JP7242458B2 - アクチュエータの制御装置および制御方法、撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、アクチュエータのＰＷＭ（パルス幅変調）制御に関するものである。

像ブレ補正機能を有する撮像装置には、例えば、撮像素子を平行移動させる手ブレ補正機構（像面防振機構）が搭載されている。撮像素子の近傍にアクチュエータが配置されるため、磁気的な相互作用を利用して像面を移動させる機構部において磁気的なノイズの発生に対する注意が必要である。一般的に、像面防振機構には扁平ＶＣＭ（Ｖｏｉｃｅ Ｃｏｉｌ Ｍｏｔｏｒ）と呼ばれるアクチュエータが利用され、磁気的なノイズが発生する可能性がある。

特許文献１に開示のインバータは、極性が入れ替わるゼロクロス付近での電流の乱れがなく、高効率で、ノイズの発生を抑制することが可能である。ゼロクロスを含む所定期間では、各レグの上アームおよび下アームを交互にオンオフするようにＰＷＭ方式で作動させ、所定期間以外では、各レグの一方のアームのみをオンオフする方法が開示されている。

特開２０１４－６４３６３号公報

特許文献１によると、ゼロクロスを含む所定期間でＶと－Ｖという２つの電位のみを用いた方式により、微小にアクチュエータを駆動させる場合においてもデッドタイムによる不感帯の影響の小さい制御が可能である。しかしながら、Ｖと－Ｖという２電位のみを用いた方式でＰＷＭ制御を行う場合、磁気的なノイズは相対的に大きくなってしまう。特に撮像装置のように撮像時にアクチュエータを静止させる制御指示を行う場合に特許文献１の方法を用いることには問題がある。磁気的なノイズの発生を抑制しないと、撮像素子からの信号読み出しにおいて像面情報にノイズが混入する要因となる。
本発明の目的は、制御指令値に応じて通電方式を切り替えることでノイズ抑制と制御性に好適なアクチュエータの動作を可能にした制御装置を提供することである。

本発明の実施形態の装置は、パルス幅変調制御によりアクチュエータの制御を行う制御装置であって、相対的に歪が小さく、相対的にリップル電流が大きい第１の通電方式と、相対的に歪が大きく、相対的にリップル電流が小さい第２の通電方式とを切り替えて制御信号を出力する制御手段と、前記制御信号にしたがって前記アクチュエータを駆動する駆動手段と、を有する。前記制御手段は、第１の指令値において前記第１の通電方式を選択し、前記第１の指令値より大きい第２の指令値において前記第２の通電方式を選択する。

本発明によれば、制御指令値に応じて通電方式を切り替えることでノイズ抑制と制御性に好適なアクチュエータの動作を可能にした制御装置を提供することができる。

本発明の実施形態における通電方式の切り替えの判断を説明するフローチャートである。 撮像装置の中央断面図（Ａ）および電気的構成を示すブロック図（Ｂ）である。 像ブレ補正機構部の分解斜視図である。 磁束の発生と撮像素子への影響を説明する図である。 ＰＷＭ制御と縞状ノイズとの関係を説明する図である。 駆動回路を説明する図である。 複数の通電方式での電圧、電流の状態を説明する図である。 正逆通電での波形例と歪を説明する図である。 オンショート通電での波形例と歪を説明する図である。 第２実施形態における通電方式の切り替えの判断を説明するフローチャートである。 光軸回り方向に回転した状態の像ブレ補正機構部を示す図である。

以下に、本発明の好ましい実施形態を、添付図面に基づいて詳細に説明する。
［第１実施形態］
図１から図９を参照して、パルス幅変調制御によりアクチュエータを制御する制御装置について説明する。図１は実施形態における通電方式の切り替えの判断を説明するフローチャートであり、その詳細については後述する。図２は撮像装置の構成例を示す図である。

図２（Ａ）は撮像装置１を模式的に示す中央断面図である。撮像装置１の一例として、装置本体部にレンズユニット２を装着して使用する交換レンズ式カメラを説明する。レンズユニット２は、複数のレンズや絞りからなる撮像光学系３を備える。撮像光学系３の光軸を光軸４で示す。レンズシステム制御部（以下、レンズ制御部という）１２は、電気接点１１を介して撮像装置１の装置本体部内の制御部と通信可能である。

撮像装置１の装置本体部は撮像素子６を備え、背面部に表示装置９ａが設けられている。ユーザは電子ビューファインダ（ＥＶＦ）９ｂによって被写体を観察可能である。装置本体部は、撮像された画像の像ブレを補正するブレ補正部１４と、手振れ等による装置の振れを検出するブレ検出部１５を備える。シャッタ機構部１６は撮像素子６に対して被写体側に配置され、露光時間の制御に用いられる。

図２（Ｂ）は撮像システムの主要な構成部を示すブロック図である。撮像システムは撮像部、画像処理部、記録再生部、制御部を備える。撮像部は撮像光学系３、撮像素子６、シャッタ機構部１６を含む。記録再生部は記憶部８、表示部９（図２（Ａ）：表示装置９ａ，ＥＶＦ９ｂ）を含む。制御部は、カメラシステム制御部（以下、カメラ制御部という）５、操作検出部１０、レンズ制御部１２、レンズ駆動部１３、ブレ補正部１４、およびブレ検出部１５を含む。

レンズ制御部１２は、レンズ駆動部１３を介して、フォーカスレンズ、像ブレ補正レンズ、絞り等の駆動制御を行う。撮像素子６は、撮像光学系３、シャッタ機構部１６を介して被写体からの光を受光し、光電変換により電気信号を出力する。画像処理部７は撮像素子６の出力する画像信号を取得して現像処理等を実行する。画像処理後の画像データは記憶部８に記憶される。

ブレ検出部１５は光軸４を中心軸とする回転を検出可能であり、ピッチ方向、ヨー方向、ロール方向における撮像装置の回転ブレを検出する。例えばジャイロセンサ等を用いて振れ検出が行われ、振れ検出信号はカメラ制御部５に出力される。

カメラ制御部５は、操作検出部１０により検出される操作信号にしたがって、撮像装置１およびレンズユニット２の制御を統括する。カメラ制御部５はＣＰＵ（中央演算処理装置）を備え、ＣＰＵは所定のプログラムを実行して撮像システムにおける各種の処理を行う。

ブレ補正部１４は、カメラ制御部５からの制御指令にしたがって像ブレ補正を行う。ブレ補正部１４は、光軸４に直交する平面内にて撮像素子６を並進方向に移動させるとともに、光軸４を中心軸として撮像素子６を回転させる機構部を備える。具体的な構造については後述する。

次に撮像装置１の動作について説明する。被写体からの光は、撮像光学系３を介して撮像素子６の撮像面に結像する。撮像素子６の出力信号からピント評価量や露光量が得られ、これらの情報に基づいて撮像光学系３の光学調整処理が実行される。すなわち、撮像素子６が適正に露光され、被写体像に対応する撮像信号が撮像素子６から出力される。

シャッタ機構部１６はシャッタ幕を走行させることで撮像素子６に対する遮光制御を行う。シャッタ機構部１６は遮光部材（メカ後幕）を備えており、撮像素子６への露光の完了はシャッタ機構部１６によって行われる。撮像素子６では、シャッタ機構部１６の後幕走行に先だって電子先幕の処理が行われる。これは、ラインごとに電荷をリセットすることによって露光開始のタイミングを制御する処理である。電子先幕のモードでは、撮像素子６の電荷のリセット動作とシャッタ機構部１６の後幕の移動とを同期させて露光制御が行われる。電子先幕の技術は公知であるため、その詳細な説明は割愛する。

画像処理部７は、Ａ／Ｄ変換器、ホワイトバランス調整回路、ガンマ補正回路、補間演算回路等を有する。例えば、画像処理部７は、撮像素子６から取得したベイヤ配列の信号から色補間（デモザイキング）処理を施してカラー画像データを生成し、記録用画像データを記憶部８に出力する。また画像処理部７は静止画像、動画像、音声等のデータ圧縮を行う。記憶部８は不揮発性メモリを備え、画像データを含む各種データ等を記憶する。カメラ制御部５は記憶部８へのデータの記憶処理や、記憶部８から読み出したデータを表示部９に出力してユーザに提示する処理を行う。

カメラ制御部５は、ユーザ操作信号に応じて、撮像処理、画像処理、記録再生処理等の制御を行う。例えば、操作検出部１０はシャッタレリーズ釦の押下を検出する。シャッタレリーズ釦の半押し操作によって第１スイッチがオンし、以下ではＳ１操作という。さらにシャッタレリーズ釦の全押し操作によりユーザが釦を最後まで押し切ると第２スイッチがオンし、以下ではＳ２操作という。カメラ制御部５は操作検出部１０からＳ２操作による撮影指示を受け付けると、撮像素子６の駆動制御や、画像処理、圧縮処理等を行い、さらに表示部９の画面上に画像情報等を表示する制御を行う。また操作検出部１０は、本体部背面の表示装置９ａに設けられたタッチパネルの操作を検出して、ユーザの操作指示をカメラ制御部５に伝達する。

次に撮像光学系３の動作について説明する。カメラ制御部５は画像処理部７と接続され、撮像素子６からの信号に基づいて適切な焦点位置、絞り値を算出する。つまり、カメラ制御部５は撮像素子６の出力信号により、測光および焦点状態検出を行い、露光条件（Ｆ値、シャッタ速度等）を決定する。カメラ制御部５は絞り制御やシャッタ制御によって撮像素子６の露光制御を行う。カメラ制御部５は、電気接点１１を介してレンズ制御部１２に指令信号を送信する。レンズ制御部１２は、カメラ制御部５からの指令信号にしたがってレンズ駆動部１３を制御する。例えば、手振れ等を補正するモードにおいて、撮像素子６から得られた信号に基づくカメラ制御部５からレンズ制御部１２への指令信号により、レンズ駆動部１３は補正レンズ（シフトレンズ等）を移動させて像ブレ補正動作を行う。

ユーザ操作に応じて撮像装置１の各部の動作を制御することで、静止画および動画の撮影が可能である。ユーザが撮像装置１の操作部材を用いて静止画や動画の撮影を指示すると、カメラ制御部５は操作検出部１０からの操作信号にしたがって撮影動作の制御を行う。カメラ制御部５は、ブレ検出部１５からの検出信号に基づいて目標値を算出し、ブレ補正部１４の駆動制御を行う。つまり、ブレ検出部１５の検出信号に基づく目標値の生成およびブレ補正部１４の駆動制御は、カメラ制御部５が担っている。その際にカメラ制御部５は、撮影条件や露光条件等に応じて像ブレ補正動作の制御を行う。

ブレ補正部１４の駆動制御の流れを簡単に説明すると、ユーザによるＳ１操作が行われ、これを操作検出部１０が検出して撮影準備動作が開始される。いわゆる構図を定めるエイミング動作中にユーザの構図決めを容易にするために、ブレ補正部１４による像ブレ補正が行われる。すなわち、ブレ検出部１５の検出信号に基づくブレ補正部１４の制御により撮像素子６が駆動（移動または回転）される。その後、ユーザによるＳ２操作が行われ、これを操作検出部１０が検出して撮影動作（画像記録動作）が開始される。この時、露光動作により取得される被写体像の像ブレを抑制するために、ブレ検出部１５の検出信号に基づくブレ補正部１４の制御により撮像素子６が駆動される。露光後に一定時間が経過すると像ブレ補正動作が停止される。本実施形態における通電方式の切り替えの詳細については、図１を用いて後述する。

図３を参照して、像面防振機構を有するブレ補正部１４の具体例を説明する。ブレ補正部１４は像ブレ補正機構部とその制御回路部を有する。図３は像ブレ補正機構部の分解斜視図である。像ブレ補正機構部の制御を行う電気的な仕組みについては図示を省略している。図３の上下方向（Ｚ軸方向）を光軸４と平行な方向とし、Ｚ軸方向に直交するＸ軸方向およびＹ軸方向を定義する。像ブレ補正機構部は固定部と可動部を備える。移動しない固定部には１００番台の番号を付し、可動部には２００番台の番号を付して示す。固定部と可動部との間で挟持されるボール３０１（本実施形態では３個のボール３０１ａ～ｃ）は転動部材である。

まず固定部を構成する、上部ヨーク１０１、下部ヨーク１０８、ベース板１１０を説明する。上部ヨーク１０１には、上部磁石１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ，１０３ｄ，１０３ｅ，１０３ｆが吸着した状態で接着固定される。上部磁石１０３ａおよび１０３ｂ，１０３ｃおよび１０３ｄ，１０３ｅおよび１０３ｆがそれぞれ隣接している。上部ヨーク１０１は、ビス１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃを用いて、ベース板１１０に締結固定される。

下部ヨーク１０８には、下部磁石１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄ，１０７ｅ，１０７ｆが吸着した状態で接着固定される。下部磁石１０７ａおよび１０７ｂ，１０７ｃおよび１０７ｄ，１０７ｅおよび１０７ｆがそれぞれ隣接している。

ベース板１１０には、下部磁石１０７ａ～ｆを避けるように複数の穴部が設けられており、各穴部から磁石の面がそれぞれ突出するように構成される。ベース板１１０と下部ヨーク１０８は、ビス１０９ａ，１０９ｂ，１０９ｃによって締結固定される。下部磁石１０７ａ～ｆは、ベース板１１０よりも厚み方向の寸法が大きいので、ベース板１１０の穴部から突出した状態となる。

上部ヨーク１０１および上部磁石１０３ａ～ｆと、下部ヨーク１０８および下部磁石１０７ａ～ｆは磁気回路を形成し、いわゆる閉磁路を為している。上部磁石１０３ａ～ｆおよび下部磁石１０７ａ～ｆは、それぞれ光軸方向（図３の上下方向）に着磁されており、隣接する磁石（例えば上部磁石１０３ａと１０３ｂ）が互いに異なる向きに着磁されている。また、対向する上部磁石と下部磁石（例えば上部磁石１０３ａと下部磁石１０７ａ）は互いに同じ向きに着磁されている。このようにすることで、上部ヨーク１０１と下部ヨーク１０８との間には光軸方向に強い磁束密度が生じる。

上部ヨーク１０１と下部ヨーク１０８との間には強い吸引力が生じるので、ベース板１１０上ではメインスペーサ１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃおよび補助スペーサ１０４ａ，１０４ｂによって適当な間隔を保つように構成されている。ここでいう適当な間隔とは、上部磁石１０３ａ～ｆと下部磁石１０７ａ～ｆとの間に、後述するコイル２０５ａ～ｃおよびフレキシブルプリント基板（以下、ＦＰＣと記す）２０１を配置するとともに適当な空隙を確保できる間隔である。メインスペーサ１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃにはネジ穴が設けられている。ビス１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃによって上部ヨーク１０１がメインスペーサ１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃに固定される。各メインスペーサの胴部にはゴムが設置されており、可動部に対する機械的端部（いわゆるストッパー）を形成している。

可動枠２０６およびＦＰＣ２０１は可動部を構成する。可動枠２０６は、上部ヨーク１０１とベース板１１０との間に配置される。可動枠２０６はマグネシウムダイキャストまたはアルミニウムダイキャストで形成されており、軽量で剛性が高い。可動枠２０６には複数の凹部が形成されており、コイル２０５ａ，２０５ｂ，２０５ｃがそれぞれ収容される。可動枠２０６はプリント基板２０３を備える。プリント基板２０３は不図示の撮像素子６、コイル２０５ａ，２０５ｂ，２０５ｃおよび後述の位置検出素子と電気的に接続される。プリント基板２０３はコネクタを介して外部回路との間で信号の送受を行う。

ＦＰＣ２０１にはホール素子等の位置検出素子が実装され、その取り付け位置２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃを示す。複数の位置検出素子は、図３では見えない反対側の面において取り付け位置２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃに取り付けられている。

ベース板１１０には固定部転動板１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃが接着固定され、可動枠２０６には可動部転動板２０４ａ，２０４ｂ，２０４ｃが接着固定されている。これらの転動板は互いに対向しており、ボール３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃの転動面をそれぞれ形成する。つまり、ボール３０１ａ～ｃは、固定部転動板１０６ａ～ｃと可動部転動板２０４ａ～ｃとの間にそれぞれ挟持されるので、ベース板１１０に対して可動枠２０６が移動可能に支持される。固定部転動板および可動部転動板を使用せずにボール３０１ａ～ｃをベース板１１０と可動枠２０６との間に介在させる方法に比較して、転動板を別途設けることで表面粗さや硬さ等を好ましい状態に設計することが容易となる。

上述した構成の像ブレ補正機構部において、コイル２０５ａ～ｃに電流を流すことで、フレミングの左手の法則に従う力が発生し、可動部を動かすことができる。本実施形態では、前述した磁気回路を利用して位置を検出できるように、磁気検出素子を用いて可動部の位置検出が行われる。例えばホール素子は小型の素子であるため、コイル２０５ａ～ｃの巻き線の内側に入れ子になるように配置することができる。またホール素子の信号を用いることでフィードバック制御を行える。ホール素子の信号値に基づき、光軸４に直交する平面内で可動部の並進運動とともに光軸４を中心とする回転運動の制御を行うことができる。

像ブレ補正機構部をほぼ光軸回りに回転させる制御に関して簡単に説明すると、取り付け位置２０２ａにあるホール素子の信号を一定に保ったまま、取り付け位置２０２ｂと２０２ｃにあるホール素子信号が逆位相となるように駆動制御が行われる。これによって、おおよそ光軸４を中心とする回転運動を発生させることができる。

位置検出素子の取り付け位置２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃで検出されるのは光軸方向の磁束密度である。上部磁石１０３ａ～１０３ｆと下部磁石１０７ａ～１０７ｆ等からなる磁気回路の特性は一般的に非線形である。そのため、位置検出素子の取り付け位置２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃにおいて検出される磁束密度に関しては、必ずしも駆動範囲のすべてで一定の分解能となっていない。つまり、駆動範囲内において検出分解能が変化する。例えば磁束密度の変化が、急峻な位置となだらかな位置とがあり、急峻な位置ほど検出分解能が高い（移動量に対する磁束密度変化が大きい）。図３に示した磁気回路では、磁石の境界位置（例えば上部磁石１０３ａと１０３ｂとの境界位置）にて、最も磁束密度の変化が大きく検出分解能が高い。尚、制御方法の詳細に関しては周知であるため、これ以上の説明を省略する。

図４を参照して、漏れ磁束について説明する。図４はブレ補正部１４に撮像素子６が取り付けられた状態を示しており、図４（Ａ）は光軸方向から見た場合の図である。図４（Ｂ）は、図４（Ａ）のＡ－Ａ線で示す位置での断面図である。図４において図３で使用した符号を用いて説明を行う。撮像素子６内に設けられたＣＭＯＳセンサ６ａ、カバーガラス６ｂ、センサ筐体６ｃ、センサホルダ２１０をそれぞれ示す。図４（Ｂ）には漏れ磁束を矢印３１，３２によって模式的に示す。

図４（Ａ）に示すように、撮像素子６はセンサホルダ２１０に接着等の方法で固定されたのち、可動枠２０６に固定される。よって可動枠２０６が移動すると一体的に撮像素子６も移動する。磁束はコイル２０５ｃに電流が流れることにより発生する（図４ではコイル２０５ｃを例示しているが他のコイルも同様である）。多くの磁束は、軟磁性材料で形成されている上部ヨーク１０１、下部ヨーク１０８により遮断される。しかし、一部の磁束は矢印３１，３２で示す経路をたどってＣＭＯＳセンサ６ａに到達する。ＣＭＯＳセンサ６ａに対し、後述するように信号読出しの際に変化する漏れ磁束が作用すると、縞状のノイズの原因となる。

コイル２０５ｃの通電は一般的にはパルス幅変調（ＰＷＭ）方式で行われ、電流の向きや量が一定の周期で変動する。その結果、いわゆるリップル電流が生じて、不要な磁束が発生する。この不要磁束によりノイズが発生する。

図５を参照して、ＰＷＭ方式での通電に伴うリップル電流の発生と画像に生じる縞状のノイズの関係について説明する。図５（Ａ）は通電における電圧と電流との関係を示す図である。図５（Ｂ）はリップル電流と縞状のノイズとの関係を模式的に示す図である。

図５（Ａ）にて上側に示す電圧波形４１は矩形波状に変化し、ＰＷＭ信号のＤＵＴＹ（デューティー比）を切り替えるタイミング４２でパルス幅が変化する。図５（Ａ）にて下側に示す電流波形４３は三角波であり、Ｉ１は切り替えタイミング４２以前の平均電流値を表し、Ｉ２は切り替えタイミング４２以後の平均電流値を表す。

図５（Ｂ）に示す枠４４は、取得される画像の領域を示す。枠４４内の複数の横線４５は、縞状のノイズを模式的に表しており、矢印４６は信号の読出しが順次行われることを示している。

ＰＷＭ方式では、制御電圧をデジタル的に制御するとともに、一定周期（ＰＷＭ周期）内の通電におけるＤＵＴＹを切り替えることで、任意の比率を表現する。例として、図５（Ａ）では切り替えタイミング４２以前に、＋５０％の通電を行う状態を示し、切り替えタイミング４２以後に、＋２５％の通電を行う状態を示している。また、電圧値は＋Ｖまたは０である。これに対して、反対方向への通電を行う場合には後述するように－Ｖまたは０の２値をとるように電圧値が変化するとともに、その比率が変化する。

ＰＷＭ周波数は、機械的な応答に対応する周波数よりも十分に高い周波数に設定される。例えば、手振れに対する像ブレ補正において１００Ｈｚ程度までの制御を行う場合を想定する。この場合、ＰＷＭ周波数は１００ｋＨｚ等に設定される。これによりＰＷＭ信号の揺らぎは、実際上の制御では問題とならず平均的な応答のみが出力される。図３で説明した像ブレ補正機構部では、可動枠２０６の質量の効果により高周波成分が十分に遮断される。つまり、像ブレ補正機構部が機械的なＬＰＦ（ローパスフィルタ）となっていると理解すればよい。そのため、ＰＷＭ周波数での揺らぎは可動枠２０６の移動（実際に作用しているのは駆動力）として観測されない。

一方で、図５（Ａ）の電流波形４３で示すように、平均電流値はＩ１からＩ２へ変化する。アクチュエータのコイルの抵抗をＲと表記すると、Ｉ１＝Ｖ×（ＰＷＭのＤＵＴＹ）／Ｒとして、ＰＷＭのＤＵＴＹが決定される。具体的には図５（Ａ）では、切り替えタイミング４２以前にはＤＵＴＹ＝＋５０％であり、Ｉ１＝Ｖ／（２Ｒ）の電流値である。切り替えタイミング４２以後にはＤＵＴＹ＝＋２５％であり、Ｉ２＝Ｖ／（４Ｒ）の電流値である。Ｉ１，Ｉ２のような平均的な電流が、可動枠２０６の駆動力に対応する電流として出力される。すなわちＤＵＴＹを変化させることで可動枠２０６に作用する駆動力を制御することができる。

図５（Ａ）に示したように、電流波形４３はＰＷＭ周波数に応じて変動し、三角波として変化する。電流波形４３はコイルのインピーダンス（抵抗値とインダクタンス）によって変化する。一般的にはＰＷＭ周波数は十分に高いので、コイルのインピーダンスで決まるカットオフ周波数よりも高い周波数である。その場合、図５（Ａ）で示すような三角波が応答として得られる。三角波の振幅はコイルのインピーダンスで決まる。この三角波によって生じる電流をリップル電流と呼ぶ。リップル電流はＰＷＭ周波数の成分を多く含む。リップル電流は正弦波ではなく三角波であるので、高調波成分等も含むがＰＷＭ周波数の成分も大きい。また、コイルには電流が流れるとそれに対応した磁束が発生する。リップル電流によっても磁束が発生する。結果として、ＰＷＭ周波数で変化する磁束が発生する。

図５（Ｂ）の縞状のノイズは、画像の情報を読み出す際に発生する様子を模式的に示している。撮像素子６の信号は、矢印４６で示すように順次読み出される。図５（Ｂ）では行方向に順次読み出す様子を示している。その読出し周期は像ブレ補正機構部を制御するためのＰＷＭ周期とは完全には同期していない。このため、読み出し行ごとに作用するリップル電流によって生じた磁束変化を、図５（Ｂ）では模式的にＮ，Ｓ，Ｎ，Ｓ，・・・と交互に変化するように示している。

信号読み出しの際、アンプ等の電気回路に前記磁束が作用すると、読み出しの電位が変化する場合がある。特に高感度と呼ばれる撮像素子の状態（ＩＳＯ感度が高い状態）において、その影響を受けやすい。図５（Ｂ）ではＮの時に暗く、Ｓの時に明るくなるように模式的に示しており、画像には横方向の縞状のレベル差が発生して読み出しが行われる。これを本明細書では縞状のノイズと呼ぶ。尚、図５（Ｂ）ではＮの時に暗く、Ｓの時に明るくなる例を示したが、これは電気回路の構成等によって異なる。要するに、リップル電流によって生じたＰＷＭ周波数での磁束変化が、画像では縞状のノイズとなって観測されるということである。

図６を参照して、ＰＷＭ制御を行うための電気回路の例と、電気回路を構成するスイッチ素子のＯＮ・ＯＦＦ制御におけるデッドタイムについて説明する。図６に示す回路は、一般的にＨブリッジと呼ばれる構成である。図６においてモータ４７は、像ブレ補正機構部のコイルに対応する。矢印４８，４９は電流の流れる方向を示している。Ｈブリッジは、４つのスイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４を備える。これらのスイッチはＦＥＴ（Field Effect Transistor）等の半導体スイッチ素子である。図６（Ａ）はＨブリッジのスイッチをすべて開放してハイインピーダンスにした状態を示す。図６（Ｂ）はグランドに対して短絡した状態を示す。図６（Ｃ）は矢印４８，４９の方向、つまりＴＥＲ１からＴＥＲ２の方向に電流を流す状態を示す。

図６に示すＨブリッジの中央にモータ４７が配されるので、英文字Ｈのような形状の回路が形成される。一組のスイッチＳＷ１とＳＷ２は１つの制御信号Ｃｔｒｌ１により制御され、もう一組のスイッチＳＷ３とＳＷ４は１つの制御信号Ｃｔｒｌ２により制御される。それぞれの組のスイッチは択一的にしかＯＮにならない。すなわちＳＷ１とＳＷ２、またはＳＷ３とＳＷ４が、同時にＯＮにはならないように制御される。仮に、ＳＷ１とＳＷ２、またはＳＷ３とＳＷ４が同時にＯＮになった場合、電源電圧Ｖの電源端子とＧＮＤが短絡して大電流が流れ、回路破壊の可能性がある。そのため、ＳＷ１がＯＮでＳＷ２がＯＦＦの状態から、ＳＷ１がＯＦＦでＳＷ２がＯＮに遷移する場合には、必ず一定時間に亘ってＳＷ１およびＳＷ２がＯＦＦの状態となる時間が生じるように制御される。この時間をデッドタイムと呼び、制御的にはモータ４７が反応できない時間となる。デッドタイムに伴う課題については、図８および図９を用いて後述する。

モータ４７に対して通電を行わない場合、図６（Ａ）または図６（Ｂ）に示すようにスイッチが制御される。例えば、図６（Ｂ）ではＳＷ１とＳＷ３がＯＦＦで、ＳＷ２とＳＷ４がＯＮである。ＴＥＲ１はＳＷ１とＳＷ２との接続点とモータ４７とを繋ぐ出力線であり、ＴＥＲ２はＳＷ３とＳＷ４との接続点とモータ４７とを繋ぐ出力線である。図６（Ｂ）の場合、ＴＥＲ１とＴＥＲ２が短絡した状態にある。モータ４７から逆起電力が発生する場合（回転型モータであればモータが慣性負荷等で回転している場合）にはモータ４７にブレーキがかかる。

一方、モータ４７に対して通電を行う場合、例えば図６（Ｃ）に示すようにＳＷ１がＯＮで、ＳＷ４がＯＮとなる。前述したように、組となっているスイッチは択一的にしかＯＮにならないので、ＳＷ２とＳＷ３はＯＦＦとなる。図６（Ｃ）の場合、ＴＥＲ１からＴＥＲ２の方向に矢印４８，４９で示すように電流が流れる。これとは反対方向に電流を流す場合には、ＳＷ２およびＳＷ３をＯＮとし、ＳＷ１およびＳＷ４をＯＦＦとすればよい。

図６からわかるように、モータ４７の両端にかかる電圧値は＋Ｖ、０、－Ｖの３状態である。Ｃｔｒｌ１，Ｃｔｒｌ２の制御により、Ｈブリッジ回路を用いて容易にＰＷＭ制御を行うことができる。

図７を参照して、通電方式とリップル電流との関係について説明する。ＰＷＭ方式には以下のように、複数の通電方式がある。
・＋Ｖと－Ｖという、２つの電位を用いる方式（以下、正逆通電と呼ぶ）。
・＋Ｖ，０，－Ｖという、３つの電位を用いる方式（以下、オンショート通電と呼ぶ）。

図７（Ａ）は正逆通電の場合の、電圧と電流との関係を示す図であり、図７（Ｂ）はオンショート通電の場合の、電圧と電流との関係を示す図である。各図の上側に電圧の時間変化を示し、下側に電流の時間変化を示す。図７（Ａ）、（Ｂ）とも左から順番に、フル通電（ＤＣ的にＶの電圧をかけた場合）に対して、０％、＋５０％、＋１００％、－５０％の電流が流れるようにした場合の、電圧と電流の定常的な様子を、ＰＷＭの１周期の期間について示している。ここでいう「定常的な」とは、過渡応答ではなく安定した状態であることを意味する。また、電流波形においてリップル電流は実際には小さいが、理解を容易にするために、リップル電流に関して縦軸を拡大して表示している。

図７（Ａ）において、正逆通電でＤＣ的な電流が０％，＋５０％，＋１００％，－５０％となるときの電圧波形５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄをそれぞれ示す。また正逆通電でＤＣ的な電流が０％，＋５０％，＋１００％，－５０％となるときの電流波形５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄをそれぞれ示す。矢印５３ａ，５３ｂ，５３ｄはそれぞれ、正逆通電でＤＣ的な電流が０％，＋５０％，－５０％のときに生じるリップル電流の大きさを示している。

図７（Ａ）にて、正逆通電でＤＣ的に電流を流さない場合、波形５１ａで示すように＋Ｖと－Ｖの電圧が５０％の比率でモータに印加される。こうすることで、平均的には電流が流れない。電流波形５２ａは電流値０を中心に揺れ、三角波（リップル電流の大きさ：矢印５３ａ参照）が生じる。＋Ｖ，－Ｖの電圧がモータに印加されるので、リップル電流という意味では振幅が最大の状態となる。すなわち、矢印５３ａで示すリップル電流の振幅は、ほかのどの状態よりも大きく、画像に生じる縞状のノイズは大きくなる。

正逆通電でＤＣ的な電流を＋５０％とする場合には、ＰＷＭ周期の７５％の時間で電圧値を＋Ｖとし、ＰＷＭ周期の２５％の時間で電圧値を－Ｖとして通電が行われる（電圧波形５１ｂ）。正逆通電ではＤＣ的に流れる電流を正方向（＋方向）に増やすと＋Ｖの比率が大きくなり、波形５１ｂから波形５１ｃのように変化する。反対に、負方向（－方向）に増やすと－Ｖの比率が大きくなり、－５０％では電圧波形５１ｄのようになる。それにしたがってリップル電流は減少していき、＋５０％，－５０％のときには振幅がそれぞれ、矢印５３ｂ，５３ｄで示す量となる。＋１００％で通電が行われるときには、電圧が＋Ｖで一定であるので、ＰＷＭ周期中の電圧と電流に変動がなくリップル電流は発生しない。尚、－１００％での通電は図示されていないが、電圧が－Ｖで一定であるので、ＰＷＭ周期中の電圧と電流に変動がなくリップル電流は発生しない。

一方、図７（Ｂ）において、オンショート通電でＤＣ的な電流が０％，＋５０％，＋１００％，－５０％となるときの電圧波形５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄをそれぞれ示す。また、オンショート通電でＤＣ的な電流が０％，＋５０％，＋１００％，－５０％となるときの電流波形５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄをそれぞれ示す。矢印５６ｂ，５６ｄはそれぞれオンショート通電でＤＣ的な電流が＋５０％，－５０％のときに生じるリップル電流の大きさを示している。

図７（Ｂ）にて、オンショート通電でＤＣ的に電流を流さない場合、電圧波形５４ａで示すように、いわゆるショートの状態にある。すなわち電圧は０Ｖから変化しない。電流波形５５ａに示すように平均的には電流が流れない。電圧値はゼロで一定であるのでＰＷＭ周期中の電圧と電流に変動がなくリップル電流は生じない。

オンショート通電では、ＤＣ的に流れる電流を＋方向に増やすと＋Ｖの比率が大きくなる。＋５０％ではＰＷＭ周期の５０％の時間で電圧値が＋Ｖとなり、５０％の時間で電圧値がゼロとなる。＋方向の電流を増やしていくと＋Ｖの比率がさらに大きくなり、波形５４ｂから波形５４ｃのように変化する。反対に、－方向に増やすと－Ｖの比率が大きくなり、－５０％では波形５４ｄのようになる。リップル電流は、オンショート通電では５０％の通電状態が最大となり、＋５０％，－５０％において振幅がそれぞれ、矢印５６ｂ，５６ｄで示す量となる。＋１００％での通電のときには、電圧値は＋Ｖで一定であるのでＰＷＭ周期中の電圧と電流に変動がなくリップル電流は生じない。尚、－１００％での通電は図示されていないが、電圧値は－Ｖで一定であるのでＰＷＭ周期中の電圧と電流に変動がなくリップル電流は生じない。

数値計算を行うとわかるように、正逆通電のリップル電流は、ＤＣ（直流）的な電流量によらず、常にオンショート通電のリップル電流よりも大きい。例えば、＋５０％の場合、図７（Ａ）の矢印５３ｂに示す振幅は、図７（Ｂ）の矢印５６ｂに示す振幅よりも大きい。また、その差はＤＣ的な電流量が減少するほど大きくなる。例えば、０％の場合、リップル電流の振幅は、図７（Ａ）の矢印５３ａで示す量に対して、図７（Ｂ）ではゼロであり、その差は非常に大きい。一方で、図３で説明した像ブレ補正機構部については、像ブレ補正のためのパワーの確保、自重保持時の電力の削減等が要請される。そのため、自重保持（像ブレ補正機構部の状態として最も時間的に長くなる）の電力は小さく抑えられている。すなわちＤＣ的な電流が小さくて済むように設計されている。よって、正逆通電ではノイズが大きく、オンショート通電ではノイズが小さく抑えられる。

次に、図８および図９を参照して、正逆通電とオンショート通電について波形の歪について説明する。図８は正逆通電の場合を示し、図９はオンショート通電の場合を示す。図８（Ａ）はＤＣ的な電流量がゼロである場合の指令電圧を示しており、１ＰＷＭ周期での電圧波形７１を示す。図８（Ｂ）は、図８（Ａ）の指令電圧を受けたときのアクチュエータ（コイル）両端の電圧を示しており、１ＰＷＭ周期での電圧波形７２を示す。図８（Ｃ）はＤＣ的な電流量をわずかに正値にした場合の指令電圧を示しており、１ＰＷＭ周期での電圧波形７３を示す。図８（Ｄ）は、図８（Ｃ）の指令電圧を受けたときのアクチュエータ両端の電圧を示しており、１ＰＷＭ周期での電圧波形７４を示す。

図８（Ａ）から（Ｄ）において横軸は時間軸であり、縦軸は電圧軸である。時間軸に示す各タイミング６１～６７は以下の通りである。
・タイミング６１はＰＷＭ周期の開始タイミングである。図８ではＰＷＭ開始タイミングを（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）で揃えて示している。
・タイミング６２は、タイミング６１に対してデッドタイムによって遅れるタイミングである。
・タイミング６３はＰＷＭ周期の中間点に対応するタイミングである。
・タイミング６４は、タイミング６３に対してデッドタイムによって遅れるタイミングである。
・タイミング６５はＤＣ的な電流を流すために＋Ｖの時間を長くしたのちの、電圧切り替えのタイミングである。
・タイミング６６は、タイミング６５に対してデッドタイムによって遅れるタイミングである。
・タイミング６７はＰＷＭ周期の終了のタイミングである。
図８（Ａ）から（Ｄ）ではＰＷＭの１周期の波形を示すが、実際にはこの波形が繰り返される。図８（Ｅ）は横軸にＤＣ的な駆動電流の目標量をとり、縦軸に通電方式で得られる応答量をとって両者の関係を示す。

図８（Ａ）の電圧波形７１は、正逆通電においてＤＣ的な電流量がゼロである場合の指令電圧を示している。この場合、図７（Ａ）に示した電圧波形５１ａと同様に、ＰＷＭ周期内の５０％の時間で電圧値を＋Ｖとし、残りの５０％の時間で電圧値を－Ｖとして指令が与えられる。そのため、タイミング６１からタイミング６３までの間には＋Ｖが指示され、タイミング６３からタイミング６７までの間には－Ｖが指示される。

電圧波形７１として図示した指令電圧のときの、アクチュエータの両端電圧は図８（Ｂ）に示すとおりである。この場合、図６を用いて説明したように、ＰＷＭ駆動制御を行う一般的な回路では、短絡の状態を防ぐためにスイッチ素子のＯＦＦ時間、つまりデッドタイムが設けられる。図８（Ｂ）の電圧波形７２は、デッドタイムを考慮したときの、アクチュエータの両端電圧を模式的に示す。すなわち、タイミング６１で＋Ｖが指示されるが、コイル両端電圧はデッドタイムがあるために信号の立ち上がりが遅れるので、タイミング６２で＋Ｖとなる。同様にタイミング６３で＋Ｖから－Ｖの電圧の変更が指示された際、アクチュエータの両端電圧はデッドタイムがあるために信号の切り替わりが遅れるので、タイミング６４で－Ｖとなる。結果として波形７２に示す応答が得られる。

次に、ＤＣ的な駆動電流量を少し正側に変化させる場合を想定する。正逆通電でＤＣ的な電流を正値にするためには、＋Ｖの時間を長くすればよい。図８（Ｃ）に示すように、タイミング６１からタイミング６５の間には＋Ｖが指示され、タイミング６５からタイミング６７の間には－Ｖが指示される。すなわち、図８（Ａ）の電圧波形７１に比べて、電圧波形７３では＋Ｖの時間が長くなっている。図８（Ｄ）に示すアクチュエータの両端電圧は電圧波形７４に示すとおりである。この場合、デッドタイムがあるために、タイミング６２で＋Ｖとなり、タイミング６５からタイミング６６までの間では短絡を防ぐためのＯＦＦ（０Ｖ）となる。タイミング６６からタイミング６７までの間では－Ｖとなる。この時、ＤＣ的な電流の目標量と、アクチュエータの両端電圧として得られた応答量との関係を図８（Ｅ）のグラフ線７５で示す。正逆通電では、電圧の切り替わりでＯＦＦ（０Ｖ）の区間が生じるが、これは＋Ｖ、－Ｖ両方の時間が減少するので歪は小さい。ここでいう歪とは目標量と応答量に違いがあることを指している。図８（Ｅ）のグラフ線７５は原点を通るほぼ直線であり、歪が小さいという結果となる。つまり、アクチュエータの駆動電流の目標量に対するアクチュエータの両端電圧の応答に関して相対的にリニアリティが高い。

次に図９を参照し、オンショート通電の場合を説明する。図９（Ａ）から（Ｅ）は、通電方式は異なるが、図８（Ａ）から（Ｅ）に対応する図である。軸設定等の説明は割愛する。図９（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）は１ＰＷＭ周期での電圧波形９１，９２，９３，９４をそれぞれ示している。時間軸に示す各タイミング８１～８５は以下の通りである。
・タイミング８１はＰＷＭ周期の開始タイミングである。図９ではＰＷＭ開始タイミングを（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）で揃えて示している。
・タイミング８２は、タイミング８１に対してデッドタイムによって遅れるタイミングである。
・タイミング８３はＤＣ的な電流を流すために、＋Ｖの時間を長くしたのちの、電圧切り替えのタイミングである。
・タイミング８４は、タイミング８３に対してデッドタイムによって遅れるタイミングである。
・タイミング８５はＰＷＭ周期の終了タイミングである。

図９（Ａ）はオンショート通電において、ＤＣ的な電流量がゼロである場合の指令電圧を示している。電圧波形９１は図７（Ｂ）に示した電圧波形５４ａと同様であり、常にゼロが指示される。図９（Ｂ）は、このときのアクチュエータの両端電圧を示し、常にゼロとなる電圧波形９２として示されている。

次に、ＤＣ的な駆動電流量を少し正側に変化させる場合を想定する。オンショート通電でＤＣ的な電流を正値にするためには、＋Ｖの時間を一定量設定すればよい。図９（Ｃ）に示すように、タイミング８１からタイミング８３までの間には＋Ｖが指示され、タイミング８３からタイミング８５までの間にはゼロが指示される。すなわち電圧波形９３に示すように、＋Ｖの時間が一定量与えられる。図９（Ｄ）に示すアクチュエータの両端電圧は、デッドタイムがあるために、タイミング８２で＋Ｖとなる。一方で、アクチュエータの両端電圧がゼロに移行するタイミングはタイミング８３となる。タイミング８４からは積極的に（デッドタイムで短絡を防ぐという意味とは関係なく）、アクチュエータに対して０Ｖが指示される。

オンショート通電では、＋Ｖと０、または－Ｖと０の組み合わせが使用され、片方が０である。そのため、＋Ｖ（または－Ｖ）である時間と０Ｖである時間が非線形に変化することになる。例えば、極端に＋Ｖの時間が短くデッドタイムよりも短い時間が指示されると、＋Ｖになることなく、０のままとなってしまう。オンショート通電において、ＤＣ的な駆動電流の目標量と、アクチュエータ両端電圧として得られた応答量との関係を図９（Ｅ）に示す。グラフ線９５は折れ線であり、原点付近で不感帯９６を持つので、図８（Ｅ）に比べて歪が大きい。つまり、アクチュエータの駆動電流の目標量に対するアクチュエータの両端電圧の応答に関して相対的にリニアリティが低い。

以上のように、図８で説明した正逆通電と図９で説明したオンショート通電とでは、波形の歪に違いがあるので、制御性に違いがある。すなわち制御性の観点では、歪の小さい正逆通電のほうが優れている。

図７から図９を用いた説明から理解されるように、通電方式によって歪やリップル電流に違いがある。正逆通電とオンショート通電という２つの通電方式に着目した場合、以下の特徴がある。
・正逆通電：相対的に歪が小さく、相対的にリップル電流が大きい。
・オンショート通電：相対的に歪が大きく、相対的にリップル電流が小さい。
ただし、ここで説明した通電方式は例示であって、相対的な差異があれば、これらの通電方式に限定するものではない。

図１を参照して、通電方式の判断処理について説明する。Ｓ４００では静止状態からの駆動指令の発生により、ＰＷＭ制御が開始される。Ｓ４０１にてカメラ制御部５は、発生した駆動指令が静止指令であるか否かを判定する。静止指令と判定された場合、Ｓ４１１の処理へ進み、静止指令でないと判定された場合、Ｓ４０２の処理へ進む。

Ｓ４０２にてカメラ制御部５は、駆動指令が微小駆動の指令であるか否かを判定する。微小駆動の指令とは、指令値に対応する目標駆動量が図９（Ｅ）に示した原点付近の不感帯９６に相当する範囲内の駆動量の駆動指令である。微小駆動の指令であると判定された場合、Ｓ４０３の処理に進み、微小駆動の指令でないと判定された場合にはＳ４０４の処理に進む。

Ｓ４０３でカメラ制御部５は、制御性の良い正逆通電方式を選択して微小駆動のためのＰＷＭ制御を行う。またＳ４０４でカメラ制御部５は、ノイズ抑制に優れているオンショート通電方式を選択して通常駆動のためのＰＷＭ制御を行う。通常駆動とは静止駆動や微小駆動とは異なり、原点付近の不感帯ではない大きい駆動量を目標とする駆動である。つまり、指令値に対応する目標電流値の大きさ（絶対値）は不感帯の範囲外である。またＰＷＭ制御ではそれぞれの通電方式を用いて目標とする駆動量に基づいて駆動信号のデューティー比や周波数や駆動電圧が制御される。

Ｓ４０３、Ｓ４０４の次にＳ４０５へ進み、カメラ制御部５はアクチュエータの駆動状態を検出する。駆動状態の検出では、例えばホールセンサによる位置検出、またはセンスアンプやシャント抵抗器によるコイルの電流検出等が行われる。状態検出後、Ｓ４０６へ処理を進める。

Ｓ４０６にてカメラ制御部５は駆動状態が目標の状態へ到達しているか否かを判断する。例えば位置検出の場合、目標位置への到達の是非が判断される。目標の状態への到達が判断された場合、カメラ制御部５はアクチュエータを静止させてよいと判断して、Ｓ４０７の処理に進む。一方、目標の状態への到達と判断されない場合、カメラ制御部５は駆動制御を続行させることを判断してＳ４０８の処理に進む。

Ｓ４０７にてカメラ制御部５は、駆動指令を微小駆動または通常駆動の指令から静止駆動の指令に変更する。つまり駆動指令として静止指令が決定される。またＳ４０８にてカメラ制御部５は検出結果に対する目標までの差を判断する。カメラ制御部５は、目標までの差が前述した原点付近の不感帯９６の範囲内であると判断した場合、Ｓ４０９へ処理を進めるが、原点付近の不感帯９６の範囲内でないと判断した場合にはＳ４１０へ処理を進める。

Ｓ４０９、Ｓ４１０では駆動指令が決定される。Ｓ４０９にてカメラ制御部５は駆動指令として微小駆動の指令を決定する。またＳ４１０にてカメラ制御部５は通常駆動の指令を決定する。Ｓ４０７、Ｓ４０９、Ｓ４１０においてそれぞれの駆動指令が決定され後にＳ４０１へ戻る。その後には、Ｓ４０７、Ｓ４０９、Ｓ４１０にて新たに決定された駆動指令に基づき、Ｓ４０１で静止駆動の指令と判断されるまで前述の処理が繰り返し実行される。

Ｓ４０１からＳ４１１へ進む場合、つまり静止駆動の指令である場合には、Ｓ４１１にてカメラ制御部５はオンショート通電方式を選択する。つまり、静止駆動の場合には、相対的にノイズ抑制に優れているオンショート通電方式により、静止駆動のためのＰＷＭ制御が行われる。次のＳ４１２にてカメラ制御部５は、アクチュエータが静止状態になっているので、駆動制御を終了する。

本実施形態によれば、制御指令値に応じてコイルへの通電方式を切り替えることによって、ノイズ抑制と制御性に好適なアクチュエータの動作が可能である。尚、駆動状態の検出方法として、位置検出の例を説明したが、これに限定されない。例えばセンスアンプやシャント抵抗器によるコイルの電流検出の場合には、検出結果から得られる駆動電流値によって通電方式を選択することでアクチュエータの駆動制御が可能となる。具体的には、検出結果が目標とする駆動電流値に到達していない場合、制御性に優れた正逆通電が選択され、駆動電流値を目標電流値に到達させる制御が行われる。検出された駆動電流値が目標電流値に到達している場合には駆動電流値の振幅を抑えるためにオンショート通電が選択される。この方法では電流検出結果に応じてコイルへの通電方式を切り替えることによって、ノイズ抑制と制御性に好適なアクチュエータの動作が可能となる。

［第２実施形態］
次に本発明の第２実施形態を説明する。本実施形態では、通電方式の切り替えの判断処理が第１実施形態とは異なる。その他の構成は第１実施形態と同様であるため、重複する説明を省略し、第１実施形態との相違点を説明する。

図１０は、本実施形態における通電方式の切り替えの判断処理を説明するフローチャートである。図１１は、図４（Ａ）の像ブレ補正機構部が光軸回り方向に回転した様子を示す。像ブレ補正機構部に搭載されている全てのアクチュエータの駆動方向は、地面に対して斜めの方向になっている。

図１０を参照して、ＰＷＭ制御の際に通電方式を選択する処理について説明する。Ｓ１４００で駆動制御が開始し、Ｓ１４０１にて撮像装置１の姿勢検出が行われる。撮像装置１の姿勢検出はブレ検出部１５を用いて行われる。

Ｓ１４０２にてカメラ制御部５は、Ｓ１４０１で検出された撮像装置１の姿勢検出情報に基づき、アクチュエータの駆動方向が地面に対して水平方向であるか否かを判断する。図４（Ａ）に示す状態の場合、コイル２０５ａの駆動方向は地面に対して垂直方向であるので、Ｓ１４０４の処理へ進む、また図１１に示す状態の場合には、コイル２０５ａの駆動方向は地面に対して斜め方向であるので、Ｓ１４０４の処理へ進む。仮に図４（Ａ）に示す状態に対して撮像装置１が光軸を中心として９０度回転した場合には、コイル２０５ａの駆動方向が地面に対して水平方向になる。この場合、Ｓ１４０３の処理へ進む。

Ｓ１４０３にてカメラ制御部５は、コイル２０５ａのＰＷＭ駆動信号に係る通電方式として、オンショート通電を選択する。その理由は、駆動方向が水平方向である場合、抗重力成分の対応が不要になるので、ノイズを小さく抑えられるからである。

一方、Ｓ１４０４でカメラ制御部５はコイル２０５ａの位置検出を行う。位置検出の方法は図３を用いて前述した通りである。ここで位置検出を行う理由は、地面に対して駆動方向が水平方向ではないアクチュエータは、抗重力成分の対応のために、所望の位置まで駆動させる必要があることによる。次にＳ１４０５の処理へ進む。

Ｓ１４０５にてカメラ制御部５はコイル２０５ａを目標位置まで駆動できたか否かについて判定する。目標位置への駆動が行われたと判定された場合、Ｓ１４０６の処理に進む。またアクチュエータの位置（撮像素子の位置に相当する）が目標位置に到達していないと判定された場合にはＳ１４０７の処理に進む。

Ｓ１４０６にてカメラ制御部５は通電方式としてオンショート通電を選択する。その理由は、目標位置まで駆動できている場合には通電電流を大きく変化させる必要がないので、ノイズを小さく抑えられる方式を選択すればよいからである。

Ｓ１４０７にてカメラ制御部５は通電方式として正逆通電を選択する。この場合、アクチュエータの位置が目標位置に到達していないので、アクチュエータを駆動させる必要があり、制御性の良い正逆通電が選択される。

Ｓ１４０３、Ｓ１４０６、Ｓ１４０７の後、Ｓ１４０８の処理に進む。Ｓ１４０８にてカメラ制御部５は全てのアクチュエータに対して通電方式を選択したか否かを判断する。例えば、コイル２０５ａに対してだけ通電方向の選択が完了している場合にはＳ１４０２へ戻り、さらにコイル２０５ｂおよびコイル２０５ｃに対して順番に通電方式が選択される。全てのアクチュエータ（コイル）に対して通電方式を選択し終えた場合、Ｓ１４０９の処理へ進む。

Ｓ１４０９でカメラ制御部５はＰＷＭ制御を行う。選択された通電方式でコイル２０５ａ、コイル２０５ｂ、およびコイル２０５ｃに対してＰＷＭ制御信号が出力される。次のＳ１４１０にてカメラ制御部５は、Ｓ１４０１からＳ１４０９に示す制御を終了するか否かを判断する。この判断については、特に各部材の状態によって決める必要はなく、例えばユーザによる撮像装置１の撮像終了操作が行われたか否かによって行ってもよい。カメラ制御部５は制御を続行する場合、Ｓ１４０１の処理へ戻す。またカメラ制御部５は制御を終了する場合にＳ１４１１へ進み、通電方式の選択およびＰＷＭ制御を終了する。

本実施形態によれば、撮像装置の姿勢およびアクチュエータの駆動制御状態に応じて通電方式を切り替えることにより、ノイズ抑制と制御性に好適な、複数のアクチュエータを連携させた制御が可能である。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。

５ カメラシステム制御部
６ 撮像素子
１４ ブレ補正部
１５ ブレ検出部

Claims (11)

1. パルス幅変調制御によりアクチュエータの制御を行う制御装置であって、
   相対的に歪が小さく、相対的にリップル電流が大きい第１の通電方式と、相対的に歪が大きく、相対的にリップル電流が小さい第２の通電方式とを切り替えて制御信号を出力する制御手段と、
   前記制御信号にしたがって前記アクチュエータを駆動する駆動手段と、を有し、
   前記制御手段は、第１の指令値において前記第１の通電方式を選択し、前記第１の指令値より大きい第２の指令値において前記第２の通電方式を選択する
   ことを特徴とする制御装置。
2. 前記制御手段は、ゼロである第３の指令値において前記第２の通電方式を選択する
   ことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
3. 前記第１の指令値に対応する前記アクチュエータの目標電流値は、ゼロより大きい不感帯の範囲内である
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の制御装置。
4. 前記アクチュエータの状態を検出する検出手段を有し、
   前記制御手段は、前記検出手段により検出された前記アクチュエータの状態により通電方式を切り替える
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の制御装置。
5. 前記制御手段は、前記検出手段により前記アクチュエータの位置が目標位置に到達していることが検出された場合、前記第２の通電方式を選択し、前記検出手段により前記アクチュエータの位置が前記目標位置に到達していないことが検出された場合、前記第１の通電方式を選択する
   ことを特徴とする請求項４に記載の制御装置。
6. 前記制御手段は、前記第１の通電方式を選択しており、且つ前記アクチュエータの位置が目標位置に到達している場合、前記第２の通電方式に切り替える
   ことを特徴とする請求項４に記載の制御装置。
7. 前記制御手段は、前記検出手段により前記アクチュエータの駆動電流値が目標電流値に到達しているかことが検出された場合、前記第２の通電方式を選択し、前記検出手段により前記アクチュエータの駆動電流値が前記目標電流値に到達していない場合、前記第１の通電方式を選択する
   ことを特徴とする請求項４に記載の制御装置。
8. 前記制御装置を備える装置の姿勢を検出する姿勢検出手段を備え、
   前記制御手段は、前記姿勢検出手段により前記アクチュエータの駆動方向が地面に対して水平方向であることが検出された場合、前記アクチュエータに対して前記第２の通電方式を選択する
   ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の制御装置。
9. 相対的に歪が小さい前記第１の通電方式では、前記アクチュエータの駆動電流の目標量に対する前記アクチュエータの両端電圧の応答に関して相対的にリニアリティが高い
   ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の制御装置。
10. 請求項１から９のいずれか１項に記載の制御装置と、
    撮像素子の移動によって像ブレ補正を行う補正手段と、を備え、
    前記制御装置は、前記補正手段が備えるアクチュエータを制御することで前記撮像素子の位置を制御する
    ことを特徴とする撮像装置。
11. パルス幅変調制御によりアクチュエータの制御を行う制御装置にて実行される制御方法であって、
    相対的に歪が小さく、相対的にリップル電流が大きい第１の通電方式と、相対的に歪が大きく、相対的にリップル電流が小さい第２の通電方式とを制御手段が切り替えて制御信号を出力する制御工程と、
    前記制御信号にしたがって駆動手段が前記アクチュエータを駆動する工程と、を有し、
    前記制御工程では前記制御手段により、第１の指令値において前記第１の通電方式が選択され、前記第１の指令値より大きい第２の指令値において前記第２の通電方式が選択される
    ことを特徴とする制御方法。
    

Images