(57)【要約】【課題】位置検出素子からの出力と振動検出素子からの出力とによって光学素子を駆動する際の制御の誤差を小さくする。【解決手段】撮像装置の振動を検出する振動検出素子１０６及び光学部品の位置を検出する位置検出素子１０２の出力信号をサンプリングしてデジタル信号に変換する少なくとも１つのアナログ／デジタル変換回路２０と、アナログ／デジタル変換回路２０でデジタル化された振動検出素子１０６の出力信号に処理を施す振動成分処理部（２６，３２，３４）と、振動成分処理部（２６，３２，３４）で処理された振動検出素子１０６の出力信号をダウンサンプリングするダウンサンプリング部（２８，３８）と、ダウンサンプリング部（２８，３８）から出力された振動検出素子１０６の出力信号と、アナログ／デジタル変換回路２０でデジタル化された位置検出素子１０２の出力信号とに基づいて光学部品を駆動する。【選択図】図１
2009156946.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動に応じて撮像装置の光学部品を駆動して、振動による撮像への影響を低減させる防振制御回路であって、
撮像装置の振動を検出する振動検出素子及び前記光学部品の位置を検出する位置検出素子の出力信号をサンプリングしてデジタル信号に変換する少なくとも１つのアナログ／デジタル変換回路と、
前記アナログ／デジタル変換回路でデジタル化された前記振動検出素子の出力信号に処理を施す振動成分処理部と、
前記振動成分処理部で処理された前記振動検出素子の出力信号をダウンサンプリングするダウンサンプリング部と、
前記ダウンサンプリング部から出力された前記振動検出素子の出力信号と、前記アナログ／デジタル変換回路でデジタル化された前記位置検出素子の出力信号と、に基づいて、前記光学部品を駆動するための制御信号を生成するサーボ回路と、
を備えることを特徴とする防振制御回路。
【請求項２】
請求項１に記載の防振制御回路であって、
前記ダウンサンプリング部は、前記アナログ／デジタル変換回路における前記振動検出素子の出力信号に対するサンプリング周期よりも長いサンプリング周期によって前記振動成分処理部で処理された前記振動検出素子の出力信号をサンプリングして出力することを特徴とする防振制御回路。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の防振制御回路であって、
前記ダウンサンプリング部は、
前記振動成分処理部で処理された前記振動検出素子の出力信号を格納及び保持するメモリと、
前記メモリに格納された前記振動検出素子の出力信号の出力のタイミングを制御するＣＰＵと、
を備えることを特徴とする防振制御回路。
【請求項４】
請求項３に記載の防振制御回路であって、
前記ＣＰＵは、前記振動成分処理部の動作を制御することを特徴とする防振制御回路。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の防振制御回路であって、
前記振動成分処理部は、前記アナログ／デジタル変換回路でデジタル化された前記振動検出素子の出力信号に対する積分処理を含むことを特徴とする防振制御回路。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の防振制御回路を備えた撮像装置であって、
前記振動検出素子と、前記位置検出素子と、
前記防振制御回路に接続され、前記制御信号に応じて前記光学部品を駆動する光学部品駆動素子と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項７】
振動に応じて撮像装置の光学部品を駆動して、振動による撮像への影響を低減させる防振制御回路であって、
撮像装置の振動を検出する振動検出素子の出力信号をサンプリングしてデジタル信号に変換する少なくとも１つのアナログ／デジタル変換回路と、
前記アナログ／デジタル変換回路でデジタル化された前記振動検出素子の出力信号に処理を施す振動成分処理部と、
前記振動成分処理部で処理された前記振動検出素子の出力信号をダウンサンプリングするダウンサンプリング部と、
前記ダウンサンプリング部から出力された前記振動検出素子の出力信号に基づいて、前記光学部品を駆動するための制御信号を生成するロジック回路と、
を備えることを特徴とする防振制御回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に組み込まれる防振制御回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮像装置は、それに備わる撮像素子の画素数を増加させることによって高画質化を実現している。その一方で、撮像装置の高画質化を実現する他の方法として、撮像装置を持つ手のぶれによって生じる被写体のぶれを防止するために、撮像装置は手振れ補正機能を備えることが望まれている。
【０００３】
具体的には、撮像装置はジャイロセンサなどの検出素子を備え、撮像装置の振動によって生じる角速度成分に応じてレンズや撮像素子などの光学部品を駆動して被写体のぶれを防止する。これによって、撮像装置が振動しても、取得される映像信号に振動の成分が反映されることはなく、像ぶれのない高画質な映像信号を取得することができる。
【０００４】
図４に、手振れ補正機能を実現するために用いられる、従来の防振制御回路１００のブロック図を示す。防振制御回路１００は撮像装置に備えられ、撮像装置に備えられる主制御回路（図示せず）の制御に応じて動作する。防振制御回路１００は位置検出素子１０２、レンズ駆動素子１０４及び振動検出素子１０６に接続される。
【０００５】
位置検出素子１０２は、撮像装置に用いられるレンズの位置を検出する。位置検出素子１０２はホール素子とすることができ、レンズの絶対位置に応じた誘導電流を生じ、電圧信号を出力する。レンズ駆動素子１０４はボイスコイルモータとすることができる。防振制御回路１００は、レンズ駆動素子１０４に加える電圧値を調整することによってボイスコイルモータの可動コイルの位置、すなわち基準となる光軸に対するレンズの位置を制御する。レンズ駆動素子１０４は、撮像装置の基準光軸に対して垂直な面内でレンズを駆動する。振動検出素子１０６は、撮像装置の振動を検出してその結果を防振制御回路１００に出力する。振動検出素子１０６はジャイロセンサとすることができる。撮像装置に加えられた振動に応じた角速度信号を生成して、防振制御回路１００に出力する。
【０００６】
位置検出素子１０２、レンズ駆動素子１０４及び振動検出素子１０６はそれぞれ少なくとも２つの素子から構成されることが好適である。例えば、撮像装置の光軸に垂直な面において水平成分と垂直成分に対応した複数の素子を設けて、レンズの位置検出、レンズの移動及び撮像装置の振動検出を行う。
【０００７】
次に、防振制御回路１００について詳細に説明する。防振制御回路１００は、ロジック回路１０、レンズドライバ１２、アナログ−デジタル変換回路（ＡＤＣ）１４、ＣＰＵ１６及びデジタル−アナログ変換回路（ＤＡＣ）１８を含んで構成される。
【０００８】
ロジック回路１０は、位置検出素子１０２の出力する電圧信号に応じて、レンズ駆動素子１０４を制御するための信号を生成する。ロジック回路１０は、外付けの抵抗素子やコンデンサ等を含んだアナログのフィルタ回路を含んで構成され、レンズの光軸と撮像装置に備えられる撮像素子の中心とが一致するように、レンズ駆動素子１０４を制御するための信号を生成する。レンズドライバ１２は、ロジック回路１０から出力された信号に基づいて、レンズ駆動素子１０４を駆動するためのレンズ駆動信号を生成する。
【０００９】
ＡＤＣ１４は、振動検出素子１０６が出力するアナログの角速度信号をデジタル信号に変換する。ＣＰＵ１６は、デジタルの角速度信号に基づいて、撮像装置の移動量を示す角度信号を生成する。ＣＰＵ１６は、メモリ（図示しない）に接続され、メモリに格納されたソフトウェアに基づいて角度信号の生成処理を行う。ＤＡＣ１８はＣＰＵ１６で生成されたデジタルの角度信号をアナログ信号に変換する。
【００１０】
ここで、ロジック回路１０は、ＤＡＣ１８が出力するアナログの角度信号と位置検出素子１０２の出力する電圧信号とを加算した信号に応じて、レンズ駆動素子１０４を駆動するためのレンズ駆動信号を生成する。つまり、手振れによる被写体ぶれを防止するために、撮像装置の移動量を示す角度信号に基づいてレンズの位置を変更して、撮像素子上の被写体像のぶれを抑制する。これによって、手振れによる被写体像のぶれを抑制して高画質な映像信号を得ることができる。
【００１１】
【特許文献１】特開平１０−２１３８３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで、防振制御回路に備えられるフィルタの調整値の変更を容易にするためにサーボ回路、レンズドライバ、振動検出信号の処理回路をデジタル処理することができるロジック回路に置き換えることが望まれている。さらに、防振制御回路はデジタルカメラ等の撮像素子や撮像素子のレンズモジュールに組み込まれるので、ロジック回路化した場合においてもできるだけ小型化することが必要である。
【００１３】
また、振動検出素子１０６から出力される角速度信号を積分して振動の角度（位置）を示す信号に変換し、その信号を基準として位置検出素子１０２から出力される光学素子の位置を示す信号と比較することによって、光学素子の位置を制御するため駆動信号を生成する。
【００１４】
このとき、角速度信号は正弦波（又は、余弦波）の重ね合わせと考えられるので角速度信号を時間的に積分する場合、９０°位相がシフトする。ところが、防振制御回路には角速度信号を処理するための回路が含まれており、積分回路によって得られた角度信号の位相がこれらの回路によってずれてしまう。このため、９０°位相がシフトした信号を得ることができない。このずれによって、振動検出素子１０６からの出力信号から得られた角度（位置）信号と位置検出素子１０２から出力された位置信号との比較が正しくできなくなる問題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の１つの態様は、振動に応じて撮像装置の光学部品を駆動して、振動による撮像への影響を低減させる防振制御回路であって、撮像装置の振動を検出する振動検出素子及び前記光学部品の位置を検出する位置検出素子の出力信号をサンプリングしてデジタル信号に変換する少なくとも１つのアナログ／デジタル変換回路と、前記アナログ／デジタル変換回路でデジタル化された前記振動検出素子の出力信号に処理を施す振動成分処理部と、前記振動成分処理部で処理された前記振動検出素子の出力信号をダウンサンプリングするダウンサンプリング部と、前記ダウンサンプリング部から出力された前記振動検出素子の出力信号と、前記アナログ／デジタル変換回路でデジタル化された前記位置検出素子の出力信号と、に基づいて、前記光学部品を駆動するための制御信号を生成するサーボ回路と、を備えることを特徴とする。
【００１６】
より具体的には、例えば、前記ダウンサンプリング部は、前記アナログ／デジタル変換回路における前記振動検出素子の出力信号に対するサンプリング周期よりも長いサンプリング周期によって前記振動成分処理部で処理された前記振動検出素子の出力信号をサンプリングして出力することが好適である。
【００１７】
前記ダウンサンプリング部は、前記振動成分処理部で処理された前記振動検出素子の出力信号を格納及び保持するメモリと、前記メモリに格納された前記振動検出素子の出力信号の出力のタイミングを制御するＣＰＵと、により実現することができる。
【００１８】
例えば、前記ＣＰＵは前記振動成分処理部と動作を制御する機能を有するものを併用することが好適である。
【００１９】
また、より具体的には、例えば、前記振動成分処理部は、前記アナログ／デジタル変換回路でデジタル化された前記振動検出素子の出力信号に対する積分処理を含むことが好適である。
【００２０】
上記本発明のおける防振制御回路は撮像装置に適用することが好適である。具体的には、例えば、前記振動検出素子と、前記位置検出素子と、前記防振制御回路に接続され、前記制御信号に応じて前記光学部品を駆動する光学部品駆動素子と、を備える撮像装置とすることが好適である。
【００２１】
また、本発明の別の態様は、振動に応じて撮像装置の光学部品を駆動して、振動による撮像への影響を低減させる防振制御回路であって、撮像装置の振動を検出する振動検出素子の出力信号をサンプリングしてデジタル信号に変換する少なくとも１つのアナログ／デジタル変換回路と、前記アナログ／デジタル変換回路でデジタル化された前記振動検出素子の出力信号に処理を施す振動成分処理部と、前記振動成分処理部で処理された前記振動検出素子の出力信号をダウンサンプリングするダウンサンプリング部と、前記ダウンサンプリング部から出力された前記振動検出素子の出力信号に基づいて、前記光学部品を駆動するための制御信号を生成するサーボ回路と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、ロジック回路化された防振制御回路をより小型化することができる。また、位置検出素子からの出力と振動検出素子からの出力とによって光学素子を駆動する際の制御の誤差を小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の実施形態における防振制御回路２００は、図１の機能ブロック図に示すように、アナログ／デジタル変換回路（ＡＤＣ）２０、加算回路２２、サーボ回路２４、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）２６、積分回路３２、センタリング処理回路３４、メモリ２８、デジタル／アナログ変換回路（ＤＡＣ）３６及びＣＰＵ３８を含んで構成される。
【００２４】
防振制御回路２００は、位置検出素子１０２、レンズ駆動素子１０４、振動検出素子１０６に接続される。これらの素子は従来技術に記載のものと同様である。すなわち、位置検出素子１０２は、レンズ駆動素子１０４で駆動されるレンズの位置を少なくとも直交変換可能なように測定できるように少なくとも２軸以上に対して設けられる。また、振動検出素子１０６も、ヨー方向及びピッチ方向の２軸に沿って振動の成分を直交変換可能なように少なくとも２軸以上に対して設けられる。
【００２５】
本実施の形態では、撮像装置のヨー方向（Ｘ軸方向）及びピッチ方向（Ｙ軸方向）についてレンズ位置及び振動を検出できるように位置検出素子１０２及び振動検出素子１０６を設置するものとして説明を行う。以下の説明では、位置検出素子１０２及び振動検出素子１０６の出力信号はＸ軸成分同士、Ｙ軸成分同士で加算処理などされ、それぞれに基づいてヨー方向（Ｘ軸方向）及びピッチ方向（Ｙ軸方向）にレンズ位置が制御される。
【００２６】
ＡＤＣ２０は、位置検出素子１０２、例えばホール素子から出力されたアナログの電圧信号をデジタル信号に変換する。ホール素子は、レンズに固定された磁石による磁力に応じた誘導電流を生成する。つまり、ホール素子は、レンズとの距離に応じてレンズの位置を示す電圧信号を出力し、ＡＤＣ２０はその電圧信号をデジタル信号に変換して位置信号として出力する。ＡＤＣ２０は、レンズの光軸と撮像装置に備えられる撮像素子の中心とが一致する場合に、基準を示す信号、例えば、“０”を示すデジタル値を出力する構成とする。
【００２７】
また、ＡＤＣ２０は、振動検出素子１０６、例えばジャイロセンサから出力されたアナログの角速度信号をデジタル信号に変換する。すなわち、ＡＤＣ２０は、位置検出素子１０２及び振動検出素子１０６からの出力信号を時分割でデジタル化して出力する。
【００２８】
具体的には、振動検出素子１０６で検出される振動のＸ軸成分の信号（Ｇｙｒｏ−Ｘ）、振動のＹ軸成分の信号（Ｇｙｒｏ−Ｙ）、位置検出素子１０２で検出されるレンズの位置のＸ軸成分の信号（Ｈａｌｌ−Ｘ）、位置のＹ軸成分の信号（Ｈａｌｌ−Ｙ）をデジタル化して出力する。ＡＤＣ２０は、信号（Ｇｙｒｏ−Ｘ，Ｇｙｒｏ−Ｙ）はＨＰＦ２６へ出力し、信号（Ｈａｌｌ−Ｘ，Ｈａｌｌ−Ｙ）は加算回路２２へ出力する。
【００２９】
ＨＰＦ２６は、振動検出素子１０６から出力される角速度信号に含まれる直流成分を除去し、撮像装置の振動が反映された角速度信号の高周波成分を抽出する。
【００３０】
積分回路３２は、ＨＰＦ２６が出力する角速度信号（Ｇｙｒｏ−Ｘ，Ｇｙｒｏ−Ｙ）を積分して、撮像装置の移動量を示す角度信号を生成する。積分回路３２は、図示しないデジタルフィルタを含んで構成することが好適であり、図示しないレジスタに設定されたフィルタ係数に応じたフィルタ処理を行うことによって角度信号、つまり撮像装置の移動量を求める。
【００３１】
角速度信号（Ｇｙｒｏ−Ｘ，Ｇｙｒｏ−Ｙ）は正弦波（ｓｉｎ波）の重ね合わせとして表され、角速度信号を積分するということは、角速度信号の各周波数成分を９０°だけ遅延させた余弦波（ｃｏｓ波）に変換することに等しい。
【００３２】
センタリング処理回路３４は、積分回路３２から出力される角度信号に対して、所定の値を減算して、撮像装置の移動量を示す振動成分信号（ＳＶ−Ｘ，ＳＶ−Ｙ）を生成する。撮像装置において手振れ補正処理を行う場合、補正処理を継続して実行するうちにレンズの位置が基準位置から徐々に離れていき、レンズの可動範囲の限界点付近に達する場合がある。このとき、手振れ補正処理を継続すると、レンズはある一方の方向には移動できるが、他方には移動できなくなる。センタリング処理回路３４はこれを防止するために設けられるものであり、角度信号から所定の値を減算することによって、レンズの可動範囲の限界点に近づきにくいように制御する。
【００３３】
センタリング処理回路３４は、図示しないデジタルフィルタを含んで構成することが好適であり、図示しないレジスタに設定されたフィルタ係数に応じたフィルタ処理を行うことによって、角度信号から所定の値を減算する処理を行う。
【００３４】
メモリ２８は、センタリング処理回路３４の出力信号を受けて、その出力信号を所定のメモリ領域に格納及び保持する。メモリ２８は、ＣＰＵ３８からのダウンサンプリング数を受けて、そのダウンサンプリング数に応じて振動成分信号（ＳＶ−Ｘ，ＳＶ−Ｙ）をダウンサンプリングして出力する。メモリ２８は、例えば、ＣＰＵ３８に内蔵されているメモリとすることができる。このメモリ２８とＣＰＵ３８がダウンサンプリング部に相当する。
【００３５】
一般的に、ＨＰＦ２６、積分回路３２及びセンタリング処理回路３４で処理された信号は、図２の一点鎖線に示すように、信号の周波数が高くなるにつれて理想的な位相遅れ（−９０°）から位相が進んだ状態となる。そこで、図２の破線に示すように、その位相の進みとちょうどキャンセルされる程度の位相遅れとなるように、メモリ２８によって信号を遅延させる。これによって、図２の実線に示すように、手ぶれ補正処理に必要な１Ｈｚ以上２０Ｈｚ以下程度の周波数帯、特に２Ｈｚ以上５Ｈｚ以下の周波数帯域においてほぼ理想的な位相遅れ（−９０°）を有する角度信号（ＳＶ−Ｘ，ＳＶ−Ｙ）に補正することができる。
【００３６】
具体的には、センタリング処理回路３４からの出力信号を間引くようにしてダウンサンプリング処理を行う。すなわち、ＡＤＣ２０におけるサンプリング周期よりも長いサンプリング周期となるようにメモリ２８に格納された信号のサンプリング値を間引いて出力する。ダウンサンプリング処理は、Ｘ軸成分にあたる振動成分信号（ＳＶ−Ｘ）及びＹ軸成分にあたる振動成分信号（ＳＶ−Ｙ）のそれぞれに対して行われる。
【００３７】
ＣＰＵ３８は、防振制御回路２００に含まれる各種フィルタの係数やサーボ回路２４の制御パラメータを設定する。さらに、メモリ２８に対してダウンサンプリング数を設定し、メモリ２８に格納されているサンプリング値をダウンサンプリング数ずつ間引いて出力させる制御を行う。すなわち、ＣＰＵ３８は、メモリ２８から出力される振動成分信号（ＳＶ−Ｘ，ＳＶ−Ｙ）がＡＤＣ２０でのサンプリング周期に対してダウンサンプリング数を乗じたサンプリング周期となるようにメモリ２８からの出力を制御する。これにより、メモリ２８から出力される振動成分信号（ＳＶ−Ｘ，ＳＶ−Ｙ）は、振動成分信号（Ｇｙｒｏ−Ｘ，Ｇｙｒｏ−Ｙ）に対して９０°遅れた信号となる。ダウンサンプリング数は、ＨＰＦ２６、積分回路３２及びセンタリング処理回路３４における信号の位相進み量を予め測定し、その量に応じて防振制御回路２００毎に予めＣＰＵ３８に設定しておくことができる。
【００３８】
図３に、ＡＤＣ２０でのサンプリング周期の４倍のサンプリング周期で信号を出力する例を示す。メモリ２８に格納されたダウンサンプリング前の信号は時刻ｔ１〜ｔ２１のサンプリングタイミング毎にサンプリング値Ｓ１〜Ｓ２１（図３中の黒丸及び白丸）を有している。このような信号をＡＤＣ２０でのサンプリング周期の４倍の周期でダウンサンプリングする（図３中の黒丸）。
【００３９】
これによって、時刻ｔ１からｔ５の間のメモリ２８からの出力信号はサンプリング値Ｓ１となる。すなわち、時刻ｔ１からｔ５の間の平均の時刻である時刻ｔ２においてサンプリング値Ｓ１が出力される状態と同等となる（図３中の二重丸）。また、時刻ｔ５からｔ９の間のメモリ２８からの出力信号はサンプリング値Ｓ５となる。すなわち、時刻ｔ５からｔ９の間の平均の時刻である時刻ｔ７においてサンプリング値Ｓ５が出力される状態となる（図３中の二重丸）。時刻ｔ９以降も同様である。
【００４０】
このようにダウンサンプリング処理を行った場合、メモリ２８からの出力信号は零次ホールド特性を有するものとなり、ダウンサンプリング処理前（図３中の破線）に対して遅延した信号（図３中の実線）となる。遅延時間τは数式（１）のように表される。
【００４１】
【数１】
2009156946.tif 000003
【００４２】
ここで、サンプリング周期とはＡＤＣ２０でのサンプリング周期であり、ダウンサンプリング数とはＡＤＣ２０でのサンプリング周期に対するダウンサンプリング時のサンプリング周期の倍数である。
【００４３】
加算回路２２に入力される位置信号（Ｈａｌｌ−Ｘ）とメモリ２８によって位相調整された振動成分信号（ＳＶ−Ｘ）との位相差、及び、位置信号（Ｈａｌｌ−Ｙ）とメモリ２８によって位相調整された振動成分信号（ＳＶ−Ｙ）との位相差は、図３の一点鎖線に示すように、９０°となっていることが好ましい。ところが、上記の通り、ＨＰＦ２６、積分回路３２及びセンタリング処理回路３４で処理された振動成分信号（ＳＶ−Ｘ，ＳＶ−Ｙ）は、ＡＤＣ２０から出力される位置信号（Ｈａｌｌ−Ｘ，Ｈａｌｌ−Ｙ）に対して９０°よりも位相が進んだものとなる。そこで、ＣＰＵ３８によりメモリ２８から出力される信号のダウンサンプリング数を制御することによって、メモリ２８から出力される信号の遅延時間（位相調整）を制御し、理想的な９０°遅れの状態に近づけることができる。
【００４４】
加算回路２２は、ＡＤＣ２０の出力する位置信号（Ｈａｌｌ−Ｘ）とメモリ２８によって位相調整された振動成分信号（ＳＶ−Ｘ）を加算し、また、ＡＤＣ２０の出力する位置信号（Ｈａｌｌ−Ｙ）とメモリ２８によって位相調整された振動成分信号（ＳＶ−Ｙ）を加算してサーボ回路２４へ出力する。
【００４５】
サーボ回路２４は、加算回路２２からの出力信号に応じて、レンズ駆動素子１０４の駆動を制御する補正信号ＳＲを生成する。サーボ回路２４は、レジスタとデジタルフィルタ回路を含んで構成され、レジスタに格納されるフィルタ係数を用いたフィルタ処理を行う。
【００４６】
ＤＡＣ３６はデジタルの補正信号ＳＲをアナログ信号に変換する。ＤＡＣ３６によってアナログ化された補正信号ＳＲに基づいて、レンズ駆動素子１０４によりＸ軸方向及びＹ軸方向についてそれぞれ撮像装置のレンズが駆動される。
【００４７】
図１に記載の防振制御回路２００を用いた、手振れによる被写体のぶれを補正するためのレンズの移動制御について説明する。
【００４８】
まず、手振れによる被写体のぶれのない場合について説明する。レンズ駆動素子１０４によって駆動されるレンズの位置は、その光軸と撮像装置に備えられる撮像素子の中心が一致するため、ＡＤＣ２０は“０”を示すデジタルの位置信号（Ｈａｌｌ−Ｘ，Ｈａｌｌ−Ｙ）を出力する。サーボ回路２４は、位置信号（Ｈａｌｌ−Ｘ，Ｈａｌｌ−Ｙ）の値が“０”のとき、現在のレンズの位置を維持するようにレンズ駆動素子１０４を制御する補正信号ＳＲを出力する。
【００４９】
また、レンズの位置と撮像素子の中心が一致しない場合、ＡＤＣ２０は“０”と異なる値を示すデジタルの位置信号（Ｈａｌｌ−Ｘ，Ｈａｌｌ−Ｙ）を出力する。サーボ回路２４は、ＡＤＣ２０の出力する値に応じて、位置信号（Ｈａｌｌ−Ｘ，Ｈａｌｌ−Ｙ）の値が“０”となるようにレンズ駆動素子１０４を制御する補正信号ＳＲを出力する。上記の動作を繰り返すことによって、レンズの位置と撮像素子の中心が一致するように、レンズの位置を制御する。
【００５０】
次に、手振れによって被写体のぶれが生じた場合について説明する。レンズ駆動素子１０４によって駆動されるレンズの位置は、その光軸と撮像装置に備えられる撮像素子の中心が一致するため、ＡＤＣ２０は“０”を示すデジタルの位置信号（Ｈａｌｌ−Ｘ，Ｈａｌｌ−Ｙ）を出力する。一方、手振れによって撮像装置が移動するため、積分回路３２，センタリング処理回路３４，メモリ２８は撮像装置の移動量を示す振動成分信号（ＳＶ−Ｘ，ＳＶ−Ｙ）を出力する。
【００５１】
このとき、本実施の形態における防振制御回路２００では、メモリ２８でのダウンサンプリング数をＣＰＵ３８で制御することによって角速度信号（Ｇｙｒｏ−Ｘ，Ｇｙｒｏ−Ｙ）が正確に９０°だけ遅延され、角度信号（位置信号）である振動成分信号（ＳＶ−Ｘ，ＳＶ−Ｙ）が加算器２２に入力される。
【００５２】
サーボ回路２４は、ＡＤＣ２０が出力する“０”を示す位置信号（Ｈａｌｌ−Ｘ）とメモリ２８が出力するＸ軸成分の振動成分信号（ＳＶ−Ｘ）とを加算した信号に応じて補正信号ＳＲを生成する。このとき、位置信号（Ｈａｌｌ−Ｘ）は“０”であるにも関わらず、“０”でない振動成分信号（ＳＶ−Ｘ）が加算されているため、サーボ回路２４はレンズを移動させる補正信号ＳＲを生成する。この補正信号ＳＲに応じてＸ軸のレンズ駆動素子１０４を制御する。同様に、ＡＤＣ２０が出力する“０”を示す位置信号（Ｈａｌｌ−Ｙ）とメモリ２８が出力するＹ軸成分の振動成分信号（ＳＶ−Ｙ）とを加算した信号に応じて、補正信号ＳＲを生成する。このとき、位置信号（Ｈａｌｌ−Ｙ）は“０”であるにも関わらず、“０”でない振動成分信号（ＳＶ−Ｙ）が加算されているため、サーボ回路２４はレンズを移動させる補正信号ＳＲを生成する。この補正信号ＳＲに応じてＹ軸のレンズ駆動素子１０４を制御する。サーボ回路２４が出力する補正信号ＳＲに基づいて、レンズ駆動素子１０４はレンズを移動させるため、撮像装置に備えられた撮像素子は手振れによる被写体のぶれを抑制した信号を得ることができる。このような制御を繰り返すことによって、防振制御回路２００は手振れ補正制御を実現している。
【００５３】
本発明の実施形態では、振動検出素子１０６から得られた角速度信号から撮像装置の移動量を示す角度信号を生成する際、ＨＰＦ２６、積分回路３２及びセンタリング処理回路３４を用いて生成する構成とした。これらの回路はデジタルフィルタによって構成されるため、フィルタ係数の変更を容易に行うことができる。これによって、撮像装置のシステムに応じてフィルタ係数の調整を容易に行うことができる。
【００５４】
また、本発明の実施形態では、防振制御回路２００はＨＰＦ２６、積分回路３２、センタリング処理回路３４及びメモリ２８を設ける構成としたことによって、ＣＰＵ３８によって上記処理を行う構成に比べて回路面積を縮小することが可能となる。これによって、防振制御回路２００が搭載される半導体チップのコストを低減することが可能となる。
【００５５】
また、メモリ２８でのダウンサンプリング数をＣＰＵ３８で制御することによって角速度信号（Ｇｙｒｏ−Ｘ，Ｇｙｒｏ−Ｙ）が正確に９０°だけ遅延される。これによって、角速度信号（Ｇｙｒｏ−Ｘ，Ｇｙｒｏ−Ｙ）をより正確に９０°遅延させることができ、正しい角度信号（ＳＶ−Ｘ，ＳＶ−Ｙ）によって手ぶれ等に対する補正をより高い精度で行うことができる。特に、手ぶれ補正の場合、角速度信号（Ｇｙｒｏ−Ｘ，Ｇｙｒｏ−Ｙ）のうち処理に必要とされる周波数が低いので、ダウンサンプリング処理による信号の歪みなどの影響も少なく、ダウンサンプリング処理を適用する対象としては適している。
【００５６】
なお、本発明の実施形態では、位置検出素子１０２、レンズ駆動素子１０４、振動検出素子１０６はそれぞれ、ホール素子、ボイスコイルモータ、ジャイロセンサとしたが、本願はそれに限られるものではない。例えば、レンズ駆動素子１０４はピエゾ素子を用いることができる。また、振動検出素子１０６は、直線方向の加速度を検出するセンサを用いて、加速度信号に基づいて撮像装置の振動を検出する構成とすることができる。
【００５７】
また、レンズ駆動素子１０４は、ステッピングモータとすることができる。この場合、位置検出素子１０２で検出された角速度信号に基づいて、ハイパスフィルタ２６、積分回路３２及びセンタリング処理回路３４が撮像装置の移動量を示す角度信号を生成する。防振制御回路２００は、角度信号に基づいてステッピングモータを駆動するパルスを生成し、ステッピングモータへ出力する。このようにして、防振制御回路２００とステッピングモータとを用いた手振れ補正システムを実現することができる。
【００５８】
本発明の実施形態では、レンズを駆動させて手振れ補正処理を行うレンズシフト方式としたが、本発明はこれに限られるものではない。たとえば、本発明は、撮像装置のぶれに応じてＣＣＤ素子などの撮像素子をシフトさせるＣＣＤシフト方式にも適用することができる。このとき、位置検出素子１０２は撮像素子の位置を検出し、レンズ駆動素子１０４は撮像素子を駆動する素子とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施の形態における防振制御回路の構成を示す図である。
【図２】防振制御回路の位相特性の例を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態におけるダウンサンプリング処理を示すタイミングチャートである。
【図４】従来の防振制御回路の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０  サーボ回路、１２  レンズドライバ、２０  アナログ／デジタル変換回路、２２  加算回路、２４  サーボ回路、２６  ハイパスフィルタ、２８  メモリ、３２  積分回路、３４  センタリング処理回路、３６  デジタル／アナログ変換回路、３８  ＣＰＵ、１００，２００  防振制御回路、１０２  位置検出素子、１０４  レンズ駆動素子、１０６  振動検出素子。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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