような変曲点は生じない。以上のように、誘導磁気の影響を受けると、移動マグネット１２０の移動距離とホール素子１３０の出力との比率が変化してしまい、移動量を正確に検出することができなくなる。
【００３３】
図５は、本実施形態に係る手振れ補正システム３００の主要構成を示すブロック図である。図５に示すように、手振れ補正システム３００は、ジャイロセンサー３０２、アンプ３０４、ＭＣＵ（マイコン）３０６、減算部３０８、サーボフィルタ３１０、ドライバー回路３１２、アクチュエータ３１３（駆動コイル１１０）、移動マグネット１２０及びこれによって駆動される補正レンズ１２４（または撮像素子２０２）、移動マグネット１２０の位置を検出するホール素子１３０、アンプ３１４を有して構成される。
【００３４】
図５において、ジャイロセンサー３０２より検知された手振れ振動はアンプ３０４にて増幅された後、ＭＣＵ３０６に入力される。また、駆動する対象である移動マグネット１２０の位置はホール素子１３０によって検出され、その検出結果はホール素子１３０から出力されてアンプ３１４で増幅された後、ＭＣＵ３０６に入力される。
【００３５】
ＭＣＵ３０６は、ジャイロセンサー３０２で検知された手振れ振動から手振れ量を計算し、手振れを補正するための補正値（手振れ補正値）を算出する。減算部３０８は、手振れ補正値とホール素子１３０の位置検出結果を比較し、手振れ補正値からホール素子１３０の位置検出結果を減算した結果をサーボフィルタ３１０に入力する。
【００３６】
サーボフィルタ３１０では、適切な制御を行うためのゲインや位相を制御し、ドライバー回路３１２を通じてアクチュエータ３１３（駆動コイル１１０）を駆動し、移動マグネット１２０を目標の位置へと可動させる。上述したように、サーボフィルタ３１０には、検知された手振れ量に対して移動マグネット１２０の位置を減算した結果が入力されるため、手振れ量に対して移動マグネット１２０の位置を考慮して、必要な目標値に移動マグネット１２０を駆動する。移動マグネット１２０が可動した際の位置情報は、ホール素子１３０にて検知され、再びＭＣＵ３０６からの目標値と比較されてサーボフィルタ３１０に入力される。このように、本実施形態に係る手振れ補正システム３００では、図５中に白線の矢印で示されるサーボループが構成される。サーボループは、ホール素子１３０の出力がＭＣＵ３０６から出力される手振れ補正値と一致するように、アクチュエータ３１３を駆動する。
【００３７】
このように、手振れ補正システム３００では、常にＭＣＵ３０６から算出された目標値（手振れ補正値）と移動マグネット１２０の現在位置情報とが比較されながら、手振れを補正していくフィードバック制御を行う。手振れ補正性能を高めるためには、このフィードバック制御（サーボループ）の安定化と、手振れ周波数帯域での高いゲインが必要である。従って、誘導磁気の影響度が手振れ補正性能を左右することになる。
【００３８】
図６は、図５に示すシステムにおいて、サーボのオープンループ特性のゲインと位相を示す特性図であって、駆動コイル１１０による誘導磁気の影響が有る場合と無い場合の相違を表している。図６において、ゲインが０ｄＢになる点をゲイン交点といい、ゲイン交点の周波数の位相において−１８０ｄｅｇとの差分を位相余裕という。さらに位相特性が−１８０ｄｅｇと交差する周波数におけるゲインの０ｄＢからの低下量をゲイン余裕という。このゲイン余裕と位相余裕の余裕量が少ないほどサーボが不安定となり、発振の原因となる。発振が生じると、移動マグネット１２０がある周波数で振動した状態となってしまい、適正な手振れ補正を行うことが困難となる。
【００３９】
図６において、ユーザの手ぶれによる周波数は、主として３〜２０Ｈｚ程度の周波数の振動である。従って、図６に示すように、この周波数帯域でのゲインを十分に大きくすることによって、手振れに対する応答特性が高くなり、移動マグネット１２０（補正レンズ１２４）を短時間で且つ高精度に所望の位置に駆動することができる。
【００４０】
一方、ユーザの手ぶれによる周波数には上述の周波数帯域以外の成分も含まれ、図６に示すように、１０Ｈｚ〜１ｋＨｚ以上の程度までの帯域の周波数が図５中のサーボループに混入する。そして、図３で説明したように、一例として１００Ｈｚ以上の周波数では、ホール素子１３０の出力に誘導磁気の影響が含まれてしまう。
【００４１】
図６では、１００Ｈｚ以上の周波数において、誘導磁気の影響がある場合のゲインを破線で示し、誘導磁気の影響が無い場合のゲインを太い実線で示している。図６に示すように、誘導磁気の影響が有る場合は、誘導磁気の影響が無い場合に比べてゲイン余裕量が減り、発振し易くなることがわかる。従って、サーボループに１００Ｈｚ以上の周波数の振動が混入すると、移動マグネット１２０が発振してしまい、所望の手振れ補正ができなくなる事態が想定される。
【００４２】
更に、上述のように手ぶれによる周波数は主として３〜２０Ｈｚ程度の帯域であるが、手振れ補正にて必要な２０Ｈｚ以下のゲインを増加しようとすると、ゲイン交点の周波数も増加することになる。しかし、誘導磁気の影響がある場合は、ゲイン交点の周波数を増加すると、ゲイン余裕が減少するため、ゲイン交点の周波数を上げることができない。このため、手振れ補正の応答特性及び位置精度を向上させることに限界が生じてしまう。
【００４３】
このため、本実施形態では、図５中のサーボループ内で所定値以上の周波数を検出した場合は、補正コイル１４０を駆動するようにしている。補正コイル１４０を駆動することによって、駆動コイル１１０の誘導磁気をキャンセルすることができるため、図４で説明したように、周波数が高い領域においてもホール素子１３０からは実際の移動マグネット１２０の移動量に比例した値が出力される。従って、サーボループにおけるゲイン余裕を増大することが可能となり、発振が生じてしまうことを確実に抑止できる。
【００４４】
図７は、補正コイル１４０を駆動するための構成を示すブロック図である。図７に示す構成は、図５に示すドライバー回路３１２とアクチュエータ３１３のブロックに対応する。図７に示すように、ドライバー回路３１２の出力は、駆動コイル１１０と補正回路３２０へ入力される。駆動コイル１１０は、ドライバー回路３１２からの入力に応じて駆動される。
【００４５】
補正回路３２０は、サーボ帯域において影響を及ぼす周波数帯域（一例として、図３に示す変曲点以上の周波数）の信号を抽出すると、ホール素子１３０に与える誘導磁気の磁気極性を相殺するため、補正コイル１４０を駆動する。これにより、誘導磁気がキャンセルされ、ホール素子１３０は、移動マグネット１２０の移動による磁界変化分だけを検出することができる。従って、図６における誘導磁気の影響が無い状態と等しくなり、ゲイン余裕が十分に確保された安定なサーボループが実現できる。
【００４６】
補正回路３２０としては、変曲点以上の周波数帯域を抽出するハイパスフィルター、バンドパスフィルター等を使用することが可能である。補正回路３２０は、変曲点以上の周波数を検出しない場合は、補正コイル１４０を駆動しない。従って、この場合は駆動コイル１１０のみが駆動される。変曲点以下の周波数では、ホール素子１３０の出力に誘導磁気の影響は生じないため、補正コイル１４０を駆動しなくても移動マグネット１２０の正確な位置を検出することが可能である。
【００４７】
図８及び図９は、駆動コイル１１０、移動マグネット１２０、ホール素子１３０、及び補正コイル１４０の構成を示す模式図である。駆動コイル１１０の誘導磁気をキャンセルする方法としては、駆動コイル１１０と補正コイル１４０とでコイルの巻き線方向、または回路極性を適合することにより、駆動コイル１１０の誘導磁気とは逆向きの誘導磁気を補正コイル１４０から発生させる。
【００４８】
図８に示す構成例では、駆動コイル１１０と同じコイルを使用して補正コイル１４０を構成する。そして、ホール素子１３０を挟んで、駆動コイル１１０と補正コイル１４０を逆向きにして等距離ｄの位置に配置する。これにより、駆動コイル１１０と補正コイル１４０に流れる電流量が同じであれば、駆動コイル１１０と補正コイル１４０から同じ誘導磁気が発生する。従って、駆動コイル１１０と補正コイル１４０のコイルの巻き線方向を逆向きにすることで、誘導磁気を相殺することが可能である。
【００４９】
また、図９に示す構成例では、スペース効率を考慮して、駆動コイル１１０よりもサイズの小さい補正コイル１４０を使用している。図９に示す構成例では、ホール素子１３０上で誘導磁気をキャンセルできるように補正コイル１４０の仕様を変更し、ホール素子１３０と補正コイル１４０を図８よりも近づけている。この場合は、補正コイル１４０に流す電流量やコイルの仕様、ホール素子１３０との距離を最適化することで誘導磁気をキャンセルすることができる。補正コイル１４０をホール素子１３０に近づけると、ホール素子１３０上での補正コイル１４０の誘導磁気がより大きくなるため、図８よりも小型の補正コイル１４０を使用することができ、コンパクト化が可能になる。例えば、補正コイル１４０の巻数を駆動コイル１１０の巻数よりも少なくすることができる。また、補正コイル１４０をホール素子１３０に近づけると、ホール素子１３０上での補正コイル１４０の誘導磁気がより大きくなるので、コイル電流を低減することができ、補正コイル１４０の消費電力を抑えることができる。図９に示す構成例では、補正回路３２０には、補正コイル１４０に流す電流量を最適化するためのゲイン調整機能も含まれる。なお、図９の構成例では、補正コイル１４０をホール素子１３０に近づけたことにより、移動マグネット１２０の磁力が補正コイル１４０に到達していると、補正コイル１４０によって移動マグネット１２０を駆動する力が発生する。この場合、駆動コイル１１０と補正コイル１４０のコイルの巻き線方向が逆であるため、補正コイル１４０により移動マグネット１２０を駆動する力は、駆動コイル１１０により移動マグネット１２０を駆動する力と逆方向となり、力が打ち消しあってしまう。このような事態を回避するため、移動マグネット１２０の補正コイル１４０側の面には、ヨーク（鉄板）が貼り付けてある（図９において不図示）。これにより、ヨークによって移動マグネット１２０の磁束が補正コイル側１４０に漏れることがないため、補正コイル１４０によって移動マグネット１２０を駆動する力が発生することを確実に抑止できる。
【００５０】
また、製造上で発生し得るホール素子１３０上での誘導磁界のばらつきは、駆動コイル１１０と補正コイル１４０の間の距離の調整、コイル電流値の調整等によって補うことが可能である。
【００５１】
以上説明したように本実施形態によれば、サーボループ内でホール素子１３０の出力に誘導磁気の影響が現れる周波数を検出した場合は、補正コイル１４０を駆動して誘導磁気をキャンセルするようにしたため、移動マグネット１２０の位置を高精度に検出することが可能となる。従って、手振れ補正システムにおいて、サーボループを安定して制御することが可能となり、サーボが発振してしまうことを確実に抑止することが可能となる。
【００５２】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００５３】
１００    手振れ補正装置
１１０    駆動コイル
１２０    移動マグネット
１２４    補正レンズ
１３０    ホール素子
１４０    補正コイル
２００    撮像装置
２０２    撮像素子
３２０    補正回路
【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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