JP2011137982A

JP2011137982A - 撮像装置

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Publication number: JP2011137982A
Application number: JP2009297679A
Authority: JP
Inventors: Toshio Ihi; 敏男井比
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2009-12-28
Filing date: 2009-12-28
Publication date: 2011-07-14
Anticipated expiration: 2029-12-28
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Abstract

【課題】部品干渉の発生しない状態で姿勢検知することで、姿勢検出の誤検出を防止することを可能にした撮像装置を提供する。
【解決手段】撮像装置は、シフトレンズ４０３と、シフトレンズ４０３を駆動、制御するシフトレンズ駆動制御部４０４と、シフトレンズ４０３と他の部材との干渉を防止する干渉防止制御部４２０を備える。シフトレンズ駆動制御部４０４は、撮像装置に加わる振れを検出し、その検出出力に応じてシフトレンズ４０３の移動目標位置を算出すると共に、シフトレンズ４０３の実位置を検出し、シフトレンズ４０３の実位置が移動目標位置に収束するように帰還制御を行い、その帰還制御信号に基づいてシフトレンズ４０３を駆動する。このとき、帰還制御の内部演算情報を使用して撮像装置の姿勢を検出する。
【選択図】図７

Description

本発明は、画像の振れ補正機能を備える撮像装置に関する。

スチルカメラやビデオカメラに代表される撮像装置において、外部から与えられた振れを補正する方法として、光学式手振れ補正が用いられている。光学式手振れ補正では、光軸に対して垂直な方向に移動可能なシフトレンズを移動することにより、撮像素子上で結像された画像から振れを補正している。このとき、検出した振れの量に相当する振れ補正量だけシフトレンズを移動させ、シフトレンズが目標位置へ移動したとき、シフトレンズの実位置を取得する。そして、目標位置と実位置の偏差をゼロにするような、例えば一般的にＰＩＤ制御と呼ばれるフィードバック制御が行われる。

このような振れ補正機構に対する望ましい特性としては、摩擦が小さく、目標への追従がよいことや、共振周波数を設計者が操作しやすいことが挙げられる。このような特性を実現する機構として、可動鏡筒と固定鏡筒の間に複数の球（ボール）を挟持し、弾性体で押圧する構成が提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。

特許文献１に開示された振れ補正機構では、ボール受け部の端面に接触した状態ではすべり摩擦に移行して追従性が低下するため、球が常に転がりの状態にあることが望ましい。そこで特許文献１には、予め可動鏡筒を最大移動量または実移動量分動かして、初期化することが開示されている。また、特許文献２には、振れ補正機構の初期化タイミングとして、電池の抜き差しに連動して振れ補正機構の初期化を行うことが開示されている。

特開２００１−２９０１８４号公報特開平７−２７０８４６号公報

しかしながら、近年、撮像装置の小型化と薄型化が進み、レンズ鏡筒の沈胴時に部品同士の間隔が小さくなる。そのため、シフトレンズユニットと相手部品との干渉が発生し、その干渉により鏡筒を移動させるときにシフトレンズユニットが動けなくなる場合がある。シフトレンズユニットの駆動力に関する信号に基づいて撮像装置の姿勢を検出する場合、部品の干渉によって駆動力が変わると誤検出が発生してしまうという問題がある。

そこで本発明の目的は、姿勢検出の誤検出を防止するために、部品干渉の発生しないように鏡筒の沈胴動作／繰り出し動作を実行可能にする撮像装置を提供することである。

上記課題を解決するために、請求項１の撮像装置は、沈胴状態と撮影可能な繰り出し状態とを遷移可能なレンズ鏡筒を有する撮像装置であって、前記レンズ鏡筒は、変倍を行うズームユニットと、前記ズームユニットを駆動制御するズーム駆動制御部と、光軸と垂直な方向に移動可能な補正光学手段と、前記補正光学手段を駆動する駆動手段とを備え、前記撮像装置に加わる振れを検出する振動検出手段と、前記振動検出手段の出力に基づいて、振れ補正のための補正量を算出し、前記補正量に基づいて前記駆動手段を駆動させる帰還制御手段と、前記帰還制御手段の算出過程での出力と前記ズーム駆動制御部の位置情報に基づいて前記補正光学手段と他の部材の干渉領域を算出し、前記補正光学手段を他の部材との干渉が発生しない位置へ移動させる指示を行う干渉防止制御手段と、を更に有することを特徴とする。

本発明に係る撮像装置によれば、姿勢検出の誤検出を防止するために、部品干渉の発生しないように鏡筒の沈胴動作／繰り出し動作を実行できる。

本発明の実施の形態に係る撮像装置の概略構成を示す図である。図１に示されるシフトレンズ駆動制御部の内部構成を示すブロック図である。図１に示される撮像装置において、シフトレンズを含む防振ユニットの構成を示す斜視図である。本発明に係る防振ユニットを被写体側から見た正面図である。図２に示されるＰＩＤ制御部の詳細な構成を示すブロック図である。本発明に係る振れ補正機能を有するレンズ群の簡単な構成を示す図である。（ａ）はシフトレンズと他のレンズ又はレンズ保持部材との干渉が発生していない状態（例えば鏡筒繰り出し状態）での積分制御部の出力の一例を示す図であり、（ｂ）は、シフトレンズと他のレンズ又はレンズ保持部材との干渉が発生した状態での積分制御部の出力の一例を示す図である。図７（ｂ）に示される干渉領域と非干渉領域との判別方法を示すフローチャートである。積分制御出力データ（干渉判定データ）の測定シーケンスを示すフローチャートである。本発明に係る撮像装置の電源オン／オフ時のシフトレンズの退避フローを示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る撮像装置の概略構成を示す図である。

ズームユニット４０１は、変倍動作を行うズームレンズを含む。ズーム駆動制御部４０２は、ズームユニット４０１を駆動制御する。シフトレンズ４０３は、移動可能な補正光学手段としての、光軸に対して垂直な方向に移動可能な振れ補正光学系（シフトレンズユニット）である。シフトレンズ駆動制御部４０４は、シフトレンズ４０３を駆動、制御する。なお、ズーム駆動制御部４０２及びシフトレンズ駆動制御部４０４はそれぞれ、例えば、省電力時には、ズームユニット４０１及びシフトレンズ４０３への駆動電源の供給を停止する。

絞り・シャッタユニット４０５は、光学系の絞り動作とシャッタ動作行う。絞り・シャッタ駆動制御部４０６は、絞り・シャッタユニット４０５を駆動／制御する。また、フォーカスユニット４０７は、ピント調整を行うレンズを含み、ピント調整を行う。フォーカス駆動制御部４０８は、フォーカスユニット４０７を駆動／制御する。各レンズ群を通ってきた光像を電気信号に変換する。撮像部４０９は、ＣＣＤやＣＭＯＳといった撮像素子を含む。

撮像信号処理部４１０は、撮像部４０９から出力された電気信号の映像信号への変換処理を行う。映像信号処理部４１１は、撮像信号処理部４１０から出力された映像信号の用途に応じた加工が行われる。

ディスプレイを備えた表示部４１２は、映像信号処理部４１１から出力された信号に基づいて、必要に応じて画像表示を行う。姿勢制御部４１４は、映像信号処理部４１１及び表示部４１２に対して撮像装置の姿勢を設定する。撮像部４０９及び表示部４１２の動作・表示の制御は、表示制御部４１３によって行われる。

電源部４１５は、撮像装置全体に用途に応じて電源を供給する。外部入出力端子部４１６は、外部との間で通信信号及び映像信号を入出力する。操作部４１７は、撮像装置を操作するためのボタンやダイヤル、タッチパネル等である。例えば電源のオン／オフを切り替えるスイッチによって撮電源部４１５から像装置本体に電気を供給する若しくは遮断する。また、静止画撮影モードと動画撮影モードから一方の撮影モードを選択可能であり、各撮影モードにおいて、撮像装置を構成している各アクチュエータ（可動な素子）の動作条件を変更することができるようになっている。記憶部４１８は、撮影により得られた映像情報等の様々なデータはに記憶される。制御部４１９は、撮像装置全体の制御を行う。例えば、制御部４１９は各レンズ群を駆動する制御部（ズーム駆動制御部４０２、シフトレンズ駆動制御部４０４、絞り・シャッタ駆動制御部４０６、フォーカス駆動制御部４０８）を動かして、ズーム位置を変更する。また、干渉防止制御部４２０は、シフトレンズ４０３と他の部材が干渉しないように制御を行う。

次に、以上の通りに構成された撮像装置における動作について説明する。操作部４１７は、押し込み量に応じて第１スイッチ（ＳＷ１）及び第２スイッチ（ＳＷ２）が順にオンするように構成されたシャッタレリーズボタン（不図示）を有している。シャッタレリーズボタンを約半分押し込んだときに第１スイッチ（ＳＷ１）がオンし、シャッタレリーズボタンを最後まで押し込んだときに第２スイッチ（ＳＷ２）がオンする。

第１スイッチ（ＳＷ１）がオンされると、フォーカス駆動制御部４０８がフォーカスユニット４０７を駆動してピント調整を行うと共に、絞り・シャッタ駆動制御部４０６が絞り・シャッタユニット４０５を駆動して、露光量を適正に設定する。そして、第２スイッチ（ＳＷ２）がオンされると、撮像部４０９に光像が露光され、撮像素子によって変換された電気信号に基づいて得られた画像データが記憶部４１８に記憶される。

このとき、操作部４１７から防振オンの指示があれば、制御部４１９はシフトレンズ駆動制御部４０４に防振動作を指示し、この指示を受けたシフトレンズ駆動制御部４０４は、防振オフの指示がなされるまで防振動作を行う。なお、干渉防止制御部４２０が、ズーム駆動制御部４０２の位置情報を参照しつつ、シフトレンズ駆動制御部４０４にシフトレンズ４０３と他の部材の干渉が発生しないよう動作を指示する。

また、操作部４１７を介してズームレンズによる変倍の指示が入力されると、制御部４１９を介して指示を受けたズーム駆動制御部４０２が、ズームユニット４０１を駆動し、指示されたズーム位置にズームレンズを移動させる。また、撮像信号処理部４１０と映像信号処理部４１１にて処理された画像情報に基づいて、フォーカス駆動制御部４０８がフォーカスユニット４０７を駆動して、ピント調整を行う。

図２は、シフトレンズ駆動制御部４０４の内部構成を示すブロック図である。シフトレンズ駆動制御部４０４は、撮像装置に加わる振動を検出する振動検出手段としてのピッチ方向ジャイロ部５０１とヨー方向ジャイロ部５０２を備えている。ピッチ方向ジャイロ部５０１は、通常姿勢（画像フレームの長さ方向が水平方向とほぼ一致する姿勢）の撮像装置の垂直方向（ピッチ方向）の振れを検出し、ヨー方向ジャイロ部５０２は、通常姿勢の撮像装置の水平方向（ヨー方向）の振れを検出する。

ピッチ方向ジャイロ部５０１によって検出された振れ信号に基づいて、防振制御部５０３がピッチ方向のシフトレンズ補正位置制御信号を算出する。同様に、ヨー方向ジャイロ部５０２によって検出された振れ信号に基づいて、防振制御部５０４がヨー方向のシフトレンズ補正位置制御信号を算出する。

帰還制御手段としてのＰＩＤ部５０５とＰＩＤ部５０６がそれぞれ、ピッチ方向とヨー方向のシフトレンズ補正位置制御信号とシフトレンズ４０３の位置を示す位置信号との偏差から制御量を求め、位置指令信号を出力する。ドライブ部５０７とドライブ部５０８はそれぞれ、ＰＩＤ部５０５とＰＩＤ部５０６から送られた位置指令信号に基づいて、シフトレンズ４０３を駆動する駆動手段である。ホール素子５０９とホール素子５１０はそれぞれ、シフトレンズ４０３のピッチ方向とヨー方向の位置を検出する位置検出手段である。姿勢検出部５１１は、ＰＩＤ部５０５とＰＩＤ部５０６で用いられている制御信号に基づいて撮像装置の姿勢検出を行う。

次に、シフトレンズ駆動制御部４０４によるシフトレンズ４０３の位置制御について説明する。図３は、シフトレンズ４０３を含み、シフトレンズ４０３を光軸に略垂直な方向に移動可能に保持した防振ユニットの構成を示す斜視図である。

防振ユニットでは、駆動コイル３０２，３０３に通電し磁界を発生させることで、シフトレンズ４０３と一体となった駆動マグネット３０４，３０５を駆動させる。このように、防振ユニットは、所謂、ボイスコイルモータの構造を有する。シフトレンズ４０３及び駆動マグネット３０４，３０５は支持体３０８に保持されている。また、駆動コイル３０２，３０３は枠体３０９に保持されている。そして支持体３０８は転動部材（転動ボール）を介して枠体３０９側に押圧されており、光軸に直交する方向に移動可能である。この構成については図４を用いて後述する。

ホール素子３０６，３０７は、シフトレンズ４０３の実位置を示す位置信号として駆動マグネット３０４，３０５の磁場を検出し、検出された位置信号はＰＩＤ部５０５，５０６へそれぞれ送られる。そして防振制御部５０３，５０４からそれぞれ送られてくる補正位置制御信号に位置信号が収束するように、ＰＩＤ部５０５，５０６はそれぞれフィードバック制御を行う。

図４は図３の防振ユニットを被写体側から見た正面図である。シフトレンズ４０３の近傍において三角形の各頂点に位置するように、凹部１１０１，１１０２，１１０３が設けられている。これらの凹部１１０１，１１０２，１１０３の内側にそれぞれ、球体である転動ボール（例えばセラミック製のボール）が１つずつ配置され、支持体３０８と枠体３０９とに不図示の付勢部材（例えばバネ）が掛け渡されており、各転動ボールを挟持するようにしている。支持体３０８は各転動ボールを介して枠体３０９側に押圧されており、光軸に直交する方向に移動可能である。よって、なお、凹部１１０１〜１１０３は、支持体３０８と枠体３０９のどちらか一方に形成されていても、両方に形成されていても構わない。

このような図４に示す構造では、転動ボールが常に転がり状態にあることが望ましい。これは、転動ボールが凹部１１０１，１１０２，１１０３の端面に接触した状態では、すべり摩擦が支配的となってしまい、追従性が低下するからである。そこで、転動ボールが転がり状態にあるように、予め最大移動量または実移動量分動かす初期化が行われる。この初期化は、後述するように、干渉防止制御部４２０によって行われる。なお、ホール素子３０６，３０７から出力される位置信号には個体差（ばらつき）があるため、補正位置制御信号に対して、シフトレンズ４０３が規定の位置に移動するように、ホール素子３０６，３０７の出力を調整する必要がある。

ここで、ＰＩＤ制御の制御特性について説明する。ＰＩＤ制御は、フィードバック制御の一種であり、入力値の制御を出力値と目標値との偏差、その積分及び微分の３つの要素によって行う制御である。ＰＩＤ制御のうち、偏差に比例して入力値を変化させる動作を比例動作又はＰ動作という。

比例動作は入力値を出力値と目標値の偏差の一次関数として制御するものである。すなわち、ある時刻ｔでの入力値をｘ（ｔ）、出力値をｙ（ｔ）、目標値をｙ０とすると、下記の数１式で表される式が成立する。

ここで、ｘ０は、ｙ（ｔ）＝ｙ０のときに、これを維持するために必要な入力値であり、Ｋｐは、比例ゲインと呼ばれる定数である。

また、Δｘ（ｔ）＝ｘ（ｔ）−ｘ０、Δｙ（ｔ）＝ｙ（ｔ）−ｙ０とすると、下記の数２式で表される式が成立する。この偏差Δｙ（ｔ）に比例して入力値を変化させる動作を、比例動作又はＰ動作という。

比例制御においては、Ｋｐを変えない限り、出力値に対して入力値は常に決まっている。しかし、実際に制御を行う場合には、同じ出力値に対しても周囲の環境などによって入力値を変えなければならないことがある。そのため比例制御では出力値が目標値に到達することができない。このようにして生じる出力値と目標値との偏差を残留偏差又はオフセットという。そこで、残留偏差をなくすために、下記数３式の第２項に示されるように、２つ目の項を付け加える。

数３式における第２項は、残留偏差が存在する場合に、その偏差が継続している時間に比例して入力値を変化させる動作をする。つまり、偏差のある状態が長い時間続けば、それだけ入力値の変化を大きくして、目標値に近づけようとする役目を果たす。この偏差の積分に比例して入力値を変化させる動作を、積分動作又はＩ動作という。

このように比例動作と積分動作を組み合わせた制御方法をＰＩ制御という。定数Ｋｉは積分ゲインと呼ばれる。一方、周囲の環境が変化したり制御対象に撹乱が加わったりすることで、出力値が急に変動することがある。このような場合にも、ＰＩ制御は出力値を目標値に常に近づけようとする。しかし、Ｉ動作はある程度時間が経過しないと働かないという位相遅れの特性を持つため、どうしても出力値を目標値に戻すために時間がかかる。そこで、下記数４式に示されるように、３つ目の項を付け加える。

数４式の第３項は、急激な出力値の変化が起こった場合、その変化の大きさに比例した入力を行うことで、その変化に抗しようとする役目を果たす。この偏差の微分に比例して入力値を変化させる動作を、微分動作又はＤ動作という。以上の通りに、比例動作、積分動作及び微分動作を組み合わせた制御方法を、ＰＩＤ制御という。

防振制御部５０３がピッチ方向ジャイロ部５０１からの振れ信号に基づいて算出するピッチ方向のシフトレンズ補正位置制御信号は、ピッチ方向の移動目標位置（振れ補正位置）を表す信号である。同様に、防振制御部５０４がヨー方向ジャイロ部５０２からの振れ信号に基づいて算出するヨー方向のシフトレンズ補正位置制御信号は、ヨー方向の移動目標位置（振れ補正位置）を表す信号である。

よって、防振制御部５０３，５０４からそれぞれ出力されるシフトレンズ補正位置制御信号により、撮像装置の振れによる画像振れを補正する方向にシフトレンズ４０３の位置を移動させる。こうして、振れ補正を行うシフトレンズ４０３が、光軸と直交する方向に動き、撮像装置に手振れ等が発生しても、画像振れを防止することができる。

図５は、図２に示すＰＩＤ部５０５の詳細な構成を示すブロック図である。ＰＩＤ部５０５とＰＩＤ部５０６は、方向（ピッチ方向／ヨー方向）は異なるが、構成は同じであるため、ピッチ方向のＰＩＤ部５０５を例に挙げて説明する。

先ず、防振制御部５０３からの出力値であるシフトレンズ４０３の振れ補正位置と、ホール素子５０９の出力値であるシフトレンズ４０３の位置信号をＡ／Ｄ変換部６０８にてＡ／Ｄ変換した実位置（デジタル信号）との差分（偏差）を、偏差算出６０２で計算する。この偏差に基づき、比例制御部６０３（Ｐ制御部）と微分制御部６０４（Ｄ制御部）と積分制御部６０５（Ｉ制御部）においてそれぞれ演算が行われる。

比例制御部６０３では偏差をゼロに近づける制御、すなわち、移動目標位置である振れ補正位置と実位置とを近づけるための制御を行う。しかしながら比例制御部６０３のみでは定常的に偏差にオフセット成分が乗るため、積分制御部６０５によりオフセット成分をゼロに漸近させる制御を行う。

撮像装置の姿勢が変化した場合、すなわち、シフトレンズ４０３に加わる重力の方向が変化した場合、オフセット成分はシフトレンズ４０３の実位置と同様に、姿勢変化に応じた変動を示す。この積分制御部６０５の出力は、撮像装置の姿勢検出（傾斜検知）のため姿勢検出部５１１へ渡される。また、シフトレンズ４０３の応答性を高めるために、偏差に対して微分制御部６０４による微分制御が行われる。

最終的に比例制御部６０３の結果と微分制御部６０４の結果と積分制御部６０５の結果が、和算出６０６において足し合わせられ、次いでＤ／Ａ変換部６０７によりアナログ信号へ変換されてドライブ部５０８へ渡され、シフトレンズ４０３が駆動される。

図６は振れ補正機能を有するレンズ群の簡単な構成を示す図である。図６には鏡筒（レンズ鏡筒）２０１が繰り出した状態が示されている。

本実施例においては、鏡筒２０１は繰り出し状態（撮影可能な状態）と沈胴状態（撮影しないときに鏡筒を収納した状態）とで全長を変更することができる構造（繰り出し状態と沈胴状態との間で遷移可能な構造）となっている。例えば鏡筒２０１内には、第１のレンズ群２０２、第２のレンズ群２０３、絞り２０４、第３のレンズ群２０５と、第４のレンズ群２０６が配置され、各レンズ群は繰り出し状態と沈胴状態で光軸方向位置を変更するものとする。なお、各レンズ群は１枚もしくは複数枚のレンズからなっている。

ここで、
・第１のレンズ群２０２は鏡筒２０１に固定されている。
・第２のレンズ群２０３は、変倍動作を行うズームレンズユニットであり、図１におけるズームレンズユニット４０１に含まれる。
・絞り２０４は図１の絞り・シャッタユニット４０５のようにシャッタユニットと一体になっているタイプでも良く、配置場所としては第３のレンズ群２０５よりも光軸方向撮像素子側であっても、第３のレンズ群２０５の群内であっても良い。
・第３のレンズ群２０５はシフトレンズ４０３を有しており、光軸と直交する方向に動くことによって手振れ等に起因する像振れ補正を行う。
・第４のレンズ群２０６は、第２のレンズ群２０３によるピント面の補正機能と焦点調節機能とを併せ持つ。

これらのレンズ群を通った光が、図１の撮像部４０９に含まれる撮像素子２０７の面上で結像する。

鏡筒２０１が沈胴状態（不図示）になると、各レンズ群の距離が狭くなり、各レンズ群又は各レンズ群を保持している保持部材の干渉（接触）が発生する場合がある。

図７（ａ）は、鏡筒２０１が繰り出し状態にあって、シフトレンズ４０３と他のレンズ又はレンズを保持しているレンズ保持部材との干渉が発生していない状態での積分制御部６０５の出力の一例を示す図である。シフトレンズ４０３のレンズ位置、即ち光軸中心を原点として、光軸に直交する方向の位置に対して、積分制御出力は一定の割合で変化する。

図７（ｂ）は、鏡筒２０１が沈胴状態にあって、シフトレンズ４０３と他のレンズ又はレンズ保持部材との干渉が発生した状態での積分制御部６０５の出力の一例を示す図である。干渉領域においては、シフトレンズ４０３の駆動力が急激に変化するため、積分制御出力も急激に変化する。よって、積分制御出力の変化から干渉領域と非干渉領域を判別することが可能である。

図８は、図７（ｂ）に示される干渉領域と非干渉領域との判別方法を示すフローチャートである。Ｗｉｄｅ位置（鏡筒２０１の繰り出し状態において最も撮影倍率が低いズーム位置）では部品同士の干渉は発生しないため、Ｗｉｄｅ位置での積分制御出力データを基準として各ズーム位置での積分制御出力データを比較することにより、干渉領域と非干渉領域の判定が可能となる。

先ず、ステップＳ９０１においては、制御部４１９はズーム位置をＷｉｄｅ位置へ移動させる。そしてステップＳ９０２においては、干渉防止制御部４２０は積分制御出力データ測定（干渉判定データ測定）を行う。これは、Ｗｉｄｅ位置では部品同士の干渉は発生しないため、Ｗｉｄｅ位置での積分制御出力データを基準とするためである。次に、ステップＳ９０３においては、制御部４１９はズーム位置を鏡筒２０１の収納状態（Ｓｉｎｋ位置）へ移動する。そしてステップＳ９０４においては、干渉防止制御部４２０は、干渉判定を行うための積分制御出力データ測定（干渉判定データ測定）を行う）。そして、ステップＳ９０５において、干渉防止制御部４２０は、ステップＳ９０２の積分制御出力データとステップＳ９０４の積分出力データを比較することにより、干渉領域の算出を行う。

こうして干渉防止制御部４２０は、干渉領域の有無を判定し（ステップＳ９０６）、干渉領域が無い場合（ステップＳ９０６で“ＮＯ”）、干渉防止制御部４２０はＳｉｎｋ位置のズームパルス位置を記憶し（ステップＳ９１４）、処理は終了する。一方、干渉領域が有る場合（ステップＳ９０６で“ＹＥＳ”）には、干渉防止制御部４２０はシフトレンズ４０３の退避位置を算出する（ステップＳ９０７）。そして、ステップＳ９０８において、干渉防止制御部４２０はステップＳ９０７にて算出された退避位置で初期化の駆動動作を行う際の駆動半径（初期化円駆動半径）を算出する。

続いて、ステップＳ９０９からステップＳ９１４にて、干渉が発生しなくなるズームパルス位置の検出を行う。

先ず、ステップＳ９０９において、干渉防止制御部４２０は制御部４１９を介してズーム位置をリセット位置に移動する。そして、ステップＳ９１０において、干渉防止制御部４２０は干渉判定を行うための積分制御出力データ測定（干渉判定データ測定）を行う。ステップＳ９１１において、干渉防止制御部４２０はステップＳ９０２の積分制御出力データとステップＳ９１０の積分制御出力データを比較することにより、干渉領域の算出を行う。そしてステップＳ９１２において、干渉領域の有無を判定する。

干渉領域が無い場合（ステップＳ９１２で“ＮＯ”）には、干渉防止制御部４２０は現在のズームパルス位置を記憶し（ステップＳ９１４）、処理は終了する。このときのパルス位置は、干渉が発生しなくなるズームパルス位置である。一方、干渉領域が有る場合（ステップＳ９１２で“ＹＥＳ”）、ステップＳ９１３において干渉防止制御部４２０は制御部４１９を介してズーム位置を所定パルス分だけ繰り出し方向に駆動した後、ステップＳ９１０へ戻り、干渉領域が無くなるまで処理を繰り返す。

以上のフローを実施することで、Ｓｉｎｋ位置でのシフトレンズ４０３の退避位置、シフトレンズ４０３の退避位置での初期化円駆動半径と干渉が発生しないズームパルス位置を算出することができる。

次に図８で示した積分制御出力データ（干渉判定データ）の測定シーケンスについて、図９を参照して説明する。以下の図９を参照する説明において、「左右方向」とは図３に示す駆動コイル３０３の長軸と垂直な方向であり、「上下方向」とは図３に示す駆動コイル３０２の長軸と垂直な方向である。

先ず、ステップＳ１００１にて、シフトレンズ駆動制御部４０４はシフトレンズ４０３を可動範囲の左端に移動させる。そしてステップＳ１００２にて、シフトレンズ４０３を上下方向の可動範囲の端から端まで移動させ、各シフトレンズ位置における積分制御出力を取得する。次に、ステップＳ１００３にて、シフトレンズ駆動制御部４０４はシフトレンズ４０３を可動範囲の右端まで移動させて測定を行ったか否かの判定を行う。

右端までの測定が終了していない場合（ステップＳ１００３で“ＮＯ”）、ステップＳ１００４にて、シフトレンズ駆動制御部４０４は所定量だけシフトレンズ４０３を右に移動させ、ステップＳ１００２に戻る。右端までの測定が終了した場合（ステップＳ１００３で“ＹＥＳ”）はステップＳ１００５に進み、ステップ１００５では、シフトレンズ駆動制御部４０４は、シフトレンズ４０３を可動範囲の上端に移動させる。ステップＳ１００６においては、シフトレンズ４０３を可動範囲の上端に移動した状態で、シフトレンズ駆動制御部４０４は、左右方向の可動範囲の端から端まで移動させ、干渉防止制御部４２０は各シフトレンズ位置における積分制御出力を取得する。

続いて、ステップＳ１００７において、シフトレンズ駆動制御部４０４は、シフトレンズ４０３を可動範囲の下端まで移動させて測定を行ったか否かの判定を行う。下端までの測定が終了していない場合には、ステップＳ１００８において、シフトレンズ駆動制御部４０４は所定量だけシフトレンズ４０３を下に移動させ、ステップＳ１００６に戻る。下端までの測定が終了すると、処理は終了する。

この図９に示した処理を実施することにより、上下方向及び左右方向の全領域における積分制御出力データを測定することができる。なお、図９に示した処理では、測定開始位置を左端および上端としているが、上下方向及び左右方向の全領域における積分制御出力データを測定できれば測定開始位置は図９に示す処理の限りではない。

次に、撮像装置の電源オン／オフ時の動作について説明する。図１０は、撮像装置の電源オン／オフ時のシフトレンズの退避フローを示すフローチャートである。

先ず、撮像装置の電源がＯＮされると、ステップＳ１０１にて、シフトレンズ駆動制御部４０４は、シフトレンズ４０３は退避位置に移動させる。そして、ステップＳ１０２にて、制御部１１９は鏡筒２０１を繰り出すかどうかの判定を行う。例えば、画像再生モードでの電源オン時には、鏡筒２０１は繰り出されない。鏡筒２０１を繰り出さない場合（ステップＳ１０２で“ＮＯ”）、ステップＳ１０３にて、シフトレンズ駆動制御部４０４は、ステップＳ９０８（図８参照）で算出した退避位置での初期化条件で初期化円駆動を行う。そして、ステップＳ１０４にて、初期化円駆動後に、シフトレンズ駆動制御部４０４のうち姿勢検出部５１１は、積分制御出力を利用した姿勢検出（傾斜検知）を行う。この傾斜検知は、電源がオフになるまで行われ（ステップＳ１０５）、電源がオフになった場合に（ステップＳ１０５で“ＹＥＳ”）、ステップＳ１０６にてシフトレンズ制御は停止され、処理は終了する。

また、例えば、撮影モードでの電源オン時には鏡筒２０１が繰り出される。鏡筒２０１が繰り出された場合（ステップ１０２で“ＹＥＳ”）、ステップＳ１０７にて、鏡筒２０１の駆動開始後にステップＳ９１４（図８参照）で算出したズームパルス位置までズームが駆動するのを待つ。その後、ステップＳ１０８は、シフトレンズ駆動制御部４０４は、シフトレンズ４０３を防振時の中心位置に移動させる。

シフトレンズ４０３が防振時の中心位置に移動した後、ステップＳ１０９にて、シフトレンズ駆動制御部４０４は、シフトレンズ４０３の通常の初期化円駆動を行う。なお、シフトレンズ４０３の初期化円駆動は、撮像素子の画像が表示部４１２に表示される前に完了する必要がある。この初期化円駆動後に、ステップＳ１１０にて、シフトレンズ駆動制御部４０４のうち姿勢検出部５１１は、積分制御出力を利用した傾斜検知を行う。

傾斜検知は、撮像装置の電源がオフになるまで行われ（ステップＳ１１１）、電源がオフになった場合（ステップＳ１１１で“ＹＥＳ”）、撮像素子で得た画像が表示部４１２に非表示になるまで待つ（ステップＳ１１２）。画像が非表示になると（ステップＳ１１２で“ＹＥＳ”）、ステップＳ１１３にて、シフトレンズ駆動制御部４０４はシフトレンズ４０３を退避位置に移動させる。そして、鏡筒２０１が沈胴状態になると（ステップＳ１１４）、シフトレンズ制御は停止され（ステップＳ１１５）、処理は終了する。

このように、シフトレンズ４０３を他の部品との干渉が発生しない位置に退避することで、シフトレンズ４０３の駆動力による撮像装置の姿勢検出において、誤検出を防ぐことができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこのような実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、上記説明では、本発明を光学式手振れ補正機構へ適用した場合について説明したが、撮像素子式手振れ補正機構へも適用することができる。

４０３シフトレンズ
４１４姿勢制御部
４２０干渉防止制御部
５１１姿勢検出部

Claims

沈胴状態と撮影可能な繰り出し状態とを遷移可能なレンズ鏡筒を有する撮像装置であって、
前記レンズ鏡筒は、変倍を行うズームユニットと、前記ズームユニットを駆動制御するズーム駆動制御部と、光軸と垂直な方向に移動可能な補正光学手段と、前記補正光学手段を駆動する駆動手段を備え、
前記撮像装置に加わる振れを検出する振動検出手段と、
前記振動検出手段の出力に基づいて、振れ補正のための補正量を算出し、前記補正量に基づいて前記駆動手段を駆動させる帰還制御手段と、
前記帰還制御手段の算出過程での出力と前記ズーム駆動制御部の位置情報に基づいて前記補正光学手段と他の部材の干渉領域を算出し、前記補正光学手段を他の部材との干渉が発生しない位置へ移動させる指示を行う干渉防止制御手段と、を更に有することを特徴とする撮像装置。
前記帰還制御手段は、比例制御を行う比例制御部と、積分制御を行う積分制御部と、微分制御を行う微分制御部とを備え、
前記積分制御部の出力を用いて当該撮像装置の姿勢を検出する前記姿勢検出手段を更に有し、
前記干渉防止制御手段は、前記積分制御部の出力と前記ズーム駆動制御部の位置情報に基づいて前記補正光学手段と他の部材の干渉領域を算出し、前記補正光学手段を他の部材との干渉が発生しない位置へ移動させる指示を行うことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
前記姿勢検出手段は、前記干渉防止制御手段によって前記補正光学手段を他の部材との干渉が発生しない位置へ移動させた後に、前記積分制御部の出力を用いて当該撮像装置の姿勢を検出することを特徴とする請求項２記載の撮像装置。
前記補正光学手段は、
光軸に略垂直な平面内で移動可能な支持体と、
前記支持体を保持する枠体と、
前記支持体と前記枠体との間に挟持され、前記支持体と前記枠体の少なくとも一方の面に形成された凹部において転動しつつ、前記枠体にして前記支持体を移動させる球体と、を備え、
前記干渉防止制御手段は、前記駆動制御手段を制御して、前記球体が前記凹部の内側の端面と接触しないようにする初期化を行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
前記干渉防止制御手段は、前記鏡筒が繰り出す際に、前記補正光学手段と他の部材とが干渉するズーム位置においては、前記補正光学手段が振れ補正を行う際の中心位置へ移動するように指示することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮像装置。
前記干渉防止制御手段は、前記鏡筒が沈胴する際に、前記補正光学手段と他の部材とが干渉しないズーム位置で、前記補正光学手段と他の部材との干渉が発生しない位置へ前記補正光学手段を移動させる指示を行い、前記鏡筒が沈胴状態になった後に、前記補正光学手段の動作を停止させることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像装置。
沈胴状態と撮影可能な繰り出し状態とを遷移可能なレンズ鏡筒を有し、前記レンズ鏡筒は、変倍を行うズームユニットと、光軸と垂直な方向に移動可能な補正光学手段と、前記補正光学手段を駆動する駆動手段を備える撮像装置の制御方法であって、
前記ズームユニットを駆動制御するズーム駆動制御ステップと、
前記撮像装置に加わる振れを検出する振動検出ステップと、
前記振動検出ステップにて検出された振れに基づいて、振れ補正のための補正量を算出し、前記補正量に基づいて前記駆動手段を駆動させる帰還制御ステップと、
前記帰還制御ステップの算出過程での出力と前記ズーム駆動制御ステップにて取得した位置情報に基づいて前記補正光学手段と他の部材の干渉領域を算出し、前記補正光学手段を他の部材との干渉が発生しない位置へ移動させる指示を行う干渉防止制御ステップを有することを特徴とする撮像装置の制御方法。