JP6005370B2 - 位置制御装置、手振れ補正装置、撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、被駆動体の位置を制御する位置制御装置、並びに、これを用いた手振れ補正装置及び撮像装置に関するものである。

従来より、光学式レンズシフト方式（ＯＩＳ［optical image stabilizer］方式など）の手振れ補正装置が提案されている。本方式の手振れ補正装置は、位置センサで得られるレンズ位置検出信号とジャイロセンサの検出結果に基づいて生成される目標レンズ位置設定信号との差分演算を行い、撮像時の手振れを打ち消す方向にレンズを駆動することにより、入射光の光軸ばらつきを軽減する。

なお、上記に関連する従来技術の一例としては、特許文献１を挙げることができる。

特開２０１０−１２４１０１号公報 特開２００７−２０８８３２号公報

しかしながら、レンズと位置センサとの取付精度向上には限界があり、レンズの駆動軸と位置センサの検出軸とを完全に一致させることは困難である。そのため、従来の手振れ補正装置では、軸干渉（レンズの実在位置と検出位置とのずれ）の発生により、手振れ補正効果を十全に発揮することができない、という問題があった。

本発明は、本願の発明者により見出された上記の問題点に鑑み、被駆動体と位置センサの軸干渉を補正することが可能な位置制御装置、並びに、これを用いた手振れ補正装置及び撮像装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本明細書中に開示された位置制御装置は、第１軸と第２軸により定まる第１座標平面上で被駆動体の実在座標を変位させるアクチュエータと、第１傾斜軸と第２傾斜軸により定まる第２座標平面上で前記被駆動体の検出座標を取得する位置センサと、前記検出座標と目標座標とを一致させるように前記アクチュエータを駆動するサーボ演算部と、前記サーボ演算部よりも前段において少なくとも前記実在座標と前記検出座標との間で互いの座標値の比が一致するように前記検出座標を調整する検出座標調整部と、を有する構成（第１の構成）とされている。

なお、上記第１の構成から成る位置制御装置において、前記検出座標調整部は、前記検出座標の第１座標値を第１利得で増幅する第１アンプと、前記検出座標の第２座標値を第２利得で増幅する第２アンプと、前記第１座標値から前記第２アンプの出力値を減算する減算器と、前記第２座標値に前記第１アンプの出力値を加算する加算器とを含む構成（第２の構成）にするとよい。

また、上記第２の構成から成る位置制御装置は、前記第１利得及び前記第２利得を設定する利得設定部をさらに有する構成（第３の構成）にするとよい。

また、上記第３の構成から成る位置制御装置において、前記利得設定部は、前記第１利得及び前記第２利得を算出する演算処理部と、前記アクチュエータを前記サーボ演算部と前記演算処理部のいずれか一方に接続する出力側セレクタと、前記演算処理部で算出された前記第１利得及び前記第２利得を格納する記憶部とを含む構成（第４の構成）にするとよい。

また、上記第４の構成から成る位置制御装置において、前記利得設定部は、前記位置センサを前記検出座標調整部と前記演算処理部のいずれか一方に接続する入力側セレクタをさらに含む構成（第５の構成）にするとよい。

また、上記第５の構成から成る位置制御装置において、前記演算処理部は、前記被駆動体を前記第１軸方向にのみ変位させたときに取得される前記検出座標から前記第１利得を算出し、前記被駆動体を前記第２軸方向にのみ変位させたときに取得される前記検出座標から前記第２利得を算出する構成（第６の構成）にするとよい。

また、上記第６の構成から成る位置制御装置において、前記記憶部は、不揮発性である構成（第７の構成）にするとよい。

また、上記第１の構成から成る位置制御装置において、前記検出座標調整部は、前記検出座標の第１座標値を第１利得で増幅する第１アンプと、前記第１座標値を第２利得で増幅する第２アンプと、前記検出座標の第２座標値を第３利得で増幅する第３アンプと、前記第２座標値を第４利得で増幅する第４アンプと、前記第１アンプの出力値から前記第３アンプの出力値を減算する減算器と、前記第２アンプの出力値に前記第４アンプの出力値を加算する加算器と、を含む構成（第８の構成）にするとよい。

また、上記第８の構成から成る位置制御装置において、前記検出座標調整部は、前記第１軸と前記第１傾斜軸との成す角度θ１、及び、前記第２軸と前記第２傾斜軸との成す角度θ２に基づいて、前記第１利得、前記第２利得、前記第３利得、及び、前記第４利得をそれぞれ、ｃｏｓθ１、ｓｉｎθ１、ｓｉｎθ２、及び、ｃｏｓθ２に設定する構成（第９の構成）にするとよい。

また、上記第１〜第９いずれかの構成から成る位置制御装置において、前記サーボ演算部は、前記検出座標調整部の出力信号を増幅する増幅回路と、前記増幅回路の出力信号をデジタル変換するアナログ／デジタル変換回路と、前記目標座標を定めるための目標位置設定信号を生成する目標座標設定回路と、前記アナログ／デジタル変換回路の出力信号と目標位置設定信号との差分演算を行う減算回路と、前記減算回路の出力信号にフィルタ処理を施すフィルタ回路と、前記フィルタ回路の出力信号に基づいて前記アクチュエータを駆動する駆動回路と、を含む構成（第１０の構成）にするとよい。

また、本明細書中に開示された手振れ補正装置は、被駆動体であるレンズと、前記レンズの位置を制御する請求項１０に記載の位置制御装置と、角速度を検出するジャイロセンサとを有し、前記目標座標設定回路は、前記ジャイロセンサの検出結果に基づいて手振れを打ち消すように前記目標位置設定信号を生成する構成（第１１の構成）とされている。

また、本明細書中に開示された撮像装置は、上記第１１の構成から成る手振れ補正装置を有する構成（第１２の構成）とされている。

本発明によれば、被駆動体と位置センサの軸干渉を補正することが可能となる。

手振れ補正装置の一構成例を示すブロック図 サーボ演算部２３の一構成例を示すブロック図 検出座標調整部２４の第１構成例を示すブロック図 第１の検出座標調整動作を説明するための図 検出座標調整部２４の第２構成例を示すブロック図 第２の検出座標調整動作を説明するための図 利得設定部２５の一構成例を示すブロック図 利得算出動作を説明するための図 スマートフォンの外観図 デジタルスチルカメラの外観図 デジタルビデオカメラの外観図

＜手振れ補正装置＞
［全体構成］
図１は、撮像装置（携帯端末用カメラモジュール、デジタルスチルカメラ、及び、デジタルビデオカメラなど）に搭載される手振れ補正装置の一構成例を示すブロック図である。本構成例の手振れ補正装置は、レンズ１０と、レンズ位置制御装置２０と、ジャイロセンサ３０と、を有する。

レンズ１０は、撮像装置のレンズユニットに組み込まれた手振れ補正用レンズであり、レンズユニットの固定部分に弾性支持されている。

レンズ位置制御装置２０は、ジャイロセンサ３０の検出結果に基づいて撮像時の手振れを打ち消すようにレンズ１０の位置を制御する。このようなレンズ位置制御を行うことにより、撮像時の手振れに起因する入射光の光軸ばらつきを軽減することができるので、被写体の光学像を撮像素子（ＣＣＤ［charge coupled device］やＣＭＯＳ［complementary metal oxide semiconductor］など）の受光面に滲みなく結像させることが可能となる。

ジャイロセンサ３０は、撮像装置の角速度（手振れ量に相当）を検出し、その検出結果をレンズ位置制御装置２０に伝達する。

［レンズ位置制御装置］
本構成例のレンズ位置制御装置２０は、アクチュエータ２１と、位置センサ２２と、サーボ演算部２３と、検出座標調整部２４と、を含む。

アクチュエータ２１は、レンズ１０をｘ軸（第１軸に相当）方向にリニア駆動する第１アクチュエータ２１Ｘと、レンズ１０をｙ軸（第２軸に相当）方向にリニア駆動する第２アクチュエータ２１Ｙと、を含み、ｘ軸とｙ軸により定まるｘｙ座標平面上でレンズ１０の実在座標Ｐ（Ｘ，Ｙ）を変位させる。第１アクチュエータ２１Ｘ、及び、第２アクチュエータ２１Ｙとしては、ボイスコイルモータ等を用いればよい。

位置センサ２２は、ｘ’軸（第１傾斜軸に相当）方向のレンズ位置検出信号Ｘ’（ｘ’軸上の座標値Ｘ’に相当）を生成する第１位置センサ２２Ｘと、ｙ’軸（第２傾斜軸に相当）方向のレンズ位置検出信号Ｙ’（ｙ’軸上の座標値Ｙ’に相当）を検出する第２位置センサ２２Ｙとを含み、ｘ’軸とｙ’軸により定まるｘ’ｙ’座標平面上でレンズ１０の検出座標Ｐ’（Ｘ’，Ｙ’）を取得する。なお、レンズ１０と位置センサ２２との取付精度向上には限界があり、レンズ１０の駆動軸（ｘ軸及びｙ軸）と位置センサ２２の検出軸（ｘ’軸及びｙ’軸）とを完全に一致させることは困難である。そのため、位置センサ２３の検出座標Ｐ’（Ｘ’，Ｙ’）は、軸干渉の発生によりレンズ１０の実在座標Ｐ（Ｘ，Ｙ）からずれた状態となっている（図４の上段を参照）。第１位置センサ２２Ｘ、及び、第２位置センサ２２Ｙとしては、ホールセンサやフォトリフレクタ等を用いればよい。

サーボ演算部２３は、第１アクチュエータ２１Ｘの駆動信号ＳＸを生成する第１サーボ演算部２３Ｘと、第２アクチュエータ２１Ｙの駆動信号ＳＹを生成する第２サーボ演算部２３Ｙを含み、調整済みの検出座標Ｐ”（Ｘ”，Ｙ”）と目標座標Ｐｔ（Ｘｔ，Ｙｔ）とを一致させるようにアクチュエータ２１を駆動して、レンズ１０の実在座標Ｐ（Ｘ，Ｙ）を変位させる。上記の目標座標Ｐｔ（Ｘｔ，Ｙｔ）は、ジャイロセンサ３０の検出結果に基づいて、撮像時の手振れを打ち消すように設定される。サーボ演算部２３の構成及び動作については、後ほど詳細に説明する。

検出座標調整部２４は、サーボ演算部２３よりも前段に設けられており、少なくとも実在座標Ｐ（Ｘ，Ｙ）と調整済みの検出座標Ｐ”（Ｘ”，Ｙ”）との間で互いの座標値の比が一致するように、すなわち、「Ｘ：Ｙ＝Ｘ”：Ｙ”」という関係が満たされるように、レンズ位置検出信号Ｘ’及びＹ’（検出座標Ｐ’（Ｘ’，Ｙ’）に相当）から、調整済みのレンズ位置検出信号Ｘ”及びＹ”（調整済みの検出座標Ｐ”（Ｘ”，Ｙ”）に相当）を生成する。検出座標調整部２４の構成及び動作については、後ほど詳細に説明する。

［サーボ演算部］
図２は、サーボ演算部２３の一構成例を示すブロック図である。本構成例のサーボ演算部２３において、第１サーボ演算部２３Ｘは、増幅回路２３１Ｘと、アナログ／デジタル変換回路２３２Ｘと、目標座標設定回路２３３Ｘと、減算回路２３４Ｘと、フィルタ回路２３５Ｘと、駆動回路２３６Ｘと、を含む。

増幅回路２３１Ｘは、検出座標調整部２４から出力されるレンズ位置検出信号Ｘ”（アナログ電圧信号）を増幅する。

アナログ／デジタル変換回路２３２Ｘは、増幅回路２３１Ｘから出力されるアナログ電圧信号をデジタル信号に変換する。

目標座標設定回路２３３Ｘは、ジャイロセンサ３０の検出結果に基づいて目標位置設定信号Ｘｔを生成する。目標位置設定信号Ｘｔは、目標座標ＰｔのＸ座標値に相当するデジタル信号である。

減算回路２３４Ｘは、デジタル変換されたレンズ位置検出信号Ｘ”と目標位置設定信号Ｘｔとの差分演算を行う。減算回路２３４Ｘの出力信号は、目標座標Ｐｔと検出座標Ｐ”との乖離度を表す。

フィルタ回路２３５Ｘは、減算回路２３４Ｘの出力信号にデジタルフィルタ処理（例えば、ＰＩＤ［proportinal/integral/differential］処理とＬＰＦ［low pass filter］処理を含む）を施す。

駆動回路２３６Ｘは、フィルタ回路２３５Ｘの出力信号に基づいて駆動信号ＳＸを生成する。

上記構成から成る第１サーボ演算部２３Ｘでは、目標座標Ｐｔと検出座標Ｐ”との乖離度が小さくなるように、駆動信号ＳＸのフィードバック制御が行われる。

なお、第２サーボ演算部２３Ｙは、第１サーボ演算部２３Ｘと同一の構成であり、上記説明中の符号「Ｘ」を符号「Ｙ」に読み替えれば足りるので、重複した説明は割愛する。

［検出座標調整部］
（第１構成例）
図３は、検出座標調整部２４の第１構成例を示すブロック図である。第１構成例の検出座標調整部２４は、アンプ２４０〜２４３と、減算器２４４と、加算器２４５とを含む。なお、以下の説明では、ｘ軸とｘ’軸との成す傾斜角をθ１とし、ｙ軸とｙ’軸との成す傾斜角をθ２とする（図４の上段を参照）。

アンプ２４０は、レンズ位置検出信号Ｘ’を利得ｃｏｓθ１で増幅する。

アンプ２４１は、レンズ位置検出信号Ｘ’を利得ｓｉｎθ１で増幅する。

アンプ２４２は、レンズ位置検出信号Ｙ’を利得ｓｉｎθ２で増幅する。

アンプ２４３は、レンズ位置検出信号Ｙ’を利得ｃｏｓθ２で増幅する。

減算器２４４は、アンプ２４０の出力信号からアンプ２４２の出力信号を減算して調整済みのレンズ位置検出信号Ｘ”を生成する。

加算器２４５は、アンプ２４１の出力信号にアンプ２４３の出力信号を加算して調整済みのレンズ位置検出信号Ｙ”を生成する。

従って、第１構成例の検出座標調整部２４で生成される調整済みのレンズ位置検出信号Ｘ”及びＹ”は、それぞれ、下記の（１Ｘ）式及び（１Ｙ）式で表される。

図４は、第１構成例の検出座標調整部２４で実施される検出座標調整動作を説明するための図である。上記の（１Ｘ）式及び（１Ｙ）式に従えば、検出角θ１及びθ２に依存せず、常に調整済みの検出座標Ｐ”（Ｘ”，Ｙ”）を実在座標Ｐ（Ｘ，Ｙ）と一致させることができるので、軸干渉を解消して手振れ補正効果を十全に発揮することが可能となる。

なお、第１構成例の検出座標調整部２４を実現するためには、レーザ干渉計などを用いて傾斜角θ１及びθ２を予め測定しておき、その測定値を不揮発的に格納しておく必要がある。このような工程は決して不可能ではないものの、生産効率や製造コストの面で不利となるおそれがある。

（第２構成例）
図５は、検出座標調整部２４の第２構成例を示すブロック図である。第２構成例の検出座標調整部２４は、アンプ２４６及び２４７と、減算器２４８と、加算器２４９を含む。

アンプ２４６は、レンズ位置検出信号Ｘ’を利得ａで増幅する。

アンプ２４７は、レンズ位置検出信号Ｙ’を利得ｂで増幅する。

減算器２４８は、レンズ位置検出信号Ｘ’からアンプ２４７の出力信号を減算して調整済みのレンズ位置検出信号Ｘ”を生成する。

加算器２４９は、レンズ位置検出信号Ｙ’にアンプ２４６の出力信号を加算して調整済みのレンズ位置検出信号Ｙ”を生成する。

従って、第２構成例の検出座標調整部２４で生成される調整済みのレンズ位置検出信号Ｘ”及びＹ”は、それぞれ、下記の（２Ｘ）式及び（２Ｙ）式で表される。

なお、上記の（２Ｘ）式及び（２Ｙ）式は、傾斜角θ１及びθ２がいずれもほぼ０であるときに成立する近似式である。

図６は、第２構成例の検出座標調整部２４で実施される検出座標調整動作を説明するための図である。上記の（２Ｘ）式及び（２Ｙ）式に従えば、適切な利得ａ及びｂを設定することにより、実在座標Ｐ（Ｘ，Ｙ）と調整済みの検出座標Ｐ”（Ｘ”，Ｙ”）との間で互いの座標値の比が一致するように、すなわち、「Ｘ：Ｙ＝Ｘ”：Ｙ”」という関係が満たされるように、調整済みのレンズ位置検出信号Ｘ”及びＹ”を生成することができる。

従って、レンズ１０の移動方向については、検出角θ１及びθ２に依存せず、常に正しい検出結果が得られるので、レンズ１０を意図しない方向に移動させてしまうことなく、適切な手振れ補正を実施することが可能となる。

なお、利得ａ及びｂの理想値を求めようとすると、ａ＝ｓｉｎθ２／ｃｏｓθ１、ｂ＝ｓｉｎθ１／ｃｏｓθ２という演算を行わねばならないので、第１構成例と同じく、傾斜角θ１及びθ２の絶対値が必要となる。しかし、傾斜角θ１及びθ２がほぼ同値であると仮定すれば、より簡易な手法で利得ａ及びｂを算出することができる。以下では、利得ａ及びｂを算出して設定するための利得設定部について説明する。

［利得設定部］
図７は、利得設定部２５の一構成例を示すブロック図である。本構成例の利得設定部２５は、第２構成例の検出座標調整部２４における利得ａ及びｂを設定する目的でレンズ位置制御装置２０に組み込まれる回路ブロックであり、演算処理部２５１と、入力側セレクタ２５２と、出力側セレクタ２５３と、不揮発性記憶部２５４と、を含む。

演算処理部２５１は、利得設定部２５の動作を統括的に制御する。演算処理部２５１としては、マイクロコンピュータなどを用いればよい。演算処理部２５１の動作については後ほど詳細に説明する。

入力側セレクタ２５２は、デマルチプレクサ２５２Ｘ及び２５２Ｙを含み、演算処理部２５１からの制御信号ＳＥＬに基づいて位置センサ２２を検出座標調整部２４と演算処理部２５１のいずれか一方に接続する。より具体的に述べると、入力側セレクタ２５２は、切替信号ＳＥＬがローレベル（通常動作時の論理レベル）であるときに位置センサ２２を検出座標調整部２４に接続し、切替信号ＳＥＬがハイレベル（利得算出動作時の論理レベル）であるときには位置センサ２２を演算処理部２５１に接続する。ただし、入力側セレクタ２５２は必須の構成要素ではなく、入力側セレクタ２５２を省略して出力側セレクタ２５３のみを設けることも可能である。

出力側セレクタ２５３は、マルチプレクサ２５３Ｘ及び２５３Ｙを含み、演算処理部２５１からの制御信号ＳＥＬに基づいてアクチュエータ２１をサーボ演算部２３と演算処理部２５１のいずれか一方に接続する。より具体的に述べると、出力側セレクタ２５３は、切替信号ＳＥＬがローレベル（通常動作時の論理レベル）であるときにアクチュエータ２１をサーボ演算部２３に接続し、切替信号ＳＥＬがハイレベル（利得算出動作時の論理レベル）であるときにはアクチュエータ２１を演算処理部２５１に接続する。

不揮発性記憶部２５４は、演算処理部２５１で算出された利得ａ及びｂを不揮発的に格納する。不揮発性記憶部２５４としては、ＥＥＰＲＯＭ［electrically erasable and programmable read only memory］やフラッシュメモリ等を用いればよい。不揮発性記憶部２５４を有する構成であれば、利得ａ及びｂの算出処理を電源投入毎に行う必要がなくなる。ただし、不揮発性記憶部２５４に代えて揮発性記憶部を用いることも可能である。

図８は、演算処理部２５１による利得算出動作を説明するための図である。まず、演算処理部２５１は、レンズ１０を原点Ｏからｘ軸方向にのみ変位させたときに取得される検出座標Ｐ１（Ｘ１，Ｙ１）から利得ａ（＝Ｙ１／Ｘ１＝ｓｉｎθ１／ｃｏｓθ１）を算出し、その値を不揮発性記憶部２５４に格納する。このようにして算出される利得ａは、先出の（２Ｘ）式において、レンズ位置検出信号Ｙ’に乗じるべき係数（ｓｉｎθ２／ｃｏｓθ１）を近似した値となる。

次に、演算処理部２５１は、レンズ１０を原点Ｏからｙ軸方向にのみ変位させたときに取得される検出座標Ｐ２（Ｘ２，Ｙ２）から利得ｂ（＝Ｘ２／Ｙ２＝ｓｉｎθ２／ｃｏｓθ２）を算出し、その値を不揮発性記憶部２５４に格納する。このようにして算出される利得ｂは、先出の（２Ｙ）式において、レンズ位置検出信号Ｘ’に乗じるべき係数（ｓｉｎθ１／ｃｏｓθ２）を近似した値となる。

このように、第２構成例の検出座標調整部２４と共に、上記構成から成る利得設定部２５を有するレンズ位置制御装置２０であれば、利得ａ及びｂの算出に際して傾斜角θ１及びθ２を予め測定しておく必要がなくなるので、生産効率の低下や製造コストの上昇を招くことなく軸干渉を低減し、手振れ補正装置１の機能を向上することが可能となる。

＜撮像装置＞
先に説明した手振れ補正装置１は、種々の撮像装置（携帯端末用カメラモジュール、デジタルスチルカメラ、及び、デジタルビデオカメラなど）に搭載することができる。

図９は、カメラモジュールを搭載した携帯電話（スマートフォン）の外観図である。本構成例の携帯電話Ａは、本体の前面や背面に搭載される撮像部Ａ１と、ユーザ操作を受け付ける操作部Ａ２（各種ボタンやタッチパネルなど）と、文字や映像（撮影画像を含む）を表示する表示部３と、を有する。カメラモジュールが搭載される携帯端末は、携帯電話に限定されるものではなく、ノート型ＰＣやタブレット型ＰＣ、或いは、携帯ゲーム機なども対象に含まれる。

図１０は、デジタルスチルカメラの外観図である。本構成例のデジタルスチルカメラＢは、被写体の光学像を撮影する撮像部Ａ１と、ユーザ操作を受け付ける操作部Ａ２（レリーズボタンやズームレバーなど）と、撮影画像やメニュー画面を表示する表示部３と、を有する。

図１０は、デジタルスチルカメラの外観図である。本構成例のデジタルスチルカメラＢは、被写体の光学像を撮影する撮像部Ａ１と、ユーザ操作を受け付ける操作部Ａ２（撮影開始／停止ボタンやズームレバーなど）と、撮影画像やメニュー画面を表示する表示部３と、を有する。

上記いずれの撮像装置Ａ〜Ｃについても、先に説明した手振れ補正装置１を搭載することにより、軸干渉の影響を受けにくい高精度の手振れ補正処理を実現することができるので、従来よりも滲みの少ない静止画や揺れの少ない動画を撮影することが可能となる。

＜その他の変形例＞
なお、上記の実施形態では、手振れ補正装置１及びこれを備えた撮像装置Ｘ〜Ｚを例に挙げて説明を行ったが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、本発明は他の用途（光ピックアップや３軸ステージなど）に供される位置制御装置にも広く適用することが可能である。

本明細書中に開示されている種々の技術的特徴は、上記実施形態のほか、その技術的創作の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。すなわち、上記実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきであり、本発明の技術的範囲は、上記実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。

本発明は、例えば、携帯端末用カメラモジュール、デジタルスチルカメラ、ないしは、デジタルビデオカメラの手振れ補正機能を向上するための技術として、好適に利用することが可能である。

１ 手振れ補正装置
１０ レンズ
２０ レンズ位置制御装置
２１、２１Ｘ、２１Ｙ アクチュエータ
２２、２２Ｘ、２２Ｙ 位置センサ
２３、２３Ｘ、２３Ｙ サーボ演算部
２３１Ｘ、２１３Ｙ 増幅回路
２３２Ｘ、２３２Ｙ アナログ／デジタル変換回路
２３３Ｘ、２３３Ｙ 目標座標設定回路
２３４Ｘ、２３４Ｙ 減算回路
２３５Ｘ、２３５Ｙ フィルタ回路
２３６Ｘ、２３６Ｙ 駆動回路
２４ 検出座標調整部
２４０〜２４３、２４６、２４７ アンプ
２４４、２４８ 減算器
２４５、２４９ 加算器
２５ 利得設定部
２５１ 演算処理部
２５２ 入力側セレクタ
２５２Ｘ、２５２Ｙ デマルチプレクサ
２５３ 出力側セレクタ
２５３Ｘ、２５３Ｙ マルチプレクサ
２５４ 不揮発性記憶部
３０ ジャイロセンサ
Ａ 携帯電話（スマートフォン）
Ｂ デジタルスチルカメラ
Ｃ デジタルビデオカメラ
Ａ１、Ｂ１、Ｃ１ 撮像部
Ａ２、Ｂ２、Ｃ２ 操作部
Ａ３、Ｂ３、Ｃ３ 表示部

Claims (12)

1. 第１軸と第２軸により定まる第１座標平面上で被駆動体の実在座標を変位させるアクチュエータと、第１傾斜軸と第２傾斜軸により定まる第２座標平面上で前記被駆動体の検出座標を取得する位置センサとに接続される位置制御装置であって、
   記憶部と、
   前記アクチュエータを駆動するサーボ演算部と、
   前記アクチュエータ及び前記位置センサが取り付けられた状態において前記アクチュエータにより変位させられる前記被駆動体の実在座標と前記位置センサにより取得される前記被駆動体の検出座標との関係を前記記憶部に記憶させるための第１の状態と、前記記憶部に記憶される前記関係により前記位置センサが取得する前記検出座標を調整した調整済みの検出座標と前記被駆動体の目標座標とに基づいて前記サーボ演算部に前記アクチュエータを駆動させるための第２の状態とに切り替え可能な切替部と、
   を有することを特徴とする位置制御装置。
2. 前記第２の状態において、前記位置センサが取得する前記検出座標を調整し、前記調整済みの検出座標を生成する検出座標調整部をさらに備え、
   前記検出座標調整部は、
   前記検出座標の第１座標値を第１利得で増幅する第１アンプと、
   前記検出座標の第２座標値を第２利得で増幅する第２アンプと、
   前記第１座標値から前記第２アンプの出力値を減算する減算器と、
   前記第２座標値に前記第１アンプの出力値を加算する加算器と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の位置制御装置。
3. 前記記憶部は、前記関係を算出する演算処理部に接続され、
   前記演算処理部は、前記第１の状態において前記関係として前記第１利得及び前記第２利得を算出し、
   前記記憶部は、前記第１の状態において前記関係として前記演算処理部で算出された前記第１利得及び前記第２利得を記憶することを特徴とする請求項２に記載の位置制御装置。
4. 前記演算処理部は、前記第１の状態において前記被駆動体を前記第１軸方向にのみ変位させたときに取得される前記検出座標から前記第１利得を算出し、前記被駆動体を前記第２軸方向にのみ変位させたときに取得される前記検出座標から前記第２利得を算出することを特徴とする請求項３に記載の位置制御装置。
5. 前記第２の状態において、前記位置センサが取得する前記検出座標を調整し、前記調整済みの検出座標を生成する検出座標調整部をさらに備え、
   前記検出座標調整部は、
   前記検出座標の第１座標値を第１利得で増幅する第１アンプと、
   前記第１座標値を第２利得で増幅する第２アンプと、
   前記検出座標の第２座標値を第３利得で増幅する第３アンプと、
   前記第２座標値を第４利得で増幅する第４アンプと、
   前記第１アンプの出力値から前記第３アンプの出力値を減算する減算器と、
   前記第２アンプの出力値に前記第４アンプの出力値を加算する加算器と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の位置制御装置。
6. 前記記憶部は、前記関係を算出する演算処理部に接続され、
   前記演算処理部は、前記第１の状態において前記関係として前記第１利得、前記第２利得、前記第３利得、及び前記第４利得を算出し、
   前記記憶部は、前記第１の状態において前記関係として前記演算処理部で算出された前記第１利得、前記第２利得、前記第３利得、及び前記第４利得を記憶することを特徴とする請求項５に記載の位置制御装置。
7. 前記演算処理部は、前記第１の状態において前記被駆動体を前記第１軸方向にのみ変位させたときに取得される前記検出座標から前記第１利得及び前記第３利得を算出し、前記被駆動体を前記第２軸方向にのみ変位させたときに取得される前記検出座標から前記第２利得及び前記第４利得を算出することを特徴とする請求項６に記載の位置制御装置。
8. 前記検出座標調整部は、前記第１軸と前記第１傾斜軸との成す角度θ１、及び、前記第２軸と前記第２傾斜軸との成す角度θ２に基づいて、前記第１利得、前記第２利得、前記第３利得、及び、前記第４利得を、それぞれ、ｃｏｓθ１、ｓｉｎθ１、ｓｉｎθ２、及び、ｃｏｓθ２に設定することを特徴とする請求項５〜請求項７のいずれか一項に記載の位置制御装置。
9. 前記切替部は、
   前記位置センサを前記検出座標調整部と前記演算処理部のいずれか一方に接続する入力側セレクタと、
   前記アクチュエータを前記サーボ演算部と前記演算処理部のいずれか一方に接続する出力側セレクタと、を含むことを特徴とする請求項３、４、６又は７に記載の位置制御装置。
10. 前記サーボ演算部は、
    前記検出済みの検出座標を示す信号を増幅する増幅回路と、
    前記増幅回路の出力信号をデジタル変換するアナログ／デジタル変換回路と、
    前記目標座標を定めるための目標位置設定信号を生成する目標座標設定回路と、
    前記アナログ／デジタル変換回路の出力信号と目標位置設定信号との差分演算を行う減算回路と、
    前記減算回路の出力信号にフィルタ処理を施すフィルタ回路と、
    前記フィルタ回路の出力信号に基づいて前記アクチュエータを駆動する駆動回路と、を含むことを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載の位置制御装置。
11. 被駆動体であるレンズと、
    前記レンズの位置を制御する請求項１０に記載の位置制御装置と、
    角速度を検出するジャイロセンサと、を有し、
    前記目標座標設定回路は、前記ジャイロセンサの検出結果に基づいて手振れを打ち消すように前記目標位置設定信号を生成することを特徴とする手振れ補正装置。
12. 請求項１１に記載の手振れ補正装置を有することを特徴とする撮像装置。

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