JP5183388B2 - 像ぶれ補正装置およびそれを備える光学機器、撮像装置、像ぶれ補正装置の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、像振れ補正機能およびそれを備える光学機器、撮像装置、像ぶれ補正装置の制御方法を有する撮像装置に関するものである。

スチルカメラ、ビデオカメラに代表される撮像装置において、その装置に外部から加えられた振れ（振動）を補正する方式として、以下の方式がある。例えば、シフトレンズ（補正レンズ）を光軸に垂直な面内で駆動する光学式像振れ補正方式、撮像素子を光軸に垂直な面内で駆動する撮像素子式像振れ補正方式等である。これらの方式では、振れの度合いを検出するセンサからの信号に対して、所定の周波数遮断を行う処理と、入出力の単位を合わせるための積分処理を中心とした演算を行う処理とにより、像振れ補正量を算出している。

ここで、振れの度合いの検出には角速度センサがよく用いられている。角速度センサは、圧電素子等の振動材を一定周波数で振動させ、回転運動成分により発生するコリオリ力による力を電圧に変換して角速度情報を得ている。この振れを検出する方向としては、図１２に示すように、撮像装置を直交座標系の中心に配置した時、縦方向（ピッチ）と横方向（ヨー）が一般的である。

光学式像振れ補正方式は、光軸に垂直な平面内で移動する像振れ補正用の補正手段としてのシフトレンズを像振れ補正量だけ移動させることにより、撮像素子上に結像された画像から像振れを取り除くものである。また、撮像素子式像振れ補正方式は、光軸に垂直な平面内で移動する像振れ補正用の補正手段としての撮像素子を像振れ補正量だけ移動させることにより、画像から像振れを取り除くものである。何れの方式であっても本発明の対象となるので、光学式像振れ補正方式の構成を代表例として、以下に説明する。

光学式像振れ補正方式を具備する撮像装置では、先ず、像振れ補正量分の移動をシフトレンズ駆動部へ指令して、制御対象であるシフトレンズを目標位置まで駆動させる。そして、シフトレンズが目標位置に達したときに、該シフトレンズの実位置を取得する。そして、これら目標位置と実位置の偏差をゼロにするようなフィードバック（帰還）制御を行っている。

一般にフィードバック制御では、ＰＩＤ制御と呼ばれる制御方法が用いられている。Ｄ制御（微分制御）は、Ｐ制御（比例制御）の過補償によるゲイン余裕および位相余裕の低下を改善し、フィードバック制御の安定性を向上させるために用いられる。Ｉ制御（積分制御）は、フィードバック制御のオフセット特性を改善するために用いられる。これらＰ制御、Ｉ制御及びＤ制御を、必要に応じて選択して組み合わせるようにしたフィードバック制御をＰＩＤ制御と呼ぶ。

これらの結果、像振れをキャンセルする方向にシフトレンズが駆動され、像振れ補正が行われる。

上記像振れ補正装置の機構の望ましい特性としては、
１）摩擦が小さく、目標への追従が良いこと
２）共振周波数を設計者が操作しやすいこと
などが挙げられる。

これらを実現する機構として、特許文献１が提案されている。特許文献１に開示された機構の特徴は、シフトレンズを保持する可動部材と固定部材との間に複数の球部材を挟持し、弾性体で押圧していることである。このような構成とすることで、可動部材を転がり摩擦によって駆動でき、摩擦力を軽減できる。また、可動部材の重量と弾性体の弾性係数の比によって共振周波数が決まるので、目標とする共振周波数を容易に得ることができる。結果として、良好な制御性を得て、小さな振動に対しても適切に応答できる機構を実現している。

上記の特許文献１に示す機構では、球部材であるボールが常に転がりの状態にあることが望ましい。ボール受部の端面に接触した状態ではすべり摩擦に移行してしまい、追従性が低下するためである。

そこで、特許文献１では、予め最大移動量または実移動量分動かして初期化することを開示している。また、特許文献２には、像振れ補正装置の初期化タイミングとして、電池の抜き差しに連動して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

上記特許文献１や２によると、予め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可能である。しかしながら、毎回の起動時の初期化動作を同じにしていると、衝撃等による球部材であるボールの空転がない限り毎回ほぼ同じ場所に該ボールが位置することとなり、使用時間が増えると磨耗でボール受部（凹部）の受面の特定の部分が荒れてしまう。面が荒れてしまうとその部分をボールが通過した時にシフトレンズに対する駆動力が変わり、該駆動力に関する信号に基づいて撮像装置の姿勢を検出している場合、誤検出してしまうこととなる。

また、長時間の振動による面荒れや強い衝撃による打痕が発生した場合、同様に姿勢を誤検出してしまうことがあり、初期化動作が毎回同じ場合、毎回同じ部分を通過する度に誤検出をしてしまっていた。

（発明の目的）
本発明の目的は、受部内での球部材の転動による磨耗で該受部の受面が荒れてしまうことに対して耐久性を向上させようとするものである。それと共に、長時間の振動による面荒れや強い衝撃による打痕が発生した場合の該打痕と異なる場所を球部材の可動範囲とすることのできる撮像装置およびそれを備える光学機器、撮像装置、像ぶれ補正装置の制御方法を提供しようとするものである。

上記目的を達成するために、本発明は、振れを検出する振れ検出手段と、像振れ補正用の補正手段を保持する可動部材と、光軸に垂直な方向に前記可動部材を移動可能に支持する固定部材と、前記可動部材と前記固定部材との間に狭持され、前記可動部材と前記固定部材の少なくとも一方の面に形成された受部内で転動しつつ、前記固定部材に対して前記可動部材を移動させる球部材と、前記振れに応じて前記可動部材の目標位置を算出する目標位置算出手段と、前記目標位置算出手段の出力に基づいて、前記固定部材に対して前記可動部材を駆動させる駆動手段と、前記可動部材を駆動して、前記球部材を、前記受部の壁面に一旦当接させ、その後に該壁面から規定位置まで移動させ、該規定位置から前回とは異なる方向に一定距離移動させる初期化動作を行わせる初期化動作制御手段とを有する像ぶれ補正装置とするものである。

本発明によれば、受部内での球部材の転動による磨耗で該受部の受面が荒れてしまうことに対して耐久性を向上させることができるものである。それと共に、長時間の振動による面荒れや強い衝撃による打痕が発生した場合の該打痕と異なる場所を球部材の可動範囲とすることができる撮像装置およびそれを備える光学機器、撮像装置、像ぶれ補正装置の制御方法を提供できるものである。

本発明を実施するための最良の形態は、以下の実施例１ないし３に示す通りである。

図１は本発明の実施例１に係る像振れ補正機能を有する撮像装置の電気的構成を示すブロック図である。この撮像装置は、主に静止画像の撮影を行うためのデジタルカメラである。

図１において、１０１はズームユニットであり、変倍を行うズームレンズを含む。１０２はズーム駆動制御部であり、ズームユニット１０１を駆動制御する。１０３は光軸に対して垂直な平面での位置を変更することが可能な振れ補正光学系としてのシフトレンズである。１０４はシフトレンズ駆動制御部であり、シフトレンズ１０３を駆動制御する。また、撮像装置の状態（例えば省電力時）にはシフトレンズ１０３への電源供給を停止する。

１０５は絞り・シャッタユニットである。１０６は絞り・シャッタ駆動制御部であり、絞り・シャッタユニット１０５を駆動制御する。１０７はフォーカスユニットであり、ピント調節を行うレンズを含む。１０８はフォーカス駆動制御部であり、フォーカスユニット１０７を駆動制御する。１０９は撮像素子が用いられる撮像部であり、各レンズ群を通ってきた光像を電気信号に変換する。

１１０は撮像信号処理部であり、撮像部１０９から出力された電気信号を映像信号に変換処理する。１１１は映像信号処理部であり、撮像信号処理部１１０から出力された映像信号を用途に応じて加工する。１１２は表示部であり、映像信号処理部１１１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。１１３は表示制御部であり、撮像部１０９および表示部１１２の動作および表示を制御する。１１４は姿勢情報制御部であり、映像信号処理部１１１および表示部１１２に対して撮影装置の姿勢を設定する。

１１５は電源部であり、システム全体に用途に応じて電源を供給する。１１６は外部入出力端子部であり、外部との間で通信信号及び映像信号を入出力する。１１７はシステムを操作するための操作部である。１１８は記憶部であり、映像情報など様々なデータを記憶する。１１９はシステム全体を制御する制御部である。

次に、上記の構成を持つ撮像装置の動作について説明する。

操作部１１７はシャッタレリーズボタンを含んでおり、該シャッタレリーズボタンが約半分押し込まれることによりスイッチＳＷ１がオンし、シャッタレリーズボタンが最後まで押し込まれたときにスイッチＳＷ２がオンする構造となっている。

上記スイッチＳＷ１がオンされると、フォーカス駆動制御部１０８によりフォーカスユニット１０７が駆動されてピント調節が行われるとともに、絞り・シャッタ駆動制御部１０６により絞り・シャッタユニット１０５が駆動されて適正な露光量に設定される。さらにスイッチＳＷ２がオンされると、撮像部１０９に露光された光像から得られた画像データが記憶部１１８に記憶される。このとき、操作部１１７より像振れ補正機能オンの指示があれば、制御部１１９によりシフトレンズ駆動制御部１０４に像振れ補正動作の指示がなされる。これにより、シフトレンズ駆動制御部１０４が像振れ補正機能オフの指示がなされるまでシフトレンズ１０３を駆動して像振れ補正動作を行うことになる。

また、操作部１１７の操作が一定時間操作されなかった場合、制御部１１９は省電力のためにディスプレイの電源を遮断する指示を出す。

また、操作部１１７により、静止画撮影モードと動画撮影モードとのうちの一方を選択可能となっており、それぞれのモードにおいて各駆動制御部の動作条件を変更することができる。

尚、操作部１１７に対してズームユニット１０１に含まれるズームレンズによる変倍の指示があると、制御部１１９を介して指示を受けたズーム駆動制御部１０２がズームユニット１０１を駆動して、指示されたズーム位置にズームレンズを移動する。それとともに、撮像部１０９から送られ、各信号処理部１１０，１１１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１０８がフォーカスユニット１０７を駆動してピント調節を行う。

図２は、図１に示すシフトレンズ駆動制御部１０４およびその前段の内部構成を示すブロック図である。

図２において、２０１はピッチ方向ジャイロ部であり、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）の振れを検出する。２０２はヨー方向ジャイロ部であり、通常姿勢の撮像装置の水平方向（ヨー方向）の振れを検知する。２０３，２０４はそれぞれ、ピッチ方向、ヨー方向の駆動目標位置を決定する防振制御部であり、状況に応じて像振れ補正（防振）制御、シフトレンズ位置制御を行う。

２０５，２０６はフィードバック制御を行うＰＩＤ部であり、ピッチ方向、ヨー方向それぞれの補正位置制御（駆動目標位置）信号とシフトレンズ１０３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。２０７，２０８はそれぞれドライブ部であり、ＰＩＤ部２０５，２０６から送られた位置指令信号に基づき、シフトレンズ１０３を駆動する。２０９，２１０はそれぞれホール素子であり、シフトレンズ１０３のピッチ方向、ヨー方向の位置を検知する。

次に、シフトレンズ駆動制御部１０４によるシフトレンズ１０３の位置制御について説明する。

シフトレンズ１０３の位置制御では、ピッチ方向ジャイロ部２０１、ヨー方向ジャイロ部２０２からの撮像装置のピッチ方向、ヨー方向の振れを表す振れ信号（角速度信号）に基づいて、それぞれの方向にシフトレンズ１０３を駆動させる。シフトレンズ１０３には磁石が一体的に付けられており、この磁石の磁場をホール素子２０９，２１０で検知し、シフトレンズ１０３の実位置を示す位置信号がＰＩＤ部２０５，２０６へそれぞれ送られる。ＰＩＤ部２０５，２０６は、これらの位置信号が、防振制御部２０３，２０４から送られる補正位置制御信号にそれぞれ収束するようなフィードバック制御を行う。

尚、ホール素子２０９，２１０から出力される位置信号には個体ばらつきがあるため、規定の補正位置制御信号に対して、シフトレンズ１０３が規定の位置に移動するように、該ホール素子２０９，２１０の出力調整を行う必要がある。このとき、ＰＩＤ部２０５，２０６では比例制御と積分制御と微分制御とを選択的に組み合わせたＰＩＤ制御を行う。また、ＰＩＤ部２０５，２０６で用いられる信号を用いて姿勢検出部２１１により撮像装置の姿勢検出が行われる。

防振制御部２０３，２０４は、ピッチ方向ジャイロ部２０１、ヨー方向ジャイロ部２０２からの振れ信号に基づき、撮像装置の振れによる像振れを補正する方向にシフトレンズ１０３の位置を移動させるための補正位置制御信号（駆動目標位置）をそれぞれ出力する。これにより、撮像装置に手振れなどが発生しても像振れを補正することができる。

図３は、図２に示すシフトレンズ駆動制御部１０４の内部にあるＰＩＤ部２０５の詳細な構成およびその周辺の構成を示すブロック図である。尚、ＰＩＤ部２０６も同様な構成であるので、ここではＰＩＤ部２０５についてのみ説明する。

防振制御部２０３の出力値である補正位置制御信号とホール素子２０９の出力値である位置信号をＡ／Ｄ変換部３０８にてＡ／Ｄ変換することにより、デジタル信号としての実位置との差分が偏差算出部３０２により算出される。この差分である偏差は比例制御（Ｐ制御）部３０３と微分制御（Ｄ制御）部３０４と積分制御（Ｉ制御）部３０５においてそれぞれの演算に用いられる。比例制御部３０３では偏差をゼロに近づける、即ち目標位置である像振れ振れ位置と実位置とを近づけるための制御が行われる。しかしながら、比例制御部３０３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３０５によりオフセット成分をゼロに漸近させる制御が行われる。

撮像装置の姿勢が変化した場合、即ちシフトレンズ１０３に加わる重力の方向が変化した場合、前記オフセット成分はシフトレンズ１０３の実位置と同様に、姿勢変化に応じた変動を示す。

ここで、姿勢変化に応じた変動とは、カメラ姿勢が正位置の場合は、図１２のＹ軸マイナス方向へ重力が掛かる。そのためシフトレンズ１０３のＹ軸の実位置は、中心位置に対して積分制御で算出されたオフセット分マイナスの位置にある。つまり、Ｙ軸に対してプラス方向にオフセット成分が生じる。次に、カメラ姿勢が左方向に回転して縦位置に変化した場合、図１２のＸ軸マイナス方向へ重力が掛かる。そのため、シフトレンズ１０３のＸ軸の実位置は、中心位置に対して積分制御で算出されたオフセット分マイナスの位置にある。つまり、Ｘ軸に対してプラス方向にオフセット成分が生じる。

この関係はカメラ姿勢が右方向に回転して縦位置になった場合、カメラ姿勢が逆位置になった場合でも同様に説明できる。積分制御部３０５の出力は姿勢判定のため、姿勢検出部２１１へ渡される。

また、シフトレンズ１０３の応答性を高めるために偏差に対して微分制御部３０４による制御が行われる。最終的に比例制御部３０３の結果と微分制御部３０４の結果と積分制御部３０５の結果が和算出部３０６により加算され、Ｄ／Ａ変換部３０７によりアナログ信号としてドライブ部２０７へ渡され、シフトレンズ１０３が駆動される。

図４は、光学式像振れ補正装置の主要部分の構成を示す分解斜視図である。

図４において、４０１は像振れ補正装置の基台であるベースであり、シャッタ機構、ＮＤフィルタ機構も同時に固定保持されている。ベース４０１には一体的に２つのフォロワピン４０２が設けられ、また不図示の可動フォロワピンが備えられている。そして、ベース４０１の径方向外側にある不図示のカム筒の３本のカム溝に前述の３つのフォロワピンが嵌合してカム溝に沿って光軸方向に進退するようになっている（詳細は省略）。

４０６はシフトレンズ（図１のシフトレンズ１０３に相当）であり、シフトレンズホルダ４１６に不図示のカシメ爪によって一体的に保持されている。４０３はシフトレンズ４０６を通過する光束を制限する開口部を備えたレンズカバーであり、側面に伸びた３カ所の腕部４０４それぞれに開口４０５が設けられている。そして、シフトレンズホルダ４１６の側面３カ所に設けられた突起４１５と嵌合することにより、シフトレンズホルダ４１６に一体的に保持される。シフトレンズホルダ４１６にはマグネット（磁石）４１２，４１３が一体的に保持されている。

シフトレンズホルダ４１６は３つのボール（球部材）４０７を介してベース４０１に圧接されており、ボール４０７が転がることにより該シフトレンズホルダ４１６が光軸に垂直な面内で自由に移動することが可能になっている。この方式だとガイドバーで案内する方式に比べてより微小な振幅で、より高周期の振動を実現できる効果があり、高画素化するデジタルカメラにおいても良好な補正を行うことが可能になる。

４１４はシフトレンズホルダ４１６をベース４０１に向かって付勢するスラストスプリング、４１７，４１８はシフトレンズホルダ４１６の回転を防ぐ為のラジアルスプリングである。スラストスプリング４１４は引っ張りスプリングであり、シフトレンズホルダ４１６の不図示である引掛爪に一端が係合し、他端はベース４０１の不図示の引掛爪に係合していて付勢力を与えている。４０８，４０９はコイル、４１０，４１１はコイル４０８，４０９を保持する樹脂製のボビンであり、先端に金属製のピンが一体的に構成されていて、コイル４０８，４０９の端部が絡げられている。この金属ピンに後述のフレキシブルプリント基板の導通パターンを半田することで、制御部１１９の制御により電源１１５から電力を供給されている。

４２４はコイル４０８，４０９に電力を供給する為のフレキシブルプリント基板（以下、ＦＰＣ）であり、ランド４２５において金属ピンを介してコイル４０８，４０９が半田で電気的に接続されている。４２２，４２３は磁界の変化を検知する為のホール素子（図２のホール素子２０９，２１０に相当）であり、マグネット４１２，４１３に近接して配置されて該マグネット４１２，４１３の移動に伴う磁界の変化を検知する。そして、この検知出力が移動量を算出するのに用いられる。ホール素子４２２，４２３もまたＦＰＣ４２４に実装されており、該ＦＰＣ４２４によって電力が供給されている。

４２７はシャッタ及びＮＤフィルタの駆動部に電力を供給する為のＦＰＣである。４２０はＦＰＣ４２４，４２７を固定する為のＦＰＣホルダであり、円柱の突起４２１にＦＰＣ４２４，４２７の穴が圧入されて該ＦＰＣ４２４，４２７が位置決めされ、固定される。

図５は、像振れ補正装置を被写体側から見た正面図である。図５において、４２８はシフトレンズ４０６近傍に配置されるボール４０７（図４参照）が成す三角形の頂点に配置された、該ボール４０７の受面を有するボール受部である。この３つのボール受部４２８はそれぞれ一つずつボール４０７を介してシフトレンズホルダ４１６と圧接している。

図６（ａ）は、ボール受部４２８内のボール４０７の配置を立体的に示したイメージ図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）を被写体側から見た正面図である。図６（ｂ）の正面図において、ボール４０７とボール受部４２８の接点はボール４０７の中心と一致している。本実施例１では、ボールにセラミックボール、ボール受部にモールド材を使用している。接点において、撮像装置に大きな振動や強い衝撃が加わったときにボール受部４２８の受面（底面）が荒れたり、打痕がついたりしてしまう。

尚、ボール受部４２８はシフトレンズ４０６近傍のボール４０７が成す三角形の頂点にそれぞれ配置されているが、このボール受部４２８とボール４０７の３つの組み合わせは同じ構成であるため、以後の説明は任意の一つの組み合わせについて述べる。

図７（ａ）〜（ｄ）にて、シフトレンズ４０６（１０３）の駆動時におけるボール受部４２８内におけるボール４０７の初期化動作の幾つかの例を説明する。図７中に示すように、縦方向をピッチ（Ｐｉｔｃｈ）方向、横方向をヨー（Ｙａｗ）方向とする。なお、図７の実線および点線で示す円がボール４０７を示している。詳しくは、点線での円がボール４０７を壁面に押し当てている時のボール位置を示しており、実線の円がそこから所定移動量分移動させた時のボール位置を表している。

先ず、図７（ａ）を用いて初期化動作１の例について説明する。最初は、ピッチの上方向（矢印Ｐｕ方向）にシフトレンズ４０６を駆動し、ボール４０７をボール受部４０８上側の壁面に一旦当てる。そこから所定移動量分、下方向（Ｐｄ方向）に動かす。次に、ヨーの左方向（Ｙ１方向）にシフトレンズ４０６を駆動し、ボール４０７をボール受部４０８左側の壁面に当てる。そこから所定移動量分、右方向（Ｙｒ方向）に動かす。このように動作させることにより、ボール受部４０８の壁壁から所定移動量分離れている図示した左上位置にボール４０７を初期化させることができる。

次に、図７（ｂ）を用いて初期化動作２の例について説明する。最初は、ピッチの上方向にシフトレンズ４０６を駆動させ、ボール４０７をボール受部４０８上側の壁面に一旦当て、そこから所定移動量分、下方向に動かす。次に、ヨーの右方向にシフトレンズ４０７を駆動し、ボール４０７をボール受部４０８右側の壁面に当て、そこから所定移動量分、左方向に動かす。このような初期化動作の場合、ボール４０７は右上に位置するように初期化される。

図７（ｃ），（ｄ）もそれぞれピッチ、ヨーの各方向を図示のように駆動させることにより、ボール４０７はボール受部４２８内において左下部、右下部に初期化される。

このようにボール４０７をボール受部４０８の壁面に押し当てる方向をピッチ方向とヨー方向でそれぞれ組み合わせることにより、初期化位置にパターンを持たせることができる。

次に、本発明の実施例１に係る初期化動作について、図９のフローチャートを用いて説明する。本実施例１における初期化動作は、起動時毎に異なる初期化動作を行うものである。なお、起動時には、撮影レンズ装着時も含むものとする。

まず、ステップＳ１０１にて撮像装置の電源がオンされるとステップＳ１０２へ進み、制御部１１９は内蔵するメモリからカウント（Ｃｏｕｎｔ）値を読み出す。本実施例１ではこのカウント値を参照して、起動時にどの初期化動作を行うかを決定する。次のステップＳ１０３では、シフトレンズ駆動用の電源をオンにする。

次のステップＳ１０４では、カウント値を参照して、カウント値が０であればステップＳ１０５へ進み、例えば、図７（ａ）にて説明した初期化動作１を行う。また、カウント値が１であればステップＳ１０６へ進み、図７（ｂ）にて説明した初期化動作２を行う。同様に、カウント値が２であればステップＳ１０８を介してステップＳ１０９にて、図７（ｃ）にて説明した初期化動作３を行う。また、カウント値が３であればステップＳ１０８，Ｓ１１０を介してステップＳ１１１にて、図７（ｄ）にて説明した初期化動作４を行う。

以降は、通常のシフトレンズ制御とシフトレンズ駆動による姿勢検知が行われる。

ステップＳ１１２では、上記したＰＩＤ制御を実行してシフトレンズ制御を行う。そして、次のステップＳ１１３にて、操作部１１５に対してユーザによって像振れ補正機能がオンされているか否かを判定する。その結果、像振れ補正機能がオンに設定されているならばステップＳ１１８へ進み、手振れ補正モード（像振れ補正機能）がオフされているならばステップＳ１１４へ進む。

ステップＳ１１４では、ＰＩＤ制御によってシフトレンズ４０６を光軸中心位置に固定する。これによって、オフセットの無い中央固定が可能となる。そして、次のステップＳ１１５にて、電源オン時のスタートしたタイマｔの計測値がある一定周期Ｔに達したか否かを判定し、一定周期Ｔに達していたらステップＳ１０６に進み、達していなければステップＳ１１７へ進む。

ステップ１１６では、ＰＩＤ制御の積分補償係数を用いて姿勢検出部２１１にて姿勢検出を行う。この時にタイマｔは０に初期化され、姿勢検出は周期Ｔで間欠に行われることになる。ステップＳ１１７では、撮像装置の電源がオンであるか否かを判定し、オンであればステップＳ１１２へ戻り、以下同様の動作を行う。一方、オフであればステップＳ１２４へ進み、像振れ補正動作を終了し、カウント値を１増やしてメモリに保存する。この時、カウント値が３よりも大きくなってしまったらカウント値を０に初期化する。このようにする事でカウント値は０から３の値だけを取り、初期化動作は１から４までを順に繰り返す事になる。その後はステップＳ１２５にて、撮像装置の電源をオフにする。

一方、上記ステップＳ１１３にて像振れ補正機能がオンに設定されているとしてステップＳ１１８へ進むと、ＰＩＤ制御による防振制御を開始する。このＰＩＤ制御による防振制御では、防振性能がＰＤ制御と比較してやや劣るが、この間には画像データを実際に記録部１１８に記録するわけではなく、画像を表示部１１２に表示するだけなので、問題はない。尚、このＰＩＤ制御による防振制御は、ステップＳ１１９にてスイッチＳＷ２がオン、または、ステップＳ１１７にて電源スイッチがオフとなるまで行われる（Ｓ１１９→Ｓ１１５→Ｓ１１７→Ｓ１１２→Ｓ１１３→Ｓ１１８）。また、ＰＩＤ制御時における防振時においても、ステップＳ１１５でタイマｔの計測値が一定周期Ｔに達する毎にステップＳ１１６にて、積分補償係数を用いて姿勢検出を行うことになる。

上記ＰＩＤ制御による防振制御が行われている際に、ステップＳ１１９にてスイッチＳＷ２がオンとなったことを判定すると、ステップＳ１２０へ進む。そして、ステップＳ１２０にて、ＰＩＤ制御における積分補償係数を保持する。続くステップＳ１２１では、積分補償係数を保持したままＰＤ制御を行う。これによりＰ制御による目的値とのオフセットをなくすことが可能となる。そして、次のステップＳ１２２及びステップＳ１２３にて、露光シーケンスを実行し、任意の時間後記憶部１１８に対して画像データの格納（露光）を完了する。その後はステップＳ１１２へ戻り、再びＰＩＤ制御を行う。この時、保持されていた積分補償係数はＰＩＤ制御でのシフトレンズ制御値に更新される。

以上の実施例１によれば、撮像装置の起動時毎にシフトレンズ４０６の初期化動作を変更させ、ボール４０７とボール受部４０８との接点が起動時毎に異なるようにしている。よって、同一場所（ボール４０７とボール受部４０８との接点位置）での使用時間を減らす事ができ、結果として、磨耗でボール受部２０８の受面が荒れてしまうことに対して耐久性を向上させることができる。

また、長時間の振動による面荒れや強い衝撃による打痕が発生した場合、打痕と異なる場所を可動範囲とする事ができるので、姿勢の誤検出頻度を減らす事が可能となる。

次に、本発明の実施例２に係る像振れ補正機能付きの撮像装置について説明する。撮像装置の構成は上記実施例１と同様であるので、その説明は省略する。

図９は、本発明の実施例２に係る初期化動作について説明するためのフローチャートである。尚、図９のステップＳ２０１からステップＳ２２５までの動作は、図８のステップＳ１０１からステップＳ１２５までの動作と同様であるので、その説明は省略する。

図９において、ステップＳ２２６では、省電力モードによりシフトレンズ駆動の電源が落とされている（オフ）か否かを判定し、落とされていない場合はステップＳ２１２へ戻り、同様の動作を繰り返す。

一方、ステップＳ２２６にてシフトレンズ駆動の電源が落とされていると判定した場合はシフトレンズ制御行わず、待機状態となる。そして、次のステップＳ２２７にて、再びシフトレンズ駆動の電源が落とされているか否かを判定し、ここでもシフトレンズ駆動の電源が落とされていると判定した場合はステップＳ２２９へ進み、撮像装置の電源の状態を判定する。ここで撮像装置の電源もオフであればステップＳ２２４へ進み、像振れ補正動作を終了し、カウント値を１増やしてメモリに保存し、次のステップＳ２２５にて、撮像装置の電源を落とす。上記ステップＳ２２４においても、カウント値が３よりも大きくなってしまったらカウント値を０に初期化する。

また、上記ステップＳ２２９にて撮像装置の電源がオンのままであればステップＳ２２７へ戻り、シフトレンズ駆動の電源が落とされていると判定を繰り返す。そして、このステップＳ２２７にてシフトレンズ駆動の電源がオンされたことを判定するとステップＳ２２８へ進み、省電力モードから通常のシフトレンズ制御に復帰することになるので、カウント値を一つ増やし、ステップＳ２０４以降の初期化動作に戻る。

上記ステップＳ２２８へ進んだ場合、前回の初期化動作からカウント値が一つ増えるので、初期化動作は前回と異なることになる。また、初期化動作を０から３までの４種類にする場合、カウント値が３の時はカウント値を１増やす代わりに０に戻す。

以上のように、シフトレンズ駆動の電源が落とされる省電力モードからの復帰の度にカウント値を一つ増やす事により、復帰時の初期化動作によってボール４０７の位置を変える事が出来る。

上記の実施例２では、省電力モードによりシフトレンズ駆動の電源が落とされた後に復帰される（ステップＳ２２７→Ｓ２２８）毎に、初期化動作を変更させ、ボール４０７とボール受部４０８との接点が起動時毎に異なるようにしている。よって、上記実施例１と同様、同一場所での使用時間を減らす事ができ、結果として、磨耗で受け部の面が荒れてしまうことに対して耐久性を向上させることができる。

また、長時間の振動による面荒れや強い衝撃による打痕が発生した場合、打痕と異なる場所を可動範囲とする事ができ、姿勢の誤検出頻度を減らす事が可能となる。
る。

次に、本発明の実施例３に係る像振れ補正機能付きの撮像装置について説明する。撮像装置の構成は上記実施例１と同様であるので、その説明は省略する。

図１０（ａ）〜（ｅ）はカウント値に応じた初期化動作の例を示す図である。この実施例３では、起動時に、まず、一旦ボール受部４０８の壁面に当接させるように移動させ、その後に図１０（ａ）の点線で示す位置に規定距離だけボール４０７を移動（これを移動動作０と記す）させる。これにより、ボール受部４０８のどの位置にボール４０７が位置しても、例えばボール受部４０８の中心部である図１０（ａ）の点線で示す位置まで移動させることができる。

そして、詳細は後述するが、カウント値が１の場合は図１０（ｂ）に示す移動動作１を行って初期化動作を行い、カウント値が２の場合は図１０（ｃ）に示す移動動作２を行って初期化動作を行う。また、カウント値が３の場合は図１０（ｄ）に示す移動動作３を行って初期化動作を行い、カウント値が４の場合は図１０（ｅ）に示す移動動作４を行って初期化動作を行う。つまり、図１０（ａ）と図１０（ｂ）の移動動作０，１が上記実施例１及び２における初期化動作１に、図１０（ａ）と図１０（ｃ）の移動動作０，２が初期化動作２に、それぞれ相当する。また、図１０（ａ）と図１０（ｄ）の移動動作０，３が初期化動作３に、図１０（ａ）と図１０（ｅ）の移動動作０，４が初期化動作４に、それぞれ相当する。

図１１は、本発明の実施例３に係る初期化動作について説明するためのフローチャートであり、上記図８のフローチャートとは、ステップＳ３３１〜Ｓ３３６の動作が異なるので、この部分についてのみ、上記図１０を用いて説明する。

図１１において、ステップＳ３３１にて、起動時毎に、図１０（ａ）のような移動動作０をする。そして、ステップＳ３０４，Ｓ３０６，Ｓ３０８，Ｓ３１０にて、メモリから読み出したカウント値を参照して、カウント値に合わせたずらし移動動作を行う。

詳しくは、カウント値が０の時はステップＳ３３２にて、移動動作１を行う。この移動動作１は、図１０（ｂ）のように、移動動作０により図１０（ａ）の位置にあるボール４０７を、左下方向（Ｌｄ方向）に移動させる。この時、ボール４０７が壁面に当たらないように可動範囲を確保した移動量を設定する。また、カウント値が１の時はステップＳ３３３にて、移動動作２を行う。この移動動作２は、図１０（ｃ）のように、移動動作０により図１０（ａ）の位置にあるボール４０７を、左上方向（Ｌｕ方向）に移動させる。この時も、ボール４０７が壁面に当たらないように可動範囲を確保した移動量を設定する。また、カウント値が２の時はステップＳ３３４にて、移動動作３を行う。この移動動作３は、図１０（ｄ）のように、移動動作０により図１０（ａ）の位置にあるボール４０７を、右下方向（Ｒｄ方向）に移動させる。この時も、ボール４０７が壁面に当たらないように可動範囲を確保した移動量を設定する。また、カウント値が３の時はステップＳ３３５にて、移動動作４を行う。この移動動作４は、図１０（ｅ）のように、移動動作０により図１０（ａ）の位置にあるボール４０７を、左上方向（Ｒｕ方向）に移動させる。この時も、ボール４０７が壁面に当たらないように可動範囲を確保した移動量を設定する。

ステップＳ３３６では、シフトレンズ駆動の電源が落とされている（オフ）か否かを判定し、落とされていなければステップＳ３１２に戻り、ＰＩＤ制御を継続する。一方、シフトレンズ駆動の電源が落とされている場合はステップＳ３２４へ進み、像振れ補正動作を終了し、カウント値を１増やしてメモリに保存し、次のステップＳ３２５にて、撮像装置の電源を落とす。

上記の実施例３では、所定の移動動作０を行った後、毎回異なる方向への移動動作１〜３を行うようにしているので、防振動作をしていない中央固定時及び防振時にボール４０７がボール受部４０８の異なる受面部分に接する事になる。よって、この実施例３においても、磨耗でボール受部４０８の受面が荒れてしまうことに対して耐久性を向上させることができる。

また、長時間の振動による面荒れや強い衝撃による打痕が発生した場合、打痕と異なる場所を可動範囲とする事ができ、姿勢の誤検出頻度を減らす事が可能となる。

（本発明と実施例の対応）
ピッチ方向ジャイロ部２０１及びヨー方向ジャイロ部２０２が本発明の振れ検出手段に、シフトレンズ４０３を保持するシフトレンズホルダ４１６が本発明の可動部材に、それぞれ相当する。また、ベース４０１が、本発明の、光軸に垂直な平面内で前記可動部材を移動可能に支持する固定部材に相当する。また、ボール４０７が、本発明の、可動部材と固定部材との間に狭持され、可動部材と固定部材の少なくとも一方の面に形成された受部内で転動しつつ、固定部材に対して可動部材を移動させる球部材に相当する。また、ボール受部４２８が本発明の受部に、防振制御部２０３，２０４が本発明の目標位置算出手段に、それぞれ相当する。また、ＰＩＤ制御部２０５，２０６が本発明の帰還制御手段に、ドライブ部２０７，２０８が本発明の駆動手段に、それぞれ相当する。また、制御部１１９およびシフトレンズ駆動制御部１０４が、本発明の、可動部材を駆動して、球部材を前記受部内において前回起動時とは異なる場所に位置させるための初期化動作を行わせる初期化動作制御手段に相当する。

また、起動時とは、撮像装置の電源が投入される時、もしくは、ドライブ部２０７，２０８（駆動手段）への電源供給が停止された後、再度前記駆動手段への電源供給が開始された場合、該電源供給開始時、もしくは、撮影レンズの装着時である。

また、初期化動作とは、ボール受部４２８の、前回の起動時とは異なる壁面に一旦当接させ、その後に該壁面から所定移動量分移動させる動作である。もしくは、ボール受部４２８の壁面に一旦当接させ、その後に該壁面から規定位置まで移動させ、該規定位置から前回とは異なる方向へ一定距離移動させる動作である。

以上の実施例１ないし３では、像振れ補正用の補正手段としてシフトレンズ４０６（１０３）を用いているが、これに限定されず、光軸と垂直な面上で移動させることにより振れ補正可能な撮像部１０９にも適用することができるものである。

また、ボール受部を固定部材側に設けた例を示しているが、可動部材側に設けた構成、あるいは、ボール受部の半分ずつを両側に設けた構成にしても良い。

本発明の各実施例に係る撮像装置の構成を示すブロック図である。 本発明の各実施例に係るシフトレンズ駆動制御部及び前段の内部構成を示すブロック図である。 本発明の各実施例に係るＰＩＤ制御部及びその周辺の構成を示すブロック図である。 本発明の各実施例に係る像振れ補正装置を示す分解斜視図である。 本発明の各実施例に係る像振れ補正装置を示す正面図である 本発明の各実施例に係るボールとボール受部を示す図である 本発明の実施例１に係わる初期化動作の例を説明するための図である 本発明の実施例１に係わる初期化動作を示すフローチャートである。 本発明の実施例２に係わる初期化動作を示すフローチャートである。 本発明の実施例３に係わる初期化動作の例を説明するための図である 本発明の実施例３に係わる初期化動作を示すフローチャートである。 一般的に撮像装置に加わる振れ方向を示した図である。

符号の説明

１０３ シストレンズ
１０４ シフトレンズ駆動制御部
１１４ 姿勢情報制御部
１１７ 操作部
２０１ ピッチ方向ジャイロ部
２０２ ヨー方向ジャイロ部
２０３ 防振制御部
２０４ 防振制御部
２０５ ＰＩＤ部
２０６ ＰＩＤ部
２０７ ドライブ部
２０８ ドライブ部
２０９ ホール素子
２１０ ホール素子
２１１ 姿勢検出部
３０２ 偏差算出部
３０３ 比例制御部
３０４ 微分制御部
３０５ 積分制御部
３０６ 和算出部
４０１ ベース
４０７ ボール
４０８ ボール受部
４１６ シフトレンズホルダ

Claims (6)

1. 振れを検出する振れ検出手段と、
   像振れ補正用の補正手段を保持する可動部材と、
   光軸に垂直な方向に前記可動部材を移動可能に支持する固定部材と、
   前記可動部材と前記固定部材との間に狭持され、前記可動部材と前記固定部材の少なくとも一方の面に形成された受部内で転動しつつ、前記固定部材に対して前記可動部材を移動させる球部材と、
   前記振れに応じて前記可動部材の目標位置を算出する目標位置算出手段と、
   前記目標位置算出手段の出力に基づいて、前記固定部材に対して前記可動部材を駆動させる駆動手段と、
   前記可動部材を駆動して、前記球部材を、前記受部の壁面に一旦当接させ、その後に該壁面から規定位置まで移動させ、該規定位置から前回起動時とは異なる方向に一定距離移動させる初期化動作を行わせる初期化動作制御手段とを有する像ぶれ補正装置。
2. 前記初期化動作制御手段は、前記像ぶれ補正装置が用いられる撮像装置の電源が投入される時毎に初期化動作を行わせることを特徴とする請求項１に記載の像ぶれ補正装置。
3. 前記初期化動作制御手段は、前記駆動手段への電源供給が停止された後、再度前記駆動手段への電源供給が開始された場合、該電源供給開始時毎に初期化動作を行わせることを特徴とする請求項１または２に記載の像ぶれ補正装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載の像ぶれ補正装置を有する光学機器。
5. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載の像ぶれ補正装置を有する撮像装置。
6. 像振れ補正用の補正手段を保持する可動部材と、
   光軸に垂直な方向に前記可動部材を移動可能に支持する固定部材と、
   前記可動部材と前記固定部材との間に狭持され、前記可動部材と前記固定部材の少なくとも一方の面に形成された受部内で転動しつつ、前記固定部材に対して前記可動部材を移動させる球部材とを有する像ぶれ補正装置の制御方法であって、
   装置に加わる振れを検出する振れ検出ステップと、
   前記振れに応じて前記可動部材の目標位置を算出する目標位置算出ステップと、
   前記目標位置算出ステップの算出結果に基づいて、前記固定部材に対して前記可動部材を駆動させる駆動ステップと、
   前記可動部材を駆動して、前記球部材を、前記受部の壁面に一旦当接させ、その後に該壁面から規定位置まで移動させ、該規定位置から前回起動時とは異なる方向に一定距離移動させる初期化動作を行わせる初期化動作制御ステップとを有する像ぶれ補正装置の制御方法。

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