JP2017037130A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】撮影光学系の一部のレンズを駆動する補正ユニットと撮像素子を駆動する補正ユニットとを有する撮像装置において、画素ずらし等の高精細補正を行う際に、レンズと撮像素子の一方を他方に対して正規の固定位置に制御することが可能な撮像装置を提供すること。【解決手段】撮像装置１は、ぶれ検出部１０８と、撮影光学系１０２の一部のレンズを保持する可動枠１０４２を有し、可動枠１０４２を光軸と垂直な方向に移動させてぶれを補正する光学系補正ユニット１０４と、撮像部を保持する可動枠２０６２を有し、可動枠２０６２を光軸と垂直な方向に移動させて画素ずらし補正を行う撮像素子補正ユニット２０６と、撮像素子補正ユニット２０６による画素ずらし補正が行われている際に、可動枠１０４２が所定の位置で停止するように光学系補正ユニット１０４を制御する光学系補正制御回路１０６１とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、光学レンズを駆動する補正ユニットと撮像素子を駆動する補正ユニットとを備えた撮像装置に関する。

撮像素子を移動させることで手ぶれ等に起因して撮像画像に生じる像ぶれを抑制する手ぶれ補正ユニットが知られている。また、光学レンズを移動させることで手ぶれ等に起因して撮像画像に生じる像ぶれを抑制する手ぶれ補正ユニットも知られている。近年、レンズ移動を用いた手ぶれ補正ユニットと撮像素子移動を用いた手ぶれ補正ユニットとを併用する提案がなされている。例えば、特許文献１のカメラは、被写体の条件に応じてレンズ移動を用いた手ぶれ補正ユニットと撮像素子移動を用いた手ぶれ補正ユニットとを切り換えるようにしている。

また、近年、このような手ぶれ補正ユニットを手ぶれ補正以外に用いるようにした各種の提案がなされている。例えば、特許文献２のデジタルカメラは、電子ズーム処理の際に、手ぶれ補正ユニットを用いて光学部材（撮影光学系）又は撮像素子を基準画像から所定のずらし量だけ移動させてから撮影したずらし画像により、基準画像の画素間に画素を補完するようにしている。これにより、電子ズーム処理時の高解像度化を図ることができる。

特開２００５−１２８０９２号公報 特開２００６−１２８７８０号公報

一般に、特許文献２の画素ずらし補正等を行う場合には、光学レンズと撮像素子のうちの一方を固定し、他方を駆動することが望ましい。ここで、特許文献１のように光学レンズと撮像素子の両方を駆動できる場合、駆動される側に対して駆動されない側を正規の固定位置に正確に固定しておく必要がある。

本発明は、前記の事情に鑑みてなされたもので、撮影光学系の一部のレンズを駆動する補正ユニットと撮像素子を駆動する補正ユニットとを有する撮像装置において、画素ずらし補正等の高精細補正を行う際に、レンズと撮像素子の一方を他方に対して正規の固定位置に制御することが可能な撮像装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明の一態様の撮像装置は、ぶれ検出部と、撮影光学系の一部のレンズを保持する第１の可動部を有し、前記ぶれ検出部の検出結果に基づいて、前記第１の可動部を光軸と垂直な方向に移動させてぶれを補正するぶれ補正ユニットと、前記第１の可動部の位置を検出する位置検出部と、撮像部を保持する第２の可動部を有し、当該第２の可動部を前記光軸と垂直な方向に移動させて画素ずらし補正を行う画素ずらしユニットと、前記画素ずらしユニットが駆動されている際に、前記ぶれ補正ユニットの前記第１の可動部が所定の位置で停止するように前記ぶれ補正ユニットを制御する制御回路とを具備したことを特徴とする。

本発明によれば、撮影光学系の一部のレンズを駆動する補正ユニットと撮像素子を駆動する補正ユニットとを有する撮像装置において、画素ずらし補正等の高精細補正を行う際に、レンズと撮像素子の一方を他方に対して正規の固定位置に制御することが可能な撮像装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る撮像装置の概略の構成を示す図である。 光学系補正ユニットの組み立て状態の図である。 光学系補正ユニットの分解斜視図である。 可動枠のストローク位置とホール素子の出力電圧との関係の一例を示す図である。 可動枠のストローク位置のフィードバック制御に係る構成を示す機能ブロック図である。 増幅器の増幅率と位置検出分解能との関係を示した図である。 撮像装置の動作を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る撮像装置の概略の構成を示す図である。図１に示す撮像装置１は、交換レンズ１００と、本体２００とを有している。交換レンズ１００は、本体２００に設けられたマウント２０２を介して本体２００に装着される。交換レンズ１００が本体２００に装着されることによって、交換レンズ１００と本体２００とは通信自在に接続される。これにより、交換レンズ１００と本体２００とは協働して動作する。なお、撮像装置１は、必ずしもレンズ交換式の撮像装置でなくて良い。例えば、撮像装置１は、レンズ一体型の撮像装置であっても良い。

交換レンズ１００は、撮影光学系１０２と、制御回路１０６と、ぶれ検出部１０８とを有している。撮影光学系１０２は、例えば複数のレンズ及び絞りを含み、図示しない被写体からの光束を本体２００の撮像素子補正ユニット２０６の撮像素子に入射させる。図１の撮影光学系１０２は、複数のレンズによって構成されているが、撮影光学系１０２は、１枚のレンズで構成されていても良い。また、撮影光学系１０２は、フォーカスレンズを有していても良いし、ズームレンズとして構成されていても良い。これらの場合、撮影光学系１０２の少なくとも一部のレンズは、光軸Ｏに沿った方向であるＺ方向に沿って移動自在に構成されている。

また、本実施形態の撮影光学系１０２は、光学系補正ユニット１０４を内蔵している。光学系補正ユニット１０４は、第１の可動部としての可動枠１０４２に搭載された撮影光学系１０２の一部のレンズをコイルと磁石とを用いたＶＣＭ（ボイスコイルモータ）によって移動させる。光学系補正ユニット１０４の構成については後で詳しく説明する。

制御回路１０６は、例えばＣＰＵやメモリを含むＡＳＩＣで構成され、交換レンズ１００の各種の動作を制御する。制御回路１０６は、光学系補正制御回路１０６１を有している。光学系補正制御回路１０６１は、光学系補正ユニット１０４の制御を行う。

ぶれ検出部１０８は、例えばジャイロセンサであり、交換レンズ１００に発生したぶれを検出する。

本体２００は、シャッタ２０４と、撮像素子補正ユニット２０６と、モニタ２０８と、操作部２１０と、制御回路２１２と、ぶれ検出部２１４とを有している。

シャッタ２０４は、例えば撮像素子補正ユニット２０６の前側（Ｚ方向の正の側とする）に配置されるフォーカルプレーンシャッタである。このシャッタ２０４は、開かれることにより、撮像素子補正ユニット２０６の撮像素子を露出状態にする。また、シャッタ２０４は、閉じられることにより、撮像素子補正ユニット２０６の撮像素子を遮光状態にする。

撮像素子補正ユニット２０６は、第２の可動部としての可動枠２０６２に搭載された撮像部を有している。撮像部は、撮像素子等を有している。撮像素子は、図示しない被写体を撮像することによって被写体に係る撮像画像を生成する。また、撮像素子補正ユニット２０６は、第２の可動部としての可動枠２０６２に搭載された撮像部をコイルと磁石とを用いたＶＣＭ（ボイスコイルモータ）によって移動させる。

モニタ２０８は、例えば液晶ディスプレイであり、撮像素子補正ユニット２０６の撮像素子で生成された撮像画像に基づく画像を表示する。また、モニタ２０８は、ユーザが撮像装置１の各種の設定を行うためのメニュー画面を表示する。なお、モニタ２０８は、タッチパネルを有していても良い。

操作部２１０は、例えばレリーズボタンである。レリーズボタンは、ユーザが撮像装置１による撮影開始を指示するためのボタンである。なお、操作部２１０は、レリーズボタン以外の各種の操作部も含む。

制御回路２１２は、例えばＣＰＵやメモリを含むＡＳＩＣで構成され、撮像装置１における撮影動作等の撮像装置１の全体の動作を制御する。制御回路２１２は、撮像素子補正制御回路２１２１を有している。撮像素子補正制御回路２１２１は、撮像素子補正ユニット２０６の制御を行う。

ぶれ検出部２１４は、例えばジャイロセンサであり、本体２００に発生したぶれを検出する。

次に、光学系補正ユニット１０４及び撮像素子補正ユニット２０６の構成についてさらに説明する。ここで、光学系補正ユニット１０４では後で説明する可動枠にレンズが搭載されているのに対し、撮像素子補正ユニット２０６では可動枠に撮像部が搭載されている。これ以外の構成は、光学系補正ユニット１０４と撮像素子補正ユニット２０６とで大きな相違はない。したがって、以下では、光学系補正ユニット１０４の構成についてのみ説明し、撮像素子補正ユニット２０６の構成についての説明は省略する。

図２は、光学系補正ユニット１０４の組み立て状態の図を示している。図２に示すように、光学系補正ユニット１０４は、概略的には、固定枠１０４１と、可動枠１０４２とを有している。そして、光学系補正ユニット１０４は、可動枠１０４２を光軸Ｏに対して垂直な面内（図１のＸ方向及びＹ方向）で平行移動させる。

図３は、光学系補正ユニット１０４の分解斜視図である。図３に示すように、光学系補正ユニット１０４は、詳細には、固定枠１０４１と、可動枠１０４２と、ホール蓋１０４３と、ヨーク１０４４と、レンズ用メイン基板１０４５とを有している。これらは、被写体側がら見て、固定枠１０４１、可動枠１０４２、ホール蓋１０４３、ヨーク１０４４、レンズ用メイン基板１０４５の順で組みつけられている。なお、以下の説明においては、撮像側から見た方向で図の上下左右方向が定義されている。

固定枠１０４１は、中央部にレンズ用の開口１０４１ａを有する略八角形状の本体を有し、交換レンズ１００の本体に対して固定されている。固定枠１０４１の外周には、Ｘマグネット１０４１ｂと、Ｙマグネット１０４１ｃがそれぞれ接着されている。Ｘマグネット１０４１ｂは、固定枠１０４１の可動枠１０４２と対する側の面における右側外周（左側外周であってもよい）に、Ｙ軸方向が長手となるように設けられている。Ｙマグネット１０４１ｃは、固定枠１０４１の可動枠１０４２と対する側の面の下側外周（上側外周であってもよい）に、Ｘ軸方向が長手となるように設けられている。

可動枠１０４２は、中央部に開口が形成された略十字状の本体１０４２ｂを有している。可動枠１０４２の開口部にはレンズ１０４２ａが設けられている。そして、本体１０４２ｂにおけるＸマグネット１０４１ｂと対応する位置には、Ｘコイル１０４２ｃが設けられている。また、本体１０４２ｂにおけるＹマグネット１０４１ｃと対応する位置には、Ｙコイル１０４２ｄが設けられている。Ｘコイル１０４２ｃは、Ｘマグネット１０４１ｂと対応するように、Ｙ軸方向が長手となるように設けられている。Ｙコイル１０４２ｄは、Ｙマグネット１０４１ｃと対応するように、Ｘ軸方向が長手となるように設けられている。また、レンズ１０４２ａを挟んでＸコイル１０４２ｃが設けられている位置と対称な本体１０４２ｂの位置には、位置検出部としてのＸホール素子１０４２ｅが設けられている。また、レンズ１０４２ａを挟んでＹコイル１０４２ｄが設けられている位置と対称な本体１０４２ｂの位置には、同じく位置検出部としてのＹホール素子１０４２ｆが設けられている。Ｘコイル１０４２ｃ及びＹコイル１０４２ｄとＸホール素子１０３２ｅ及びＹホール素子１０４２ｆとはフレキシブルプリント基板１０４２ｇに接続されている。

ホール蓋１０４３は、Ｘホール素子１０４２ｅ及びＹホール素子１０４２ｆと対向するように本体１０４２ｂに組みつけられるＬ字状の板部材である。ホール蓋１０４３の裏面におけるＸホール素子１０４２ｅと対応する位置には、Ｘホールマグネット１０４３ａが設けられている。また、ホール蓋１０４３の裏面におけるＹホール素子１０４２ｆと対応する位置には、Ｙホールマグネット１０４３ｂが設けられている。

ヨーク１０４４は、Ｘコイル１０４２ｃ及びＹコイル１０４２ｄと対向するように本体１０４２ｂに組みつけられる軟質磁性材料製のＬ字状の板部材であり、可動枠１０４２に組みつけられることにより、Ｘマグネット１０４１ｂ及びＹマグネット１０４１ｃとの間で磁気回路を形成する。なお、ヨーク１０４４の裏面におけるＸマグネット１０４１ｂと対応する位置にＸマグネットがさらに設けられ、ヨーク１０４４の裏面におけるＹマグネット１０４１ｃと対応する位置にＹマグネットがさらに設けられていても良い。このような構成とすることにより、ＶＣＭの駆動力を大きくすることが可能である。

レンズ用メイン基板１０４５は、固定枠１０４１との間に可動枠１０４２を挟むようにして固定枠１０４１に組みつけられるとともに、交換レンズ１００の本体に対して固定されている。この状態において、固定枠１０４１のＸマグネット１０４１ｂ及びＹマグネット１０４１ｃと、可動枠１０４２のＸコイル１０４２ｃとＹコイル１０４２ｄとは、非接触状態となっている。また、レンズ用メイン基板１０４５には、制御回路１０６（図示されていない）が搭載されており、この制御回路１０６は、フレキシブルプリント基板１０４２ｇを介してＸコイル１０４２ｃ及びＹコイル１０４２ｄとＸホール素子１０３２ｅ及びＹホール素子１０４２ｆとにそれぞれ接続されている。さらに、レンズ用メイン基板１０４５には、フレキシブルプリント基板１０４５ａが設けられている。フレキシブルプリント基板１０４５ａは、マウント２０２を介して本体２００と接続される。

このような構成において、Ｘコイル１０４２ｃとＹコイル１０４２ｄの何れかに対する通電が開始されると、可動枠１０４２は、固定枠１０４１に対して浮遊状態となる。この状態でＸコイル１０４２ｃとＹコイル１０４２ｄに通電される駆動電流の大きさを制御することで、可動枠１０４２は光軸Ｏと直交する平面内で平行移動する。

可動枠１０４２の移動に伴って、Ｘホール素子１０４２ｅとＸホールマグネット１０４３ａとの相対位置関係及びＹホール素子１０４２ｆとＹホールマグネット１０４３ｂとの相対位置関係が変化する。これにより、Ｘホール素子１０４２ｅがＸホールマグネット１０４３ａから影響を受ける磁界の大きさ及びＹホール素子１０４２ｆがＹホールマグネット１０４３ｂから影響を受ける磁界の大きさがそれぞれ変化する。ホール素子が受ける磁界の大きさは、ホール素子から出力される電圧の大きさに比例する。したがって、図４のようにして可動枠１０４２のストローク位置とホール素子の出力電圧との関係を対応付けておくことにより、ホール素子から出力される電圧信号の大きさから可動枠１０４２の位置が検出される。検出された可動枠１０４２のストローク位置に応じてＸコイル１０４２ｃとＹコイル１０４２ｄに通電される駆動電流の大きさを制御することで、可動枠１０４２を任意のストローク位置まで駆動することが可能である。

図５は、可動枠のストローク位置のフィードバック制御に係る構成を示す機能ブロック図である。図５のフィードバック制御回路は、例えば光学系補正制御回路１０６１及び撮像素子補正制御回路２１２１の内部に設けられている。例えば、可動枠１０４２を駆動する場合には、光学系補正制御回路１０６１のフィードバック制御回路によるフィードバック制御が行われる。

図５に示すフィードバック制御回路３００は、増幅器３０２と、Ａ／Ｄ変換器３０４と、位置演算回路３０６と、減算器３０８と、制御フィルタ３１０と、モータドライバ３１２とを有している。ここで、図５のフィードバック制御回路３００は、ＶＣＭの数だけ設けられている。本実施形態では、１つのＶＣＭに対応する構成のみ説明する。図５においては、ＶＣＭ（ＸマグネットとＸコイルの組又はＹマグネットとＹコイルの組によって構成されている）のうちの１つがＶＣＭ３１４として、また、ホール素子のうちの１つ（Ｘホール素子又はＹホール素子）がホール素子３１６として示されている。

増幅器３０２は、ホール素子３１６から出力されるアナログ信号（位置検出信号）を、制御回路１０６又は制御回路２１２によって設定された増幅率に応じて増幅する。Ａ／Ｄ変換器３０４は、増幅器３０２から出力される増幅後の位置検出信号をデジタル信号に変換する。位置演算回路３０６は、Ａ／Ｄ変換器３０４で変換されたデジタル信号に応じて可動枠１０４２の現在の位置を表す現在位置信号を演算する。

前述したように、ホール素子３１６が受ける磁界の大きさは、そのままホール素子３１６の出力電圧と相似の関係になる。ただし、ホール素子３１６の出力電圧は非常に微弱である。したがって、ホール素子３１６からのアナログ信号は、増幅器３０２で増幅されてから、Ａ／Ｄ変換器３０４においてデジタル信号に変換される。ここで、増幅率を変化させることにより、位置検出分解能は変化する。図６は、増幅器３０２の増幅率と位置検出分解能との関係を示した図である。ここで、図６の太線は、増幅率が大きい場合の可動枠のストローク位置の変化に対する位置検出信号の変化を示している。また、図６の細線は、増幅率が小さい場合の可動枠のストローク位置の変化に対する位置検出信号の変化を示している。なお、図６において、デジタル化される前の位置検出信号は破線で、デジタル化された後の位置検出信号は実線で示されている。

図６で示したように、大きい増幅率に設定された場合の可動枠のストローク位置の変化に対する位置検出信号の変化は、小さい増幅率に設定された場合の可動枠のストローク位置の変化に対する位置検出信号の変化よりも大きくなる。このことは、増幅率を大きくすることによって、位置検出分解能が高くなる（デジタル信号の１ＬＳＢが表す長さが短くなる）ことを意味している。このため、可動枠の高精度の位置制御が必要な場合には、増幅率を大きくすることが有効である。

また、増幅率を大きくすることにより、位置検出可能なストローク位置の範囲は狭くなる。したがって、増幅率を大きくしてしまうと、広い範囲での可動枠の位置制御が困難になる。このため、比較的に広い範囲での可動枠の位置制御が必要となる場合には、増幅率を小さくすることが有効である。

減算器３０８は、例えば制御回路１０６又は制御回路２１２から入力された可動枠の駆動目標位置を示す駆動目標位置信号と位置演算回路３０６で生成された現在位置信号との偏差信号を制御フィルタ３１０に出力する。

制御フィルタ３１０は、例えば複数のＩＩＲ（Infinite Impulse Response）フィルタの組み合わせによって構成されるデジタルフィルタを有し、減算器３０８から出力された偏差信号に基づく駆動電流値をモータドライバ３１２に対して出力する。駆動電流値は、可動枠１０４２を目標位置まで駆動するために対応するコイルに流す必要のある電流値を表しており、偏差信号に対してデジタルフィルタを適用することで生成される。デジタルフィルタを適用することにより、駆動電流値は、ＶＣＭ３１４の特性に併せられた所望の状態になる。

モータドライバ３１２は、制御フィルタ３１０から出力された駆動電流値に基づいて、可動枠の対応するコイルに電流を供給する。モータドライバ３１２は、制御フィルタ３１０から出力された駆動電流値に基づいてＶＣＭ３１４（実際にはＶＣＭ３１４を構成するコイル）をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）駆動する。この場合、駆動電流値は、例えばＰＷＭ駆動のデューティを表す値である。

以下、本実施形態の撮像装置１の動作を説明する。図７は、撮像装置１の動作を示すフローチャートである。図７の処理は、制御回路１０６及び制御回路２１２の協調動作によって行われる。

ステップＳ１０１において、制御回路２１２は、撮像素子補正制御回路２１２１の動作モードをどのモードにするかを判定する。本実施形態における撮像素子補正制御回路２１２１は、少なくともぶれ補正モード、静止モード及び画素ずらしモードを有している。

撮像素子補正制御回路２１２１のぶれ補正モードは、撮像素子補正ユニット２０６を制御して第２の可動部としての可動枠（撮像素子補正ユニット２０６の可動枠２０６２）に搭載された撮像部をぶれ検出部２１４の出力に応じて移動させることにより、手ぶれ等に起因して撮像画像に生じる像ぶれを抑制するモードである。すなわち、撮像素子補正制御回路２１２１のぶれ補正モードでは、撮像素子補正ユニット２０６は、ぶれ補正ユニットとして機能する。

撮像素子補正制御回路２１２１の静止モードは、第２の可動部としての可動枠（撮像素子補正ユニット２０６の可動枠２０６２）が予め定められた正規の固定位置に静止するように、第２の可動部としての可動枠（撮像素子補正ユニット２０６の可動枠２０６２）を位置制御するモードである。この正規の固定位置は、例えば光学中心位置である。なお、撮像素子補正制御回路２１２１の静止モードにおける静止とは、撮像画像に影響を与えないとみなせる範囲内に可動枠の移動量を抑えることを意味している。

撮像素子補正制御回路２１２１の画素ずらしモードは、撮像素子補正ユニット２０６を制御して第２の可動部としての可動枠（撮像素子補正ユニット２０６の可動枠２０６２）に搭載された撮像素子を１画素の半ピッチ分に相当する分だけ高精度に移動させながら複数回の撮影を行い、複数回の撮影で得られた複数の撮像画像を合成することによって、高解像度の撮像画像を得る画素ずらし補正が行われるモードである。すなわち、撮像素子補正制御回路２１２１の画素ずらしモードでは、撮像素子補正ユニット２０６は、画素ずらしユニットとして機能する。

これらの３つのモードは、例えば撮像装置１のユーザの選択によって設定される。ユーザによって撮像素子補正ユニット２０６を制御してのぶれ補正が指示された場合（光学系補正ユニット１０４と撮像素子補正ユニット２０６を併用してのぶれ補正が指示された場合も含む）、制御回路２１２は、動作モードをぶれ補正モードにすると判定する。この場合、処理はステップＳ１０２に移行する。ユーザによって画素ずらし撮影が指示された場合には、制御回路２１２は、動作モードを画素ずらしモードにすると判定する。この場合、処理はステップＳ１０６に移行する。撮像素子補正ユニット２０６を制御してのぶれ補正の指示も画素ずらし撮影の指示もされていない場合、制御回路２１２は、動作モードを静止モードにすると判定する。この場合、処理はステップＳ１０８に移行する。

ステップＳ１０２において、制御回路２１２は、撮像素子補正制御回路２１２１をぶれ補正モードに設定する。ぶれ補正モードの設定に際し、制御回路２１２は、撮像素子補正制御回路２１２１の増幅器３０２の増幅率をぶれ補正モード用に設定する。ぶれ補正モード用の増幅率は、画素ずらしモード用の増幅率に比較して小さな増幅率である。ぶれ補正モードでは、精度よりも広い範囲での位置制御が必要であるので増幅率は小さく設定される。なお、増幅率は、実際には、必要とされる位置検出分解能に応じて設定される。例えば、ぶれ補正モードに応じて必要とされる位置検出分解能が０．６μｍ／ＬＳＢである場合、０．６μｍ／ＬＳＢの位置検出分解能が得られるように増幅器３０２における増幅率が設定される。

ステップＳ１０３において、制御回路１０６は、光学系補正制御回路１０６１の動作モードをどのモードにするかを判定する。本実施形態における光学系補正制御回路１０６１は、少なくともぶれ補正モード及び静止モードを有している。

光学系補正制御回路１０６１のぶれ補正モードは、光学系補正ユニット１０４を制御して第１の可動部としての可動枠（光学系補正ユニット１０４の可動枠１０４２）に搭載されたレンズをぶれ検出部１０８の出力に応じて移動させることにより、手ぶれ等に起因して撮像画像に生じる像ぶれを抑制するモードである。すなわち、光学系補正制御回路１０６１のぶれ補正モードでは、光学系補正ユニット１０４は、ぶれ補正ユニットとして機能する。

光学系補正制御回路１０６１の静止モードは、第１の可動部としての可動枠（光学系補正ユニット１０４の可動枠１０４２）が予め定められた正規の固定位置に静止するように、第１の可動部としての可動枠（光学系補正ユニット１０４の可動枠１０４２）を高精度に位置制御するモードである。この正規の固定位置は、例えば光学中心位置である。ここで、光学系補正制御回路１０６１の静止モードにおける静止も、撮像画像に影響を与えないとみなせる範囲内に可動枠の移動量を抑えることを意味している。後で詳しく説明するが、本実施形態では、撮像素子補正制御回路２１２１が画素ずらしモードに設定されている際には、光学系補正制御回路１０６１は静止モードに設定される。画素ずらしモードでは、可動枠の高精度の位置制御が要求される。第２の可動部としての可動枠（撮像素子補正ユニット２０６の可動枠２０６２）を高精度に位置制御するためには、第１の可動部としての可動枠（光学系補正ユニット１０４の可動枠１０４２）は、第２の可動部としての可動枠（撮像素子補正ユニット２０６の可動枠２０６２）に対して高精度に静止している必要がある。このような高精度の静止制御を行うため、光学系補正制御回路１０６１の静止モードでは、撮像素子補正制御回路２１２１の静止モードよりも高精度の可動枠の静止制御が行われる。

これらの２つのモードは、例えば制御回路２１２によって設定される。ユーザによって光学系補正ユニット１０４と撮像素子補正ユニット２０６を併用してのぶれ補正が指示された場合、制御回路２１２は、光学系補正制御回路１０６１の動作モードをぶれ補正モードに設定するように制御回路１０６に対して指示する。この指示により、制御回路１０６は、動作モードをぶれ補正モードにすると判定する。この場合、処理はステップＳ１０４に移行する。光学系補正ユニット１０４を制御してのぶれ補正が指示されていない場合、制御回路２１２は、光学系補正制御回路１０６１の動作モードを静止モードに設定するように制御回路１０６に対して指示する。この指示により、制御回路１０６は、動作モードを静止モードにすると判定する。この場合、処理はステップＳ１０５に移行する。

ステップＳ１０４において、制御回路１０６は、光学系補正制御回路１０６１をぶれ補正モードに設定する。その後、図７の処理は終了される。ぶれ補正モードの設定に際し、制御回路１０６は、光学系補正制御回路１０６１の増幅器３０２の増幅率をぶれ補正モード用に設定する。ぶれ補正モード用の増幅率は、静止モード用の増幅率に比較して小さな増幅率である。ぶれ補正モードでは、精度よりも広い範囲での位置制御が必要であるので増幅率は小さく設定される。なお、増幅率は、実際には、必要とされる位置検出分解能に応じて設定される。例えば、ぶれ補正モードに応じて必要とされる位置検出分解能が０．６μｍ／ＬＳＢである場合、０．６μｍ／ＬＳＢの位置検出分解能が得られるように増幅器３０２における増幅率が設定される。このような設定の後、光学系補正ユニット１０４と撮像素子補正ユニット２０６を併用してのぶれ補正が実行される。この処理については周知であるので説明を省略する。なお、光学系補正ユニット１０４と撮像素子補正ユニット２０６を併用してのぶれ補正の場合、光学系補正ユニット１０４と撮像素子補正ユニット２０６の協調制御によって、ぶれ補正の補正段数の向上等を図ることが可能である。

ステップＳ１０５において、制御回路１０６は、光学系補正制御回路１０６１を静止モードに設定する。その後、図７の処理は終了される。静止モードの設定に際し、制御回路１０６は、光学系補正制御回路１０６１の増幅器３０２の増幅率を静止モード用に設定する。静止モード用の増幅率は、ぶれ補正モード用の増幅率に比較して大きな増幅率である。これは、高精度の静止制御が行われるようにするためである。なお、増幅率は、実際には、必要とされる位置検出分解能に応じて設定される。例えば、画素ずらしモードに応じて必要とされる位置検出分解能が０．４μｍ／ＬＳＢである場合、光学系補正制御回路１０６１の静止モードにおいて要求される位置検出分解能も０．４μｍ／ＬＳＢである。この０．４μｍ／ＬＳＢの位置検出分解能が得られるように増幅器３０２における増幅率が設定される。このような設定の後、撮像素子補正ユニット２０６を用いたぶれ補正が実行される。この処理については周知であるので説明を省略する。

ステップＳ１０６において、制御回路２１２は、撮像素子補正制御回路２１２１を画素ずらしモードに設定する。画素ずらしモードの設定に際し、制御回路２１２は、撮像素子補正制御回路２１２１の増幅器３０２の増幅率を画素ずらしモード用に設定する。画素ずらしモード用の増幅率は、ぶれ補正モード用の増幅率に比較して大きな増幅率である。画素ずらしモードでは、高精度の位置制御が必要であるので増幅率は大きく設定される。なお、増幅率は、実際には、必要とされる位置検出分解能に応じて設定される。例えば、画素ずらしモードに応じて必要とされる位置検出分解能が０．４μｍ／ＬＳＢである場合、０．４μｍ／ＬＳＢの位置検出分解能が得られるように増幅器３０２における増幅率が設定される。

ステップＳ１０７において、制御回路１０６は、光学系補正制御回路１０６１を静止モードに設定する。その後、図７の処理は終了される。静止モードの設定に際し、制御回路１０６は、光学系補正制御回路１０６１の増幅器３０２の増幅率を静止モード用に設定する。前述したように、光学系補正制御回路１０６１の静止モード用の増幅率は、ぶれ補正モード用の増幅率に比較して大きな増幅率である。このような設定の後、撮像素子補正ユニット２０６を用いての画素ずらし撮影が実行される。この処理については周知であるので説明を省略する。

ステップＳ１０８において、制御回路２１２は、撮像素子補正制御回路２１２１を静止モードに設定する。静止モードの設定に際し、制御回路２１２は、撮像素子補正制御回路２１２１の増幅器３０２の増幅率を静止モード用に設定する。撮像素子補正制御回路２１２１の静止モードにおける静止とは、撮像画像に影響を与えないとみなせる範囲内に可動枠の移動量を抑えることを意味している。したがって、ぶれ補正モードの位置検出分解能でこのような可動枠の位置制御を行うことができるのであれば、静止モードの増幅率はぶれ補正モードの増幅率と同じでよい。また、画素ずらしモードの位置検出分解能でなければこのような可動枠の位置制御を行うことができないのであれば、静止モードの増幅率は画素ずらしモードの増幅率と同じとする必要がある。勿論、静止モードの増幅率は、ぶれ補正モードの増幅率と画素ずらしモードの増幅率の何れとも異なっていてもよい。

ステップＳ１０９において、制御回路１０６は、光学系補正制御回路１０６１の動作モードをどのモードにするかを判定する。ユーザによって光学系補正ユニット１０４を用いてのぶれ補正が指示された場合、制御回路２１２は、光学系補正制御回路１０６１の動作モードをぶれ補正モードに設定するように制御回路１０６に対して指示する。この指示により、制御回路１０６は、動作モードをぶれ補正モードにすると判定する。この場合、処理はステップＳ１１０に移行する。光学系補正ユニット１０４を制御してのぶれ補正が指示されていない場合、制御回路２１２は、光学系補正制御回路１０６１の動作モードを静止モードに設定するように制御回路１０６に対して指示する。この指示により、制御回路１０６は、動作モードを静止モードにすると判定する。この場合、処理はステップＳ１１１に移行する。

ステップＳ１１０において、制御回路１０６は、光学系補正制御回路１０６１をぶれ補正モードに設定する。その後、図７の処理は終了される。ぶれ補正モードの設定に際し、制御回路１０６は、光学系補正制御回路１０６１の増幅器３０２の増幅率をぶれ補正モード用に設定する。このような設定の後、光学系補正ユニット１０４を用いてのぶれ補正が実行される。この処理については周知であるので説明を省略する。

ステップＳ１１１において、制御回路１０６は、光学系補正制御回路１０６１を静止モードに設定する。その後、図７の処理は終了される。静止モードの設定に際し、制御回路１０６は、光学系補正制御回路１０６１の増幅器３０２の増幅率を静止モード用に設定する。このような設定の場合には、光学系補正ユニット１０４の可動枠１０４２及び撮像素子補正ユニット２０６の可動枠２０６２は、何れも正規の固定位置（光学中心位置）に静止するように制御される。

以上説明したように本実施形態によれば、光学系補正ユニット１０４と撮像素子補正ユニット２０６とを有する撮像装置において、撮像素子補正ユニットによる画素ずらし補正が行われる際には、光学系補正ユニット１０４の可動枠１０４２を高精度に静止させる制御がなされる。ＶＣＭによって可動枠を移動させる構成の場合、可動枠を静止させようと制御したとしても、微小な偏差量の範囲での可動枠の揺れが発生する。しかしながら、位置検出分解能を高めて静止の制御が行われることにより、機械的に可動枠を固定するのと同等の精度で可動枠を静止させることが可能である。これにより、撮像素子補正ユニット２０６による画素ずらしが高精度に行われる。

ここで、前述した実施形態においては、撮像素子補正ユニット２０６は、撮像素子補正制御回路２１２１の静止モードにおいて、ＶＣＭのフィードバック制御によって静止される。これに対し、撮像素子補正ユニット２０６は、撮像素子補正制御回路２１２１の静止モードにおいて、機械的な機構によって静止されるように構成されていてもよい。

また、前述した実施形態においては、画素ずらし補正は、撮像素子補正ユニット２０６を用いて行われる。これに対し、画素ずらし補正は、光学系補正ユニット１０４を用いて行われるように構成されていてもよい。この場合、撮像素子補正制御回路２１２１の静止モードにおいて、位置検出分解能の高いモードとなるように増幅率の設定が行われる。

また、前述した実施形態においては、増幅器３０２の増幅率の設定によって位置検出分解能を変化させるようにしている。これに対し、ホール素子３１６の駆動電圧又は駆動電流を大きくすることで位置検出分解能を変化させるように構成されていてもよい。また、増幅器３０２の増幅率の設定とホール素子３１６の設定との両方によって位置検出分解能を変化させるように構成されていてもよい。また、制御フィルタ３１０の増幅率を変更させることによって、静止制御の際の応答性を高め、より短時間で可動枠を静止させることも可能である。

以上実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した実施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や応用が可能なことは勿論である。例えば、前述した光学系補正ユニット１０４の構成は一例であって適宜変更され得る。例えば、ＶＣＭの構成が異なっていても良い。例えば、前述の例では、固定枠に位置検出用のマグネットが設けられ、可動枠にホール素子が設けられている。これに対して、可動枠に位置検出用のマグネットが設けられ、固定枠にホール素子が設けられてもよい。

さらに、前述の各動作フローチャートの説明において、便宜上「まず」、「次に」等を用いて動作を説明しているが、この順で動作を実施することが必須であることを意味するものではない。

また、前述した実施形態による各処理は、コンピュータとしてのＣＰＵ等に実行させることができるプログラムとして記憶させておくこともできる。この他、メモリカード、磁気ディスク、光ディスク、半導体メモリ等の外部記憶装置の記憶媒体に格納して配布することができる。そして、ＣＰＵ等は、この外部記憶装置の記憶媒体に記憶されたプログラムを読み込み、この読み込んだプログラムによって動作が制御されることにより、上述した処理を実行することができる。

さらに、前記した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適当な組合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、上述したような課題を解決でき、上述したような効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。

１ 撮像装置、１００ 交換レンズ、１０２ 撮影光学系、１０４ 光学系補正ユニット、１０６ 制御回路、１０８ ぶれ検出部、２００ 本体、２０２ マウント、２０４ シャッタ、２０６ 撮像素子補正ユニット、２０８ モニタ、２１０ 操作部、２１２ 制御回路、２１４ ぶれ検出部、３００ フィードバック制御回路、３０２ 増幅器、３０４ Ａ／Ｄ変換器、３０６ 位置演算回路、３０８ 減算器、３１０ 制御フィルタ、３１２ モータドライバ、３１４ ＶＣＭ、３１６ ホール素子、１０４１ 固定枠、１０４１ａ 開口、１０４１ｂ Ｘマグネット、１０４１ｃ Ｙマグネット、１０４２ 可動枠、１０４２ａ レンズ、１０４２ｂ 可動枠本体、１０４２ｃ Ｘコイル、１０４２ｄ Ｙコイル、１０４２ｅ Ｘホール素子、１０４２ｆ Ｙホール素子、１０４２ｇ フレキシブルプリント基板、１０４３ ホール蓋、１０４３ａ Ｘホールマグネット、１０４３ｂ Ｙホールマグネット、１０４４ ヨーク、１０４５ レンズ用メイン基板、１０４５ａ フレキシブルプリント基板、１０６１ 光学系補正制御回路、２０６２ 可動枠、２１２１ 撮像素子補正制御回路

Claims (4)

1. ぶれ検出部と、
   撮影光学系の一部のレンズを保持する第１の可動部を有し、前記ぶれ検出部の検出結果に基づいて、前記第１の可動部を光軸と垂直な方向に移動させてぶれを補正するぶれ補正ユニットと、
   前記第１の可動部の位置を検出する位置検出部と、
   撮像部を保持する第２の可動部を有し、当該第２の可動部を前記光軸と垂直な方向に移動させて画素ずらし補正を行う画素ずらしユニットと、
   前記画素ずらしユニットが駆動されている際に、前記ぶれ補正ユニットの前記第１の可動部が所定の位置で停止するように前記ぶれ補正ユニットを制御する制御回路と、
   を具備したことを特徴とする撮像装置。
2. 前記制御回路は、
   前記ぶれ補正ユニットによるぶれの補正がされず、かつ、前記画素ずらしユニットが非駆動状態に設定された際、前記第１の可動部を前記所定の位置に停止させるための制御信号を出力するとともに、
   前記第１の可動部の所定時刻の位置信号を前記位置検出部で検出してそれを増幅し、前記第１の可動部の現在位置を演算して前記所定の位置との偏差に相当する信号を前記ぶれ補正ユニットに出力するフィードバック制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記制御回路は、前記位置検出部からの出力を増幅する際、前記第１の可動部の単位当たりの移動量に対する増幅器の出力電圧が大きくなるように増幅することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記画素ずらしユニットは、
   前記ぶれ検出部の検出結果に基づいて、前記第２の可動部を光軸と垂直な方向に移動させてぶれを補正するぶれ補正機能を兼ねていることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。