JP4732148B2 - 光学機器および撮像システム - Google Patents

Description

本発明は、防振（振れ補正）機能を備えた、レンズ装置や撮像装置等の光学機器に関する。

光学機器には、該光学機器の振れに応じてレンズ等の光学素子を変位させることより像振れを抑制する防振ユニットを搭載したものがある。このような防振ユニットに対しては、振動センサにより検出した振れ量に基づいて生成された防振ユニット（光学素子）の駆動量を示す信号と、該防振ユニットの駆動位置を検出する位置検出系からの位置信号とを用いたフィードバック制御が行われることが多い。

位置検出系のセンサ部には、フォトインタラプタ等の光センサや、磁性体とホール素子を組み合わせた磁気センサ等が用いられる。

そして、該位置検出系は、防振ユニットの駆動範囲全域において所定の分解能で位置検出を行う。例えば、位置検出系のセンサ部から出力された位置信号は、Ａ／Ｄ変換器を介して所定ｂｉｔの分解能を有するデジタル位置信号として制御回路で処理される（特許文献１参照）。

また、特許文献２には、慣性振り子式防振ユニットにおいて、パンニングやチルティングによって光学素子が大きく変位した場合に、該光学素子が鏡筒内壁に衝突しないように、該光学素子を可動中心に引き戻す駆動トルクを大きくする技術が開示されている。この技術では、光学素子の変位量が小さい（光学素子が可動中心付近に位置する）場合には、上記駆動トルクを微小として、該光学素子のセンタリング動作を妨げないようにしている。そして、可動中心付近では、光学素子の位置を検出するセンサからの信号の増幅率を高めている。これにより、中心付近での位置検出分解能を上げて、微小な駆動トルクを細かく制御し、光学素子のセンタリング動作の精度を高めている。
特開平７−２９４９８７号公報（段落００４０〜００４１、図１等） 特開平４−３１８３５号公報（第４頁左下欄９行〜第５頁左上欄７行、図１および図２等）

近年では、デジタルビデオカメラやデジタルスチルカメラの急速なハイビジョン化および高画質化に伴い、撮像素子も高画素化および微細化している。このため、手振れに対する防振ユニットの駆動位置の検出精度（分解能）を高め、より精密な防振駆動制御を行う必要がある。

しかしながら、特許文献１に開示されているように、防振ユニットの駆動範囲全域で一律に同じ分解能を有する場合において、Ａ／Ｄ変換器の出力ｂｉｔ数を多くしても、１ｂｉｔ当りのＳ／Ｎ比が悪くなり、位置検出誤差が大きくなる。したがって、手振れに対する像振れ補正性能がかえって悪化するおそれがある。

また、特許文献２に開示された技術は、慣性振り子式防振ユニットを対象としたものであり、振動センサを使用していない。しかも、光学素子のセンタリング動作の精度を高くするために、光学素子の可動中心付近での位置検出分解能を高くしているだけである。このため、光学素子の可動中心付近とパンニングやチルティングによる大きな振れによる変位域との間の手振れによる変位域全体の位置検出分解能を高めることができない。

本発明は、防振ユニットの駆動範囲のうち、手振れに対応した領域での位置検出分解能と精度を向上させ、防振性能を高めることが可能な光学機器を提供することを目的の１つとしている。

本発明の一側面としての光学機器は、防振ユニットと、防振ユニットの駆動位置を検出する位置検出系と、該光学機器の振れを検出する振れ検出手段および位置検出系を用いて防振ユニットの駆動を制御する制御手段とを有する。位置検出系は、防振ユニットの駆動位置に応じたアナログ信号を第１のビット数のデジタル信号に変換する第１のＡ／Ｄ変換器を含み第１の検出分解能を有する第１の位置検出系と、防振ユニットの駆動位置に応じたアナログ信号を第１のビット数より大きい第２のビット数のデジタル信号に変換する第２のＡ／Ｄ変換器を含み第１の検出分解能より高い第２の検出分解能を有する第２の位置検出系と、を含んで構成されている。そして、制御手段は、該振れ検出手段を用いて検出された振れ量が所定値より大きい場合は第１の位置検出系を選択し、該振れ量が上記所定値より小さい場合は第２の位置検出系を選択することを特徴とする。
本発明の別の側面としての光学機器は、防振ユニットと、該防振ユニットの駆動位置を検出する位置検出系と、該光学機器の振れを検出する振れ検出手段および位置検出系を用いて防振ユニットの駆動を制御する制御手段とを有する。位置検出系は、防振ユニットの駆動位置に応じたアナログ信号を第１のビット数のデジタル信号に変換する第１のＡ／Ｄ変換器を含み第１の検出分解能を有する第１の位置検出系と、防振ユニットの駆動位置に応じたアナログ信号を増幅する増幅器と増幅器からの出力信号を第２のビット数のデジタル信号に変換する第２のＡ／Ｄ変換器とを含み第１の検出分解能より高い第２の検出分解能を有する第２の位置検出系と、を含んで構成されている。そして、制御手段は、該振れ検出手段を用いて検出された振れ量が所定値より大きい場合は第１の位置検出系を選択し、振れ量が上記所定値より小さい場合は第２の位置検出系を選択することを特徴とする。

本発明によれば、検出された振れ量に応じて低い分解能を有する位置検出系と高い分解能を有する位置検出系とを使い分ける。このため、防振ユニットの駆動範囲のうち手振れに対応した領域での位置検出分解能と精度とを向上させることができる。したがって、該領域において精密な防振駆動制御（フィードバック制御）を行うことができ、手振れによる像振れに対する良好な防振性能を得ることができる。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。

図１には、本発明の実施例１である撮像システムの構成を示している。該撮像システムは、光学機器としての交換レンズ１００と、該交換レンズ１００が着脱可能に装着されるビデオカメラ１０９とにより構成されている。

ビデオカメラ１０９において、１０７はＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等により構成される撮像素子である。撮像素子１０７は、後述する撮影光学系により形成される被写体像を光電変換する、色フィルタを備えた光電変換素子である。

撮像素子１０７は、例えばＲ，ＧおよびＢフィルタがマトリクス配列（ベイヤー配列等）された単板式撮像素子であってもよいし、それぞれがＲ，Ｇ又はＢフィルタを備えた３板式撮像素子であってもよい。撮像素子１０７からの水平ラインの電荷の読み出し方法は、プログレッシブ方式でもインターレース方式でもよい。

１０８は信号処理回路であり、撮像素子１０７からの電荷信号を増幅するとともに、各画素間の基準出力レベル（ＯＢ値）をオフセットして揃え、Ａ／Ｄ変換して各画素の信号をデジタル化する。

また、信号処理回路１０８は、ＳＲＡＭ等のフレームメモリを含み、撮像素子１０６からの電荷信号を増幅し、デジタル化することによって得られたデジタル画像信号に対して、動画像又は静止画像に対応した画像生成処理を行う。動画信号を生成する場合には、例えば、ＮＴＳＣフォーマットやＰＡＬフォーマットに準拠したビデオ信号（映像信号）を生成する。静止画信号を生成する場合には、一旦、ＳＲＡＭ等のフレームメモリに静止画像情報を記憶させた後、静止画信号を生成する。

１３３はＣＰＵ等により構成されるカメラ制御回路であり、撮像素子１０７の駆動や信号処理回路１０８の動作を制御する。また、カメラ制御回路１３３は、カメラ通信回路１３２および通信端子１３０ｂを介して交換レンズ１００との通信を行う。

交換レンズ１００において、１０１は防振ユニットである。本実施例の防振ユニット１０１は、一対の透明板の間に透明液体を封入し、少なくとも一方の透明板の傾き角を変化させることで像面上での像変位を生じさせるいわゆる可変頂角プリズム（以下、ＶＡＰという）である。

図６には、ＶＡＰ１０１の具体的構成を示している。ＶＡＰ１０１は、被写体側のガラス板２ａと像側のガラス板２ｂと、これら一対のガラス板２ａ，２ｂの間に配置された蛇腹部材３とを有する。蛇腹部材３は、ポリエチレン等の弾性材料により形成されている。

ガラス板２ａ，２ｂと蛇腹部材３とによって囲まれた内部空間には、シリコンオイル等の透明液体が封入されている。

４ａ，４ｂはそれぞれ、接着剤等によりガラス板２ａ，２ｂの外周部に接着された保持枠である。保持枠４ａは不図示のベース部材に対して軸５ａを中心としてピッチ方向に回動可能である。また、保持枠４ｂはベース部材に対して軸５ａに対して直交する方向に延びる軸５ｂを中心としてヨー方向に回動可能である。

保持枠４ａには、該保持枠４ａを軸５ａ回りに回動させるコイル６ａが取り付けられており、ベース部材には、該コイル６ａに対向するようにマグネット７ａおよびヨーク８ａ，９ａが固定されている。これらコイル６ａ、マグネット７ａおよびヨーク８ａ，９ａにより、ピッチ方向防振アクチュエータが構成される。

また、保持枠４ｂには、図示を省略したが、該保持枠４ｂを軸５ｂ回りに回動させるコイルが取り付けられており、ベース部材には、該コイルに対向するようにマグネットおよびヨークが固定されている。これらコイル、マグネットおよびヨークによりヨー方向防振アクチュエータが構成される。

上記コイルに電流を流すと、該コイルが設けられた保持枠と該保持枠が取り付けられたガラス板とが回動する。

保持枠４ａ，４ｂから延出した腕部１１ａ，１１ｂの先端には、スリット１０ａ，１０ｂが形成されている。ベース部材に固定されたＩＲＥＤ等の発光素子１２ａとＰＳＤ等の受光素子１３ａとにより、ＶＡＰ１０１の頂角、つまりは駆動位置を検出するエンコーダが構成される。なお、図６では、保持枠４ｂ側の発光素子と受光素子の図示を省略している。

１０２は光軸方向において固定された第１レンズユニットである。１０３は第２レンズユニット（変倍レンズ）であり、光軸方向に移動することで像の変倍を行う。１０４は絞りであり、１０５は光軸方向において固定された第３レンズユニットである。また、１０６は第４レンズユニット（フォーカスレンズ）であり、光軸方向に移動して変倍レンズ１０２の移動に伴う像面位置の変動を補正したりピント合わせを行ったりする。

これら防振ユニット１０１、第１〜第４レンズユニット１０２，１０３，１０５，１０６および絞り１０４によって撮影光学系が構成される。

絞り１０４は、いわゆる虹彩絞りであり、撮像素子１０７に到達する光量を調節する。絞り１０４は、図示しないが、複数の絞り羽根と、該絞り羽根を開閉駆動する絞りアクチュエータとにより構成される。絞りアクチュエータとしては、例えば、ガルバノメータ式コイル（ＩＧ）が用いられる。なお、絞り１０４としては虹彩絞り以外のものを用いてもよい。

１１２は防振アクチュエータであり、ＶＡＰ１０１を駆動する。該防振アクチュエータ１１２の種類は問わない。例えば、ボイスコイルモータ等の電磁アクチュエータを用いることができる。なお、ＶＡＰ１０１の駆動方向は、直交する２軸方向（ピッチ方向とヨー方向）であり、各駆動方向に対して１つの防振アクチュエータが必要であるが、図には１つのみ示している。

１１０は駆動回路であり、後述する防振制御回路１２０からの駆動データを受けて防振アクチュエータ１１２を駆動する。該駆動回路１１０は、トタンジスタのＨブリッジ構成によるＰＷＭ駆動ドライバ等によって構成される。ＰＷＭ駆動ドライバは、正方向駆動チャンネルと逆方向駆動チャンネルがピッチ方向およびヨー方向のそれぞれに設けられているため、４チャンネル構成を有する。

１１１はエンコーダであり、前述したように、ＶＡＰ１０１の頂角である駆動位置を検出するためのセンサを構成する。図６では、発光素子と受光素子とを組み合わせた光検出センサを用いた場合について説明したが。他のセンサ、例えば磁性体とホール素子とを組み合わせた磁気検出センサを使用することもできる。なお、ＶＡＰ１０１の駆動位置検出は、ピッチ方向とヨー方向のそれぞれについて行われるため、各駆動方向に対して１つのエンコーダが必要であるが、図１には１つのみ示している。

１１２は位置検出回路であり、エンコーダ１１１からの信号を受けて、ＶＡＰ１０１の駆動可能範囲に対して割り当てられた電圧範囲（例えば、３Ｖ）内で基準電位を中心とした電圧値を有する位置検出信号を出力する。基準電位は、防振機能が非作動の状態において、ＶＡＰ１０１の光軸が撮影光学系の光軸に略一致するように調整される。

１１３は位置検出増幅器であり、ＶＡＰ１０１の駆動中心位置（以下、基準位置という）を基準として位置検出回路１１２から得られる位置検出信号を所定の増幅率で増幅する。位置検出信号を増幅することで、ＶＡＰ１０１の位置検出分解能を高めることができる。例えば、増幅器１１３が４倍の増幅率を持つ場合には、デジタル信号換算において実質的に２ｂｉｔの分解能が付加されることに相当する。また、１６倍の増幅率を持つ場合には、実質的に４ｂｉｔの分解能が付加されることに相当する。

１１４，１１５は第１および第２のＡ／Ｄ変換器である。第１のＡ／Ｄ変換器１１４は、位置検出回路１１２からの位置検出信号（アナログ信号）が有する波形全体を１０ｂｉｔ（第１のビット数）の分解能（第１の検出分解能）でデジタル信号化する。また、第２のＡ／Ｄ変換器１１５は、増幅器１１３による位置検出信号の拡大波形全体を、第１のＡ／Ｄ変換器１１４と同じく、１０ｂｉｔの分解能でデジタル信号化する。

本実施例では、第１および第２のＡ／Ｄ変換器１１４，１１５として同じものを用いるとともに、第２のＡ／Ｄ変換器１１５には増幅器１１３により増幅した位置検出信号を入力する構成としている。これにより、第２のＡ／Ｄ変換器１１５から出力されるデジタル位置検出信号の分解能を第１のＡ／Ｄ変換器１１４から出力されるデジタル位置検出信号の分解能より高めつつも、コストの上昇を抑制することができる。

なお、上記位置検出分解能の関係を得ることに着目すれば、第１および第２のＡ／Ｄ変換器は、
第１のＡ／Ｄ変換器１１４の分解能（第１のビット数又は第１の検出分解能）≦第２のＡ／Ｄ変換器１１５の分解能（第２のビット数又は第２の検出分解能）
の関係を満たせばよい。

ここで、エンコーダ１１１、位置検出回路１１２および第１のＡ／Ｄ変換器１１４は、第１の位置検出系を構成する。また、エンコーダ１１１、位置検出回路１１２、位置検出増幅器１１３および第２のＡ／Ｄ変換器１１５は、第２の位置検出系を構成する。

１１６は振れ検出手段としてのジャイロセンサ（角速度センサ）であり、該交換レンズ１００および該交換レンズ１００が装着されたカメラ１０９の振れの角速度に応じた信号を出力する。角速度センサは、コリオリの原理を応用したセンサである。但し、振れに応じた信号を出力可能なセンサであれば、ジャイロセンサ以外のものを用いてもよい。

１１７は、Ａ／Ｄ変換器であり、ジャイロセンサ１１６からの信号をデジタル化する１０ｂｉｔのＡ／Ｄ変換器である。

防振制御回路１２０は、ジャイロセンサ１１７（Ａ／Ｄ変換器１１７）からの振れ検出信号（振れ量データ）と第１および第２の位置検出系からの位置検出信号（位置データ）とを用いて、ＶＡＰ１０１の駆動をフィードバック制御する。該防振制御回路１２０は、ジャイロ信号処理部１２４と、パンニング処理部１２５と、第１および第２の位置演算部１２１，１２２と、切換部１２３と、加算部１２６と、位相補償部１２７とを有する。これら各部の機能は、マイクロコンピュータである防振制御回路１２０の演算処理機能によって実現され、防振制御回路１２０内の不図示のメモリに格納されたソフトウェア（コンピュータプログラム）によって制御される。

ジャイロ信号処理部１２４は、ジャイロセンサ１１６（Ａ／Ｄ変換器１１７）からの振れ量データから、ハイパスフィルタを用いて０.０１Ｈｚ〜３０Ｈｚ付近の振れ周波数帯のデータを抽出する。その後、抽出した振れデータを積分演算によって、角速度データから、振れ量を示す角変位データへと変換し、これを加算部１２６に出力する。

ジャイロセンサ１１６、Ａ／Ｄ変換器１１７およびジャイロ信号処理部１２４により、該交換レンズ１００（およびカメラ１０９）の振れ量を検出する振れ検出手段が構成される。

パンニング処理部１２５は、角変位データの値、すなわち振れ量が所定値よりも大きい場合には、パンニング又はチルティング（以下、これらをまとめてパンニングという）がなされていると判断し、パンニング判別信号を出力する。パンニングは、一般に手振れよりも大きな振れ量を生じさせるため、振れ量の大きさによって手振れかパンニングによる振れかを判別することができる。

また、パンニング処理部１２５は、角変位データの低周波成分を除去するハイパスフィルタを有し、角変位データ値が大きい（振れ量が大きい）ほど該ハイパスフィルタのカットオフ周波数を高域側にシフトさせる。

第１の位置演算部１２１は、第１のＡ／Ｄ変換器１１４から得られる低分解能のＶＡＰ１０１の位置データに基づいて所定の演算処理を行う。また、第２の位置演算部１２２は、第２のＡ／Ｄ変換器１１５から得られる高分解能のＶＡＰ１０１の位置データに対して所定の演算処理を行う。ここにいう所定の演算処理により、ジャイロ信号処理部１２４から出力される角変位データに加算するのに適した位置データが生成される。

切換部１２３は、パンニング処理部１２５からのパンニング判別信号が入力されたときには、第１の位置演算部１２１からの位置データを選択して加算器１２６に出力する。また、パンニング判別信号が入力されないとき、すなわち手振れが生じている場合には、第２の位置演算部１２２からの位置データを選択して加算器１２６に出力する。

加算部１２６は、切換部１２３から出力された第１の位置演算部１２１又は第２の位置演算部１２２からの位置データと、ジャイロ信号処理路１２４からの駆動量データとを加算する。

位相補償部１２７は、フィードバックサーボ制御のサーボ系を安定化するための位相補償処理を行う。具体的には、特定周波数帯での位相遅れや位相進みを補償するための演算を行う。位相補償部１２７は、加算部１２６からの出力であるＶＡＰ１０１の駆動量（振れ補正量）を示すデータに対して位相補償処理を行い、駆動データを生成する。該駆動データは、駆動回路１１０に対して出力される。

なお、図示しないが、本実施例の交換レンズ１００には、防振ユニット１０１に防振動作を行わせるか否かを撮影者が選択するためのＩＳスイッチが設けられている。該ＩＳスイッチがオンの場合は防振動作が行われ、オフの場合は防振非作動状態となる。

また、１３１はレンズ通信回路であり、通信接点１３０ａを介してカメラ１０９との通信を行う。例えば、カメラ１０９において撮像を開始させるための不図示の撮像スイッチが操作されると、カメラ制御回路１３３は、カメラ通信回路１３２およびレンズ通信回路１３１を介して防振制御回路１２０に防振動作の開始を指示する信号を送信する。また、カメラ制御回路１３３は、信号処理回路１０８にて生成された映像信号の高周波成分をモニタし、該高周波成分のレベルが最大となるようにフォーカスレンズ１０６の駆動を指示する信号を交換レンズ１００に送信する。

次に、図２を用いて、ＶＡＰ１０１の振れ補正域と位置検出分解能との関係について説明する。

図２の横軸は、振れが無い場合のＶＡＰ１０１の駆動位置である基準位置２０１から駆動可能範囲の端（振れ補正限界位置）までの間におけるＶＡＰ１０１の駆動量である振れ補正量（dg）を示す。ここにいうＶＡＰ１０１の振れ補正量は、前述したように、ジャイロセンサ１１６からの出力に基づいてジャイロ信号処理部１２４で求められた交換レンズ１００の振れ量（角変位データ）に対応したＶＡＰ１０１の駆動量である。

また、縦軸には、第１および第２の位置検出系から出力されるＶＡＰ１０１の位置データをアナログ換算した場合の位置検出電位（Ｖ）を示す。位置検出電位（Ｖ）は、振れ補正量（dg）の変化に対して一定の傾き（検出利得）で変化する。

振れ補正量（つまりは振れ量）が０から所定量２０３までの領域は、手振れが発生しているとみなされる手振れ補正域２０４であり、所定量２０３を越える領域はパンニングによる振れが発生しているとみなされるパンニング処理領域２０５である。

手振れ補正領域２０４での位置検出分解能は、撮影画像の画質や品位にかかわるので、１０ｂｉｔより高い分解能での位置検出が必要である。このため、切換部１２３において、第２の位置検出系からの出力に基づいて位置データを生成する第２の位置演算部１２２が選択される。ここでは、位置検出増幅器１１３が４倍の増幅作用を有し、第２の位置検出系によって、第１の位置検出系に比べて２ｂｉｔ高い位置検出分解能（１２ｂｉｔ）が得られる場合を示している。

一方、パンニング処理領域２０５では、もともと撮影画像の流れが許容されるので、それほど高い防振性能は必要なく、１０ｂｉｔの位置検出分解能で支障ない。このため、パンニング処理部１２５からのパンニング判定信号を受けた切換部１２３において、第１の位置検出系からの出力に基づいて位置データを生成する第１の位置演算部１２１が選択される。

次に、図３のフローチャートを用いて、防振制御回路１２０の動作について説明する。ここでは、前述したＩＳスイッチのオンを判別した後からの動作について説明する。

ステップＳ３０１では、手振れ補正域とパンニング処理域との閾値である所定値２０３を設定（不図示のメモリに記憶）する。この所定値２０３は、該交換レンズ１００の製造工程において設定されてもよいし、撮影者が不図示の操作部材を通じて任意に設定してもよい。

ステップＳ３０２では、ジャイロセンサ１１６からの角速度データをＡ／Ｄ変換器１１７を介して取り込む。

そして、ステップＳ３０３では、Ａ／Ｄ変換器１１７からの角速度データを、ジャイロ信号処理部１２４によって角変位データに変換する。

ステップＳ３０４では、パンニング処理部１２５は、変換した角変位データ（交換レンズ１００の振れ量）が所定値２０３以下であるときは、手振れ中と判断し、手振れに対応した周波数帯の角変位データを抽出する。そして、ステップＳ３０８に進む。一方、変換した角変位データが所定値２０３を越えるときは、パンニング中と判断し、ハイパスフィルタのカットオフ周波数を高域側にシフトさせる。そして、ステップＳ３０５に進む。

ステップＳ３０５では、切換部１２３により第１の位置演算部１２１を選択し、ＶＡＰ１０１の位置データ（１０ｂｉｔデータ）を取り込む。そして、該位置データを加算器１２６へ転送する。

ステップＳ３０６では、パンニング振れ補正処理として、加算部１２６により、ジャイロ信号処理部１２４からの角変位データと切換部１２３から転送された位置データとを加算する。

次に、ステップＳ３０７では、パンニング振れ補正駆動として、該加算により生成された振れ補正量データを、位相補償部１２７を介して駆動データとして駆動回路１１０に伝達する。駆動回路１１０は受け取った駆動データに基づいてＶＡＰ１０１を駆動する。これにより、パンニング中の振れ補正駆動のフィードバックサーボ制御が行われる。

ステップＳ３１１では、ＩＳスイッチがオフか否かを判別し、オンの場合はステップＳ３０２に戻る。オフの場合は、防振駆動の制御を終了する。

一方、ステップＳ３０８では、切換部１２３により第２の位置演算部１２２を選択し、ＶＡＰ１０１の位置データ（１２ｂｉｔデータ）を取り込む。そして、該位置データを加算器１２６へ転送する。

ステップＳ３０９では、手振れ補正処理として、加算部１２６により、ジャイロ信号処理部１２４からの角変位データと切換部１２３から転送された位置データとを加算する。

次に、ステップＳ３１０では、手振れ振れ補正駆動として、該加算により生成された振れ補正量データを、位相補償部１２７を介して駆動データとして駆動回路１１０に伝達する。駆動回路１１０は受け取った駆動データに基づいてＶＡＰ１０１を駆動する。これにより、手振れ補正駆動のフィードバックサーボ制御が行われる。

この手振れ補正駆動の制御では、パンニング振れ補正駆動の制御を行う場合に比べて、ＶＡＰ１０１の位置検出分解能を高くすることができるので、精密な駆動制御を行うことができる。しかも、防振ユニットの駆動可能範囲全域で一律に位置検出分解能を高くする場合のようなＳ／Ｎ比の悪化を招かず、位置検出誤差を小さくすることができる。これらのことから、手振れによる像振れに対する防振性能を確実に向上させることができる。

そして、ステップＳ３１１では、ＩＳスイッチがオフか否かを判別し、オンの場合はステップＳ３０２に戻る。オフの場合は、防振駆動の制御を終了する。

図４には、本発明の実施例２である撮像システムの構成を示している。

実施例１では、第１および第２のＡ／Ｄ変換器１１４，１１５として同じ１０ｂｉｔＡ／Ｄ変換器を用いた場合について説明したが、本実施例では、第２のＡ／Ｄ変換器４０１として、１２ｂｉｔ以上のデジタル信号を出力するＡ／Ｄ変換器を用いている。このため、実施例１において第２の位置検出系に用いられていた位置信号増幅器１１３は設けられていない。

これ以外の構成は、実施例１（図１）と同じであり、共通する構成要素には実施例１と同符号を付す。

図５には、本実施例におけるＶＡＰ１０１の振れ補正域と位置検出分解能との関係を示している。図５の横軸と縦軸は、実施例１にて説明した図２のそれらと同じである。

本実施例でも、手振れ補正領域２０４では、パンニング処理領域２０５の位置検出分解能（１０ｂｉｔ）よりも高い位置検出分解能（１２ｂｉｔ）が得られる。

また、本実施例における防振制御回路１２０の動作も、実施例１の図３のフローチャートに示したものと同じである。

本実施例においても、手振れ補正駆動の制御ではパンニング振れ補正駆動の制御を行う場合に比べて、ＶＡＰ１０１の位置検出分解能を高くすることができるので、精密な駆動制御を行うことができる。しかも、防振ユニットの駆動可能範囲全域で一律に位置検出分解能を高くする場合のようなＳ／Ｎ比の悪化を招かず、位置検出誤差を小さくすることができる。これらのことから、手振れによる像振れに対する防振性能を確実に向上させることができる。

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明の実施例はこれらの実施例に限定されず、請求項に記載した内容の範囲内で種々の変形および変更が可能である。

例えば、上記各実施例では、ＶＡＰを防振ユニットとして用いる場合について説明したが、本発明にいう防振ユニットはこれに限られない。例えば、レンズを光軸に直交する方向（完全な直交方向だけでなく、光学性能上許容される範囲で直交方向からずれた方向も含む）に駆動して像変位を生じさせるいわゆるシフト式防振ユニットでもよい。また、レンズを光軸上の１点を中心に回動させて像変位を生じさせる揺動式防振ユニットでもよい。

また、上記実施例では、レンズ交換式の撮像システムについて説明したが、本発明は、図７に示すような光学機器としてのレンズ一体型のビデオカメラ３００にも適用することができる。なお、図７において、上記実施例（図１）の構成要素と同じものには同符号を付す。制御回路１２０は、防振制御回路としての機能とカメラ全体の制御を司る機能とを併せ持っていてもよい。

また、本発明は、ビデオカメラに限らず、デジタルスチルカメラや該カメラ用の交換レンズ装置にも適用することができる。

さらに、上記各実施例では、交換レンズ側に振動センサ（ジャイロセンサ１１６）を備えた場合について説明したが、振動センサをカメラ側に設け、検出された振れ情報を交換レンズ側に送信するようにしてもよい。また、撮像素子により取得された画像から動きベクトルを検出し、該動きベクトルの情報を交換レンズ側に送信して、光学機器の振れの検出情報として用いてもよい。

本発明の実施例１である撮像システムの構成を示すブロック図。 実施例１における防振ユニットの振れ補正域と位置検出分解能との関係を示す図。 実施例１における防振ユニットの制御動作を示すフローチャート。 本発明の実施例２である撮像システムの構成を示すブロック図。 実施例２における防振ユニットの振れ補正域と位置検出分解能との関係を示す図。 実施例の交換レンズに搭載された防振ユニット（ＶＡＰ）の構成を示す図。 実施例の変形例としてのビデオカメラの構成を示すブロック図。

符号の説明

１０１ ＶＡＰ
１１０ 駆動回路
１１１ エンコーダ
１１３ 位置信号増幅器
１１４，１１５，４０１ Ａ／Ｄ変換器
１１６ ジャイロセンサ
１２０ 防振制御回路

Claims (6)

1. 防振ユニットと、
   前記防振ユニットの駆動位置を検出する位置検出系と、
   該光学機器の振れを検出する振れ検出手段および前記位置検出系を用いて前記防振ユニットの駆動を制御する制御手段と、を有し、
   前記位置検出系は、前記防振ユニットの駆動位置に応じたアナログ信号を第１のビット数のデジタル信号に変換する第１のＡ／Ｄ変換器を含み第１の検出分解能を有する第１の位置検出系と、前記防振ユニットの駆動位置に応じたアナログ信号を前記第１のビット数より大きい第２のビット数のデジタル信号に変換する第２のＡ／Ｄ変換器を含み前記第１の検出分解能より高い第２の検出分解能を有する第２の位置検出系と、を含んで構成され、
   前記制御手段は、前記振れ検出手段を用いて検出された振れ量が所定値より大きい場合は前記第１の位置検出系を選択し、前記振れ量が前記所定値より小さい場合は前記第２の位置検出系を選択することを特徴とする光学機器。
2. 防振ユニットと、
   前記防振ユニットの駆動位置を検出する位置検出系と、
   該光学機器の振れを検出する振れ検出手段および前記位置検出系を用いて前記防振ユニットの駆動を制御する制御手段と、を有し、
   前記位置検出系は、前記防振ユニットの駆動位置に応じたアナログ信号を第１のビット数のデジタル信号に変換する第１のＡ／Ｄ変換器を含み第１の検出分解能を有する第１の位置検出系と、前記防振ユニットの駆動位置に応じたアナログ信号を増幅する増幅器と前記増幅器からの出力信号を第２のビット数のデジタル信号に変換する第２のＡ／Ｄ変換器とを含み前記第１の検出分解能より高い第２の検出分解能を有する第２の位置検出系と、を含んで構成され、
   前記制御手段は、前記振れ検出手段を用いて検出された振れ量が所定値より大きい場合は前記第１の位置検出系を選択し、前記振れ量が前記所定値より小さい場合は前記第２の位置検出系を選択することを特徴とする光学機器。
3. 前記第１のビット数と前記第２のビット数とは同じビット数であることを特徴とする請求項２に記載の光学機器。
4. 前記光学機器の振れを検出する振れ検出手段を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の光学機器。
5. 前記所定値は、手振れかパンニング又はチルティングかを判別するための値であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の光学機器。
6. 請求項１から５のいずれか１つに記載の光学機器と、
   前記光学機器の装着が可能であり、前記光学機器により形成された被写体像を撮像する撮像装置と、を有することを特徴とする撮像システム。