JP2013205550A - 位置検出装置及び位置制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】温度変化、磁束の非線形性に基づく検出誤差を同時に補正する。
【解決手段】本発明に係る位置検出装置は、基台部と、基台部に対して相対的に移動可能な可動部と、磁束の変化に基づいて基台部に対する可動部の位置を検出し、位置情報を出力する位置検出部と、周囲温度を検出する温度検出部と、位置情報と所定値の差分と、周囲温度に基づいて補正値を算出し、算出された補正値に基づいて位置情報を補正する位置補正部と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図１０

Description

本発明は、基台部に対する可動部の位置を検出する位置検出装置、及び、位置検出装置によって検出された位置情報に基づいて可動部を移動させる位置制御装置に関する。

従来、デジタルカメラなどの撮像装置では、撮像時の像振れを防止するため、撮像素子もしくはレンズ等の光学素子を移動させる像振れ補正装置が搭載されている。このような像振れ補正装置は、撮像装置本体に搭載されたジャイロセンサからの出力値に基づいて、撮像素子もしくは光学素子を移動させることで像振れを防止する。撮像素子もしくは光学素子などの移動対象の移動制御には、ホールセンサなどを使用して検出された移動対象の位置に基づいて、移動対象を移動させるフィードバック制御が行われている。また、位置検出に使用されるホールセンサは、温度によってその出力特性が変化することが知られている。

このような像振れ補正装置として、特許文献１には、２つのホール素子を使用することで専用の温度センサを設けることなく、周囲温度を検出することが開示されている。また、特許文献２には、磁気センサで位置検出を行う際、ぶれ補正を行うことで温度センサを増設することなく、温度変化による位置補償を行うことが開示されている。

特開２００６−４７０５４号公報 特開２０１１−１７０２６０号公報

特許文献１、２にて使用されるホール素子は、周囲温度の変化に伴い出力が変動することが知られている。そのため、ホール素子からの出力値に対しては温度補償を行う必要がある。ところで、デジタルカメラなどの撮像装置では、小型化することが求められている。そのような状況下、撮像装置内で使用される像振れ補正装置についても小型化することが必要となる。像振れ補正装置に対して小型化が図られた場合、ホール素子などの磁気センサを含んで構成される位置検出装置では、周囲温度以外の要因により検出誤差を生じることが予想される。このような周囲温度以外の要因で生じた検出誤差を考慮する場合、周囲温度の変化に基づく補償とは、別途行うことが通常であり、複数の補償を行う際の演算処理は複雑なものとなる。

本発明は、ホール素子などの磁気センサにおいて、従来、利用されていなかった磁束密度が非線形となる領域まで検知範囲を拡張して使用することで、位置検出装置の小型化を図ることとしている。その際、磁束密度の非線形領域を含めて、位置情報と周囲温度による温度補償を行うことで駆動領域全域で高精度な位置検出ができるものとしている。

そのため、本発明に係る位置検出装置は、
基台部と、
前記基台部に対して相対的に移動可能な可動部と、
磁束の変化に基づいて前記基台部に対する前記可動部の位置を検出し、位置情報を出力する位置検出部と、
周囲温度を検出する温度検出部と、
前記位置情報と所定値の差分と、前記周囲温度に基づいて補正値を算出し、算出された前記補正値に基づいて前記位置情報を補正する位置補正部と、を備えることを特徴とする。

本発明の位置検出装置によれば、前記位置情報と所定値の差分と、前記周囲温度に基づくことで、磁束密度の非線形領域でも精度よく可動部の位置を容易に算出することが可能となり、検出範囲を拡張した場合においても位置検出の精度向上が図られる。

本実施形態の組立前の像振れ補正装置１を示す図 基台部１０を示す図 可動部３０を示す図 図３を矢印Ａから見た図 磁石支持部５０を示す図 本実施形態の組立後の像振れ補正装置１を示す図 図６を矢印Ｂから見た図 本実施形態の組立後の像振れ補正装置１の動作を示す図 図８の一部を拡大した図 像振れ補正装置の制御構成を示すブロック図 温度変化による位置検出部４００の検出誤差を示す図 検出位置Ｘと所定の値ｂの差分と（Ｘ−Ｂ）と検出誤差の関係を示す図 周囲温度と検出誤差の傾きの関係を示す図 位置検出部４００の非線形性を示す図 他の形態の像振れ補正装置の制御構成を示すブロック図 本実施形態の像振れ補正装置を備えた撮像装置（デジタルカメラ）を示す図 撮像装置（デジタルカメラ）内の像振れ補正装置等を示す図 本実施形態の撮像装置（デジタルカメラ）の制御構成を示すブロック図

以下、本発明の一実施形態について説明する。ここでは、本発明に係る位置制御装置について、デジタルカメラなどにおいて、手振れなど振動の影響を抑え良好な画像を撮像するために使用される像振れ補正装置を例にとって説明を行う。

図１には、本実施形態の組立前の像振れ補正装置１を示す図が示されている。本実施形態の像振れ補正装置１は、基台部１０と、基台部１０に移動可能に支持される可動部３０と、可動部３０に対して基台部１０と反対側に配置され、かつ、基台部１０に固定される磁石支持部５０と、を有する。

基台部１０には、第１永久磁石群２０が固定されており、磁石支持部５０には、第２永久磁石群６０が固定されている。可動部３０には、コイル群４０が固定されている。第１永久磁石群２０と第２永久磁石群６０とは、対向する空間に磁界が発生するように、それぞれ異極に着磁された部分が対向して配置される。コイル群４０は、第１永久磁石群２０と第２永久磁石群６０とが対向する空間に配置される。なお、図１において、第１永久磁石群２０と第２永久磁石群６０の磁極は、コイル群４０側の面の磁極を示しており、以下の図面においても同様とする。

図２は、基台部１０を示す図である。基台部１０は、例えば、鉄や鉄の化合物等の磁性
体からなる平板状の基台本体１１と、基台本体１１に設けられて基台部１０に対して磁石支持部５０を支持するための図示しないネジを挿通する貫通支持孔１２ａ、１２ｂと、基台部１０に対して可動部３０を移動可能に支持するためのバネ（図示せず）を支持する第１バネ支持部１３ａ、１３ｂ、１３ｃと、を有する。

ここで、基台部１０に対して、図２に示すように、第１の方向としてのＸ方向と、Ｘ方向に直交する第２の方向としてのＹ方向と、を定義する。

基台部１０の第１永久磁石群２０は、コイル群４０側をＮ極に着磁された第１の磁石部２１と、第１の磁石部２１に対してＸ方向に対峙してコイル群４０側をＳ極に着磁された第２の磁石部２２と、第１の磁石部２１に対してＹ方向に離間して配置されてコイル群４０側をＮ極に着磁された第３の磁石部２３と、第３の磁石部２３に対してＸ方向に対峙してコイル群４０側をＳ極に着磁された第４の磁石部２４と、第４の磁石部２４に対してＹ方向に対峙してコイル群４０側をＮ極に着磁された第５の磁石部２５と、を有する。なお、第１の磁石部２１〜第５の磁石部２５は、コイル群４０側と、コイル群４０の反対側の面とをそれぞれ逆の磁極に着磁されている。

第２の磁石部２２のＹ方向の第４の磁石部２４側は、第１の磁石部２１よりも短く形成されており、第１の磁石部２１と対峙していない切り欠きとしての第１の空間１０１ａがある。また、第４の磁石部２４のＹ方向の第２の磁石部２２側は、第３の磁石部２３よりも短く形成されており、第３の磁石部２３と対峙していない切り欠きとしての第２の空間１０１ｂがある。

図３は可動部３０を示す図であり、図４は図３を矢印Ａから見た図である。可動部３０は、例えば、アルミニウム合金や合成樹脂等の非磁性体からなる可動本体３１と、可動本体３１の周囲の一部に設けられたコイル収納部３２と、可動部３０を基台部１０に対して移動可能に支持するためのバネ（図示せず）を支持する第２バネ支持部３３ａ、３３ｂ、３３ｃと、を有する。

ここで、可動部３０に対して、図３に示すように、第１の方向としてのＸ方向と、Ｘ方向に直交する第２の方向としてのＹ方向と、を定義する。

可動本体３１は、光を光電変換する撮像素子３６、フィルタ群３７、及び電気素子３８を搭載する。フィルタ群３７は、撮像素子３６から離れている側から、超音波フィルタ３７ａ及び赤外線カットフィルタ３７ｂが配置されている。また、撮像素子３６に対して、フィルタ群３７の反対側には、撮像素子の受光量を検出し、当該受光量に基づく映像信号等を処理する電気素子３８を搭載する。

図３、図４に示されるように可動部３０には、電気素子３８の一構成として、基台部１０に対しての相対位置を検出するためのホール素子３８１ａ〜ｃが設置されている。ホール素子３８１ａ〜ｃは、移動位置における磁界に応じた信号を出力するセンサであって、本形態においては、３つのホール素子３８１ａ〜ｃの出力に基づいて、可動部３０のＸ方向、Ｙ方向の相対位置を検出している。なお、基台部１０側には、ホール素子３８１ａ〜ｃの検出する磁界を形成するための磁石部（図示せず）が設置されている。また、電気素子３８は温度センサ３８２を有して構成されている。温度センサ３８２で計測された温度は、温度変化で生じるホール素子３８１ａ〜ｃなどの出力変化を補償するために使用される。

コイル収納部３２は、可動本体３１の周囲の一部に設けられ、凹部にコイル群４０を収納する。可動本体３１は、コイル収納部３２よりもＸ方向及びＹ方向に直交するＺ方向の
長さが長い。

コイル群４０は、第１のコイル４１、第２のコイル４２、及び第３のコイル４３を有する。第１のコイル４１は、図２に示した基台部１０の第１の磁石部２１及び第２の磁石部２２に対向して設置される。第２のコイル４２は、図２に示した基台部１０の第３の磁石部２３及び第４の磁石部２４に対向するように設置される。第３のコイル４３は、図２に示した基台部１０の第４の磁石部２４及び第５の磁石部２５に対向するように設置される。

図５は、磁石支持部５０を示す図である。ただし、図５に示した磁石支持部５０は、図１に示した磁石支持部５０を可動部３０側から見た図である。

磁石支持部５０は、例えば、鉄や鉄の化合物等の磁性体からなる平板状の支持本体５１と、支持本体５１に設けられて磁石支持部５０を基台部１０に対して支持するための図示しないネジを挿通する貫通孔５２ａ、５２ｂと、を有する。

ここで、磁石支持部５０に対して、図５に示すように、第１の方向としてのＸ方向と、Ｘ方向に直交する第２の方向としてのＹ方向と、を定義する。

磁石支持部５０の第２永久磁石群６０は、コイル群４０側をＳ極に着磁された第１の対向磁石部６１と、第１の対向磁石部６１に対してＸ方向に対峙してコイル群４０側をＮ極に着磁された第２の対向磁石部６２と、第１の対向磁石部６１に対してＹ方向に離間して配置されてコイル群４０側をＳ極に着磁された第３の対向磁石部６３と、第３の対向磁石部６３に対してＸ方向に対峙してコイル群４０側をＮ極に着磁された第４の対向磁石部６４と、第９の磁石６４に対してＹ方向に対峙してコイル群４０側をＳ極に着磁された第５の対向磁石部６５と、を有する。なお、第１の対向磁石部６１〜第５の対向磁石部６５は、コイル群４０側と、コイル群４０の反対側の面とをそれぞれ逆の磁極に着磁されている。

第２の対向磁石部６２のＹ方向の第４の対向磁石部６４側は、切り欠きを有し、第１の対向磁石部６１よりも短く形成されており、第１の対向磁石部６１と対峙していない切り欠きとしての第３の空間１０２ａがある。また、第４の対向磁石部６４のＹ方向の第２の対向磁石部６２側は、を有し、第３の対向磁石部６３よりも短く形成されており、第３の対向磁石部６３と対峙していない切り欠きとしての第４の空間１０２ｂがある。

図６は本実施形態の組立後の像振れ補正装置１を示す図であり、図７は図６を矢印Ｂの方向から見た図である。

本実施形態の像振れ補正装置１を組立てるには、図１に示した基台部１０の貫通支持孔１２ａ、１２ｂ及び磁石支持部５０の貫通ネジ孔５２ａ、５２ｂにそれぞれネジ（図示せず）を挿通する。また、基台部１０の基台本体１１に取り付けられたプレート１４によって磁石支持部５０の支持本体５１を支持する。したがって、支持本体５１は、貫通支持孔１２ａ、１２ｂとプレート１４の３箇所で基台本体１１に強固に支持されることになる。さらに、基台部１０の第１バネ支持部１３ａ、１３ｂ、１３ｃと、可動部３０の第２バネ支持部３３ａ、３３ｂ、３３ｃとをコイルバネ１５ａ、１５ｂ、１５ｃで接続する。このように基台部１０と可動部３０をコイルバネ１５ａ、１５ｂ、１５ｃで接続することで、可動部３０は、基台部１０に対して相対的に移動可能とされている。

さらに、基台部１０と可動部３０をボール支持することで、可動部３０を円滑に移動可能とすることとしてもよい。ボール支持は、可動対象間において１乃至複数の球形のボー
ル部材を支持する形態であり、ボール部材の回転によって可動対象を円滑に移動させることが可能である。本実施形態にボール支持を適用した場合、基台部１０と可動部３０間にボール部材が配されることとで、可動部３０を円滑に移動させることが可能となる。

像振れ補正装置１の組立時、基台部１０の第１永久磁石群２０と磁石支持部５０の第２永久磁石群６０が離間した状態で対向する。第１永久磁石群２０と第２永久磁石群６０の対向した磁石部は、それぞれ逆の磁極に着磁されているので、各磁石の間の空間には、それぞれ磁界が発生する。その磁界の発生している離間した空間に可動部３０のコイル群４０が配置される。このように、第１永久磁石群２０、第２永久磁石群６０及びコイル群４０を配置することによって、ボイスコイルモータ７０が形成される。

本実施形態では、第１の磁石部２１及び第２の磁石部２２、第１のコイル４１、並びに、第１の対向磁石部６１及び第２の対向磁石部６２が、可動部３０を第１の方向としてのＸ方向に移動させる第１のＸ方向ボイスコイルモータ７１を形成する。また、第３の磁石部２３及び第４の磁石部２４、第２のコイル４２、及び第３の対向磁石部６３及び第４の対向磁石部６４が、可動部３０を第１の方向としてのＸ方向に移動させる第２のＸ方向ボイスコイルモータ７２を形成する。さらに、第４の磁石部２４及び第５の磁石部２５、第３のコイル４３、及び第４の対向磁石部６４及び第５の対向磁石部６５が、可動部３０を第２の方向としてのＹ方向に移動させるＹ方向ボイスコイルモータ７３を形成する。

本実施形態では、第４の磁石部２４及び第４の対向磁石部６４は、第２のＸ方向ボイスコイルモータ７２とＹ方向ボイスコイルモータ７３で共用されている。このように本実施形態では、複数のボイスコイルモータ間で、磁石部、対向磁石部を共用することで、部品点数の削減、並びに、配置面積の縮小が図られている。

本実施形態の場合、第１のコイル４１及び第２のコイル４２に電流を流した場合、可動部３０はＸ方向に移動する。また、第３のコイル４３に電流を流した場合、可動部３０はＹ方向に移動する。

図８は本実施形態の組立後の像振れ補正装置１の動作を示す図であり、図９は図８の一部を拡大した図である。なお、図８では、可動部３０の動きが見やすいように、磁石支持部５０を省略し、図９では、第１の磁石部２１、第２の磁石部２２及び可動本体部３１のみで示している。

例えば、図８に示すように、可動部３０が、基台部１０に対して矢印Ｃの方向に動いたとする。すると、図９に示すように、可動本体３１が第１の磁石部２１及び第２の磁石部２２の方向に近づく。もし、第２の磁石部２２のＹ方向の長さが第１の磁石部２１のＹ方向の長さと同じ場合、可動本体３１と第２の磁石部２２とが干渉（接触）してしまう。

そこで、本実施形態では、第１の磁石部２１と第２の磁石部２２の大きさを非対称とすることで可動部３０の移動範囲の拡張が図られている。具体的には、第２の磁石部２２のＹ方向の長さを第１の磁石部２１のＹ方向の長さよりも短くし、可動部３０が移動するための第１の空間１０１ａを形成している。このように第１の磁石部２１と第２の磁石部２２の大きさを非対称とし、第１の空間１０１ａを形成したことで、可動本体３１と第２の磁石部２２との干渉を避けるとともに、装置の小型化を実現することが可能となる。

本実施形態では、その他の磁石部に対してもその形状を非対称とすることで、可動部３０が移動可能な空間が形成されており、可動本体３１と磁石部、又は磁石部と他の部材の干渉を避けることができ、可動部３０の可動範囲を狭めることなく、装置の小型化を実現することを可能としている。

なお、本実施形態では、基台部１０および磁石支持部５０の双方に、永久磁石群を備える構成として説明したが、可動部３０を動作可能な出力を出せる場合には、基台部１０および磁石支持部５０の一方のみに永久磁石群を備える構成とすることも可能である。

では、本実施形態における位置検出装置で実行される補正について図を用いて説明する。前述したように撮像装置では小型化が望まれる中、ボイスコイルモータなどの小型化に工夫が施されたものである。位置検出部に対しても小型化が求められる中、本実施形態では、従来は使用が考慮されていなかった領域まで検出範囲を拡張することで、位置検出装置の小型化を行っている。このように拡張された領域では、磁束密度が非線形であるため、位置検出装置の出力をそのまま位置情報として使用することはできない。

一方、位置検出装置にて使用されるホール素子などの磁気センサは、周囲温度の変化により出力する値が変動することが知られている。前述したように磁束密度が非線形となる領域まで検出範囲を拡張して使用した場合、この周囲温度の影響により位置情報の検出誤差は著しく大きなものとなる。特に、高温あるいは低温時、可動部３０の移動量が大きい周辺位置において正確な位置検出を行うことができず、周辺位置での手振れ補正性能が低下する、あるいは、可動部３０が制御範囲を逸脱して基台部１０にぶつかるという問題が生じている。

本実施形態では、このような磁束密度が非線形となる領域まで検出範囲を拡張して使用する際、位置情報と周囲温度による温度補償を行うことで、駆動領域全域で高精度な位置検出が可能となる。図１０には、本実施形態の像振れ補正装置の制御構成が示されている。図中、位置検出装置は、位置検出部４００、温度検出部５００、位置補正部２０４によって構成される。

駆動指示入力部２０１には、撮像装置本体に設置されたジャイロセンサなどからの出力値に基づいて算出された駆動目標位置が入力される。本実施形態では、ホール素子４０１、アンプ４０２、Ａ／Ｄ（ＡＤコンバータ）４０３、位置補正部２０４によって位置検出部４００を構成している。ホール素子４０１は、図３、図４で説明したように可動部３０側に取り付けられた位置検出用のセンサであって、移動位置における磁界に応じた位置情報を出力する。ホール素子４０１から出力された位置情報は、アンプ４０２で増幅された後、Ａ／Ｄ４０３にてデジタル信号に変換される。位置補正部２０４は、Ａ／Ｄ４０３から出力されたデジタル信号に対し、温度検出部５００からの信号に基づいて補正を行い、基台部１０に対する可動部３０の位置情報（相対位置）を出力する。

この温度検出部５００は、温度センサ５０１、Ａ／Ｄ（ＡＤコンバータ）５０２から構成されている。温度センサ５０１は、図３、図４に示されているようにホール素子３８１ａ〜３８１ｃの近傍に設置され、周囲温度に応じた信号を出力する。Ａ／Ｄ５０２は、温度センサ５０１からの出力信号をデジタル信号に変換し、位置補正部２０４に出力する。

位置検出部４００から出力された補正後の位置情報は、演算部２０２に入力され駆動指示入力部２０１から入力される駆動目標位置との偏差が算出される。算出された偏差は、駆動制御部２０３に入力される。この駆動制御部２０３は、入力された偏差に基づいてフィードバック制御ではよく知られるＰＩＤ制御を実行する。このＰＩＤ制御は、比例動作、積分動作、微分動作を基本として演算を行うことで、駆動力に対応した信号を出力する。駆動制御部２０３から出力された駆動力に対応する信号は、モータドライバ３０１、ＶＣＭ３０２（ボイスコイルモータ）を有する駆動部３００に入力される。ＶＣＭ３０２の駆動によって移動された可動部３０の位置は、ホール素子４０１によって位置検出されることで再びＶＣＭ３０２の駆動に使用される。

本実施形態の像振れ補正装置１は、このようなフィードバック制御を行うことで、ＶＣＭ３０２を駆動し、可動部３０を駆動目標位置に移動させることが可能となっている。では、位置検出部４００内の位置補正部２０４における温度補償について説明する。

図１１は、周囲温度変化による位置検出部４００の検出誤差を示す図である。図には常温、低温、高温の３つの場合について、位置検出部４００が同じ値Ｘを出力したときの実際の可動部３０の位置Ｐｘが示されている。周囲温度が上昇するにつれて実際の位置が大きく検出されることが見て取れる。このように位置検出部４００では、周囲温度変化に伴う検出誤差が生じることとなる。

本実施形態は、磁束密度が非線形となる領域まで検出領域を拡張してホール素子が使用される状況下において、位置検出部４００の検出誤差を定性的に分析することで検出誤差の算出を容易にすることとしている。

図１２には、位置検出部の検出位置Ｘと所定の値Ｂの差分（Ｘ−Ｂ）に対する検出誤差の関係が示されている。ここで、所定の値Ｂは、ホール素子４０１への磁界を０（無磁界）としたときに位置検出部４００から出力されるアナログ系出力の電圧（位置検出部４００の基準電圧）に対応した値であり、ここでは、Ａ／Ｄ４０３において１２ビットＡＤ値の中間値である２０４８［ＬＳＢ］が割り当てられている。このグラフでは、周囲温度が２０℃を基準としたときの低温（−１０℃）、高温（６０℃）の検出誤差が、それぞれ一点鎖線、点線で示されている。このグラフから分かるように、位置検出部４００の検出誤差は、検出位置Ｘと所定の値Ｂの差分（Ｘ−Ｂ）に比例していることが分かる。

さらに定性的に分析を行うことで、検出誤差の傾きは周囲温度と比例関係にあることが判明した。図１３には、周囲温度と検出誤差の傾きの関係がグラフで示されている。これは、図１２のグラフにおいて、常温（２０℃）を基準（傾き０）としたときの検出誤差の傾きと周囲温度の関係をグラフ化したものである。このグラフから分かるように、検出誤差の傾きは、周囲温度Ｔと比例関係にあることが分かる。

したがって、位置検出部４００の検出誤差Ｚ（補正値）は以下の式で算出される。
Ｚ＝Ａ＊（Ｘ−Ｂ）＊（Ｔ−Ｃ） ・・・（Ａ）
ただし、
Ｘは位置検出部が出力する位置情報
Ａは温度特性に基づいた係数
Ｂは位置検出部の基準電圧に基づいた値
Ｃは基準とする温度に基づいた値
Ｔは周囲温度であり、式中の「＊」は乗算記号を示す。

位置検出部４００が出力する値から、この検出誤差Ｚ（補正値）を差し引くことで補正後の検出位置Ｙが算出される。
Ｙ＝Ｘ−Ａ＊（Ｘ−Ｂ）＊（Ｔ−Ｃ） ・・・（１）
ただし、
Ｙは補正された検出位置である。

このように本実施形態では、従来、その出力が不安定なことを理由として、使用されることの無かった磁束密度が非線形となる領域で、位置検出部４００を使用する際、上述した周囲温度との関係に基づく定性的分析により算出された検出誤差を使用し、位置検出部４００の出力位置を補正するものである。したがって、位置検出部４００が磁束密度が非線形となる領域で使用される中、磁束密度の周囲温度による影響を（１）に示される簡易
な式にて補正することが可能となる。

このようなフィードバック制御では、位置検出部４００の出力と駆動目標位置の差が０となるように制御することが一般的であるが、図１４に示されるような位置検出部４００の出力が、実際の可動部３０の位置と非線形な関係を有する場合には、位置検出部４００の出力を補正する必要がある。例えば、図に示すように位置検出部４００の出力を基準としてストローク中心から５００μｍ動かす指令を出した場合、可動部３０の実際のストローク位置は略５００μｍ移動する。しかしながら、位置検出部４００の位置検出部４００の出力を基準として１０００μｍ動かす指令を出した場合、周辺領域の非線形性を原因として、可動部３０の実際のストローク位置はそれ以上に動いてしまう。

図１５には、このような位置検出部４００の非線形性を補正するための手振れ補正装置のブロック図が示されている。図中、直線性補正部２０５は、位置検出部４００の非線形性を補正するための構成であり、本実施形態では３次式（Ｙ＝ＡＸ³＋ＢＸ²＋ＣＸ＋Ｄ）の演算を行うことで非線形性の補正を行っている。この補正式中、Ｘは非線形性を補正する前の位置であり、Ｙは補正後の位置である。補正式で使用する各係数Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、固定値としてもよく、可動部３０の移動量に応じた変数としてもよい。図１５にも示されているように、この直線性補正部２０５は、位置補正部２０４の後段にて行うことが好ましい。周囲温度に関する補正を行った後でないと、非線形性の補正は演算が複雑となることがその理由である。

以上、図１４に示される実施形態では、位置補正部２０４に加え、直線性補正部２０５を設けたことで、位置検出部４００での補正を行うと共に、位置検出部４００の非線形性を補正することを可能としている。特に、位置補正部２０４での補正を行った後、直線性補正部２０５にて非線形性を補正することで、位置検出部４００による演算の簡易化を図ることが可能となっている。

本実施形態の像振れ補正装置は、電子撮影装置、とりわけデジタルカメラやビデオカメラ等に用いることができる。以下に、その実施形態を例示する。

図１６は本実施形態の像振れ補正装置を備えた撮像装置を示す図、図１７は撮像装置内の像振れ補正装置等を示す図である。本発明の一実施形態の像振れ補正装置１を備える撮像装置としてのデジタルカメラ８０は、図１６及び図１７に示すようにカメラボディ８１と、カメラボディ８１に交換可能に装着される撮影レンズＬを備えるレンズユニット８２と、により構成される。

なお、以下の説明において、撮影レンズＬからカメラボディ８１に入射する入射光軸を「Ｏ」で示し、入射光軸Ｏ方向に対して被写体側を前方（前面側）とし、結像側を後方（背面側）とする。また、光軸Ｏと直交する方向のうち、通常の撮影状態にて前方から見た左右方向を第１の方向であるＸ方向とし、上下方向を第２の方向であるＹ方向とする。第１の方向であるＸ方向及び第２の方向であるＹ方向は、像振れ補正装置１での第１の方向であるＸ方向及び第２の方向であるＹ方向に対応している。

カメラボディ８１は、デジタルカメラ８０を構成する部材を収納するカメラ本体を兼ねる外装体８３を備えており、入射光軸Ｏ上の前側位置にレンズユニット８２を交換自在に装着するためのリング状のマウント部８４を備えている。また、外装体８３には前方から見て左側に撮影時、操作者の右手により保持される図示しないグリップ部が設けられる。このグリップ部の頂部には、レリーズボタン等の図示しない各種スイッチ、ボタン類が配されている。

さらに、カメラボディ８１は、外装体８３の内部に電池９１を収納する電池収納室９２を備えている。また、電池収納室９２の後方には、カメラ全体の制御や画像処置、圧縮処理、データ記憶処理等を行うための制御回路やＳＤＲＡＭ等のメモリ、電源回路等が搭載された回路基板等（図示せず）が配されている。また、カメラボディ８１には、該カメラボディ８１の振れ状態検出のためのジャイロセンサ（図示せず）が内蔵されている。

カメラボディ８１は、さらに図１６及び図１７に示すように、外装体８３の背面側にパネル表示窓８５を有する液晶パネル８６を備えている。この液晶パネル８６は、撮影された画像の他、各種設定・調整事項等の各種情報を画像として表示するＴＦＴ（Thin Film Transistor）タイプの矩形状表示パネルである。また、外装体８３の頂部には、光学ファインダ、電子ビューファインダ、外付けのフラッシュ、又はマイク等を装着するためのホットシュー８７が配されている。

カメラボディ８１の外装体８３内には、図１６に示すように、フォーカルプレーンシャッタ８８及び撮像ユニット８９が配設されている。撮像ユニット８９は、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等である撮像素子３６をＸＹ平面上において変位可能に支持し、ボイスコイルモータをアクチュエータとする像振れ防止装置１を備えている。この像振れ防止装置１は、上述の振れ検出装置からの振れ信号に基づいて、検出した振れ方向の力を打ち消すように作動する。撮像素子３６は、矩形の受光面を有しており、受光面の長辺がＸ方向に沿うように配設されている。また、外装体８３の底面部には、三脚ねじ部９０が設けられている。

図１８は、本実施形態のデジタルカメラ８０の主要部の内部回路を示すブロック図である。なお、以下の説明では、処理手段は、例えば、ＣＤＳ／ＡＤＣ部１２４、一時記憶メモリ１１７、画像処理部１１８等で構成され、記憶手段は、記憶媒体部等で構成される。

図１８に示されるように、デジタルカメラ８０は、操作部１１２と、この操作部１１２に接続された制御部１１３と、この制御部１１３の制御信号出力ポートにバス１１４及び１１５を介して接続された撮像駆動回路１１６並びに一時記憶メモリ１１７、画像処理部１１８、記憶媒体部１１９、表示部１２０、及び設定情報記憶メモリ部１２１を備えている。

上記の一時記憶メモリ１１７、画像処理部１１８、記憶媒体部１１９、表示部１２０、及び設定情報記憶メモリ部１２１は、バス１２２を介して相互にデータの入力、出力が可能とされている。また、撮像駆動回路１１６には、撮像素子３６とＣＤＳ／ＡＤＣ部１２４が接続されている。

操作部１１２は、各種の入力ボタンやスイッチを備え、これらを介して外部（カメラ使用者）から入力されるイベント情報を制御部１１３に通知する。制御部１１３は、例えばＣＰＵなどからなる中央演算処理装置であって、不図示のプログラムメモリを内蔵し、プログラムメモリに格納されているプログラムに従って、デジタルカメラ８０全体を制御する。

ＣＣＤ等の撮像素子３６は、撮像駆動回路１１６により駆動制御され、撮影光学系１４１を介して形成された物体像の画素ごとの光量を電気信号に変換し、ＣＤＳ／ＡＤＣ部１２４に出力する撮像素子である。

ＣＤＳ／ＡＤＣ部１２４は、撮像素子３６から入力される電気信号を増幅し、かつ、アナログ／デジタル変換を行って、この増幅とデジタル変換を行っただけの映像生データ（ベイヤーデータ、以下ＲＡＷデータという。）を一時記憶メモリ１１７に出力する回路で
ある。

一時記憶メモリ１１７は、例えばＳＤＲＡＭ等からなるバッファであり、ＣＤＳ／ＡＤＣ部１２４から出力されるＲＡＷデータを一時的に記憶するメモリ装置である。画像処理部１１８は、一時記憶メモリ１１７に記憶されたＲＡＷデータ又は記憶媒体部１１９に記憶されているＲＡＷデータを読み出して、制御部１１３にて指定された画質パラメータに基づいて歪曲収差補正を含む各種画像処理を電気的に行う回路である。

記憶媒体部１１９は、例えばフラッシュメモリ等からなるカード型又はスティック型の記憶媒体を着脱自在に装着して、これらのフラッシュメモリに、一時記憶メモリ１１７から転送されるＲＡＷデータや画像処理部１１８で画像処理された画像データを記録して保持する。

表示部１２０は、液晶表示モニターなどにて構成され、撮影したＲＡＷデータ、画像データや操作メニューなどを表示する。設定情報記憶メモリ部１２１には、予め各種の画質パラメータが格納されているＲＯＭ部と、操作部１１２の入力操作によってＲＯＭ部から読み出された画質パラメータを記憶するＲＡＭ部が備えられている。

このように構成されたデジタルカメラ８０は、撮影光学系１４１として本発明のレンズ系を採用することで、小型で動画撮像に適した撮像装置とすることが可能となる。

なお、本発明はこれらの実施形態のみに限られるものではなく、それぞれの実施形態の構成を適宜組み合わせて構成した実施形態も本発明の範疇となるものである。

以上、本発明のある態様に係る実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態のみに限られるものではなく、それぞれの実施形態の構成を適宜組み合わせて構成した実施形態も本発明の範疇となる。

１…像振れ補正装置（位置制御装置）
１０…基台部
１１…基台本体
１２ａ、１２ｂ…貫通支持孔
１３ａ、１３ｂ…第１バネ支持部
１５ａ、１５ｂ…コイルバネ
２０…第１永久磁石群（永久磁石）
２１…第１の磁石部
２２…第２の磁石部
２３…第３の磁石部
２４…第４の磁石部
２５…第５の磁石部
３０…可動部
３１…可動本体
３２…コイル収納部
３３ａ、３３ｂ…第２バネ支持部
３４…フレキシブルケーブル
３５…コネクタ
３６…撮像素子
３７…フィルタ群
３７ａ…超音波フィルタ
３７ｂ…赤外線カットフィルタ
３８…電気素子
３８１ａ、３８１ｂ、３８１ｃ…ホール素子
３８２…温度センサ
４０…コイル群
４１…第１のコイル
４２…第２のコイル
４３…第３のコイル
５０…磁石支持部
５１…支持本体
５２ａ、５２ｂ…貫通ネジ孔
６０…第２永久磁石群（永久磁石）
６１…第１の対向磁石部
６２…第２の対向磁石部
６３…第３の対向磁石部
６４…第４の対向磁石部
６５…第５の対向磁石部
７０…ボイスコイルモータ
７１…第１のＸ方向ボイスコイルモータ（第１のボイスコイルモータ）
７２…第２のＸ方向ボイスコイルモータ（第１のボイスコイルモータ）
７３…Ｙ方向ボイスコイルモータ（第２のボイスコイルモータ）
８０…デジタルカメラ（撮像装置）
８１…カメラボディ
８２…レンズユニット
８３…外装体
８４…マウント部
８５…パネル表示窓
８６…液晶パネル
８７…ホットシュー
８８…フォーカルプレーンシャッタ
８９・・撮像ユニット
９０…三脚ねじ部
９１…電池
９２…電池収納室
１０１ａ…第１の空間（切り欠き）
１０１ｂ…第２の空間（切り欠き）
１０２ａ…第３の空間（切り欠き）
１０２ｂ…第４の空間（切り欠き）
１１２…操作部
１１３…制御部
１１４、１１５…バス
１１６…撮像駆動回路
１１７…一時記憶メモリ
１１８…画像処理部
１１９…記憶媒体
１２０…表示部
１２１…設定情報記憶メモリ部
１２２…バス
１２４…ＣＤＳ／ＡＤＣ部
１４１…撮影光学系
２０１…駆動指示入力部
２０２…演算部
２０３…駆動制御部
２０４…位置補正部
２０５…直線性補正部
３００…駆動部
３０１…モータドライバ
３０２…ＶＣＭ（ボイスコイルモータ）
４００…位置検出部
４０１…ホール素子
４０２…アンプ
４０３…Ａ／Ｄ
５００…温度検出部
５０１…温度センサ
５０２…Ａ／Ｄ

Claims (5)

1. 基台部と、
   前記基台部に対して相対的に移動可能な可動部と、
   磁束の変化に基づいて前記基台部に対する前記可動部の位置を検出し、位置情報を出力する位置検出部と、
   周囲温度を検出する温度検出部と、
   前記位置情報と所定値の差分と、前記周囲温度に基づいて補正値を算出し、算出された前記補正値に基づいて前記位置情報を補正する位置補正部と、を備えることを特徴とする
   位置検出装置。
2. 前記位置検出部は、ホール素子を使用して前記位置情報を検出することを特徴とする
   請求項１に記載の位置検出装置。
3. 前記位置補正部は、下記の式（１）にて前記補正値を算出することを特徴とする
   請求項１または請求項２に記載の位置検出装置。
   Ｙ＝Ｘ−Ａ＊（Ｘ−Ｂ）＊（Ｔ−Ｃ） ・・・（１）
   ただし、
   Ｘは位置検出部が出力する位置情報
   Ａは温度特性に基づいた係数
   Ｂは位置検出部の基準電圧に基づいた値
   Ｃは基準とする温度に基づいた値
   Ｔは周囲温度
   Ｙは補正された位置情報である。
4. 前記位置補正部は、補正値に基づいて補正された検出位置に対し、さらに位置検出部の非直線特性の補正を行うことを特徴とする
   請求項１から請求項３の何れか１項に記載の位置検出装置。
5. 請求項１から請求項４の何れか１項に記載の位置検出装置と、
   前記可動部に駆動力を付与することで前記可動部を移動させる駆動部と、
   前記位置補正部で補正された前記位置情報に基づいて前記駆動部の駆動力を制御する制御部と、を備えることを特徴とする
   位置制御装置。

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