JP5388522B2

JP5388522B2 - 撮像装置およびその制御方法

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Description

本発明は、像振れ補正装置と、撮影光路に対して退避可能なミラー部材とを有する撮像装置およびその制御方法に関するものである。

現在のカメラは露出決定やピント合わせ等の撮影に際して重要な作業は全て自動化され、カメラ操作に未熟な人でも撮影失敗を起こす可能性は非常に少なくなっている。また、最近では、カメラに加わる手振れによる像振れを補正するシステムも研究されており、撮影者の撮影ミスを誘発する要因は殆ど無くなってきている。

ここで、手振れによる像振れを補正するシステムについて簡単に説明する。

撮影時のカメラの手振れは、周波数として通常１Ｈｚないし１０Ｈｚの振動である。シャッタのレリーズ時点においてこのような手振れを起こしていても像振れの無い写真を撮影可能とするための基本的な考えとして、手振れによるカメラの振れを検出し、その検出値に応じて像振れ補正用のレンズ（以下、補正レンズ）を変位させなければならない。従って、カメラ振れが生じても像振れが生じない写真を撮影するためには、第１に、カメラの振れ（振動）を正確に検出し、第２に、手振れによる光軸変化を補正することが必要となる。

カメラ振れの検出は、原理的にいえば、加速度、角加速度、角速度、角変位等を検出し、カメラ振れによる像振れ補正の為にその出力を適宜演算処理する振れ検出部をカメラに搭載することによって行うことができる。そして、検出された振れ情報に基づき、撮影光軸を偏心させるための補正レンズを駆動して像振れ補正が行われる。

図１１は像振れ補正機能を有するデジタルコンパクトカメラの外観図であり、光軸４１に対して矢印４２ｐ，４２ｙで示すカメラ縦振れおよび横振れに対し、像振れ補正を行う。尚、カメラ本体４３の中で、４３ａはレリーズボタン、４３ｂはモードダイアル（メインスイッチを含む）、４３ｃはリトラクタブルストロボである。

図１１ではカメラ本体４３の背面に配置されて見えないが、該カメラ本体４３の背面には液晶モニターが設けられており、後述する撮像素子で撮影される像を確認できるようになっている。撮影者はこの液晶モニターで撮影画像の構図を確認して、その後撮影を行う。

図１２は、図１１のデジタルコンパクトカメラに具備される像振れ補正装置に係る部分の構成を示す斜視図であり、４４は撮像素子である。５３は、補正レンズ５２を矢印５８ｐ，５８ｙ方向に自在に駆動して、図8の矢印４２ｐ，４２ｙ方向の像振れ補正を行う像振れ補正装置であり、詳細については後述する。４５ｐ，４５ｙは各々矢印４６ｐ，４６ｙ回りの振れを検出する角速度計や角加速度計等の振れ検出部である。この振れ検出部４５ｐ，４５ｙの出力は後述する演算部４７ｐ，４７ｙを介して補正レンズ５２の駆動目標値に変換され、像振れ補正装置のコイルに入力されて像振れ補正が行われる。

図１３は、図１２に示した演算部４７ｐ，４７ｙの詳細を示すブロック図であり、演算部４７ｐ，４７ｙとも同様な構成である為に、図１３では演算部４７ｐのみを説明する。

演算部４７ｐは、一点鎖線にて囲まれる以下の構成要素を具備している。ＤＣカットフィルタ兼増幅部４８ｐ、ローパスフィルタ兼増幅部４９ｐ、アナログトゥディジタル変換部（以下、Ａ／Ｄ変換部）４１０ｐ、カメラマイコン４１１および駆動部４２０ｐを具備する。また、カメラマイコン４１１は、記憶部４１２ｐ、差動部４１３ｐ、ＤＣカットフィルタ４１４ｐ、積分部４１５ｐ、敏感度調整部４１６ｐ、記憶部４１７ｐ、差動部４１８ｐ、ＰＷＭデューティ変換部４１９を具備する。

ここでは振れ検出部４５ｐとして、カメラの振れ角速度を検出する振動ジャイロを用いており、振動ジャイロはカメラのメインスイッチのオンと同期して駆動され、カメラに加わる振れ角速度の検出を開始する。

振れ検出部４５ｐからの振れ信号は、アナログ回路で構成されるＤＣカットフィルタ兼増幅部４８ｐにより該信号に重畳しているＤＣバイアス成分がカットされると共に、適宜増幅される。ＤＣカットフィルタ兼増幅部４８ｐは０．１Ｈｚ以下の周波数の信号をカットする周波数特性を有しており、カメラに加わる１〜１０Ｈｚの手振れ周波数帯域には影響が及ばないようになっている。しかしながら、このように０．１Ｈｚ以下をカットする特性にすると、振れ検出部４５ｐより振れ信号が入力されてから完全にＤＣ成分がカットされるまでには１０秒近くかかってしまう問題がある。そこで、カメラのメインスイッチがオンされてから例えば０．１秒まではＤＣカットフィルタ兼増幅部４８ｐの時定数を小さく（例えば１０Ｈｚ以下の周波数の信号をカットする特性にする）しておく。この事で、０．１秒位の短い時間でＤＣ成分をカットし、その後に時定数を大きくして、０．１Ｈｚ以下の周波数のみカットする特性にしてＤＣカットフィルタ兼増幅部４８ｐにより振れ角速度信号が劣化しないようにしている。

ＤＣカットフィルタ兼増幅部４８ｐの出力信号はアナログ回路で構成されるローパスフィルタ兼増幅部４９ｐによりＡ／Ｄ分解能に合わせて適宜増幅されると共に、振れ角速度信号に重畳する高周波のノイズがカットされる。これは振れ角速度信号がカメラマイコン４１１に入力される時のＡ／Ｄ変換部４１０ｐでのサンプリングが振れ角速度信号のノイズにより読み誤りが起きるのを避ける為である。

ローパスフィルタ兼増幅部４９ｐの出力信号はＡ／Ｄ変換部４１０ｐによりサンプリングされてカメラマイコン４１１に取り込まれる。

ＤＣカットフィルタ兼増幅部４８ｐによりＤＣバイアス成分はカットされている訳であるが、その後のローパスフィルタ兼増幅部４９ｐの増幅により再びＤＣバイアス成分が振れ角速度信号に重畳している。その為にカメラマイコン４１１内において再度ＤＣカットを行う必要がある。

そこで、例えばカメラメインスイッチのオンから０．２秒後にサンプリングされた振れ角速度信号を記憶部４１２ｐで記憶し、差動部４１３ｐにより記憶値と振れ角速度信号の差を求めることでＤＣ成分のカットを行う。尚、この動作では大雑把なＤＣ成分のカットしか出来ない（カメラメインスイッチのオンから０．２秒後に記憶された振れ角速度信号の中にはＤＣ成分ばかりでなく、実際の手振れも含まれている為）。そのために後段にてデジタルフィルタで構成されたＤＣカットフィルタ４１４ｐにより十分なＤＣ成分のカットを行っている。このＤＣカットフィルタ４１４ｐもアナログのＤＣカットフィルタ兼増幅器部４８ｐと同様に時定数を変更可能になっており、カメラのメインスイッチのオンから０．２秒後から更に０．２秒費やして時定数を徐々に大きくしている。具体的には、このＤＣカットフィルタ４１４ｐはメインスイッチオンから０．２秒経過した時には１０Ｈｚ以下の周波数をカットするフィルタ特性である。そして、その後５０ｍｓｅｃ毎にフィルタでカットする周波数を５Ｈｚ→１Ｈｚ→０．５Ｈｚ→０．２Ｈｚと下げていく。

但し、上記動作の間に撮影者がシャッタレリーズボタンを半押し（スイッチＳＷ１をオン）して測光及び測距を行った時は直ちに撮影を行う可能性があり、時間を費やして時定数変更を行う事が好ましくない場合もある。そこで、その様な時には撮影条件に応じて時定数変更を途中で中止する。例えば、測光結果によりシャッタスピードが１／６０となることが判明し、撮影焦点距離が１５０ｍｍの時には、防振の精度はさほど要求されない為にＤＣカットフィルタ４１４ｐは０．５Ｈｚ以下の周波数をカットする特性まで時定数変更した時点で完了とする。つまり、シャッタスピードと撮影焦点距離の積により時定数変更量を制御する。これにより、時定数変更の時間を短縮でき、シャッタチャンスを優先することが出来る。勿論より速いシャッタスピード、或いはより短い焦点距離の時には、ＤＣカットフィルタ４１４ｐの特性は１Ｈｚ以下の周波数をカットする特性まで時定数変更した時点で完了とする。そして、より遅いシャッタスピード、より長い焦点距離の時には時定数の最後までの変更が完了するまで撮影を禁止する。

積分部４１５ｐはＤＣカットフィルタ４１４ｐの信号の積分を始め、角速度信号を角度信号に変換する。敏感度調整部４１６ｐは積分された角度信号をその時のカメラの焦点距離、被写体距離情報により適宜増幅し、振れ角度に応じて適切な量振れ補正装置の被駆動部が駆動されるように変換する。ズーム、フォーカスにより撮影光学系が変化し、被駆動部の駆動量に対し光軸偏心量が変わる為、この補正を行う必要がある。

シャッタレリーズボタンの半押しにより像振れ補正装置の機構部分（以下単に像振れ補正装置という）を駆動し始める。尚、この時点で、像振れ補正装置による像振れ補正動作が急激に始まらないように注意する必要がある。

記憶部４１７ｐおよび差動部４１８ｐはこの対策の為に設けられている。記憶部４１７ｐは上記シャッタレリーズボタンの半押し時点で積分部４１５ｐの振れ角度信号を記憶する。差動部４１８ｐは積分部４１５ｐの信号と記憶部４１７ｐの信号の差を求める。その為、シャッタレリーズボタンの半押し時点における差動部４１８ｐの二つの信号入力は等しく、差動部４１８ｐの駆動目標値信号はゼロである。しかし、その後ゼロより連続的に出力が行われる。記憶部２はシャッタレリーズボタンの半押し時点の積分信号を原点にする役割となる。これにより、像振れ補正装置は急激に駆動されることが無くなる。

差動部４１８ｐからの目標値信号はＰＷＭデューティ変更部４１９ｐに入力される。像振れ補正装置のコイルには振れ角度に対応した電圧或いは電流を印加すれば補正レンズ５２はその振れ角度に対応して駆動される訳である。しかし、像振れ補正装置の駆動消費電力およびコイルの駆動トランジスタの省電力化の為にはＰＷＭ駆動が望ましい。

そこで、ＰＷＭデューティ変更部４１９ｐにて目標値に応じてコイル駆動デューティを変更している。例えば周波数が２０ＫＨｚのＰＷＭにおいて差動部４１８ｐの目標値が「２０４８」の時にはデューティゼロ、「４０９６」の時にはデューティ１００とし、その間を等分にしてデューティを目標値に応じて決定していく。尚、デューティの決定は目標値ばかりではなくその時のカメラの撮影条件（温度やカメラの姿勢、バッテリーの状態）によって細かく制御して精度良い像振れ補正が行われるようにする。

ＰＷＭデューティ変更部４１９ｐの出力はＰＷＭドライバ等の公知の駆動部４２０ｐに入力され、駆動部４２０ｐの出力が像振れ補正装置のコイルに印加されて像振れ補正が行われる。駆動部４２０ｐはシャッタレリーズボタンの半押し（スイッチＳＷ１のオン）より０．２秒経過した時点に同期してオンする。

図１３のブロック図では示していないが、撮影者がカメラのレリーズボタンの押し切り（スイッチＳＷ２のオン）を行い、露光が開始されたときも、このまま像振れ補正は継続されているので、撮影像の振れによる画質劣化を防ぐことが出来る。

また、像振れ補正装置による像振れ補正はレリーズボタンの半押しが継続される限り継続され、半押しが解除されると、記憶部４１７ｐが敏感度調整部４１６ｐの信号の記憶を止める（サンプリング状態になる）。よって、差動部４１８ｐに入力される敏感度調整部４１６ｐおよび記憶部４１７ｐの信号は等しくなり、差動部４１８ｐの出力はゼロになる。そのために像振れ補正装置にはゼロの駆動目標値が入力されることになり、像振れ補正が行われなくなる。

カメラのメインスイッチをオフにしない限り、積分部４１５ｐは積分を継続しており、次のレリーズボタンの半押しで再び記憶部４１７ｐが新たな積分出力を記憶（信号ホールド）する。メインスイッチのオフで振れ検出部４５ｐがオフされ、防振シーケンスは終了する。

尚、積分部４１５ｐの信号が所定値より大きくなった時にはカメラのパンニングが行われたと判定して、ＤＣカットフィルタ４１４ｐの時定数を変更する。例えば０．２Ｈｚ以下の周波数をカットする特性であったものを１Ｈｚ以下をカットする特性に変更し、再び所定時間で時定数をもとに戻していく。この時、定数変更量も積分部４１５ｐの出力の大きさにより制御される。即ち、出力が第１閾値を超えた時にはＤＣカットフィルタ４１４ｐの特性を０．５Ｈｚ以下をカットする特性にし、第２閾値を超えた時は１Ｈｚ以下をカットする特性にし、第３閾値を超えた時は５Ｈｚ以下をカットする特性にする。

また、積分部４１５ｐの出力が非常に大きくなった時（例えばカメラのパンニングなどの極めて大きな角速度が生じた場合）には、積分部４１５ｐを一旦リセットして演算上の飽和（オーバーフロー）を防止している。

図１３では演算部４７ｐ内にＤＣカットフィルタ兼増幅部４８ｐおよびローパスフィルタ兼増幅部４９ｐが設けられているが、これらは振れ検出部４５ｐ内に設けられても良いのは言うまでもない。

図１４（ａ）〜（ｃ）は像振れ補正装置の構成を示す図であり、詳しくは、図１４（ａ）は像振れ補正装置の正面図、図１４（ｂ）は図１４（ａ）を矢印５１方向より見た図、図１４（ｃ）は図１４（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

図１４（ａ）〜（ｃ）において、補正レンズ５２（図１４（ｃ）の断面図に示すように、補正レンズ５２は支持枠５３に固定される２枚のレンズ５２ａ，５２ｂと地板５４に固定されるレンズ５２ｃにより撮影光学系の群を構成している）は支持枠５３に固定される。支持枠５３には強磁性材料のヨーク５５が取り付けられ、ヨーク５５の紙面裏面にはネオジウム等の永久磁石５６ｐ，５６ｙが吸着固定されている（二点鎖線で示す）。又、支持枠５３から放射状に延出する３本の支持軸５３ａは地板５４の側壁５４ｂに設けられた長孔５４ａに嵌合している。

図１４（ｂ）に示すように、支持軸５３ａと長孔５４ａの関係は補正レンズ５２の光軸方向５７には嵌合してガタは生じないが、光軸と直交する方向には長孔５４ａが延びている。よって、支持枠５３は地板５４に対し、光軸５７方向には移動規制されるが、光軸５７と直交する平面内には自由に移動できる（矢印５８ｐ，５８ｙ，５８ｒ）。但し、支持枠５３上のピン５３ｂと地板５４上のピン５４ｃ間に引っ張りコイルバネ５９が掛けられている為に各々の方向５８ｐ，５８ｙ，５８ｒ方向に弾性的に規制されている。

図１４（ａ）に示すように、地板５４には永久磁石５６ｐ，５６ｙに対向してコイル５１０ｐ，５１０ｙが取り付けられている。ヨーク５５、永久磁石５６ｐ、コイル５１０ｐの配置は図１４（ｃ）のようになっている（永久磁石５６ｙ、コイル５１０ｙも同配置）。コイル５１０ｐに電流を流すと支持枠５３は矢印５８ｐ方向に駆動され、コイル５１０ｙに電流を流すと支持枠５３は矢印５８ｙ方向に駆動される。そして、その駆動量は各々の方向における引っ張りコイルバネ５９のバネ定数とコイル５１０ｐ，５１０ｙと永久磁石５６ｐ，５６ｙの関連で生ずる推力との釣り合いで求まる。即ち、コイル５１０ｐ，５１０ｙに流す電流量に基づいて補正レンズ５２の偏心量を制御できる。

図１１から図１４を用いて説明した像振れ補正装置は、特許文献１に開示されているように、補正レンズ５２を支持するばねのばね力に釣り合うように駆動力を発生させて像振れ補正を行うシステムである。このシステムでは補正レンズ５２の位置を常に検出する必要が無い為に、小さく、ローコストの防振システムを提供できる。

図１１〜図１４により説明した像振れ補正装置は、特許文献１に開示されているように、補正レンズを支持する引っ張りコイルバネのバネ力に釣り合うように駆動力を発生させて像振れ補正を行うシステムである。このシステムでは、補正レンズの位置を常に検出する必要が無い為に、小型で、低コストの像振れ補正装置とすることができる。

ここで、上述の像振れ補正装置は、ユーザーにより該像振れ補正装置の非作動が選択されている際、補正レンズを含む可動部分を機械的に固定するために、特許文献２に見られるように、メカ（機械的）ロック機構が具備されているのが一般的である。このメカロック機構を簡単に説明すると、補正レンズを含む可動部が引っ張りコイルバネのみに支持されている場合に、撮像装置が具備するミラーボックスなどから発せられる振動に影響を受け、補正レンズが振動してしまう。このことによって、撮影画像の解像感やファインダ内での見えに影響を与えることを防止するための機構である。
特開平８−１８４８７０号公報特開平９−２１１５１８号公報

しかしながら、上記のメカロック機構は、一般に大きな容積を必要とするため、像振れ補正装置全体の容積増大を招いたり、その駆動に比較的大きな電力を消費したりするという問題を抱えている。ところが、上記のメカロック機構がない場合は、特にユーザーにより該像振れ補正装置の非作動が選択されている際に、ミラー部材の作動により生じる振動によって像振れ補正装置が振動して撮影画像が劣化する可能性があった。

（発明の目的）
本発明の目的は、上記のメカロック機構がない場合に、特に像振れ補正装置の非作動が選択されている際であっても、ミラー部材の作動により生じる振動によって撮影画像が劣化することを軽減させることのできる撮像装置およびそ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、本発明の撮像装置は、補正部材を支持する支持手段、前記支持手段を弾性支持する弾性手段を固定する固定手段、前記支持手段を介して前記補正部材を光軸と直交する方向に移動させ、像振れ補正を行わせる駆動手段、および、前記支持手段と前記固定手段の間に配設され、前記支持手段の振動を減衰するゲル状ダンピング剤とを具備する像振れ補正装置と、撮影時に撮影光路から退避させられるミラー部材と、前記像振れ補正装置の非作動が選択されて前記駆動手段に像振れ補正動作のための通電がされないときは、露光開始指示時刻までに予め前記支持手段の位置を取得し、前記露光開始指示時刻から露光開始時刻までの間、前記支持手段を予め取得した前記支持手段の位置に保持するように前記駆動手段を制御する振動減衰制御手段とを有することを特徴とするものである。

本発明によれば、上記のメカロック機構がない場合に、特に像振れ補正装置の非作動が選択されている際であっても、ミラー部材の作動により生じる振動によって撮影画像が劣化することを軽減させることができる。

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に係わる像振れ補正装置を具備する撮像装置の概略を示す構成図である。

図１において、１０１は入射した光のエネルギーを電気信号に変換する撮像部であり、主に撮像素子とこの撮像素子を保護するカバーガラスとその前面に配設された光学素子とから構成されている。１０２は交換レンズであり、被写体からの反射光を捉えて、撮像部１０１に結像させるための複数のレンズ１０２ａ，１０２ｂや、絞り１０２ｃ、図２にて後述する像振れ補正装置に具備される補正レンズ等を具備している。１０４は交換レンズ１０２を装着するためのマウント部である。

１０６は主ミラーであり、入射した全光束を撮像部１０１に導くべく撮影光路から退避した状態と、光束の一部をファインダ１０３の方向に反射すると共に残りの光束を撮像部１０１に透過させる状態（撮影光路に進入した状態）とを採りうる。つまり、ミラーボックス１０５内で回動することにより上記２つの状態を取り得る。１１１は被写体との距離を測定するＡＦ（オートフォーカス）ユニットである。１１０はサブミラーであり、主ミラー１０６を透過した光束をＡＦユニット１１１に導くものである。１１２は入射した光束を所望の時間だけ撮像部１０１に照射させるようにする複数のシャッタ羽根から成るフォーカルプレーンシャッタである。

１０３はファインダであり、主ミラー１０６により上部に反射された光束が結像するフォーカシングスクリーン１０７とこの結像した像を正立実像にするために内部でその像を反射させるプリズム１０８と有する。さらには、プリズム１０８から射出された像を適正な倍率で使用者が確認できるようにする接眼レンズ１０９を有する。

また、本実施例１の撮像装置には、不図示のシャッタレリーズボタンが具備されており、その半押し（スイッチＳＷ１のオン）で測光や自動焦点調節が行われ、押し切り（スイッチＳＷ２のオン）で露光が開始される。また、像振れ補正装置の作動・非作動を切り換えるための不図示の切換スイッチも具備されており、ユーザーは任意に像振れ補正装置の作動、非作動を選択することができる。

図２（ａ）〜（ｃ）は、図１の撮像装置の交換レンズ１０２内に具備される像振れ補正装置の概略を示す構成図である。詳しくは、図２（ａ）は光軸方向に見た像振れ補正装置の正面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ１−Ｂ２断面図、図２（ｃ）は図２（ａ）のＣ−Ｂ２断面図である。

支持枠２０１は補正レンズ２０２を保持し、引っ張りコイルバネ２０３（２０３ａ，２０３ｂ，２０３ｃ）によって三方に光軸中心から半径方向に支持されている。引っ張りコイルバネ２０３は、支持枠２０１に配設されたフック部２０４（２０４ａ，２０４ｂ，２０４ｃ）および地板２０５に設けられたフック部２０６（２０６ａ，２０６ｂ，２０６ｃ）に固定される。ボール２０７（２０７ａ，２０７ｂ，２０７ｃ）は地板２０５と支持枠２０１の間に挟持されており、支持枠２０１が光軸と垂直な面内（２０８ｙおよび２０８ｐを含む面内）に移動するように案内を行う。

補正レンズ２０２（支持枠２０１）の駆動については、支持枠２０１が永久磁石２０９（２０９ａ，２０９ｂ）を保持し、地板２０５が駆動用コイル２１０（２１０ａ，２１０ｂ）を保持し、両者の間で既述のような電磁気的な駆動力を発生することで行う。支持枠２０１は位置検出センサとしてのＰＳＤセンサ２１２（２１２ａ，２１２ｂ）を保持しており、これにより補正レンズ２０２の位置情報を取得し、この位置情報をフィードバックすることにより閉ループ制御が行われる。

ここで、光ピックアップの対物レンズ駆動装置に関する特開平２−２３２８２４号公報に、ゲル状ダンピング剤を固定部材と連結部材との間に配設し、固定部材の不要振動を減衰する装置が提案されている。そこで、実施例１においては、支持枠２０１と地板２０５との間にゲル状ダンピング剤２１１を配設すると共に、後述の図３（ａ）ような制御を行うことで、支持枠２０１の不要振動を減衰し、従来必要であったメカロック機構を排除した機構となっている。

図３（ａ）は、撮像装置に具備される不図示のカメラマイコンにて実行される、本発明の実施例１に係わる主要部分の動作を示すフローチャートである。また、図３（ｂ１）は像振れ補正装置に補正レンズ位置保持のための電圧印加を一切しなかった場合の像面での振動波形を示し、図３（ｂ２）は像振れ補正装置に補正レンズ位置保持のための電圧印加を行った場合の像面での振動波形を示す。また、図３（ｂ３）は本実施例１に示す通電保持の動作状況を模式的に示している。尚、図３（ｂ）において、像振れ補正装置の像振れ補正動作は非作動が選択されているものとする。

また、図４は、本発明の実施例１に係わる主要部分のブロック図である。本発明の実施例１に関わる主要部分は、補正レンズ２０２とその位置を検出するＰＳＤセンサ２１２、露光の開始を指示するスイッチＳＷ２、駆動用コイル２１０および駆動用コイル駆動制御部２１３とからなっている。

以下、図３及び図４を用いて説明する。像振れ補正装置の非作動が選択されている場合、まず、静止している補正レンズ２０２の位置情報をＰＳＤセンサ２１２によって取得しておく（Ｓ３０１）。そして、露光開始の指示（スイッチＳＷ２のＯＮ）がなされると（Ｓ３０２のＹＥＳ）、撮影光路からの主ミラー１０６の退避動作、つまりミラーアップを行う。また、これと同時に、駆動用コイル駆動制御部２１３によって像振れ補正装置の駆動用コイル２１０の両端に補正レンズ２０２の位置を保持する電圧を印加する（Ｓ３０３）。これにより、先ほど取得した補正レンズ２０２の位置が保持される。つまり、補正レンズ２０２に振動が加わった場合、該補正レンズ２０２の位置が動くことにより駆動用コイル２１０に電流が流れ、元の位置を保持しようとする反力により補正レンズ２０２の位置が保持される。

このように補正レンズ２０２の位置を保持するために、駆動用コイル駆動制御部２１３によって駆動用コイル２１０に電圧を印加する動作を「ゼロクローズ動作」と呼ぶ。このゼロクローズ動作のための電圧印加は補正レンズ２０２が振動によって動く場合にのみ、元の位置を保持するための電流が流れるため、電力の消費は一般的な像振れ補正動作などに比べ低く抑えられるという利点がある。よって、ミラーボックス１０５において、主ミラー１０６の退避動作などの振動が発生しても、この振動に伴って補正レンズ２０２が振動してしまうのをゼロクローズ動作によって抑えることが可能となる。

本実施例１においては、図３（ｂ３）に示すように、駆動用コイル駆動制御部２１３によるゼロクローズ動作を、露光開始指示（スイッチＳＷ２のＯＮ）があってから露光開始時刻、つまりシャッタが開く直前まで（Ｓ３０４→Ｓ３０５）の一定時間行う。

上記実施例１においては、さらにゲル状ダンピング剤２１１を支持枠２０１と地板２０５との間に配設したことにより振動の減衰力を利用し、より短時間、つまり撮影開始指示から露光開始までの間のゼロクローズ動作により補正レンズ２０２の位置保持動作を行う。ゲル状ダンピング剤が存在する構成の場合には、補正レンズ２０２が引っ張りコイルバネ２０３のみによって支持されている振動しやすい不安定な構成と異なり、ゼロクローズ動作中、特に保持通電時に発生しうる振動を好適に減衰することが可能である。このようにして、主ミラー１６の作動により発生する振動を緩和できるようにしている。

よって、像振れ補正装置の像振れ補正動作が非作動を選択されている場合であっても、従来必要であったメカロック機構を排除しつつ、少ない電力で、主ミラー１６の作動により生じる振動によって撮影画像が劣化することを軽減することができる。また、メカロック機構を排除しているので、装置の大型化を防ぐことができると共に、長秒時露光の際に発生し得る、電源電圧の低下などによる像振れ補正装置の機能低下を無くすことができる。

図５（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施例２に係わる像振れ補正装置の概略を示す構成図である。詳しくは、図５（ａ）は光軸方向に見た像振れ補正装置の正面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＤ１−Ｄ２断面図、図５（ｃ）は図５（ａ）のＥ−Ｄ２断面図である。なお、撮像装置の構成は図１と同様であるものとする。

支持枠３０１は補正レンズ３０２を保持し、引っ張りコイルバネ３０３（３０３ａ，３０３ｂ，３０３ｃ）によって三方に光軸中心から半径方向に支持されている。引っ張りコイルバネ３０３は、支持枠４０１に配設されたフック部３０４（３０４ａ，３０４ｂ，３０４ｃ）および地板３０５に設けられたフック部３０６（３０６ａ，３０６ｂ，３０６ｃ）に固定される。ボール３０７（３０７ａ，３０７ｂ，３０７ｃ）は地板３０５と支持枠３０１の間に挟持されており、支持枠３０１が光軸と垂直な面内（３０８ｙおよび３０８ｐを含む面内）に移動するように案内を行う。

補正レンズ３０２（支持枠３０１）の駆動については、支持枠３０１が永久磁石３０９（３０９ａ，３０９ｂ）を保持し、地板３０５が駆動用コイル３１０（３１０ａ，３１０ｂ）を保持し、両者の間で既述のような電磁気的な駆動力を発生することで行う。支持枠３０１には位置検出センサは保持されておらず、補正レンズ３０２の位置は開ループにより制御されている。

本実施例２においても、ゲル状ダンピング剤３１１（３１１ａ，３１１ｂ）を支持枠３０１と地板３０５との間に配設すると共に、後述の図６（ａ）ような制御を行う。このことで、支持枠３０１の不要振動を減衰し、従来必要であったメカロック機構が排除された機構となっている。

図６（ａ）は、撮像装置に具備される不図示のカメラマイコンにて実行される、本発明の実施例２に係わる主要部分の動作を示すフローチャートである。また、図６（ｂ１）は像振れ補正装置を一切作動させなかった場合（逆位相駆動なし時）の像面での振動波形を示し、図６（ｂ２）は像振れ補正装置を作動させた場合（逆位相駆動あり時）の像面での振動波形を示す。また、図６（ｂ３）は本実施例２における逆位相駆動信号の波形を模式的に示している。なお、本実施例２においては、主ミラー１６の退避動作時の振動により支持枠３０１（補正レンズ３０２）に誘発される振動を予め記憶部に記憶しているものとする。図６（ｂ）において、像振れ補正装置の像振れ補正動作は非作動が選択されているものとする。

また、図７は、本発明の実施例２に係わる主要部分のブロック図である。本発明の実施例２に関わる主要部分は、補正レンズ３０２と、主ミラー１６の退避動作時の振動により支持枠３０１（補正レンズ３０２）に誘発される振動を予め記憶している記憶部３１２、露光の開始を指示するスイッチＳＷ２、駆動用コイル３１０および駆動用コイル駆動制御部３１３とからなっている。

以下、図６及び図７を用いて説明する。露光開始の指示（スイッチＳＷ２のＯＮ）がなされると（Ｓ５０１のＹＥＳ）、撮影光路からの主ミラー１０６の退避動作、つまりミラーアップを行う。また、これと同時に、駆動用コイル駆動制御部３１３は、記憶部３１２に予め記憶されている振動（主ミラー１０６の退避動作時の振動により支持枠３０１に誘発される振動）とは逆位相かつ等価な振幅にて、駆動用コイル３１０に通電を行う（Ｓ５０２）。これにより、光軸と直交する平面内での補正レンズ３０２の位置の変動を軽減することができる。

本実施例２においては、図６（ｂ３）に示すように、補正レンズ３０２の位置保持動作を、露光開始指示（スイッチＳＷ２のＯＮ）があってから露光開始時刻、つまりシャッタが開く直前まで（Ｓ５０３→Ｓ５０４）の一定時間行う。

上記実施例２においても、ゲル状ダンピング剤３１１を支持枠３０１と地板３０５との間に配設したことによる振動の減衰力を利用する。そして、短時間、つまり撮影開始指示から露光開始までの間、記憶部３１２に記憶されている振動とは逆位相かつ等価な振幅にて、駆動用コイル３１０に通電を行う、つまり補正レンズ３０２の位置保持動作を行う。このようにして、主ミラー１６の作動により発生する振動を緩和できるようにしている。

図８（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施例３に係わる像振れ補正装置の概略を示す構成図である。詳しくは、図８（ａ）は光軸方向に見た像振れ補正装置の正面図、図８（ｂ）は図８（ａ）のＦ１−Ｆ２断面図、図８（ｃ）は図８（ａ）のＧ−Ｆ２断面図である。なお、撮像装置の構成は図１と同様であるものとする。

支持枠４０１は補正レンズ４０２を保持し、引っ張りコイルバネ４０３（４０３ａ，４０３ｂ，４０３ｃ）によって三方に光軸中心から半径方向に支持されている。引っ張りコイルバネ４０３は、支持枠４０１に配設されたフック部４０４（４０４ａ，４０４ｂ，４０４ｃ）および地板４０５に設けられたフック部４０６（４０６ａ，４０６ｂ，４０６ｃ）に固定される。ボール４０７（４０７ａ，４０７ｂ，４０７ｃ）は地板４０５と支持枠４０１の間に挟持されており、支持枠４０１が光軸と垂直な面内（４０８ｙおよび４０８ｐを含む面内）に移動するように案内を行う。

補正レンズ４０２（支持枠４０１）の駆動については、支持枠４０１が永久磁石４０９（４０９ａ，４０９ｂ）を保持し、地板４０５が駆動用コイル４１０（４１０ａ，４１０ｂ）を保持し、両者の間で既述のような電磁気的な駆動力を発生することで行う。支持枠３０１には位置検出センサは保持されておらず、補正レンズ４０２の位置は開ループにより制御されている。

本実施例３においても、ゲル状ダンピング剤４１１を支持枠４０１と地板４０５との間に配設すると共に、後述の図９（ａ）ような制御を行うことで、支持枠４０１の不要振動を好適に減衰し、従来必要であったメカロック機構が排除された機構となっている。

図９（ａ）は、撮像装置に具備される不図示のカメラマイコンにて実行される、本発明の実施例３に係わる主要部分の動作を示すフローチャートである。また、図９（ｂ１）は像振れ補正装置を一切作動させなかった場合の像面での振動波形を示し、図９（ｂ２）は像振れ補正装置を作動させた場合の像面での振動波形を示し、図９（ｂ３）は本実施例３に示す像振れ補正装置の作動状況を模式的に示している。尚、図９（ｂ）において、像振れ補正装置の像振れ補正動作は非作動が選択されているものとする。

また、図１０は、本発明の実施例３に係わる主要部分のブロック図である。本発明の実施例３に関わる主要部分は、補正レンズ４０２と、露光の開始を指示するスイッチＳＷ２、駆動用コイル４１０および駆動用コイル駆動制御部４１３とからなっている。

次に、図９及び図１０を用いて説明する。露光開始の指示（スイッチＳＷ２のＯＮ）がなされると（Ｓ７０１のＹＥＳ）、撮影光路からの主ミラー１０６の退避動作、つまりミラーアップを行う。この際、駆動用コイル駆動制御部４１３は像振れ補正装置の像振れ補正動作が非作動（ＯＦＦ）として選択されている場合であっても、露光開始の指示を受けて、像振れ補正装置を作動（ＯＮ）状態に切り換え制御を行う（Ｓ７０２）。このため、ミラーボックス１０５において、主ミラー１６の退避動作により振動が発生した場合にも、通常の像振れ補正動作により、補正レンズ４０２にて振動するのを抑えることが可能である。

本実施例３においては、図９（ｂ３）に示すように、像振れ補正による補正レンズ４０２の位置保持動作を、露光開始指示（ＳＷ２のＯＮ）があってから露光開始時刻、つまりシャッタが開く直前まで（Ｓ７０３→Ｓ７０４）の一定時間行う。

上記実施例３においても、ゲル状ダンピング剤３１１を支持枠３０１と地板３０５との間に配設したことによる振動の減衰力を利用する。そして、短時間、つまり撮影開始指示から露光開始までの間、像振れ補正ＯＦＦであっても、像振れ補正ＯＮにして、補正レンズ３０２の位置保持動作を行う。このようにして、主ミラー１６の作動により発生する振動を緩和できるようにしている。

（本発明と実施例の対応）
上記の各実施例において、補正レンズ２０２，３０２，４０２が本発明の補正部材に相当する。また、支持枠２０１，３０１，４０１が本発明の支持手段に相当する。また、地板２０５，３０５，４０５が、本発明の、支持手段を弾性支持する弾性手段（引っ張りコイルバネ２０３，３０３，４０３）を固定する固定手段に相当する。また、永久磁石２０９，３０９，４０９、駆動用コイル２１０，３１０，４１０が、本発明の、支持手段を介して補正部材を光軸と直交する方向に移動させ、像振れ補正を行わせる駆動手段に相当する。また、ゲル状ダンピング剤２１１，３１１，４１１が、本発明の、支持手段と固定手段の間に配設され、支持手段の振動を減衰するゲル状ダンピング剤に相当する。また、主ミラー１０６及びサブミラー１１０が、本発明の、撮影時に撮影光路から退避させられるミラー部材に相当する。

また、図３、図６、図９の動作を実行する不図示のカメラマイコンが、露光開始指示時刻から露光開始時刻までの間、ミラー部材の退避動作時に発する振動によって生じる支持手段の振動を減衰させる振動減衰制御手段に相当する。この振動減衰制御手段は、像振れ補正装置の非作動が選択されていることに関係なしに支持手段に生じる振動を減衰させるように駆動手段に通電させる。また、ＰＳＤセンサ２１２が、本発明の、支持手段の固定手段との相対位置を検出する位置検出手段に相当し、記憶部３１２が、本発明の、ミラー部材の退避動作時に発する振動により支持手段に生じる振動を予め記憶している記憶手段に相当する。

上記各実施例では、像振れ補正用の補正部材として、補正レンズを例にしているが、撮像素子を光軸と直交する方向に移動させることにより、該撮像素子を補正部材とすることも可能である。

本発明の各実施例に係わる像振れ補正装置を含む撮像装置を示す概略構成図である。本発明の実施例１に係わる像振れ補正装置を示す概略構成図である。本発明の実施例１に係わる像振れ補正装置の主要部分の動作を示すフローチャートおよびタイミングチャートである。本発明の実施例１に係わる主要部分のブロック図である。本発明の実施例２に係わる像振れ補正装置を示す概略構成図である。本発明の実施例２に係わる像振れ補正装置の主要部分の動作を示すフローチャートおよびタイミングチャートである。本発明の実施例２に係わる主要部分のブロック図である。本発明の実施例３に係わる像振れ補正装置を示す概略構成図である。本発明の実施例３に係わる像振れ補正装置の主要部分の動作を示すフローチャートおよびタイミングチャートである。本発明の実施例３に係わる主要部分のブロック図である。従来の像振れ補正装置を具備するカメラシステムを示す斜視図である。従来の像振れ補正装置を説明するための像振れ補正装置の概略図である。従来の像振れ補正装置の演算部を示すブロック図である。従来の像振れ補正装置の動作を説明するための概略図である。

符号の説明

１０６主ミラー
１０１撮像部
１０２交換レンズ
１１０サブミラー
２０１支持枠
２０２補正レンズ
２０３引っ張りコイルバネ
２０５地板
２０９永久磁石
２１０駆動用コイル
２１１ゲル状ダンピング剤
２１２ＰＳＤセンサ
２１３駆動コイル用駆動制御部
２１１ゲル状ダンピング剤
３０１支持枠
３０２補正レンズ
３０５地板
３０９永久磁石
３１０駆動用コイル
３１１ゲル状ダンピング剤
３１２ＰＳＤセンサ
３１３駆動コイル用駆動制御部
４０１支持枠
４０２補正レンズ
４０５地板
４０９永久磁石
４１０駆動用コイル
４１１ゲル状ダンピング剤
３１２ＰＳＤセンサ
４１３駆動コイル用駆動制御部

Claims

補正部材を支持する支持手段、前記支持手段を弾性支持する弾性手段を固定する固定手段、前記支持手段を介して前記補正部材を光軸と直交する方向に移動させ、像振れ補正を行わせる駆動手段、および、前記支持手段と前記固定手段の間に配設され、前記支持手段の振動を減衰するゲル状ダンピング剤とを具備する像振れ補正装置と、
撮影時に撮影光路から退避させられるミラー部材と、
前記像振れ補正装置の非作動が選択されて前記駆動手段に像振れ補正動作のための通電がされないときは、露光開始指示時刻までに予め前記支持手段の位置を取得し、前記露光開始指示時刻から露光開始時刻までの間、前記支持手段を予め取得した前記支持手段の位置に保持するように前記駆動手段を制御する振動減衰制御手段とを有することを特徴とする撮像装置。
前記像振れ補正装置は、前記支持手段の前記固定手段との相対位置を検出する位置検出手段を有し、
前記振動減衰制御手段は、露光開始指示時刻から露光開始時刻までの間、前記位置検出手段を経る前記駆動手段の閉ループ制御により前記支持手段を予め取得した前記支持手段の位置に保持するよう前記駆動手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記ミラー部材の前記退避動作時に発する振動により前記支持手段に生じる振動を予め記憶している記憶手段を有し、
前記振動減衰制御手段は、露光開始指示時刻から露光開始時刻までの間、前記記憶手段に記憶された振動と等価で逆の位相にて前記駆動手段に通電させて前記支持手段を予め取得した前記支持手段の位置に保持するように前記駆動手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
補正部材を支持する支持手段、前記支持手段を弾性支持する弾性手段を固定する固定手段、前記支持手段を介して前記補正部材を光軸と直交する方向に移動させ、像振れ補正を行わせる駆動手段、および、前記支持手段と前記固定手段の間に配設され、前記支持手段の振動を減衰するゲル状ダンピング剤とを具備する像振れ補正装置と、
撮影時に撮影光路から退避させられるミラー部材とを備えた撮像装置の制御方法であって、
前記像振れ補正装置の非作動が選択されて前記駆動手段に像振れ補正動作のための通電がされないときは、露光開始指示時刻までに予め前記支持手段の位置を取得し、前記露光開始指示時刻から露光開始時刻までの間、前記支持手段を予め取得した前記支持手段の位置に保持するように前記駆動手段を制御する振動減衰制御ステップを有することを特徴とする撮像装置の制御方法。