JP2007101671A - 像ぶれ補正装置 - Google Patents

Abstract

【課題】像ぶれを補正するための補正光学系（補正レンズ）の端の位置を実際に検出し、その端の位置に基づいて補正光学系のセンターの位置を決めることによって、そのセンターの位置を補正光学系の可動範囲の中心に正確に設定することができる像ぶれ補正装置を提供することを目的とする。
【解決手段】像ぶれ補正装置のＣＰＵ１１０は、補正レンズの目標位置を示す駆動カウンタの値を変化させると共に、補正レンズの現在位置をホール素子６４から読み込み、ホール素子６４の出力電圧が変化しなくなった時の駆動カウンタの値を補正レンズの端の位置を示す値として検出する。そして、正側と負側の端の中間値をレンズセンターの位置を示す値として設定する。
【選択図】 図５

Description

本発明は像ぶれ補正装置に係り、特にカメラ等において光学系に配置された補正レンズを駆動することによって手ぶれ等により生じた振動による像ぶれを補正（防止）する像ぶれ補正装置に関する。

カメラの像ぶれ補正装置は、撮影光軸に直交する面内で補正レンズを移動自在に支持し、カメラに振動が加わった際に、その振動を打ち消す方向に補正レンズをアクチュエータで移動させることによって像ぶれを補正している。このような像ぶれ補正装置での補正レンズの制御において、ピッチ方向又はヨー方向について無振動の場合に補正レンズを設定しておく基準位置を補正レンズの可動範囲の中心（レンズセンター）とし、振動が生じた場合にはそのレンズセンターの位置に対して像ぶれを補正するのに必要な変位量だけ変位させた位置に補正レンズを移動させるようにしている。

ところで、補正レンズの位置が可動範囲の限界（端）を超えるような振動が生じた場合、端を超えて補正レンズを移動させることができないため適切に像ぶれを補正することができない。一方、上記のように補正レンズのレンズセンターとする位置は理想的には補正レンズの可動範囲の中心となる位置に設定されるが、実際には、組立て誤差などによって可動範囲の中心に対して正負のいずれか側にずれる。即ち、補正レンズの制御において、補正レンズを設定する位置を示す制御値が設計上で決められたレンズセンターの値であっても、その値の位置に補正レンズを実際に設定したときの補正レンズの位置が可動範囲の中心とならない場合がある。このような場合には、レンズセンターとした位置から正負いずれか一方の端までの範囲が狭くなり、それによって、適正に像ぶれ補正できる補正レンズの最大変位量が減少すると共に像ぶれ補正できる振動の大きさも低減するという問題があった。

また、光学設計上、補正レンズが可動範囲の中心に設定されているときに光学系全体の光学性能が最良となるように設計されているため、像ぶれ補正を停止する場合には、補正レンズをレンズセンターに停止させた状態で保持しておくのが一般的である。そのため、レンズセンターとする位置が可動範囲の中心からずれていると、像ぶれ補正を行わないときの光学性能が劣化するという不具合があった。

特許文献１には、像ぶれ補正を停止する場合に、マグネットとホール素子を用いてマグネットの着磁状態を検出することによって補正レンズを可動範囲の中心（中間位置）でロックすることが提案されている。
特公平５−４５１１１号公報

しかしながら、特許文献１のようにマグネットの着磁状態によって補正レンズを可動範囲の中心を検出するようにしても、マグネットの磁束密度分布のばらつきや、マグネットとホール素子の組立て精度によって、正確な可動範囲の中心を検出することができないという問題がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、像ぶれを補正するための補正光学系（補正レンズ）を変位させる際の基準位置として、又は、像ぶれ補正を停止する場合に補正光学系を停止させておく位置として適用されるセンターの位置を可動範囲の中心に正確に設定することができる像ぶれ補正装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、請求項１に記載の像ぶれ補正装置は、結像光学系によって結像される像の結像面内での位置を変位させるために動作する補正光学系と、像ぶれを補正するための前記補正光学系の目標位置を示す制御値を設定する目標位置設定手段と、前記補正光学系の現在位置を検出する位置検出手段と、前記目標位置設定手段により設定された制御値と前記位置検出手段により検出された現在位置を示す値とに基づいて前記制御値に対応した位置となるように前記補正光学系を駆動する駆動手段とを備えた像ぶれ補正装置において、前記補正光学系の目標位置を示す制御値を変化させながら前記駆動手段により前記補正光学系を駆動すると共に前記位置検出手段から現在位置を示す値を取得し、該現在位置を示す値の変化の有無によって前記補正光学系の可動範囲の正側の端を目標位置とするときの正側端制御値と、負側の端を目標位置とするときの負側端制御値とを検出する端検出手段と、前記端検出手段により検出された正側端制御値と負側端制御値とに基づいて前記補正光学系の可動範囲の中心を目標位置とするときのセンター制御値を決定するセンター決定手段と、前記センター決定手段により決定されたセンター制御値を、前記目標位置設定手段において目標位置を示す制御値を設定する際の基準値として、又は、像ぶれの補正を停止する際に前記補正光学系を停止させておくときの目標位置を示す制御値として記憶するセンター記憶手段と、を備えたことを特徴としている。

本発明によれば、補正光学系の可動範囲の端となる位置を実際に検出してセンターの位置を示す制御値が設定されるため、センターの位置を補正光学系の可動範囲の中心に正確に設定することができる。

請求項２に記載の像ぶれ補正装置は、請求項１に記載の発明において、前記センター決定手段は、前記端検出手段により検出された正側端制御値と負側端制御値の中間の値を前記センター制御値とすることを特徴としている。本発明は、補正光学系の可動範囲の端の位置に基づいてセンターの位置を設定する具体的な態様を示している。

請求項３に記載の像ぶれ補正装置は、請求項１又は２に記載の発明において、前記端検出手段は、前記制御値を所定値から増加する方向に変化させ、前記位置検出手段から取得した現在位置を示す値が変化しなくなった時の制御値を前記正側端制御値とし、前記制御値を所定値から減少する方向に変化させ、前記位置検出手段から取得した現在位置を示す値が変化しなくなった時の制御値を前記負側端制御値とすることを特徴としている。本発明は、補正光学系の可動範囲の端の位置を検出する具体的な態様を示している。

本発明に係る像ぶれ補正装置によれば、像ぶれを補正するための補正光学系（補正レンズ）を変位させる際の基準位置として、又は、像ぶれ補正を停止する場合に補正光学系を停止させておく位置として適用されるセンターの位置を可動範囲の中心に正確に設定することができる。

以下、添付図面に従って本発明に係る像ぶれ補正装置の好ましい実施の形態を説明する。

図１は、テジタルカメラにおいて本発明に係る像ぶれ補正装置が適用されたレンズ装置を示す断面図である。図１に示すように、レンズ装置１０には、第１レンズ群１１、第２レンズ群１２、第３レンズ群１３、及び第４レンズ群１４が収容されている。このうち、第１レンズ群１１、第２レンズ群１２、及び第４レンズ群１４は結像光学系を構成しており、第３レンズ群１３は結像光学系の像のぶれを補正する補正光学系を構成している。

レンズ装置１０は、カメラ本体１６に固定される固定筒２０と、この固定筒２０に対して繰り出し及び繰り込み可能な第１移動筒２１、第２移動筒２２、及び第３移動筒２３とを備えている。第１移動筒２１には第１レンズ群１１が保持され、第２移動筒２２には第２レンズ群１２が保持され、第３移動筒２３には第３レンズ群１３が保持される。また、固定筒２０、第１移動筒２１、第２移動筒２２、第３移動筒２３は、光軸Ｏを中心として内外多重に配設されている。なお、第４レンズ群１４は、保持枠２４によって保持される。

固定筒２０は、一端に開口部を有し、他端を開放した筒状部材である。開口部には、撮影光学系の結像面２６が形成されており、この開口部に撮影素子であるＣＣＤ２８の保持枠３０が取り付けられる。保持枠３０は、開口部の縁部に掛止され、押え板（不図示）に押さえられて開口部に取り付けられる。これにより、保持枠３０に保持されたＣＣＤ２８が結像面２６に配置される。

固定筒２０の外側には回転筒２５が光軸Ｏを中心として回動自在に支持されている。この回転筒２５は、第１移動筒２１にカム機構を介して連結されており、回転筒２５を回転させることによって第１移動筒２１が光軸Ｏ方向に繰り出し、或いは繰り込みされるようになっている。すなわち、回転筒２５の内周面にはカム溝３２が形成されており、このカム溝３２に第１移動筒２１のカムピン３４が係合される。カムピン３４は、固定筒２０に形成された光軸Ｏ方向のガイド孔３６に貫通した状態で配置される。したがって、回転筒２５を回転させることによってカム溝３２に係合したカムピン３４が移動し、このカムピン３４がガイド孔３６にガイドされて光軸Ｏ方向に移動する。これにより第１移動筒２１に保持された第１レンズ群１１を光軸Ｏ方向に移動させることができる。同様に、回転筒２５は、第２移動筒２２、第３移動筒２３に不図示のカム機構を介して接続されており、回転筒２５を回転させることによって第２移動筒２２、第３移動筒２３が光軸Ｏ方向に移動するようになっている。

第４レンズ群１４を保持する保持枠２４は、光軸Ｏ方向に配設されたガイド棒３８、３８にガイドされ、光軸Ｏ方向に移動自在に支持されており、第３移動筒２３に連動して光軸方向に移動するように構成されている。

第３移動筒２３には、第３レンズ群１３を構成する固定レンズ１３Ｂと補正レンズ１３Ａが支持され、さらに補正レンズ１３Ｂの前方にアイリス機構４０が取り付けられている。固定レンズ１３Ｂは第３移動筒２３に固定され、光軸Ｏ上に配置されている。補正レンズ１３Ａは、光軸Ｏに直交する面上で移動自在に支持されており、この補正レンズ１３Ａを移動させることによって像ぶれの補正を行っている。以下、補正レンズ１３Ａを用いた像ぶれ補正装置について説明する。

図２は、像ぶれ補正装置５０を拡大した断面図であり、図３は、像ぶれ補正装置５０の分解斜視図である。また、図４は、像ぶれ補正装置５０を光軸Ｏ方向に見た断面図である。

これらの図に示すように、像ぶれ補正装置５０は主として、補正レンズ１３Ａを保持する保持枠５２と、この保持枠５２を支持する第１スライダー６０、第２スライダー７０と、この第１スライダー６０、第２スライダー７０を移動させる第１コイルモータ８０、第２コイルモータ９０で構成される。

保持枠５２は、光軸Ｏに直交する面内において、直交する二方向に移動自在に支持されている。この二方向をピッチ方向（第１の方向に相当：以下Ｐ方向という）、ヨー方向（第２の方向に相当：以下Ｙ方向という）とする。

保持枠５２はその外形が略矩形状に形成されている。図４に示すように、保持枠５２の側面には、Ｐ方向に配置されたＰガイド棒５４と、Ｙ方向に配置されたＹガイド棒５５が取り付けられる。一方、第３移動筒２３には、Ｐ方向に配置されたＰガイド棒５６と、Ｙ方向に配置されたＹガイド棒５７とが保持されている。Ｐガイド棒５６、Ｙガイド棒５７はそれぞれ、光軸Ｏを挟んでＰガイド棒５４、Ｙガイド棒５５の反対側に配置される。

第１スライダー６０は、Ｐ方向に形成されたＰ案内部６１と、Ｙ方向に形成されたＹ案内部６２とを有し、このＰ案内部６１とＹ案内部６２によって略Ｌ状に形成されている。Ｐ案内部６１は、その外側側面の両端に突出部６１Ａ、６１Ａ（図４参照）を有し、この突出部６１Ａ、６１Ａに、前述したＰガイド棒５６が挿通されるガイド孔（不図示）が形成されている。したがって、突出部６１Ａ、６１Ａのガイド孔にＰガイド棒５６を挿通させることによって、第１スライダー６０が第３移動筒２３に対してＰ方向にスライド自在に支持される。

第１スライダー６０のＹ案内部６２の上面には、その両端部に突出部６２Ａ、６２Ａが形成されており、この突出部６２Ａ、６２Ａに、Ｙガイド棒５５が挿通されるガイド孔（不図示）が形成されている。したがって、突出部６２Ａ、６２Ａのガイド孔にＹガイド棒５５を挿通させることによって、第１スライダー６０が保持枠５２に対してＹ方向に移動自在に支持される。

また、第１スライダー６０のＹ案内部６２には、一対の挟持部６２Ｂ、６２Ｂが外側に突出形成されている。この挟持部６２Ｂ、６２Ｂは対向して配設され、且つ、図３に示すように円弧状に形成されており、第１コイルモータ８０のコイル８１を保持できるようになっている。第１コイルモータ８０は、駆動時にコイル８１をＰ方向に駆動させるように構成される。

なお、挟持部６２Ｂにはガタつき防止用の突起部６２Ｃが設けられる。この突起部６２Ｃは第３移動筒２３に形成された溝６３に挿入されて係合され、これによって、第１スライダー６０が光軸Ｏ方向にガタつくことが防止される。

第２スライダー７０は、Ｙ方向に形成されたＹ案内部７１と、Ｐ方向に形成されたＰ案内部７２とを有し、Ｙ案内部７１とＰ案内部７２によって略Ｌ状に形成されている。第２スライダー７０は、図４に示すように、光軸Ｏと直交する面内において、第１スライダー６０と同一平面上に配置され、且つ、第１スライダー６０と第２スライダー７０によって光軸Ｏを囲む矩形枠体を形成するように配置される。

第２スライダー７０のＹ案内部７１は、その外側側面の両端に突出部７１Ａ、７１Ａを有し、この突出部７１Ａ、７１Ａに、前述のＹガイド棒５７が挿通されるガイド孔（不図示）が形成されている。したがって、突出部７１Ａのガイド孔にＹガイド棒５７を挿通させることによって、第２スライダー７０が第３移動筒２３に対してＹ方向にスライド自在に支持される。

第２スライダー７０のＰ案内部７２の上面には、その両端に突出部７２Ａ、７２Ａが形成されており、この突出部７２Ａ、７２Ａに、前述のＰガイド棒５４が挿通されるガイド孔が形成されている。したがって、突出部７２Ａのガイド孔にＰガイド棒５４を挿通させることによって、第２スライダー７０が保持枠５２に対してＰ方向に移動自在に支持される。

また、第２スライダー７０のＰ案内部７２には、一対の挟持部７２Ｂ、７２Ｂが突出形成されている。この挟持部７２Ｂ、７２Ｂは対向して配置されるとともに、図３に示すように円弧状に形成されており、第２コイルモータ９０のコイル９１を保持できるようになっている。第２コイルモータ９０は、駆動時にコイル９１をＹ方向に駆動させるように構成される。

なお、挟持部７２Ｂにはガタつき防止用の突起部７２Ｃが設けられる。この突起部７２Ｃは第３移動筒２３に形成された凹溝７３に挿入されて係合され、これによって、第２スライダー７０が光軸Ｏ方向にガタつくことが防止される。

図４に示すように第１スライダー６０、第２スライダー７０にはそれぞれ、ホール素子６４、７４が取り付けられている。また、第３移動筒２３には、ホール素子６４、７４に対向する位置に、マグネット６６、７６（図３参照）が取り付けられている。したがって、ホール素子６４、７４とマグネット６６、７６から成る位置検出センサによって、第１スライダー６０、第２スライダー７０の位置を検出することができる。なお、位置検出センサの構成はこれに限定されるものではなく、例えばＬＥＤとＰＳＤ（Position Sensor Device）から成る非接触式センサを用いてもよい。

上述した第３移動筒２３に取り付けたＰガイド棒５６、Ｙガイド棒５７には、筒状の緩衝部材５８、５８が取り付けられている。緩衝部材５８、５８は、衝撃を吸収する材料、例えばゴムやウレタン樹脂等から成り、第１スライダー６０と第３移動筒２３との間、或いは第２スライダー７０と第３移動筒２３との間に配置されている。したがって、第１スライダー６０と第３移動筒２３との衝突時、或いは第２スライダー７０と第３移動筒２３との衝突時に、その衝撃を緩衝部材５８によって吸収することができ、衝撃による第１スライダー、第２スライダー、第３移動筒の破損を防止する。

同様に、保持枠５２のＰガイド棒５４、Ｙガイド棒５５には、筒状の緩衝部材５９、５９が取り付けられる。緩衝部材５９、５９は、衝撃を吸収する材料、例えばスポンジやウレタン樹脂等から成り、第２スライダー７０と保持枠５２、或いは第１スライダー６０と保持枠５２との間に配置されている。したがって、第２スライダー７０と保持枠５２との衝突時、或いは第１スライダー６０と保持枠５２との衝突時に、その衝撃を緩衝部材５９によって吸収することができ、衝撃による第１スライダー、第２スライダー、第３移動筒の破損を防止する。

第１コイルモータ８０は主として、コイル８１と、コ型ヨーク８２と、円盤型ヨーク８３によって構成され、コイル８１は前述した第１スライダー６０に保持される。コ型ヨーク８２は、第３移動筒２３に固定されており、一方の端部８２Ａがコイル８１の中空部に挿通配置される。またコ型ヨーク８２の他端部には、コイル８１に対向してマグネット８４が取り付けられている。円盤型ヨーク８３は金属板によってリング状に形成されており、第３移動筒２３に固定される。円盤型ヨーク８３にはコイル８１に対向してマグネット８５が取り付けられる。また、円盤型ヨーク８３には、図１のアイリス機構４０が取り付けられている。円盤型ヨーク８３は、アイリス機構４０に対する磁気遮蔽部材として兼用されている。

第２コイルモータ９０は主として、コイル９１、コ型ヨーク９２、及び前述の円盤型ヨーク８３によって構成され、コイル９１は第２スライダー７０によって保持される。コ型ヨーク９２は、第３移動筒２３に取り付けられており、一方の端部９２Ａがコイル９１の中空部に挿通配置される。また、コ型ヨーク９２の他端部９２Ｂにはコイル９１に対向してマグネット（不図示）が取り付けられる。円盤型ヨーク８３は、第１コイルモータ８０と兼用されており、コイル９１に対向してマグネット９５が取り付けられている。

次に上記の如く構成された像ぶれ補正装置５０の作用について説明する。

第１コイルモータ８０を駆動すると、コイル８１が取り付けられた第１スライダー６０に駆動力が伝わり、第１スライダー６０がＰ方向に移動する。これにより、第１スライダー６０にＹガイド棒５５を介して取り付けられた保持枠５２がＰ方向に移動し、補正レンズ１３ＡがＰ方向に移動する。その際、第２スライダー７０は保持枠５２に対してＰ方向にスライド自在に支持されているので、第２スライダー７０が移動することがない。すなわち、第１コイルモータ８０を駆動すると、第２スライダー７０は移動せずに、第１スライダー６０のみが独立して移動する。

一方、第２コイルモータ９０を駆動すると、コイル９１に取り付けられた第２スライダー７０に駆動力が伝わり、第２スライダー７０がＹ方向に移動する。これにより、第２スライダー７０にＰガイド棒５４を介して取り付けられた保持枠５２がＹ方向に移動し、補正レンズ１３ＡがＹ方向に移動する。その際、第１スライダー６０は保持枠５２に対してＹ方向にスライド自在に支持されているので、第１スライダー６０が移動することがない。すなわち、第２コイルモータ９０を駆動すると、第１スライダー６０は移動せずに、第２スライダー７０のみが独立して移動する。

次に、上記像ぶれ補正装置５０における補正レンズ１３Ａの制御について説明する。尚、以下の説明では、補正レンズ１３ＡのＰ方向の制御に関してのみ示し、Ｙ方向についても同様に制御されるものとして説明を省略する。図５は、上記像ぶれ補正装置５０のＰ方向の補正レンズ１３Ａの制御に関する電気的な構成を示したブロック図である。同図に示すように像ぶれ補正装置５０は、補正レンズ部１００、制御部１０２、ジャイロセンサー１０４から構成されている。補正レンズ部１００は、上記第３移動筒２３内に補正レンズ１３Ａと共に組み込まれた第１コイルモータ８０（以下、ＶＣＭ（ボイスコイルモータ）８０と記す）と、位置検出センサのホール素子６４とを含み、ＶＣＭ８０（ＶＣＭ８０のコイル８１）に電圧を印加（電流を供給）することによって補正レンズ１３ＡがＰ方向に移動し、補正レンズ１３ＡのＰ方向の位置に応じた電圧がホール素子６４から出力される。

ジャイロセンサー１０４は、例えばカメラ本体１６内に搭載され、Ｐ方向に生じた振動を示す振れ信号として角速度信号を出力する。

制御部１０２は、例えばカメラ本体１６内に搭載され、制御部１０２にはホール素子６４の出力信号とジャイロセンサー１０４の出力信号（角速度信号）が入力され、制御部１０２からはＶＣＭ８０を駆動するための電圧（電流）がＶＣＭ８０（ＶＣＭ８０のコイル８１）に供給されるようなっている。

同図に示すように制御部１０２は、ＣＰＵ１１０、加算増幅器１１２、反転バッファ１１４、１１６、メモリ１１８等から構成されている。ＣＰＵ１１０は、ジャイロセンサー１０４からの角速度信号を読み込み、その角速度信号に基づいて像ぶれを打ち消すための補正レンズ１３Ａのレンズセンターからの変位量を算出する。例えば、角速度信号を積分して角度信号（位置信号）を求めると共に、その角度信号をゲイン調整することによって補正レンズ１３Ａの変位量を算出する。

また、ＣＰＵ１１０では、補正レンズ１３Ａの位置が所定の整数値、例えば、０〜１２８０の範囲内の値として扱われており、補正レンズ１３Ａを移動させる位置（目標位置）が補正レンズ駆動カウント（駆動カウント）の値として設定されると共に、その値が±１変化することによって１ステップ分の変位量だけ補正レンズ１３Ａの目標位置が±方向に変化するようになっている。そこで、ＣＰＵ１１０は、レンズセンターの位置を示す値に、角速度信号に基づいて算出した変位量分の値を加算することによって、像ぶれを打ち消すための補正レンズ１３Ａの目標位置を示す値を求め、その値を駆動カウントの値として設定している。レンズセンターの位置を示す値は、メモリ１１８から読み出されるようになっており、後述のレンズセンター検出処理によって補正レンズ１３Ａが実際に可動範囲の中心となるときの駆動カウントの値が求められ、その駆動カウントの値がレンズセンターの位置を示す値としてメモリ１１８に記憶されるようになっている。

ＣＰＵ１１０において上記のように像ぶれを補正するための補正レンズ１３Ａの目標位置を示す値が駆動カウントの値として設定されると、駆動カウントの値はＤ／Ａ変換器を介して例えば０〜５Ｖ範囲の電圧信号に変換され、その電圧信号が補正レンズ１３Ａの目標位置を示す信号として加算増幅器１１２に入力される。また、加算増幅器１１２には、補正レンズ１３Ａの現在位置を示す信号としてホール素子６４の出力信号が入力される。

加算増幅器１１２は、ＣＰＵ１１０から入力された駆動カウントの値に対応した目標位置の信号と、ホール素子６４から入力された現在位置の信号とに基づいて、ＶＣＭ８０を駆動するための駆動信号を生成する。例えば、ＣＰＵ１１０から入力された目標位置の信号電圧と、ホール素子６４から入力された現在位置の信号電圧との和が基準電圧生成回路１２０から入力される基準電圧に一致するように補正レンズ１３Ａを移動させるものとし、その和が基準電圧と相違する分の電圧をゲイン調整することによって駆動信号を生成する。このようにして生成された駆動信号は、反転バッファ１１４に入力され、電圧の正負が反転されて反転バッファ１１４からＶＣＭ８０（ＶＣＭ８０のコイル８１）の一方の電圧入力端子に印加される。また、反転バッファ１１４の出力が反転バッファ１１６に入力され、更に電圧の正負が反転されて反転バッファ１１６からＶＣＭ８０の他方の電圧入力端子に印加される。これによって、加算増幅器１１２から出力された駆動信号を反転した電圧と非反転の電圧とがＶＣＭ８０の２つの電圧入力端子の各々に印加され、ＶＣＭ８０が駆動される。そして、ＶＣＭ８０が駆動されることによって補正レンズ１３ＡがＰ方向に移動し、それによる補正レンズ１３Ａの変位が加算増幅器１１２から出力される駆動信号に反映されることによって補正レンズ１３ＡがＣＰＵ１１０で設定された駆動カウントの値に対応した位置に移動する。

また、ＣＰＵ１１０は、像ぶれ補正を停止する指示が図示しないスイッチ（補正モード切替スイッチ）から与えられると、レンズセンターの位置を示す値をメモリ１１８から読み出し、その値を駆動カウントの値として設定する。そして、上述の場合と同様にその駆動カウントの値をＤ／Ａ変換器を介して加算増幅器１１２に出力する。これによって補正レンズ１３Ａをレンズセンターの位置に停止させた状態で保持する。

次に、上述のような補正レンズ１３Ａの制御において、像ぶれを打ち消すための補正レンズ１３Ａの位置を求める際の基準位置として、又は、像ぶれ補正を停止する際に補正レンズ１３Ａを停止させておく位置として適用するレンズセンターの位置を正確に補正レンズ１３Ａの可動範囲の中心とするためのレンズセンター検出処理について説明する。レンズセンター検出処理は、次のような条件で実行される。例えば、レンズ装置１０の生産時において、レンズセンター検出用治具にレンズ装置１０が装着された場合、又は、カメラ電源がオンされた場合、又は、像ぶれ補正を行う補正モードのオン／オフがカメラ本体１６の補正モード切替スイッチにより切り替えられた場合、又は、カメラ本体１６にセンター検出用スイッチを設けておき、ユーザが所望のときにそのセンター検出用スイッチをオンした場合等に実行される。尚、レンズセンター検出処理を実行する条件としてこれらの全ての条件を採用してもよいし、いずれか１つ又は２つ以上の条件を採用してもよい。また、レンズセンター検出処理は、撮影を妨げないタイミングであればどのようなタイミングで行うようにしてもよい。

図６は、レンズセンター検出処理を実行する場合のＣＰＵ１１０での処理手順を示したフローチャートである。ＣＰＵ１１０は、レンズセンター検出処理を開始すると、まず、補正レンズ１３Ａの可動範囲の正側の端を検出するために、仮のレンズセンターの位置を示す値を駆動カウントの値として設定し、補正レンズ１３Ａをその仮のレンズセンターの位置に移動させる（ステップＳ１０）。仮のレンズセンターの位置は、補正レンズ１３Ａが可動範囲の中心となる位置として設計上で決められた位置であり、例えば補正レンズ１３Ａの位置を示す値（駆動カウントとして設定可能な値）の範囲を０〜１２８０とするとその中心値である６４０を仮のレンズセンターの位置を示す値とする。但し、この処理において補正レンズ１３Ａを設定する初期位置は、仮のレンズセンターの位置以外でもよい。

ここで、図７は、駆動カウントの値と、その駆動カウントの値によって変位した補正レンズ１３Ａの位置においてホール素子６４から出力される出力信号の電圧との関係を例示したものであり、同図において例えば駆動カウントのＳ点で示す値がステップＳ１０の処理によって設定される。

次に、ＣＰＵ１１０は、駆動カウントの値を＋１増加させ、補正レンズ１３ＡをＰ方向に＋１ステップ分変位させる（ステップＳ１２）。図５に示すようにＣＰＵ１１０はホール素子６４の出力電圧を読み取ることができるようになっており、そのホール素子６４の出力電圧がステップＳ１２の処理によって変化したか否かを判定する（ステップＳ１４）。ＹＥＳと判定した場合には、ステップＳ１２の処理に戻り、ステップＳ１２及びステップＳ１４の処理を繰り返す。これにより、図７に示すように駆動カウントの値が増加すると共にホール素子６４の出力電圧が徐々に増加する。

一方、ステップＳ１４においてＮＯと判定した場合には、エンドカウントの値を＋１増加させる（ステップＳ１６）。尚、エンドカウントの初期値は０とする。ここで、例えば図７において、駆動カウントの値がＡ点の値「Ｐ＋」のとき補正レンズ１３Ａが可動範囲の正側の端（限界）に到達したことを示しており、駆動カウントの値がそのＡ点の値「Ｐ＋」を超える（上回る）と、補正レンズ１３Ａが移動しなくなるためホール素子６４の出力電圧が変化しなくなる。このときステップＳ１４においてＮＯと判定される。ただし、ステップＳ１４においてＮＯと判定した場合でも補正レンズ１３Ａが端に到達したことを確実に判定するための処理として次の処理を続けて実行する。

まず、エンドカウントが５となったか否かを判定する（ステップＳ１８）。ＮＯと判定した場合には、更に、駆動カウントの値を＋１増加させる（ステップＳ２０）。そして、ホール素子６４の出力電圧が変化したか否かを判定する（ステップＳ２２）。ＮＯと判定した場合にはステップＳ１６に戻り、エンドカウントの値を＋１増加させ、ステップＳ１８の判定処理を実行する。一方、ステップＳ２２においてＹＥＳと判定した場合には、補正レンズ１３Ａが可動範囲の端に到達していなかったと判断し、エンドカウントを０にリセットし（ステップＳ２４）、ステップＳ１２に戻る。

上記ステップＳ１８においてＹＥＳと判定した場合、即ち、エンドカウントの値が５となった場合には、Ｐ方向の正側の端点（図６のＡ点）が検出されたと判断し、その端点での駆動カウントの値をＰ方向正側の端の位置を示す値「Ｐ＋」として設定する（ステップＳ２６）。ここで、ステップＳ１８においてＹＥＳと判定したときの駆動カウントの値からエンドカウントの値５を引いた値がＰ方向正側の端の位置を示す値「Ｐ＋」となる。

次に、ＣＰＵ１１０は、補正レンズ１３Ａの可動範囲の負側の端を検出するために、正側の端を検出したときと同様の処理を開始する。まず、仮のレンズセンターの位置を示す値を駆動カウントの値として設定し、補正レンズ１３Ａをその仮のレンズセンターの位置に移動させる（ステップＳ２８）。但し、この処理において補正レンズ１３Ａを設定する初期位置は、仮のレンズセンターの位置以外でもよい。図６においてこのステップＳ２８の処理により、駆動カウントの値がＳ点の値に設定される。

次に、ＣＰＵ１１０は、駆動カウントの値を＋１減少（−１増加）させ、補正レンズ１３ＡをＰ方向に−１ステップ分変位させる（ステップＳ３０）。続いて、ホール素子６４の出力電圧が変化したか否かを判定する（ステップＳ３２）。ＹＥＳと判定した場合には、ステップＳ３０の処理に戻り、ステップＳ３０及びステップＳ３２の処理を繰り返す。これにより、図７に示すように駆動カウントの値が減少すると共にホール素子６４の出力電圧が徐々に低下する。

一方、ステップＳ３２においてＮＯと判定した場合には、エンドカウントの値を＋１増加させる（ステップＳ３４）。尚、エンドカウントの初期値は０とする。ここで、例えば図７において、駆動カウントの値がＢ点の値「Ｐ−」のとき補正レンズ１３Ａが可動範囲の負側の端に到達したことを示しており、駆動カウントの値がそのＢ点の値「Ｐ−」を超える（下回る）と、補正レンズ１３Ａが移動しなくなるためホール素子６４の出力電圧が変化しなくなる。このときステップＳ３２においてＮＯと判定される。

続いて、ＣＰＵ１１０は、エンドカウントが５となったか否かを判定する（ステップＳ３６）。ＮＯと判定した場合には、更に、駆動カウントの値を＋１増加させる（ステップＳ３８）。そして、ホール素子６４の出力電圧が変化したか否かを判定する（ステップＳ４０）。ＮＯと判定した場合にはステップＳ３４に戻り、エンドカウントの値を＋１増加させ、ステップＳ３６の判定処理を実行する。一方、ステップＳ４０においてＹＥＳと判定した場合には、補正レンズ１３Ａが可動範囲の端に到達していなかったと判断し、エンドカウントを０にリセットし（ステップＳ４２）、ステップＳ３０に戻る。

上記ステップＳ３６においてＹＥＳと判定した場合、即ち、エンドカウントの値が５となった場合には、Ｐ方向の負側の端点（図６のＢ点）が検出されたと判断し、その端点での駆動カウントの値をＰ方向負側の端の位置を示す値「Ｐ−」として設定する（ステップＳ４４）。ここで、ステップＳ３６においてＹＥＳと判定したときの駆動カウントの値からエンドカウントの値５を足した値がＰ方向負側の端の位置を示す値「Ｐ−」となる。

以上のようにしてＰ方向正側の端の位置を示す値「Ｐ＋」とＰ方向負側の端の位置を示す値「Ｐ−」を検出すると、レンズセンターの位置を示す値として、それらの値の中間値、即ち、（「Ｐ＋」＋「Ｐ−」）／２の値を算出する（ステップＳ４６）。これによって、例えば図７においてＣ点で示す値が求められる。そして、求めたレンズセンターの位置を示す値をメモリ１１８に記憶し（ステップＳ４８）、以上のレンズセンター検出処理を終了する。尚、Ｙ方向についても本センター検出処理と同様の処理が実行される。

以上のように、補正レンズ１３Ａの可動範囲の端を検出してレンズセンターの位置を求めることによって、ホール素子６４に対向配置されるマグネット６６（図３参照）の磁束密度分布のばらつきや、組立て精度の影響によって設計上の補正レンズ１３Ａの可動範囲の中心位置と実際の中心位置とが相違する場合であっても、また、ホール素子６４の出力電圧がリニアに変化しない場合であっても、レンズセンターの位置が補正レンズ１３Ａの可動範囲の中心に正確に設定される。

以上、上記実施の形態では、デジタルカメラに使用される像ぶれ補正装置において本発明を適用した場合について説明したが、放送用テレビカメラや市販のビデオカメラ等の任意の種類のカメラ及びそのレンズ装置に使用される像ぶれ補正装置全てに適用できる。

また、上記実施の形態では、ＶＣＭによって補正レンズ１３Ａを駆動する場合について説明したが、補正レンズ１３Ａを駆動する手段はどのようなものであってもよい。補正レンズ１３Ａの位置を検出する位置検出センサについてもホール素子以外であってもよい。

図１は、本発明に係る像ぶれ補正装置が適用されたレンズ装置の構成を示す断面図である。 図２は、像ぶれ補正装置を示す断面図である。 図３は、像ぶれ補正装置の構成を示す斜視図である。 図４は、像ぶれ補正装置の正面図である。 図５は、像ぶれ補正装置のＰ方向の補正レンズの制御に関する電気的な構成を示したブロック図である。 図６は、レンズセンター検出処理の処理手順を示したフローチャートである。 図７は、駆動カウントの値と、ホール素子の出力電圧との関係を例示した図である。

符号の説明

１３Ａ…補正レンズ、２３…第３移動筒、５０…像ぶれ補正装置、５２…保持枠、６４…ホール素子、８０…第１コイルモータ（ＶＣＭ）、８１…コイル、９０…第２コイルモータ、１００…補正レンズ部、１０２…制御部、１０４…ジャイロセンサー、１１０…ＣＰＵ、１１２…加算増幅器、１１４、１１６…反転バッファ、１１８…メモリ

Claims (3)

1. 結像光学系によって結像される像の結像面内での位置を変位させるために動作する補正光学系と、像ぶれを補正するための前記補正光学系の目標位置を示す制御値を設定する目標位置設定手段と、前記補正光学系の現在位置を検出する位置検出手段と、前記目標位置設定手段により設定された制御値と前記位置検出手段により検出された現在位置を示す値とに基づいて前記制御値に対応した位置となるように前記補正光学系を駆動する駆動手段とを備えた像ぶれ補正装置において、
   前記補正光学系の目標位置を示す制御値を変化させながら前記駆動手段により前記補正光学系を駆動すると共に前記位置検出手段から現在位置を示す値を取得し、該現在位置を示す値の変化の有無によって前記補正光学系の可動範囲の正側の端を目標位置とするときの正側端制御値と、負側の端を目標位置とするときの負側端制御値とを検出する端検出手段と、
   前記端検出手段により検出された正側端制御値と負側端制御値とに基づいて前記補正光学系の可動範囲の中心を目標位置とするときのセンター制御値を決定するセンター決定手段と、
   前記センター決定手段により決定されたセンター制御値を、前記目標位置設定手段において目標位置を示す制御値を設定する際の基準値として、又は、像ぶれの補正を停止する際に前記補正光学系を停止させておくときの目標位置を示す制御値として記憶するセンター記憶手段と、
   を備えたことを特徴とする像ぶれ補正装置。
2. 前記センター決定手段は、前記端検出手段により検出された正側端制御値と負側端制御値の中間の値を前記センター制御値とすることを特徴とする請求項１の像ぶれ補正装置。
3. 前記端検出手段は、前記制御値を所定値から増加する方向に変化させ、前記位置検出手段から取得した現在位置を示す値が変化しなくなった時の制御値を前記正側端制御値とし、前記制御値を所定値から減少する方向に変化させ、前記位置検出手段から取得した現在位置を示す値が変化しなくなった時の制御値を前記負側端制御値とすることを特徴とする請求項１又は２の像ぶれ補正装置。
   

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