JP2016014750A - 撮影装置及び撮影方法並びに駆動制御装置及び駆動制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】像振れ補正機能を搭載した撮影装置及び撮影方法において、ボディ本体の姿勢の影響を受けることなく、像振れ補正部材を高精度に且つ応答性能良くフィードバック制御する。
【解決手段】駆動制御部（６０、６３、６５）は、像振れ補正部材（２２）の制御目標位置と現在位置の偏差に基づいて、駆動機構（５０）による像振れ補正部材（２２）の駆動をフィードバック制御する。駆動制御部（６０、６３、６５）は、姿勢情報取得部（２８）が取得したボディ本体（２０）の姿勢情報に応じて、駆動機構（５０）による像振れ補正部材（２２）の駆動量を補正する。
【選択図】図８

Description

本発明は、撮影装置及び撮影方法並びに駆動制御装置及び駆動制御方法に関する。

従来、撮影装置（デジタルカメラ等）において、撮影光学系の一部をなすレンズあるいはイメージセンサを像振れ補正部材とし、この像振れ補正部材を光軸直交平面内で駆動することにより、イメージセンサ上への被写体像の結像位置を変位させて像振れを補正する像振れ補正機能を搭載したものが知られている。

このような像振れ補正機能を搭載した撮影装置では、像振れ補正部材の制御目標位置と現在位置の偏差に基づいて、像振れ補正部材の駆動（量）をフィードバック制御している。例えば、典型的な制御方式であるＰＩＤ制御では、像振れ補正部材の制御目標位置と現在位置の偏差から算出した比例項（Ｐ要素）、積分項（Ｉ要素）、微分項（Ｄ要素）に基づいて、像振れ補正部材の駆動（量）をＰＩＤ制御している。

特開２００７−５７６０５号公報 特許第５１２９６３８号公報

しかしながら、本発明者の鋭意研究によると、像振れ補正機能を搭載した従来の撮影装置にあっては、ボディ本体の姿勢（例えばロール角やピッチ角）が演算の外乱成分として悪影響を及ぼす結果、像振れ補正部材を高精度に且つ応答性能良くフィードバック制御するのが難しいことが判った。とりわけ、ＰＩＤ制御では、積分項（Ｉ要素）を算出するための積分器において、積分演算の初期値をゼロとしており、ボディ本体の姿勢が変化した後（外乱の入力後）に積分器が定常値（定常状態）になるまでに時間が掛かるので、像振れ補正部材を高精度に且つ応答性能良くＰＩＤ制御するのが極めて難しい。

この技術課題は、撮影装置の像振れ補正部材をフィードバック制御（ＰＩＤ制御）する場合のみならず、姿勢が変化し得るボディ本体に収容された制御対象物をフィードバック制御（ＰＩＤ制御）する場合に全般的に当てはまる。

本発明は、以上の問題意識に基づいてなされたものであり、像振れ補正機能を搭載した撮影装置及び撮影方法において、ボディ本体の姿勢の影響を受けることなく、像振れ補正部材を高精度に且つ応答性能良くフィードバック制御することを目的とする。

本発明の撮影装置は、撮影光学系を通った被写体光束を被写体像として結像するイメージセンサと、前記撮影光学系の少なくとも一部をなす光学要素と前記イメージセンサの少なくとも一方から構成される像振れ補正部材と、前記像振れ補正部材を前記撮影光学系の光軸と異なる方向に駆動することで、前記イメージセンサ上への被写体像の結像位置を変位させて像振れを補正する駆動機構と、ボディ本体の姿勢情報を取得する姿勢情報取得部と、前記像振れ補正部材の制御目標位置と現在位置の偏差に基づいて、前記駆動機構による前記像振れ補正部材の駆動をフィードバック制御する駆動制御部と、を有し、前記駆動制御部は、前記姿勢情報取得部が取得した前記ボディ本体の姿勢情報に応じて、前記駆動機構による前記像振れ補正部材の駆動量を補正する、ことを特徴としている。

前記駆動制御部は、前記像振れ補正部材の制御目標位置と現在位置の偏差から算出した比例項、積分項、微分項に基づいて、前記駆動機構による前記像振れ補正部材の駆動をＰＩＤ制御することができる。

前記駆動制御部は、前記姿勢情報取得部が取得した前記ボディ本体の姿勢情報に応じて、前記ＰＩＤ制御にて前記積分項を算出するための係数パラメータを変動させることができる。

前記姿勢情報取得部が取得する前記ボディ本体の姿勢情報は、前記ボディ本体のロール角とピッチ角の少なくとも一方を含むことができる。

本発明の撮影方法は、撮影光学系を通った被写体光束を被写体像として結像するイメージセンサと、前記撮影光学系の少なくとも一部をなす光学要素と前記イメージセンサの少なくとも一方から構成される像振れ補正部材と、前記像振れ補正部材を前記撮影光学系の光軸と異なる方向に駆動することで、前記イメージセンサ上への被写体像の結像位置を変位させて像振れを補正する駆動機構と、を有する撮影装置において、ボディ本体の姿勢情報を取得する姿勢情報取得ステップと、前記像振れ補正部材の制御目標位置と現在位置の偏差に基づいて、前記駆動機構による前記像振れ補正部材の駆動をフィードバック制御する駆動制御ステップと、を有し、前記駆動制御ステップでは、前記姿勢情報取得ステップで取得した前記ボディ本体の姿勢情報に応じて、前記駆動機構による前記像振れ補正部材の駆動量を補正する、ことを特徴としている。

前記駆動制御ステップでは、前記像振れ補正部材の制御目標位置と現在位置の偏差から算出した比例項、積分項、微分項に基づいて、前記駆動機構による前記像振れ補正部材の駆動をＰＩＤ制御することができる。

前記駆動制御ステップでは、前記姿勢情報取得ステップで取得した前記ボディ本体の姿勢情報に応じて、前記ＰＩＤ制御にて前記積分項を算出するための係数パラメータを変動させることができる。

前記姿勢情報取得ステップで取得する前記ボディ本体の姿勢情報は、前記ボディ本体のロール角とピッチ角の少なくとも一方を含むことができる。

本発明の駆動制御装置は、制御対象物と、前記制御対象物を収容するボディ本体と、前記ボディ本体内で前記制御対象物を駆動する駆動機構と、前記ボディ本体の姿勢情報を取得する姿勢情報取得部と、前記制御対象物の制御目標位置と現在位置の偏差に基づいて、前記駆動機構による前記制御対象物の駆動をフィードバック制御する駆動制御部と、を有し、前記駆動制御部は、前記姿勢情報取得部が取得した前記ボディ本体の姿勢情報に応じて、前記駆動機構による前記制御対象物の駆動量を補正する、ことを特徴としている。

本発明の駆動制御方法は、制御対象物と、前記制御対象物を収容するボディ本体と、前記ボディ本体内で前記制御対象物を駆動する駆動機構と、を有する駆動装置において、前記ボディ本体の姿勢情報を取得する姿勢情報取得ステップと、前記制御対象物の制御目標位置と現在位置の偏差に基づいて、前記駆動機構による前記制御対象物の駆動をフィードバック制御する駆動制御ステップと、を有し、前記駆動制御ステップでは、前記姿勢情報取得ステップで取得した前記ボディ本体の姿勢情報に応じて、前記駆動機構による前記制御対象物の駆動量を補正する、ことを特徴としている。

本発明によれば、像振れ補正機能を搭載した撮影装置及び撮影方法において、ボディ本体の姿勢の影響を受けることなく、像振れ補正部材を高精度に且つ応答性能良くフィードバック制御することができる。

本発明によるデジタルカメラ（撮影装置）の要部構成を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態においてジャイロセンサ（姿勢情報取得部）が取得するボディ本体の姿勢情報を示す図である。 本発明の第２実施形態においてジャイロセンサ（姿勢情報取得部）が取得するボディ本体の姿勢情報を示す図である。 像振れ補正装置（駆動機構）の要部構成を示すブロック図である。 像振れ補正装置（駆動機構）の構成を示す側面図である。 イメージセンサ駆動回路（駆動制御部）の構成を示す機能ブロック図である。 コントローラ（駆動制御部）の内部構成を示す機能ブロック図である。 本発明の第１実施形態におけるコントローラの積分項算出部（駆動制御部）による制御内容を説明するためのフローチャートである。 本発明の第２実施形態におけるコントローラの積分項算出部（駆動制御部）による制御内容を説明するためのフローチャートである。

図１〜図９を参照して、本発明によるデジタルカメラ（撮影装置）１０について説明する。

図１に示すように、デジタルカメラ１０は、ボディ本体２０と、このボディ本体２０に着脱可能（レンズ交換可能）な撮影レンズ３０とを備えている。撮影レンズ３０は、被写体側（図１中の左側）から像面側（図１中の右側）に向かって順に、撮影レンズ群（撮影光学系、像振れ補正部材）３１と、絞り（撮影光学系）３２とを備えている。ボディ本体２０は、被写体側（図１中の左側）から像面側（図１中の右側）に向かって順に、シャッタ（撮影光学系）２１と、イメージセンサ（像振れ補正部材）２２とを備えている。またボディ本体２０は、撮影レンズ３０への装着状態で絞り３２とシャッタ２１を駆動制御する絞り／シャッタ駆動回路２３を備えている。撮影レンズ群３１から入射し、絞り３２とシャッタ２１を通った被写体光束による被写体像が、イメージセンサ２２の受光面上に形成される。イメージセンサ２２の受光面上に形成された被写体像は、マトリックス状に配置された多数の画素によって、電気的な画素信号に変換され、画像データとしてＤＳＰ４０に出力される。ＤＳＰ４０は、イメージセンサ２２から入力した画像データに所定の画像処理を施して、これをＬＣＤ２４に表示し、画像メモリ２５に記憶する。なお、図１では、撮影レンズ群３１が単レンズからなるように描いているが、実際の撮影レンズ群３１は、例えば、固定レンズ、変倍時に移動する変倍レンズ、フォーカシング時に移動するフォーカシングレンズなどの複数枚のレンズからなる。

図示は省略しているが、イメージセンサ２２は、パッケージと、このパッケージに収納される固体撮像素子チップと、この固体撮像素子チップを密封保護するようにパッケージに固定される蓋部材とを含む複数の構成要素からなる。本明細書において、「イメージセンサ（像振れ補正部材）２２を撮影光学系の光軸Ｚと直交する平面内で駆動する」とは、イメージセンサ（像振れ補正部材）２２の複数の構成要素のうち被写体光束が通過する少なくとも一部の構成要素を撮影光学系の光軸Ｚと直交する平面内で駆動することを意味する。

撮影レンズ３０は、撮影レンズ群３１の解像力（ＭＴＦ）情報や絞り３２の開口径（絞り値）情報などの各種情報を記憶した通信用メモリ３３を搭載している。撮影レンズ３０をボディ本体２０に装着した状態では、通信用メモリ３３が記憶した各種情報がＤＳＰ４０に読み込まれる。

ボディ本体２０は、ＤＳＰ４０に接続させて、撮影操作スイッチ２６と像振れ補正操作スイッチ２７を備えている。撮影操作スイッチ２６は、電源スイッチやレリーズスイッチなどの各種スイッチからなる。像振れ補正操作スイッチ２７は、イメージセンサ２２を撮影光学系の光軸Ｚと直交する平面内（以下、光軸直交平面内と呼ぶことがある）で駆動することでイメージセンサ２２上への被写体像の結像位置を変位させて像振れを補正する「像振れ補正駆動」を行うかどうかを切り替えるためのスイッチである。イメージセンサ２２の像振れ補正駆動については後に詳細に説明する。

ボディ本体２０は、ＤＳＰ４０に接続させて、ジャイロセンサ（姿勢情報取得部、振れ検出部）２８を備えている。ジャイロセンサ２８は、デジタルカメラ１０のボディ本体２０に加わる移動角速度（Ｘ軸回りとＹ軸回り）を検出することにより、ボディ本体２０の姿勢情報を取得する。ジャイロセンサ２８は、デジタルカメラ１０のボディ本体２０に加わる移動角速度（Ｘ軸回りとＹ軸回り）を検出することにより、ボディ本体２０の光軸直交平面内の振れを示す振れ検出信号を検出する。ジャイロセンサ２８による姿勢情報と振れ検出信号は、ＤＳＰ４０を介して、後述するイメージセンサ駆動回路（駆動制御部）６０に出力される。

ジャイロセンサ２８は、後述する第１実施形態（図８のフローチャート）では、図２に示すように、ボディ本体２０の姿勢情報として、「正姿勢（ボディ本体２０を横構図で水平方向に向けた姿勢）」、「９０°回転姿勢（正姿勢から９０°回転させた縦構図の姿勢）」、「逆姿勢（正姿勢から１８０°回転させた横構図の姿勢）」、「２７０°回転姿勢（正姿勢から２７０°回転させた縦構図の姿勢）」、「伏せ姿勢（ボディ本体を真下に向けた姿勢）」及び「仰向け姿勢（ボディ本体を真上に向けた姿勢）」のうちのいずれか１つを取得する。

ジャイロセンサ２８は、後述する第２実施形態（図９のフローチャート）では、図３に示すように、ボディ本体２０の姿勢情報として、ボディ本体２０のロール角θとピッチ角φを取得する。

図１、図４、図５に示すように、イメージセンサ２２は、撮影光学系の光軸Ｚと直交するＸ軸方向とＹ軸方向（直交二方向）に移動可能に像振れ補正装置（駆動機構）５０に搭載されている。像振れ補正装置５０は、ボディ本体２０のシャーシなどの構造物に固定される固定支持基板５１と、イメージセンサ２２を固定した、固定支持基板５１に対してスライド可能な可動ステージ５２と、固定支持基板５１の可動ステージ５２との対向面に固定した磁石Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３と、固定支持基板５１に可動ステージ５２を挟んで各磁石Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３と対向させて固定した、各磁石Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３との間に磁気回路を構成する磁性体からなるヨークＹ１、Ｙ２、Ｙ３と、可動ステージ５２に固定した、前記磁気回路の磁界内において電流を受けることにより駆動力を発生する駆動用コイルＣ１、Ｃ２、Ｃ３を有し、駆動用コイルＣ１、Ｃ２、Ｃ３に交流駆動信号（交流電圧）を流す（印加する）ことにより、固定支持基板５１に対して可動ステージ５２（イメージセンサ２２）が光軸直交平面内で駆動するようになっている。駆動用コイルＣ１、Ｃ２、Ｃ３に流す交流駆動信号は、ＤＳＰ４０による制御の下、後述するイメージセンサ駆動回路（駆動制御部）６０によって生成される。イメージセンサ駆動回路６０の構成及び該イメージセンサ駆動回路６０が生成する交流駆動信号については後に詳細に説明する。

本実施形態では、磁石Ｍ１、ヨークＹ１及び駆動用コイルＣ１からなる磁気駆動手段と、磁石Ｍ２、ヨークＹ２及び駆動用コイルＣ２からなる磁気駆動手段（２組の磁気駆動手段）とがイメージセンサ２２の長手方向（水平方向、Ｘ軸方向）に所定間隔で配置され、磁石Ｍ３、ヨークＹ３及び駆動用コイルＣ３からなる磁気駆動手段（１組の磁気駆動手段）がイメージセンサ２２の長手方向と直交する短手方向（鉛直（垂直）方向、Ｙ軸方向）に配置されている。

さらに固定支持基板５１には、各駆動用コイルＣ１、Ｃ２、Ｃ３の近傍（中央空間部）に、磁石Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３の磁力を検出して可動ステージ５２（イメージセンサ２２）の光軸直交平面内の位置（現在位置）を示す位置検出信号（現在位置検出信号）を検出するホールセンサＨ１、Ｈ２、Ｈ３が配置されている。ホールセンサＨ１、Ｈ２により可動ステージ５２（イメージセンサ２２）のＹ軸方向位置及び傾き（回転）が検出され、ホールセンサＨ３により可動ステージ５２（イメージセンサ２２）のＸ軸方向位置が検出される。ＤＳＰ４０は、後述するイメージセンサ駆動回路６０を介して、ジャイロセンサ２８が検出したボディ本体２０の光軸直交平面内の振れを示す振れ検出信号と、ホールセンサＨ１、Ｈ２、Ｈ３が検出したイメージセンサ２２の光軸直交平面内の位置を示す位置検出信号とに基づいて、像振れ補正装置５０によってイメージセンサ２２を光軸直交平面内で駆動する。これにより、イメージセンサ２２上への被写体像の結像位置を変位させて、手振れに起因する像振れを補正することができる。本実施形態ではこの動作を「イメージセンサ２２の像振れ補正動作（像振れ補正駆動）」と呼ぶ。

像振れ補正装置５０は、イメージセンサ２２の像振れ補正動作（像振れ補正駆動）を行っていないときには、イメージセンサ２２をその像振れ補正動作範囲（像振れ補正駆動範囲）の中央位置で保持する「イメージセンサ２２の中央保持動作（中央保持駆動）」を実行する（像振れ補正を行わなくても中央保持は行う）。

図１、図４、図６に示すように、デジタルカメラ１０は、駆動用コイルＣ１、Ｃ２、Ｃ３に交流駆動信号を流すことで、像振れ補正装置５０を介してイメージセンサ２２を光軸直交平面内で駆動するイメージセンサ駆動回路（駆動制御部）６０を備えている。このイメージセンサ駆動回路６０の動作全般はＤＳＰ４０によって制御される。

図６に示すように、イメージセンサ駆動回路６０は、加算部６１と、ゲイン部６２と、コントローラ（駆動制御部）６３とを有している。加算部６１は、ジャイロセンサ２８が検出したボディ本体２０の光軸直交平面内の振れを示す振れ検出信号に加算処理を施す。ゲイン部６２は、加算部６１が加算処理を施した振れ検出信号を増幅することにより、イメージセンサ２２の制御目標位置を示す制御目標位置信号を生成する。コントローラ６３は、ゲイン部６２が生成したイメージセンサ２２の制御目標位置を示す制御目標位置信号と、ホールセンサＨ１、Ｈ２、Ｈ３が検出したイメージセンサ２２の現在位置を示す現在位置検出信号の偏差信号（差分信号）に基づいて、像振れ補正装置５０によるイメージセンサ２２の駆動をフィードバック制御する。

図７に示すように、コントローラ６３は、比例項算出部６４と、積分項算出部（積分器）６５と、微分項算出部（微分器）６６とを有している。

比例項算出部６４は、イメージセンサ２２の制御目標位置信号と現在位置信号の偏差信号（差分信号）に基づいて、ＰＩＤ制御における比例項（Ｐ要素）を算出する。つまり比例項算出部６４は、コントローラ６３への入力をそのまま出力する。比例項算出部６４が算出した比例項は、アンプ６４Ａによって、比例項に特有のゲインで増幅される。

積分項算出部６５は、イメージセンサ２２の制御目標位置信号と現在位置信号の偏差信号（差分信号）に基づいて、ＰＩＤ制御における積分項（Ｉ要素）を算出する。つまり積分項算出部６５は、コントローラ６３への過去の入力値の積算に後述する初期値（ＫＩ、ＫＩ_X、ＫＩ_YL、ＫＩ_YR）を足して出力する。積分項算出部６５が算出した積分項は、アンプ６５Ａによって、積分項に特有のゲインで増幅される。

微分項算出部６６は、イメージセンサ２２の制御目標位置信号と現在位置信号の偏差信号（差分信号）に基づいて、ＰＩＤ制御における微分項（Ｄ要素）を算出する。つまり微分項算出部６６は、コントローラ６３への現在入力値と直前入力値の偏差を計算してこれを出力する。微分項算出部６６が算出した微分項は、アンプ６６Ａによって、微分項に特有のゲインで増幅される。

比例項算出部６４が算出した比例項、積分項算出部６５が算出した積分項、及び、微分項算出部６６が算出した微分項は、合算器６７によって合算され、増幅器６８によって増幅される。これにより、像振れ補正装置５０を介してイメージセンサ２２を光軸直交平面内で駆動するための交流駆動信号が生成される。

比例項算出部６４が算出する比例項、積分項算出部６５が算出する積分項、及び、微分項算出部６６が算出する微分項は、以下の数式１によって表される。

但し、
Ｉｎ（ｔ）：ｔ時点の入力（制御目標位置信号と現在位置信号の偏差信号）、
Ｏｕｔ（ｔ）：ｔ時点の出力（交流駆動信号）、
Ｋ_P：比例ゲイン（アンプ６４Ａによる増幅ゲイン）、
Ｋ_I：積分ゲイン（アンプ６５Ａによる増幅ゲイン）、
Ｋ_D：微分ゲイン（アンプ６６Ａによる増幅ゲイン）、
Ｋ_F：全体ゲイン（増幅器６８による増幅ゲイン）、
ＫＩ：積分項を算出するための初期値（Ｘ方向の演算ではＫＩ_X、ＹＬ方向の演算ではＫＩ_YL、ＹＲ方向の演算ではＫＩ_YR）、
である。

本実施形態のデジタルカメラ（撮影装置）１０では、コントローラ（駆動制御部）６３が、ジャイロセンサ（姿勢情報取得部）２８が取得したボディ本体２０の姿勢情報に応じて、像振れ補正装置（駆動機構）５０によるイメージセンサ（像振れ補正部材）２２の駆動量を補正する。より具体的には、コントローラ６３の積分項算出部（駆動制御部）６５が、ジャイロセンサ（姿勢情報取得部）２８が取得したボディ本体２０の姿勢情報に応じて、ＰＩＤ制御にて積分項を算出するための初期値である係数パラメータＫＩ_X、ＫＩ_YL、ＫＩ_YRを変動させる。

以下では、図８及び図９のフローチャートを参照して、本発明の第１実施形態及び第２実施形態におけるコントローラ６３の積分項算出部（駆動制御部）６５による具体的な制御内容を説明する。

≪第１実施形態≫
図８は、本発明の第１実施形態におけるコントローラ６３の積分項算出部（駆動制御部）６５による制御内容を説明するためのフローチャートである。この第１実施形態では、ジャイロセンサ２８が、図２に示すように、ボディ本体２０の姿勢情報として、「正姿勢」、「９０°回転姿勢」、「逆姿勢」、「２７０°回転姿勢」、「伏せ姿勢」及び「仰向け姿勢」のうちのいずれか１つを取得する。

デジタルカメラ１０の電源オン状態において、撮影操作スイッチ２６のレリーズスイッチが押されると（ステップＳ１：ＹＥＳ）、ジャイロセンサ２８が、ボディ本体２０の姿勢情報を取得する（ステップＳ２）。ジャイロセンサ２８が取得したボディ本体２０の姿勢情報は、ＤＳＰ４０を介して、イメージセンサ駆動回路６０に出力される。

イメージセンサ駆動回路６０のコントローラ６３の積分項算出部６５は、ジャイロセンサ２８が取得したボディ本体２０の姿勢情報が「正姿勢」であるときは、係数パラメータ（初期値）ＫＩ_Xを“０”に設定し、係数パラメータ（初期値）ＫＩ_YL、ＫＩ_YRを“ＰＷＭ_1G”に設定する（ステップＳ３）。ボディ本体２０が「正姿勢」であるとき、重力加速度はＹＬ、ＹＲ方向に−１Ｇ（Ｙ軸の負方向に１Ｇ）掛かるので、ＫＩ_YL、ＫＩ_YRの値は、ＰＷＭ出力によりＹ軸の正方向に１Ｇの力が掛かる値である“ＰＷＭ_1G”に設定する。一方、Ｘ軸方向には重力加速度が掛からないので、ＫＩ_Xの値を“０”に設定する。

イメージセンサ駆動回路６０のコントローラ６３の積分項算出部６５は、ジャイロセンサ２８が取得したボディ本体２０の姿勢情報が「９０°回転姿勢」であるときは、係数パラメータ（初期値）ＫＩ_Xを“ＰＷＭ_1G”に設定し、係数パラメータ（初期値）ＫＩ_YL、ＫＩ_YRを“０”に設定する（ステップＳ４）。ボディ本体２０が「９０°回転姿勢」であるとき、重力加速度はＸ方向に−１Ｇ（Ｘ軸の負方向に１Ｇ）掛かるので、ＫＩ_Xの値は、ＰＷＭ出力によりＸ軸の正方向に１Ｇの力が掛かる値である“ＰＷＭ_1G”に設定する。一方、ＹＬ、ＹＲ方向（Ｙ軸方向）には重力加速度が掛からないので、ＫＩ_YL、ＫＩ_YRの値を“０”に設定する。

イメージセンサ駆動回路６０のコントローラ６３の積分項算出部６５は、ジャイロセンサ２８が取得したボディ本体２０の姿勢情報が「逆姿勢」であるときは、係数パラメータ（初期値）ＫＩ_Xを“０”に設定し、係数パラメータ（初期値）ＫＩ_YL、ＫＩ_YRを“−ＰＷＭ_1G”に設定する（ステップＳ５）。ボディ本体２０が「逆姿勢」であるとき、重力加速度はＹＬ、ＹＲ方向に＋１Ｇ（Ｙ軸の正方向に１Ｇ）掛かるので、ＫＩ_YL、ＫＩ_YRの値は、ＰＷＭ出力によりＹ軸の負方向に１Ｇの力が掛かる値である“−ＰＷＭ_1G”に設定する。一方、Ｘ軸方向には重力加速度が掛からないので、ＫＩ_Xの値を“０”に設定する。

イメージセンサ駆動回路６０のコントローラ６３の積分項算出部６５は、ジャイロセンサ２８が取得したボディ本体２０の姿勢情報が「２７０°回転姿勢」であるときは、係数パラメータ（初期値）ＫＩ_Xを“−ＰＷＭ_1G”に設定し、係数パラメータ（初期値）ＫＩ_YL、ＫＩ_YRを“０”に設定する（ステップＳ６）。ボディ本体２０が「２７０°回転姿勢」であるとき、重力加速度はＸ方向に＋１Ｇ（Ｘ軸の正方向に１Ｇ）掛かるので、ＫＩ_Xの値は、ＰＷＭ出力によりＸ軸の負方向に１Ｇの力が掛かる値である“−ＰＷＭ_1G”に設定する。一方、ＹＬ、ＹＲ方向（Ｙ軸方向）には重力加速度が掛からないので、ＫＩ_YL、ＫＩ_YRの値を“０”に設定する。

イメージセンサ駆動回路６０のコントローラ６３の積分項算出部６５は、ジャイロセンサ２８が取得したボディ本体２０の姿勢情報が「伏せ姿勢」または「仰向け姿勢」であるときは、Ｘ軸方向とＹ軸方向のいずれにも重力加速度が掛からないので、係数パラメータ（初期値）ＫＩ_X、ＫＩ_YL、ＫＩ_YRをともに“０”に設定する（ステップＳ７）。

積分項算出部６５は、ステップＳ３〜ステップＳ７のいずれかにおいて設定した係数パラメータ（初期値）ＫＩ_X、ＫＩ_YL、ＫＩ_YRを用いて、ＰＩＤ制御における積分項（Ｉ要素）を算出する。同時に、比例項算出部６４がＰＩＤ制御における比例項（Ｐ要素）を算出し、微分項算出部６６がＰＩＤ制御における微分項（Ｄ要素）を算出する。そして、比例項算出部６４が算出した比例項、積分項算出部６５が算出した積分項、及び、微分項算出部６６が算出した微分項が、合算器６７によって合算され、増幅器６８によって増幅される。これにより、像振れ補正装置５０を介してイメージセンサ２２を光軸直交平面内で駆動するための交流駆動信号が生成される。

生成された交流駆動信号を駆動用コイルＣ１、Ｃ２、Ｃ３に流すことによりＰＩＤ制御に基づくイメージセンサ２２の像振れ補正駆動が開始され（ステップＳ８）、同時に、イメージセンサ２２による露光が開始される（ステップＳ９）。所定の露光時間が経過すると（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、イメージセンサ２２による露光が終了され（ステップＳ１１）、同時に、交流駆動信号を駆動用コイルＣ１、Ｃ２、Ｃ３に流すのを止めることによりＰＩＤ制御に基づくイメージセンサ２２の像振れ補正駆動が終了される（ステップＳ１２）。最後に、イメージセンサ２２による撮影画像が、ＬＣＤ２４に表示され、画像メモリ２５に記録される（ステップＳ１３）。

≪第２実施形態≫
図９は、本発明の第２実施形態におけるコントローラ６３の積分項算出部（駆動制御部）６５による制御内容を説明するためのフローチャートである。この第２実施形態では、ジャイロセンサ２８が、図３に示すように、ボディ本体２０の姿勢情報として、ボディ本体２０のロール角θとピッチ角φを取得する。

デジタルカメラ１０の電源オン状態において、撮影操作スイッチ２６のレリーズスイッチが押されると（ステップＳ１’：ＹＥＳ）、ジャイロセンサ２８が、ボディ本体２０の姿勢情報として、ボディ本体２０のロール角θとピッチ角φを取得する（ステップＳ２’）。ジャイロセンサ２８が取得したボディ本体２０のロール角θとピッチ角φは、ＤＳＰ４０を介して、イメージセンサ駆動回路６０に出力される。

イメージセンサ駆動回路６０のコントローラ６３の積分項算出部６５は、ジャイロセンサ２８が取得したボディ本体２０のロール角θとピッチ角φを使用して、以下の数式により、係数パラメータ（初期値）ＫＩ_X、ＫＩ_YL、ＫＩ_YRを設定する（ステップＳ３’）。ボディ本体２０のロール角θとピッチ角φによって重力加速度が掛かる方向がわかるので、以下の数式により、その重力加速度に反発（相殺）するようなＫＩ_X、ＫＩ_YL、ＫＩ_YRを設定する。
ＫＩ_X＝ＰＷＭ_1G×ｓｉｎθ×ｃｏｓφ
ＫＩ_YL＝ＰＷＭ_1G×ｃｏｓθ×ｃｏｓφ
ＫＩ_YR＝ＰＷＭ_1G×ｃｏｓθ×ｃｏｓφ

積分項算出部６５は、ステップＳ３’において設定した係数パラメータ（初期値）ＫＩ_X、ＫＩ_YL、ＫＩ_YRを用いて、ＰＩＤ制御における積分項（Ｉ要素）を算出する。同時に、比例項算出部６４がＰＩＤ制御における比例項（Ｐ要素）を算出し、微分項算出部６６がＰＩＤ制御における微分項（Ｄ要素）を算出する。そして、比例項算出部６４が算出した比例項、積分項算出部６５が算出した積分項、及び、微分項算出部６６が算出した微分項が、合算器６７によって合算され、増幅器６８によって増幅される。これにより、像振れ補正装置５０を介してイメージセンサ２２を光軸直交平面内で駆動するための交流駆動信号が生成される。

生成された交流駆動信号を駆動用コイルＣ１、Ｃ２、Ｃ３に流すことによりＰＩＤ制御に基づくイメージセンサ２２の像振れ補正駆動が開始され（ステップＳ４’）、同時に、イメージセンサ２２による露光が開始される（ステップＳ５’）。所定の露光時間が経過すると（ステップＳ６’：ＹＥＳ）、イメージセンサ２２による露光が終了され（ステップＳ７’）、同時に、交流駆動信号を駆動用コイルＣ１、Ｃ２、Ｃ３に流すのを止めることによりＰＩＤ制御に基づくイメージセンサ２２の像振れ補正駆動が終了される（ステップＳ８’）。最後に、イメージセンサ２２による撮影画像が、ＬＣＤ２４に表示され、画像メモリ２５に記録される（ステップＳ９’）。

このように本実施形態の撮影装置（１０）では、駆動制御部（６０、６３、６５）が、姿勢情報取得部（２８）が取得したボディ本体（２０）の姿勢情報に応じて、駆動機構（５０）による像振れ補正部材（２２）の駆動量を補正するので、ボディ本体（２０）の姿勢の影響を受けることなく、像振れ補正部材（２２）を高精度に且つ応答性能良くフィードバック制御することができる。

とりわけ本実施形態では、コントローラ６３の積分項算出部（積分器）６５が、デジタルカメラ１０のボディ本体２０の姿勢に応じて、ＰＩＤ制御にて積分項（Ｉ要素）を算出するための初期値である係数パラメータＫＩ_X、ＫＩ_YL、ＫＩ_YRを決定する。これにより、初期値と定常値の差を小さくして（初期値を定常値に近づけて）、デジタルカメラ１０のボディ本体２０の姿勢が変化した後（外乱の入力後）に積分項算出部（積分器）６５が定常値（定常状態）になるまでの時間を短縮して、イメージセンサ（像振れ補正部材）２２を高精度に且つ応答性能良くＰＩＤ制御することができる。

以上の実施形態では、デジタルカメラ１０のイメージセンサ２２を像振れ補正部材としてこれをフィードバック制御（ＰＩＤ制御）する場合を例示して説明した。しかし本発明は、姿勢が変化し得るボディ本体に収容された制御対象物をフィードバック制御（ＰＩＤ制御）する場合に全般的に適用することができる。すなわち本発明は、駆動制御装置の態様では、制御対象物と、前記制御対象物を収容するボディ本体と、前記ボディ本体内で前記制御対象物を駆動する駆動機構と、前記ボディ本体の姿勢情報を取得する姿勢情報取得部と、前記制御対象物の制御目標位置と現在位置の偏差に基づいて、前記駆動機構による前記制御対象物の駆動をフィードバック制御する駆動制御部と、を有し、前記駆動制御部は、前記姿勢情報取得部が取得した前記ボディ本体の姿勢情報に応じて、前記駆動機構による前記制御対象物の駆動量を補正する、ことを特徴としている。また本発明は、駆動制御方法の態様では、制御対象物と、前記制御対象物を収容するボディ本体と、前記ボディ本体内で前記制御対象物を駆動する駆動機構と、を有する駆動装置において、前記ボディ本体の姿勢情報を取得する姿勢情報取得ステップと、前記制御対象物の制御目標位置と現在位置の偏差に基づいて、前記駆動機構による前記制御対象物の駆動をフィードバック制御する駆動制御ステップと、を有し、前記駆動制御ステップでは、前記姿勢情報取得ステップで取得した前記ボディ本体の姿勢情報に応じて、前記駆動機構による前記制御対象物の駆動量を補正する、ことを特徴としている。いずれの態様であっても、ボディ本体の姿勢の影響を受けることなく、制御対象物を高精度に且つ応答性能良くフィードバック制御（ＰＩＤ制御）することができる。

以上の実施形態では、イメージセンサ２２を「像振れ補正部材」として、このイメージセンサ２２を光軸直交平面内で駆動する態様を例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、撮影レンズ群（撮影光学系）３１の少なくとも一部をなす光学要素を「像振れ補正部材」として、この光学要素を撮影レンズ３０内に設けたボイスコイルモータ（駆動機構）によって光軸直交平面内で駆動する態様も可能である。あるいは、イメージセンサ２２と撮影レンズ群（撮影光学系）３１の少なくとも一部をなす光学要素を「像振れ補正部材」として、これらを光軸直交平面内で駆動する態様も可能である。いずれの態様であっても、イメージセンサ２２上への被写体像の結像位置を変位させて像振れを補正することができる。

以上の実施形態では、像振れ補正動作を実行するために、像振れ補正装置（駆動機構）５０を介してイメージセンサ（像振れ補正部材）２２を光軸直交平面内で駆動する場合を例示して説明したが、イメージセンサ（像振れ補正部材）２２を駆動する方向はこれに限定されず、撮影光学系の光軸と異なる方向であればよい。

以上の実施形態では、ジャイロセンサ（姿勢情報取得部）２８が、デジタルカメラ１０のボディ本体２０の姿勢情報として、ボディ本体２０のロール角とピッチ角の双方を取得する場合を例示して説明した。しかし、ジャイロセンサ（姿勢情報取得部）２８が取得するデジタルカメラ１０のボディ本体２０の姿勢情報はこれに限定されるものではなく、例えば、ボディ本体２０のロール角とピッチ角のいずれか一方であってもよい。

以上の実施形態では、ＤＳＰ４０とイメージセンサ駆動回路６０を別々の構成要素（ブロック）として描いているが、これらを単一の構成要素（ブロック）として実現する態様も可能である。

以上の実施形態では、像振れ補正装置（駆動機構）５０の構成として、固定支持基板５１に磁石Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３及びヨークＹ１、Ｙ２、Ｙ３を固定し、可動ステージ５２に駆動用コイルＣ１、Ｃ２、Ｃ３を固定した場合を例示して説明したが、この位置関係を逆にして、可動ステージに磁石及びヨークを固定し、固定支持基板に駆動用コイルを固定する態様も可能である。

以上の実施形態では、ボディ本体２０と撮影レンズ３０を着脱可能（レンズ交換可能）とする態様を例示して説明したが、ボディ本体２０と撮影レンズ３０を着脱不能（レンズ交換不能）とする態様も可能である。

１０ デジタルカメラ（撮影装置）
２０ ボディ本体
２１ シャッタ（撮影光学系）
２２ イメージセンサ（像振れ補正部材）
２３ 絞り／シャッタ駆動回路
２４ ＬＣＤ
２５ 画像メモリ
２６ 撮影操作スイッチ
２７ 像振れ補正操作スイッチ
２８ ジャイロセンサ（姿勢情報取得部、振れ検出部）
３０ 撮影レンズ
３１ 撮影レンズ群（撮影光学系、像振れ補正部材）
３２ 絞り（撮影光学系）
３３ 通信用メモリ
４０ ＤＳＰ
５０ 像振れ補正装置（駆動機構）
５１ 固定支持基板
５２ 可動ステージ
Ｍ１ Ｍ２ Ｍ３ 磁石
Ｙ１ Ｙ２ Ｙ３ ヨーク
Ｃ１ Ｃ２ Ｃ３ 駆動用コイル
Ｈ１ Ｈ２ Ｈ３ ホールセンサ
６０ イメージセンサ駆動回路（駆動制御部）
６１ 加算部
６２ ゲイン部
６３ コントローラ（駆動制御部）
６４ 比例項算出部
６４Ａ アンプ
６５ 積分項算出部（積分器、駆動制御部）
６５Ａ アンプ
６６ 微分項算出部（微分器）
６６Ａ アンプ
６７ 合算器
６８ 増幅器

Claims (10)

1. 撮影光学系を通った被写体光束を被写体像として結像するイメージセンサと、
   前記撮影光学系の少なくとも一部をなす光学要素と前記イメージセンサの少なくとも一方から構成される像振れ補正部材と、
   前記像振れ補正部材を前記撮影光学系の光軸と異なる方向に駆動することで、前記イメージセンサ上への被写体像の結像位置を変位させて像振れを補正する駆動機構と、
   ボディ本体の姿勢情報を取得する姿勢情報取得部と、
   前記像振れ補正部材の制御目標位置と現在位置の偏差に基づいて、前記駆動機構による前記像振れ補正部材の駆動をフィードバック制御する駆動制御部と、
   を有し、
   前記駆動制御部は、前記姿勢情報取得部が取得した前記ボディ本体の姿勢情報に応じて、前記駆動機構による前記像振れ補正部材の駆動量を補正する、
   ことを特徴とする撮影装置。
2. 請求項１記載の撮影装置において、
   前記駆動制御部は、前記像振れ補正部材の制御目標位置と現在位置の偏差から算出した比例項、積分項、微分項に基づいて、前記駆動機構による前記像振れ補正部材の駆動をＰＩＤ制御する撮影装置。
3. 請求項２記載の撮影装置において、
   前記駆動制御部は、前記姿勢情報取得部が取得した前記ボディ本体の姿勢情報に応じて、前記ＰＩＤ制御にて前記積分項を算出するための係数パラメータを変動させる撮影装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項記載の撮影装置において、
   前記姿勢情報取得部が取得する前記ボディ本体の姿勢情報は、前記ボディ本体のロール角とピッチ角の少なくとも一方を含んでいる撮影装置。
5. 撮影光学系を通った被写体光束を被写体像として結像するイメージセンサと、前記撮影光学系の少なくとも一部をなす光学要素と前記イメージセンサの少なくとも一方から構成される像振れ補正部材と、前記像振れ補正部材を前記撮影光学系の光軸と異なる方向に駆動することで、前記イメージセンサ上への被写体像の結像位置を変位させて像振れを補正する駆動機構と、を有する撮影装置において、
   ボディ本体の姿勢情報を取得する姿勢情報取得ステップと、
   前記像振れ補正部材の制御目標位置と現在位置の偏差に基づいて、前記駆動機構による前記像振れ補正部材の駆動をフィードバック制御する駆動制御ステップと、
   を有し、
   前記駆動制御ステップでは、前記姿勢情報取得ステップで取得した前記ボディ本体の姿勢情報に応じて、前記駆動機構による前記像振れ補正部材の駆動量を補正する、
   ことを特徴とする撮影方法。
6. 請求項５記載の撮影方法において、
   前記駆動制御ステップでは、前記像振れ補正部材の制御目標位置と現在位置の偏差から算出した比例項、積分項、微分項に基づいて、前記駆動機構による前記像振れ補正部材の駆動をＰＩＤ制御する撮影方法。
7. 請求項６記載の撮影方法において、
   前記駆動制御ステップでは、前記姿勢情報取得ステップで取得した前記ボディ本体の姿勢情報に応じて、前記ＰＩＤ制御にて前記積分項を算出するための係数パラメータを変動させる撮影方法。
8. 請求項５ないし７のいずれか１項記載の撮影方法において、
   前記姿勢情報取得ステップで取得する前記ボディ本体の姿勢情報は、前記ボディ本体のロール角とピッチ角の少なくとも一方を含んでいる撮影方法。
9. 制御対象物と、
   前記制御対象物を収容するボディ本体と、
   前記ボディ本体内で前記制御対象物を駆動する駆動機構と、
   前記ボディ本体の姿勢情報を取得する姿勢情報取得部と、
   前記制御対象物の制御目標位置と現在位置の偏差に基づいて、前記駆動機構による前記制御対象物の駆動をフィードバック制御する駆動制御部と、
   を有し、
   前記駆動制御部は、前記姿勢情報取得部が取得した前記ボディ本体の姿勢情報に応じて、前記駆動機構による前記制御対象物の駆動量を補正する、
   ことを特徴とする駆動制御装置。
10. 制御対象物と、前記制御対象物を収容するボディ本体と、前記ボディ本体内で前記制御対象物を駆動する駆動機構と、を有する駆動装置において、
    前記ボディ本体の姿勢情報を取得する姿勢情報取得ステップと、
    前記制御対象物の制御目標位置と現在位置の偏差に基づいて、前記駆動機構による前記制御対象物の駆動をフィードバック制御する駆動制御ステップと、
    を有し、
    前記駆動制御ステップでは、前記姿勢情報取得ステップで取得した前記ボディ本体の姿勢情報に応じて、前記駆動機構による前記制御対象物の駆動量を補正する、
    ことを特徴とする駆動制御方法。

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