(57)【要約】【課題】衝撃等の発生を抑制した振れ補正装置等を提供する。【解決手段】光学系の光軸上の設けられた光学部品１６を、前記光軸と交差する方向に移動させる移動手段２４と、前記光学部品１６の位置および移動方向に応じて、前記移動手段による前記光学部品の移動速度を変化させる速度制御部４４とを有し、前記速度制御部４４は、前記光学部品１６の移動方向が、制御上の移動限界位置ＰＬ，−ＰＬに近づく方向である場合と、前記制御上の移動限界位置ＰＬ，−ＰＬから遠ざかる方向である場合とで、前記光学部品１６の移動速度の変化量を変えることを特徴とする振れ補正装置。【選択図】図２
2009210622.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学系の光軸上の設けられた光学部品を、前記光軸と交差する方向に移動させる移動手段と、
前記光学部品の位置および移動方向に応じて、前記移動手段による前記光学部品の移動速度を変化させる速度制御部とを有し、
前記速度制御部は、前記光学部品の移動方向が、制御上の移動限界位置に近づく方向である場合と、前記制御上の移動限界位置から遠ざかる方向である場合とで、前記光学部品の移動速度の変化量を変えることを特徴とする振れ補正装置。
【請求項２】
請求項１に記載された振れ補正装置であって、
前記速度制御部は、前記光学部品の移動方向が、前記制御上の移動限界位置に近づく方向である場合の前記変化量により、前記光学部品の移動速度を抑制することを特徴とする振れ補正装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載された振れ補正装置であって、
前記光学部品の移動方向が、前記制御上の移動限界位置から遠ざかる方向である場合の前記変化量は、前記光学部品の移動方向が、前記制御上の移動限界位置に近づく方向である場合の前記変化量より小さいことを特徴とする振れ補正装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載された振れ補正装置であって、
前記速度制御部は、前記光学部品の移動方向が、当該光学部品の移動範囲の中心位置から遠ざかる方向である場合と、当該光学部品の移動範囲の中心位置に近づく方向である場合とで、前記光学部品の移動速度の変化量を変えることを特徴とする振れ補正装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載された振れ補正装置であって、
前記光学部品の移動範囲の中心位置と、前記制御上の移動限界位置との間には、切換位置があり、
前記速度制御部は、前記光学部品の位置が、前記切換位置より前記制御上の限界位置に近接する位置にある場合と、前記切換位置より前記中心位置に近接する位置にある場合とで、前記光学部品の移動速度の変化量を変化させ得ることを特徴とする振れ補正装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載された振れ補正装置であって、
前記光学部品の移動範囲の中心位置に対して、前記制御上の移動限界位置からさらに遠ざかる方向には、前記光学部品が他の部品に接触する寸法上の移動限界位置があることを特徴とする振れ補正装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載された振れ補正装置であって、
前記速度制御部は、前記光学系の振れを打ち消すために必要な前記光学部品の前記移動速度を演算し、前記光学部品の位置および移動方向に応じて、演算された前記移動速度を変化させることを特徴とする振れ補正装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載の振れ補正装置を備えるレンズ鏡筒。
【請求項９】
請求項１から７のいずれかに記載の振れ補正装置を備えるカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振れ補正装置、振れ補正装置を備えるレンズ鏡筒およびカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
手振れなどによるブレ画像を防止するために、カメラ等に備えられる像ブレ補正装置の一つとして、レンズ等の振れ補正光学部品を移動させる光学部品移動方式の像ブレ補正装置がある。
【０００３】
このような光学部品移動方式の像ブレ補正装置としては、振れ補正光学部品が可動範囲の限界を超えて移動することを防止する機能を備えるものが知られている。例えば、移動光学部品の可動範囲の限界近傍の所定範囲内に振れ補正光学部品が移動した場合に、振れ補正光学部品の移動を制限する技術が知られている（特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、従来技術では、振れ補正光学部品が前記所定範囲に入る際と、前記所定範囲から出る際の両方で、当該振れ補正光学部品の速度が急減に変化する場合がある。振れ補正光学部品の急激な速度変化は、振れ補正光学部品を搭載する光学装置に対して、衝撃や通常より大きい駆動音を発生させる場合がある。しかし、光学装置の操作感向上のために、このような衝撃または駆動音の発生回数を低減することが求められていた。
【特許文献１】特開平９−８０５０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、このような実情に鑑みてなされ、その目的は、衝撃等の発生を抑制した振れ補正装置、および当該振れ補正装置を備えるレンズ鏡筒並びにカメラを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係る振れ補正装置は、
光学系の光軸上の設けられた光学部品（１６）を、前記光軸と交差する方向に移動させる移動手段（２４）と、
前記光学部品（１６）の位置および移動方向に応じて、前記移動手段による前記光学部品の移動速度を変化させる速度制御部（４４）とを有し、
前記速度制御部（４４）は、前記光学部品（１６）の移動方向が、制御上の移動限界位置（ＰＬ，−ＰＬ）に近づく方向である場合と、前記制御上の移動限界位置（ＰＬ，−ＰＬ）から遠ざかる方向である場合とで、前記光学部品（１６）の移動速度の変化量を変えることを特徴とする。
【０００７】
また、例えば、前記速度制御部（４４）は、前記光学部品（１６）の移動方向が、前記制御上の移動限界位置（ＰＬ，−ＰＬ）に近づく方向である場合の前記変化量により、前記光学部品（１６）の移動速度を抑制してもよい。
【０００８】
また、例えば、前記光学部品（１６）の移動方向が、前記制御上の移動限界位置（ＰＬ，−ＰＬ）から遠ざかる方向である場合の前記変化量は、前記光学部品の移動方向が、前記制御上の移動限界位置（ＰＬ，−ＰＬ）に近づく方向である場合の前記変化量より小さくてもよい。
【０００９】
また、例えば、前記速度制御部（４４）は、前記光学部品（１６）の移動方向が、当該光学部品（１６）の移動範囲の中心位置から遠ざかる方向である場合と、当該光学部品の移動範囲の中心位置に近づく方向である場合とで、前記光学部品の移動速度の変化量を変えてもよい。
【００１０】
また、例えば、本願発明に係る振れ補正装置は、前記光学部品（１６）の移動範囲の中心位置と、前記制御上の移動限界位置（ＰＬ，−ＰＬ）との間には、切換位置（ＰＳ，−ＰＳ）があり、
前記速度制御部（４４）は、前記光学部品（１６）の位置が、前記切換位置（ＰＳ，−ＰＳ）より前記制御上の限界位置（ＰＬ，−ＰＬ）に近接する位置にある場合と、前記切換位置（ＰＳ，−ＰＳ）より前記中心位置に近接する位置にある場合とで、前記光学部品（１６）の移動速度の変化量を変化させ得ることを特徴としてもよい。
【００１１】
また、例えば、本願発明に係る振れ補正装置は、前記光学部品（１６）の移動範囲の中心位置に対して、前記制御上の移動限界位置（ＰＬ，−ＰＬ）からさらに遠ざかる方向には、前記光学部品（１６）が他の部品に接触する寸法上の移動限界位置があってもよい。
【００１２】
また、例えば、前記速度制御部（４４）は、前記光学系の振れを打ち消すために必要な前記光学部品（１６）の前記移動速度を演算し、前記光学部品の位置および移動方向に応じて、演算された前記移動速度を変化させてもよい。
【００１３】
本願発明に係るレンズ鏡筒（４）は、上記いずれかに記載の振れ補正装置を備える。
【００１４】
本願発明に係るカメラは、上記いずれかに記載の振れ補正装置を備える。
【００１５】
なお上述の説明では、本発明をわかりやすく説明するために実施形態を示す図面の符号に対応づけて説明したが、本発明は、これに限定されるものでない。後述の実施形態の構成を適宜改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成物に代替させてもよい。さらに、その配置について特に限定のない構成要件は、実施形態で開示した配置に限らず、その機能を達成できる位置に配置することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るブレ補正装置を搭載したカメラにおける振れ補正制御を説明するブロック図、
図２は、図１に示す位置バイアス制御部で行われる一連の処理を表したフローチャート、
図３は、図１に示す振れ補正光学系における制御上の移動限界位置および切換位置を表した模式図、
図４は、図１に示す積分演算部での処理を表したブロック図、
図５は、図４に示す積分演算部での出力の時間変化を表したグラフ、
図６は、図１に示すコントローラでの処理を表したブロック図、
図７は、図１に示すカメラによる振れ補正処理の結果を表したグラフ、
図８は、比較例に係る振れ補正装置における位置バイアス制御部の制御の流れを表したフローチャート、
図９は、比較例に係る振れ補正補正装置における振れ補正光学系の位置および駆動量の時間変化を表したグラフである。
実施形態
【００１７】
図１は、本発明の実施形態に係る振れ補正装置を搭載したカメラの振れ補正制御を説明するブロック図である。なお、図１上部には、カメラの概略断面図を記載している。本発明の一実施形態に係るレンズ鏡筒４の筒体５、カメラ本体部１の筐体２に対して、不図示のレンズ保持枠を介して取り付けられている。レンズ鏡筒４の筒体５の内部には、被写体光の入射側から、第１光学系１０、第２光学系１２、振れ補正光学系１６および第３光学系１４が、第１光学系１０、第２光学系１２、第３光学系１４の光軸Ｌに沿って配置されている。
【００１８】
第１〜第３光学系１０〜１４および振れ補正光学系１６は、カメラの撮影光学系を構成しており、撮影時には、第１光学系１０側から入射する被写体光を、カメラ本体部１の筐体２の内部に備えられた記録媒体１７へと導く。第１光学系１０、第２光学系１２および第３光学系１４は、それぞれ第１〜第３光学系保持枠１９，２０，２１を介して、筒体５に対して取り付けられている。
【００１９】
また、振れ補正光学系１６は、補正光学系保持枠１８によって保持されている。さらに、補正光学系保持枠１８は、振れ補正駆動部２４を介して、筒体５に対して移動可能に取り付けられている。振れ補正駆動部２４としては、補正光学系保持枠１８および振れ補正光学系１６を、光軸Ｌに対して略垂直に移動させるものであれば特に限定されない。
【００２０】
本実施形態では、振れ補正駆動部２４として、補正光学系保持枠１８に備えられたコイルと、当該コイルの周辺に磁界を発生させる磁石およびヨーク等によって構成させるボイスコイルモータを用いている。本実施形態の振れ補正駆動部２４は、互いに直交する方向に、補正光学系保持枠１８を移動させる２つのボイスコイルモータを備えており、補正光学系保持枠１８を光軸Ｌに垂直な任意の方向に移動させる。なお、筒体５の内部には、振れ補正光学系１６の位置を検出するための補正光学系位置検出部２６が、補正光学系保持枠１８に関連して設けられている。
【００２１】
また、レンズ鏡筒４は、ジャイロセンサなどで構成される角速度センサ２８を有している。振れ補正駆動部２４は、レンズ鏡筒４に備えられた角速度センサ２８等によって検出された検出信号に基づき、補正光学系保持枠１８を駆動し、手振れ等に起因する像ブレを補正する。
【００２２】
レンズ鏡筒４は、振れ補正駆動部２４の駆動を制御するレンズＣＰＵ３０を有している。後に詳述するように、レンズＣＰＵ３０は、角速度センサ２８から得た撮影光学系の振れに関する情報等に基づき、振れ補正駆動部２４を介して、振れ補正光学系１６の移動を制御することで、被写体に対する撮影光学系の振れを打ち消す。
【００２３】
レンズＣＰＵ３０は、レンズ鏡筒４内に設けられている。また、レンズ鏡筒４は、不図示のマウント部を介して、カメラ本体部２に着脱可能である。レンズ鏡筒４のマウント部には、カメラ本体部２側と電気的に接続するための接点（レンズ接点）５２が設けられている。レンズＣＰＵ３０は、レンズ接点５２を介して、カメラ本体部２に設けられたボディＣＰＵ５４と電気的に接続されている。図１中、ローパスフィルタ３２、ＰＷＭドライバ５０、レンズＣＰＵ３０、レンズ接点５２は、レンズ鏡筒４に設けられており、ボディＣＰＵ５４、レリーズスイッチ５６は、カメラ本体部１に設けられている。ボディＣＰＵ５４は、カメラ全体の制御を行う中央処理部である。ボディＣＰＵ５４は、レリーズスイッチ５６からの信号に応じて、レンズＣＰＵ３０による振れ補正光学系１６の移動の制限を、開始または終了させる。
【００２４】
図１には、レンズＣＰＵ３０によって行われる演算処理のうち、振れ補正制御に関する処理内容が、各処理部（ブロック）として示されている。すなわち、レンズＣＰＵ３０は、デジタルローパスフィルタ（デジタルＬＦＰ）３４と、レンズ目標速度変換部４２と、位置バイアス制御部４４と、積分演算部４６と、コントローラ４８とを有する。
【００２５】
デジタルＬＦＰ３４は、角速度センサ２８によって検出されるセンサ角速度ωの基準値を求める。レンズ目標速度変換部４２は、角速度センサ２８によって検出された撮像光学系の振れを打ち消すために必要な振れ補正光学系１６の速度を算出し、当該速度を振れ補正光学系１６の目標速度ＶＣ１として出力する。位置バイアス制御部４４は、振れ補正光学系１６の位置および移動方向に応じて、振れ補正光学系１６の目標速度ＶＣ１を、補正速度ＶＣに変化させる。積分演算部４６では、振れ補正光学系１６を移動させる位置を算出し、それを補正レンズ目標位置Ｌｃとして出力する。さらに、コントローラ４８では、補正レンズ目標位置Ｌｃおよび補正光学系位置Ｌｒに基づき、振れ補正光学系１６をＰＩＤ制御するための駆動量を算出する。
【００２６】
また、レンズＣＰＵ３０は、焦点距離演算部３６と、被写体距離演算部３８と、ＥＥＰＲＯＭ読出部４０とをさらに有する。これらは、振れ補正制御のために必要な各情報に関する信号を、レンズ目標速度変換部４２に対して出力する。以下に、本実施形態のレンズＣＰＵ３０による振れ補正制御について説明する。
【００２７】
レンズ鏡筒４に備えられた角速度センサ２８によって検出された角速度情報は、センサ角速度ωとして出力される。センサ角速度ωは、ローパスフィルタ３２によって高周波部分のノイズを除去された後、レンズＣＰＵ３０に入力される。センサ角速度ωは、レンズＣＰＵ３０に入力される際に、Ａ／Ｄ変換（アナログ−デジタル変換）され、デジタル角速度ω１となる。
【００２８】
次に、デジタル角速度ω１はデジタルＬＦＰ３４に入力され、デジタルＬＦＰ３４は、基準ゼロ角速度ω２を演算して求めた後、デジタル角速度ω１から基準ゼロ角速度ω２を減算することによって、基準位置が定まった標準角速度ωｓを算出する。
【００２９】
レンズ目標速度変換部４２では、焦点距離演算部３６からの焦点距離情報、被写体距離演算部３８からの被写体距離情報、ＥＥＰＲＯＭ読出部４０からのレンズ固有情報等をもとに、入力された標準角速度ωｓを振れ補正光学系１６の目標速度ＶＣ１に変換する。目標速度ＶＣ１とは、撮影光学系の振れによって生じる像ブレに対して、当該像ブレを打ち消すために、振れ補正光学系１６に与えられる速度である。振れ補正光学系１６は、目標速度ＶＣ１で規定される方向および速さで移動することによって、像の結像位置を結像面内で変位させ、撮影光学系の振れによって生じる像ブレを打ち消す。なお、焦点距離演算部３６および被写体距離演算部３８は、不図示の撮影光学系位置検出部および被写体距離検出部からの検出信号をもとに、焦点距離および被写体距離を演算する。
【００３０】
位置バイアス制御部４４では、補正光学系位置Ｌｒ基づき、入力された目標速度ＶＣ１を、補正速度ＶＣに変化させる。補正光学系位置Ｌｒは、補正光学系位置検出部２６によって検出された振れ補正光学系１６の位置を表す信号が、レンズＣＰＵ３０に入力される際に、Ａ／Ｄ変換されたものである。
【００３１】
図２は、位置バイアス制御部４４で行われる一連の処理を表したフローチャートである。なお、図２に示すフローチャートおよび図７に示すグラフでは、処理を単純化するため、振れ補正光学系１６が、当該振れ補正光学系１６の移動範囲の中心位置を原点とし、光軸Ｌに直交する一次元座標上を移動するものとして説明を行う。また、この場合において、補正光学系位置Ｌｒは、一次元座標上における振れ補正光学系１６の中心軸の位置を意味する。なお、本実施形態では、振れ補正光学系１６の移動範囲の中心位置と、光軸Ｌは略一致している。
【００３２】
振れ補正光学系１６の中心軸は、図３に示すように、正方向における制御上の移動限界位置（ソフトリミット）ＰＬと、負方向のソフトリミット−ＰＬとの間を移動するように制御される。各ソフトリミットＰＬ，−ＰＬと原点との間には、原点からの距離が、原点から各ソフトリミットＰＬ，−ＰＬまでの距離の０．８倍となる位置に、切換位置ＰＳ，−ＰＳが備えられている。
【００３３】
図２に示すステップＳ００１では、補正光学系位置Ｌｒの絶対値｜Ｌｒ｜が、所定のしきい値より小さいか否かを判断することによって、図１に示す振れ補正光学系１６の位置を判断する。図２に示すように、本実施形態では、補正光学系位置Ｌｒの絶対値｜Ｌｒ｜が、ソフトリミットＰＬの０．８倍より小さいか否かを判断する。これによって、振れ補正光学系１６の中心軸が、図３に示す切換位置ＰＳ，−ＰＳよりソフトリミットＰＬ−ＰＬに近接する位置にあるか、切換位置ＰＳ，−ＰＳより原点に近接する位置にあるかを判断する。
【００３４】
図２のステップＳ００１において、補正光学系位置Ｌｒの絶対値｜Ｌｒ｜が、ソフトリミットＰＬの０．８倍より小さいと判断された場合は、ステップＳ００６に示す処理を行う。ステップＳ００６では、補正速度Ｖｃを算出する際に目標速度ＶＣ１に掛けられる倍率（ゲイン）Pviasを１．０に決定する。
【００３５】
さらにステップＳ００７では、ステップＳ００６で決定したゲインPviasを用いて補正速度ＶＣを算出し、図１に示す積分演算部４６に出力する。図２に示すように、補正光学系位置Ｌｒの絶対値｜Ｌｒ｜が、０．８ＰＬ以下である場合は（ステップＳ００１）、ゲインPviasが１．０に設定されるため（ステップＳ００６）、ステップＳ００７で算出される補正速度ＶＣは、目標速度ＶＣ１に等しい。このように、振れ補正光学系１６の中心軸が、図３に示す切換位置ＰＳ，−ＰＳより原点に近接する位置にある場合、図１に示す位置バイアス制御部４４から出力される補正速度ＶＣは、目標速度ＶＣ１に等しい。
【００３６】
これに対して、図２に示すステップＳ００１において、補正光学系位置Ｌｒの絶対値｜Ｌｒ｜が、ソフトリミットＰＬの０．８倍より大きいと判断された場合は、ステップＳ００２〜ステップＳ００４に示す一連の判断を行う。ステップＳ００２〜ステップＳ００４では、振れ補正光学系１６（図１参照）の移動方向を表す目標速度ＶＣ１の方向が、図３に示すソフトリミットＰＬ，−ＰＬに近づく方向であるか、ソフトリミットＰＬ，−ＰＬから遠ざかる方向であるかを判断する。
【００３７】
図２のステップＳ００２では、補正光学系位置Ｌｒが、図３に示す正方向の切換位置ＰＳより正方向のソフトリミットＰＬ側であるか、負方向の切換位置−ＰＳより負方向のソフトリミット−ＰＬ側であるかを判断する。本実施形態では、補正光学系位置Ｌｒが０より大きいか否かを判断することにより、補正光学系位置Ｌｒが、２つのソフトリミットＰＬ，−ＰＬのうち、どちらのソフトリミットＰＬ，−ＰＬに近接しているかを判断する。ステップＳ００２の後、ステップＳ００３またはステップＳ００４では、目標速度ＶＣ１の方向が、正負いずれの方向であるかを判断する。
【００３８】
図２のステップＳ００２において補正光学系位置Ｌｒが正であると判断され、かつ、ステップＳ００３においてＶＣが正であると判断された場合、ゲインPviasは０．２に決定される（ステップＳ００５）。この場合、補正光学系位置Ｌｒは、図３に示す正方向の切換位置ＰＳより正方向のソフトリミットＰＬ側であり、かつ、目標速度ＶＣ１の方向は、原点から正方向のソフトリミットＰＬへ近づく方向である。
【００３９】
また、図２のステップＳ００２において補正光学系位置Ｌｒが負であると判断され、かつ、ステップＳ００４において補正速度ＶＣが負であると判断された場合も、ゲインPviasは０．２に決定される（ステップＳ００５）。この場合、補正光学系位置Ｌｒは、図３に示す負方向の切換位置−ＰＳより負方向のソフトリミット−ＰＬ側であり、かつ、目標速度ＶＣ１の方向は、原点から負方向のソフトリミット−ＰＬへ近づく方向である。
【００４０】
ステップＳ００５でゲインPviasを０．２に決定した場合、ステップＳ００７で算出される補正速度ＶＣの大きさは、目標速度ＶＣ１の０．２倍となる。すなわち、振れ補正光学系１６の中心軸が、図３に示す切換位置ＰＳ，−ＰＳよりソフトリミットＰＬ，−ＰＬに近接する位置にあり、かつ、目標速度ＶＣ１の方向がソフトリミットＰＬ，−ＰＬに近づく方向である場合、補正速度ＶＣの大きさは、目標速度ＶＣ１の０．２倍となる。
【００４１】
これに対し、図２のステップＳ００２において補正光学系位置Ｌｒが正であると判断され、かつ、ステップＳ００３においてＶＣが負であると判断された場合は、ゲインPviasは１．０に決定される（ステップＳ００６）。この場合、補正光学系位置Ｌｒは、図３に示す正方向の切換位置ＰＳより正方向のソフトリミットＰＬ側であり、かつ、目標速度ＶＣ１の方向は、正方向のソフトリミットＰＬから遠ざかる方向である。
【００４２】
また、図２のステップＳ００２において補正光学系位置Ｌｒが負であると判断され、かつ、ステップＳ００４においてＶＣが正であると判断された場合も、ゲインPviasは１．０に決定される（ステップＳ００５）。この場合、補正光学系位置Ｌｒは、図３に示す負方向の切換位置−ＰＳより負方向のソフトリミット−ＰＬ側であり、かつ、目標速度ＶＣ１の方向は、負方向のソフトリミット−ＰＬから遠ざかる方向である。
【００４３】
ステップＳ００６でゲインPviasを１．０に決定した場合、ステップＳ００７で算出される補正速度ＶＣの大きさは、目標速度ＶＣ１の１．０倍となる。すなわち、振れ補正光学系１６の中心軸が、図３に示す切換位置ＰＳ，−ＰＳよりソフトリミットＰＬ，−ＰＬに近接する位置にあり、かつ、目標速度ＶＣ１の方向がソフトリミットＰＬ，−ＰＬから遠ざかる方向である場合、補正速度ＶＣの大きさは、目標速度ＶＣ１に等しい。
【００４４】
このように、位置バイアス制御部４４では、補正光学系位置Ｌｒに基づき、入力された目標速度ＶＣ１を、補正速度Ｖｃに変化させる。この際、目標速度ＶＣ１の方向が、ソフトリミットＰＬ，−ＰＬに近づく方向である場合と、ソフトリミットＰＬ，−ＰＬから遠ざかる方向である場合とで、補正速度Ｖｃを算出する際に目標速度ＶＣ１に掛けられるゲインPviasが異なる。
【００４５】
また、補正光学系位置Ｌｒが、図３に示す切換位置ＰＳ，−ＰＳよりソフトリミットＰＬ，−ＰＬに近接する位置にあるか、切換位置ＰＳ，−ＰＳより原点に近接する位置にあるかによって、目標速度ＶＣ１に掛けられるゲインPviasが異なる。
【００４６】
ここで、本実施形態では、原点から切換位置ＰＳ，−ＰＳまでの距離は、原点からソフトリミットＰＬ，−ＰＬまでの距離の０．８倍に設定されているが、本実施形態における切換位置ＰＳ，−ＰＳはこれに限定されない。切換位置ＰＳ，−ＰＳからソフトリミットＰＬまでの距離は、振れ補正光学系１６の減速領域確保するという観点から決定される。ただし、撮影光学系の振れをより効果的に打ち消すためには、当該距離を小さくすることが好ましい。
【００４７】
また、本実施形態では、ゲインPviasを１．０または０．２としたが、本実施形態に用いるゲインPviasとしてはこれに限定されない。ゲインPviasは、振れ補正光学系１６がソフトリミットＰＬ，−ＰＬを越えて、中心位置からさらに遠ざかる方向にあるメカリミットまで移動することを防止するために適切な任意の値をとりうる。例えば、ソフトリミットＰＬ，−ＰＬに近づくにしたがって、遷移的にゲインPviasを変化させてもよい。
【００４８】
なお、ここでメカリミットとは、振れ補正光学系１６または補正光学系保持枠１８が、他の周辺部品と接触等することによって限定される寸法上の移動限界位置である。
【００４９】
ただし、ゲインPviasによって生じる目標速度ＶＣ１から補正速度ＶＣへの変化量は、補正光学系位置ＬｒがソフトリミットＰＬ，−ＰＬに近づく方向である場合のほうが、補正光学系位置ＬｒがソフトリミットＰＬ，−ＰＬから遠ざかる方向である場合より大きいことが好ましい。
【００５０】
なぜなら、補正光学系位置ＬｒがソフトリミットＰＬ，−ＰＬに近づく方向である場合は、振れ補正光学系１６がソフトリミットＰＬ，−ＰＬを越えて移動することを抑制するため、振れ補正光学系１６の速度を抑制する必要がある。それに対して、補正光学系位置ＬｒがソフトリミットＰＬ，−ＰＬから遠ざかる方向である場合は、振れ補正光学系１６の速度が抑制される必要はなく、目標速度ＶＣ１により近づくほうが、効果的な振れ補正の観点から好ましいからである。
【００５１】
なお、図２に示すフローチャートでは、振れ補正光学系１６の移動を一次元座標を用いて説明したが、本実施形態に係る振れ補正光学系１６は、光軸Ｌに垂直な任意の方向に移動するため、フローチャートの処理を２次元に拡張して適用される。この際、互いに直交する一次元座標を独立に制御してもよいし、２次元直交座標を用いて制御しても良い。２次元直交座標を用いる場合は、例えば目標速度ＶＣ１ベクトルと、補正光学系位置Ｌｒベクトルとのなす角の大きさによって、ゲインPviasを変えてもよい。
【００５２】
図１に示す積分演算部４６では、位置バイアス制御部４４からの補正速度ＶＣに基づき、補正レンズ目標位置Ｌｃを算出する。図４は、図１に示す積分演算部４６での一連の処理を表したブロック図である。乗算部７６では、入力された補正速度ＶＣとサンプリングタイムｓｔとを乗算し、新たな積分値を算出する。加算部７８では、乗算部７６からの新たな積分値と、フィードバックされた１サンプリング前における積分演算部４６の出力値とを加算し、補正レンズ目標位置Ｌｃを算出する。
【００５３】
ここで、加算部７８に遅れられる１サンプリング前における積分演算部４６の出力値には、補正レンズ目標位置Ｌｃが図３に示すソフトリミットＰＬ，−ＰＬを越えないように、リミット処理がなされている。すなわち、引き出し部８０から引き出された出力値は、遅延変換部８２において１サンプリング前の出力値に変換されたのち、新たな積分値に加算される前に、リミット部８４でリミット処理される。なお、遅延変換部８２におけるＺａは、積分演算部４６の伝達関数をＺ変換の形で表したものである。
【００５４】
リミット部８４では、加算部７８によって算出される補正レンズ目標位置がソフトリミットを越えないように、遅延変換部８２からの入力値を変換する。例えば、遅延変換部８２からの入力値が、所定の上下限値を越える場合には、前記入力値を所定の上限値または下限値に変換する。このように、本実施形態に係る積分演算部４６では、リミット部８４においてリミット処理を行うことで、図１の補正光学系１６が、物理的なリミットであるメカリミットに接触することを防止する。
【００５５】
また、積分演算部４６のリミット処理は、新たな積分値が加算される前に、１サンプリング前の出力値に対してなされているため、図５に示すように、補正レンズ目標位置ＬｃがソフトリミットＰＬに張り付いている時間が短い。図５では、本実施形態に係る積分演算部４６によって算出された補正レンズ目標位置Ｌｃを実線で表し、リミット処理が行われなかった場合における振れ補正光学系１６のレンズ位置（仮想レンズ位置）Ｌｄを破線で表している。
【００５６】
本実施形態に係る積分演算部４６によれば、補正レンズ目標位置Ｌｃが一時的に正方向のソフトリミットＰＬに張り付いた場合でも、入力される補正速度ＶＣの方向が、原点方向に切り替わった時間ｔ１から、振れ補正動作を再開する。それに対して、例えば図４の引き出し部８０の後にリミット部８４を設けたような場合は、図５に示すｔ２まで、レンズ位置がソフトリミットＰＬに張り付く。したがって、本実施形態に係る積分演算部４６によれば、補正レンズ目標位置Ｌｃがソフトリミットに張り付いて、振れ補正処理が有効に作用しない時間を低減することができる。
【００５７】
また、本実施形態に係る積分演算部４６によれば、引き出し部８０の後にリミット部８４を設けたような場合にに比べて、振れ補正動作を再開した際における振れ補正光学系１６の速度を抑制することができる。したがって、振れ補正光学系１６の急激な速度変化を抑制し、カメラに発生する衝撃または駆動音を抑制できる。
【００５８】
図１に示すコントローラ４８は、積分演算部４６が出力した補正レンズ目標位置Ｌｃと、補正光学系位置Ｌｒに基づき、振れ補正光学系１６の移動量を算出する。図５は、図１に示すコントローラ４８での処理を表したブロック図である。コントローラ４８は、補正レンズ目標位置Ｌｃおよび補正光学系位置Ｌｒが入力され、図１に示す振れ補正光学系１６の駆動をＰＩＤ制御する。
【００５９】
図６に示す減算部６２では、補正レンズ目標位置Ｌｃと補正光学系位置Ｌｒとの差分を算出する。比例項積算部６４では、比例定数Ｐと、減算部６２で算出された差分とが乗算され、ＰＩＤ制御における比例要素が算出される。また、減算部６２で算出された差分と積分定数Ｉとは、積分項乗算部６６で乗算されたのち積分部７０に送られる。積分部７０では、ＰＩＤ制御における積分要素が算出される。さらに、減算部６２で算出された差分と積分定数Ｉとは、微分項乗算部６８で乗算されたのち微分部７２に送られる。微分部７２では、ＰＩＤ制御における微分要素が算出される。なお、積分部７０および微分部７２におけるＺｂは、コントローラ４８の伝達関数をＺ変換の形で表したものである。
【００６０】
コントローラ４８の加算部７４では、比例要素、積分要素および微分要素が加算され、図１に示す振れ補正光学系１６の駆動量が算出される。図１に示すように、コントローラ４８で演算された駆動量は、駆動信号としてＰＷＭドライバ５０に入力される。ＰＷＭドライバ５０は、入力された駆動信号に応じて振れ補正駆動部２４を駆動し、振れ補正光学系１６を光軸Ｌに垂直な方向に移動させる。
【００６１】
図７は、図１に示すカメラを大きく振って振れ補正処理を行わせ、その際出力された補正レンズ目標位置Ｌｃ等を表したグラフである。図７の（ａ）には、補正レンズ目標位置Ｌｃおよび補正光学系位置Ｌｒの時間変化が表されており、図７の（ｂ）にはコントローラ４８から出力される駆動量の時間変化が表されている。グラフ（ａ）の横軸（時間）とグラフ（ｂ）の横軸（時間）とは互いに対応している。
【００６２】
補正光学系位置Ｌｒは、初期において負方向のソフトリミット−ＰＬ付近に張り付いた状態であるが、時間ｔ３において原点方向に向かって移動を開始し、時間ｔ１において負方向の切換位置−ＰＳを通過する。
【００６３】
時間ｔ３〜ｔ４における位置バイアス制御部４４の処理を図２で確認すると、ステップＳ００１→ステップＳ００２→ステップＳ００４→ステップＳ００６の順に処理がなされ、ゲインPviasは１．０に設定される。すなわち、図７の（ａ）に示す時間ｔ３〜ｔ４では、補正光学系位置Ｌｒがソフトリミット−ＰＬから遠ざかる方向に移動しているため、ゲインPviasは１．０となる。したがって、目標速度ＶＣ１から補正速度ＶＣへの速度の変化量は０％である。時間ｔ３〜ｔ４において、振れ補正光学系１６は、補正光学系位置Ｌｒがソフトリミット−ＰＬ近傍であるにもかかわらず、目標速度ＶＣ１に近づくように制御されるため、像ブレを効果的に打ち消すことができる。
【００６４】
また、時間ｔ４〜ｔ５において、図２に示す位置バイアス制御部４４では、ステップＳ００１→ステップＳ００６と処理が行われるため、時間ｔ３〜ｔ４と同様、ゲインPviasは１．０に決定される。すなわち、時間ｔ４〜ｔ５では、補正光学系位置Ｌｒが切換位置−ＰＳより原点側（移動範囲の中心側）に位置しているため、ゲインPviasは１．０となり、目標速度ＶＣ１から補正速度ＶＣへの変化量は０％である。したがって、切換位置−ＰＳを通過する時間ｔ４の前後で、ゲインPviasが１．０のまま変化しないため、振れ補正光学系１６の駆動量および駆動速度の急激な変動が抑制されている。
【００６５】
図７の（ａ）における時間ｔ５では、補正光学系位置Ｌｒが、正方向の切換位置ＰＳを通過する。時間ｔ５〜ｔ７では、図２に示す位置バイアス制御部４４において、ステップＳ００１→ステップＳ００２→ステップＳ００３→ステップＳ００５と処理が行われるため、ゲインPviasは０．２に決定される。
【００６６】
すなわち、図７に示す時間ｔ５〜ｔ７では、補正光学系位置ＬｒがソフトリミットＰＬに近づく方向に移動しているため、ゲインPviasは０．２となる。したがって、振れ補正光学系１６の目標速度ＶＣ１から補正速度ＶＣへの速度変化量は８０％となり、振れ補正光学系１６の移動速度が抑制される。したがって、図７（ａ）に示すように、補正光学系位置Ｌｒが補正レンズ目標位置Ｌｃに対してオーバーシュートしても、ソフトリミットＰＬ近傍では十分に減速しており、振れ補正光学系１６がメカリミットまで達することが防止される。
【００６７】
ただし、切換位置ＰＳを通過する時間ｔ５の前後で、ゲインPviasが１．０から０．２まで変化する。このため、図７（ｂ）に示すように、時間ｔ５の直後である時間ｔ６において、振れ補正光学系１６の駆動量の急激な変動や、それに伴う移動速度の急激な変化が発生する場合がある。
【００６８】
図７の（ａ）に示すように、補正光学系位置Ｌｒは、時間ｔ７の後しばらく正方向のソフトリミット付近に留まるが、時間ｔ８において原点方向に向かって再度移動を開始し、時間ｔ９において正方向の切換位置ＰＳを通過する。時間ｔ８〜ｔ９では、補正光学系位置ＬｒがソフトリミットＰＬから遠ざかる方向に移動しているため、ゲインPviasは１．０となり、目標速度ＶＣ１から補正速度ＶＣへの変化量は０％である（図２参照）。
【００６９】
時間ｔ８〜ｔ９において、振れ補正光学系１６は、補正光学系位置ＬｒがソフトリミットＰＬ近傍であっても目標速度ＶＣ１に近づくように制御されるため、像ブレを効果的に打ち消すことができる。また、切換位置Ｐｓを通過する時間ｔ９の前後で、ゲインPviasが１．０のまま変化しないため、振れ補正光学系１６の駆動量および駆動速度の急激な変動が抑制されている。
【００７０】
図７の（ａ）における時間ｔ１０では、補正光学系位置Ｌｒが、負方向の切換位置−Ｐｓを通過する。時間ｔ１０〜ｔ１２では、補正光学系位置Ｌｒがソフトリミット−ＰＬに近づく方向に移動しているため、ゲインPviasは０．２となる。したがって、目標速度ＶＣ１から補正速度ＶＣへの速度の変化量は８０％となり、振れ補正光学系１６の移動速度が抑制される。そのため、図７（ａ）に示すように、補正光学系位置Ｌｒが補正レンズ目標位置Ｌｃに対してオーバーシュートしても、ソフトリミット−ＰＬ近傍では十分に減速おり、振れ補正光学系１６がメカリミットまで達することが防止される。
【００７１】
ただし、切換位置−Ｐｓを通過する時間ｔ１０の前後で、ゲインPviasが１．０から０．２まで変化する。このため、図７（ｂ）に示すように、時間ｔ１０の直後である時間ｔ１１において、振れ補正光学系１６の駆動量の急激な変動や、それに伴う移動速度の急激な変化が発生する場合がある。
【００７２】
このように、本実施形態に係る振れ補正装置では、振れ補正光学系１６の移動方向が、ソフトリミットＰＬ，−ＰＬに近づく方向である場合と、ソフトリミットＰＬ，−ＰＬから遠ざかる方向である場合とで、振れ補正光学系１６の移動速度の変化量を変えている。
【００７３】
すなわち、位置バイアス制御部４４は、振れ補正光学系１６の移動方向が、ソフトリミットに近づく方向である場合は、振れ補正光学系１６の移動速度を抑制するため（変化量８０％）、振れ補正光学系１６がメカリミットに達することが防止される。それに対して、位置バイアス制御部４４は、振れ補正光学系１６の移動方向が、ソフトリミットから遠ざかる方向である場合では、振れ補正光学系１６の速度を抑制しない（変化量０％）。したがって、レンズＣＰＵ３０は、振れ補正光学系１６を目標速度ＶＣ１に近づくように制御するため、効果的な振れ補正を行うことができる。
【００７４】
さらに、振れ補正光学系１６の移動方向が、ソフトリミットＰＬ，−ＰＬから遠ざかる方向である場合は、ソフトリミットＰＬ，−ＰＬに近づく方向である場合と比較して、切換位置−ＰＳ，ＰＳの前後における振れ補正光学系１６の速度の変化量が小さい。したがって、本実施形態に係る振れ補正装置では、振れ補正光学系１６の移動方向が、ソフトリミットＰＬ，−ＰＬから遠ざかる方向である場合において、振れ補正光学系１６の急激な速度変化による衝撃または駆動音の発生が抑制される。そのため、振れ補正光学系１６の急激な速度変化による衝撃または駆動音の発生頻度が抑制されている。
比較例
【００７５】
図８は、本発明の比較例に係る振れ補正装置の位置バイアス制御部で行われる一連の処理を表したフローチャートである。なお、比較例に係る振れ補正装置が搭載されるカメラは、図８に示す位置バイアス制御部の処理以外の部分は、実施形態で説明したカメラ（図１）と同様である。
【００７６】
各ソフトリミットＰＬ，−ＰＬと原点との間には、原点からの距離が、原点から各ソフトリミットＰＬ，−ＰＬまでの距離の０．８倍となる位置に、切換位置ＰＳ，−ＰＳが備えられている。
【００７７】
図８に示すステップＳ２０１では、図２のステップＳ００１と同様、補正光学系位置Ｌｒの絶対値｜Ｌｒ｜が、所定のしきい値より小さいか否かを判断することによって、振れ補正光学系１６の位置を判断する。
【００７８】
図８のステップＳ２０１において、補正光学系位置Ｌｒの絶対値｜Ｌｒ｜が、ソフトリミットＰＬの０．８倍より小さいと判断された場合は、ゲインPviasを１．０に決定する（ステップＳ２０３）。それに対して、ステップＳ２０１において、補正光学系位置Ｌｒの絶対値｜Ｌｒ｜が、ソフトリミットＰＬの０．８倍より大きいと判断された場合は、ゲインPviasを０．２に決定する（ステップＳ２０２）。
【００７９】
すなわち、比較例に係る位置バイアス制御部は、補正光学系位置Ｌｒが、図３に示す切換位置ＰＳ，−ＰＳよりソフトリミットＰＬ−ＰＬに近接するか、切換位置ＰＳ，−ＰＳより原点に近接するかの判断のみによって、ゲインPviasを決定する。
【００８０】
図９は、図８に示す一連の処理を行う位置バイアス制御部を、位置バイアス制御部４４に換えて図１に示すカメラに搭載し、図７と同様に、カメラを大きく振って振れ補正処理を行わせた際の出力結果である。
【００８１】
時間ｔ１３〜ｔ１４における位置バイアス制御部４４の処理を図８で確認すると、ステップＳ２０１→ステップＳ２０２の順に処理がなされ、ゲインPviasは０．２に設定される。すなわち、図７の（ａ）に示す時間ｔ１３〜ｔ１４では、目標速度ＶＣ１から補正速度ＶＣへの速度の変化量は８０％である。したがって、振れ補正光学系１６は、目標速度ＶＣ１の２０％の速度に近づくように制御されるため、像ブレを十分に打ち消すことができない。
【００８２】
また、時間ｔ１４〜ｔ１５において、図８に示すように、位置バイアス制御部では、ステップＳ２０１→ステップＳ２０３と処理が行われるため、ゲインPviasは１．０に決定される。すなわち、時間ｔ１４〜ｔ１５では、補正光学系位置Ｌｒが切換位置−ＰＳより原点側（移動範囲の中心側）に位置しているため、ゲインPviasは１．０となり、目標速度ＶＣ１から補正速度ＶＣへの変化量は０％である。したがって、切換位置−Ｐｓを通過する時間ｔ４の前後で、ゲインPviasが０．２から１．０までの変化する。このため、図９の（ｂ）に示すように、時間ｔ１４の直後である時間ｔ１５において、振れ補正光学系１６の駆動量の急激な変動や、それに伴う移動速度の急激な変化が発生する場合がある。また、図９の（ａ）に示すように、駆動量の急激な変動のために、時間ｔ１５前後において、補正光学系位置Ｌｒと補正レンズ目標位置Ｌｃの差が一時的に大きくなる場合がある。
【００８３】
時間ｔ１６の付近の出力結果は、実施形態で説明した図７における時間ｔ５付近の出力結果とおおむね同じである。
【００８４】
時間ｔ１９〜ｔ２０でも、時間ｔ１３〜ｔ１４と同様に、ステップＳ２０１→ステップＳ２０２の順に処理がなされ、ゲインPviasは０．２に設定される。（図８参照）。それに対して、時間ｔ２０〜ｔ２２においては、ステップＳ２０１→ステップＳ２０３と処理が行われるため、ゲインPviasは１．０に決定される。したがって、切換位置−Ｐｓを通過する時間ｔ２０の前後で、ゲインPviasが０．２から１．０までの変化する。このため、図９の（ｂ）に示すように、時間ｔ２０の直後である時間ｔ２１において、振れ補正光学系１６の駆動量の急激な変動や、それに伴う移動速度の急激な変化が発生する場合がある。
【００８５】
時間ｔ２２の付近の出力結果は、実施形態で説明した図７における時間ｔ１０付近の出力結果とおおむね同じである。
【００８６】
このように、比較例に係る振れ補正装置では、振れ補正光学系１６が切換位置−ＰＳ，ＰＳを通過する際、振れ補正光学系１６の移動方向に関わらず、切換位置−ＰＳ，ＰＳ前後でゲインPviasが変動する。そのため、図７の（ｂ）に示す実施形態に比べて、図９の（ｂ）に示す比較例は、駆動量の急激な変動が発生する頻度が高い。そのため、振れ補正光学系１６の急激な速度変化による衝撃または駆動音の発生が、実施形態よりも多い。
【００８７】
また、振れ補正光学系１６の移動方向が、ソフトリミットから遠ざかる方向である場合であっても、振れ補正光学系１６の速度を抑制するため（変化量８０％）、実施形態ほど効果的に振れ補正を行うことができない。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係るブレ補正装置を搭載したカメラにおける振れ補正制御を説明するブロック図である。
【図２】図２は、図１に示す位置バイアス制御部で行われる一連の処理を表したフローチャートである。
【図３】図３は、図１に示す振れ補正光学系における制御上の移動限界位置および切換位置を表した模式図である。
【図４】図４は、図１に示す積分演算部での処理を表したブロック図である。
【図５】図５は、図４に示す積分演算部での出力の時間変化を表したグラフである。
【図６】図６は、比較例に係る振れ補正装置における位置バイアス制御部の制御の流れを表したフローチャートである。
【図７】図７は、図１に示すカメラによる振れ補正処理の結果を表したグラフである。
【図８】図８は、比較例に係る振れ補正装置における位置バイアス制御部の制御の流れを表したフローチャートである。
【図９】図９は、比較例に係る振れ補正補正装置における振れ補正光学系の位置および駆動量の時間変化を表したグラフである。
【符号の説明】
【００８９】
１…  カメラ本体部
４…  レンズ鏡筒
１６…  振れ補正光学系
１８…  補正光学系保持枠
２４…  振れ補正駆動部
２６…  補正光学系位置検出部
２８…  角速度センサ
３０…  レンズＣＰＵ
４２…  レンズ目標速度変換部
４４…  位置バイアス制御部
４６…  積分演算部
４８…  コントローラ
５０…  ＰＷＭドライバ
【図１】
2009210622.tif 000003
【図２】
2009210622.tif 000004
【図３】
2009210622.tif 000005
【図４】
2009210622.tif 000006
【図５】
2009210622.tif 000007
【図６】
2009210622.tif 000008
【図７】
2009210622.tif 000009
【図８】
2009210622.tif 000010
【図９】
2009210622.tif 000011