レンズ制御装置および撮像装置
【課題】手振れ補正の性能の劣化を抑えつつ、レンズを指定位置に移動させる際の整定時間を短くすることが容易となるレンズ制御装置を提供する。
【解決手段】振れ量を検出するセンサを有した撮像装置に設けられ、該撮像装置のレンズの位置を制御するレンズ制御装置であって、前記センサの検出結果に応じた第１信号、および、予め指定された前記レンズの位置を表す第２信号の何れかを、前記レンズの目標位置を表す目標位置信号に切替可能に設定する目標位置制御部と、カットオフ周波数が可変であるローパスフィルタと、前記ローパスフィルタによるフィルタ処理済の前記目標位置信号に基づいて、前記目標位置へ近づくように前記レンズの位置を制御するサーボ制御部と、を備え、前記目標位置信号が第１信号と第２信号の何れであるかに応じて、前記カットオフ周波数が変更されるようにしたレンズ制御装置とする。
【解決手段】振れ量を検出するセンサを有した撮像装置に設けられ、該撮像装置のレンズの位置を制御するレンズ制御装置であって、前記センサの検出結果に応じた第１信号、および、予め指定された前記レンズの位置を表す第２信号の何れかを、前記レンズの目標位置を表す目標位置信号に切替可能に設定する目標位置制御部と、カットオフ周波数が可変であるローパスフィルタと、前記ローパスフィルタによるフィルタ処理済の前記目標位置信号に基づいて、前記目標位置へ近づくように前記レンズの位置を制御するサーボ制御部と、を備え、前記目標位置信号が第１信号と第２信号の何れであるかに応じて、前記カットオフ周波数が変更されるようにしたレンズ制御装置とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ制御装置、およびこれを用いた撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、手振れ補正機能を備えた撮像装置が提案されている。図５は、このような撮像装置に設けられたレンズ制御装置（レンズの位置を制御する装置）の構成を例示している。当該レンズ制御装置は、ローパスフィルタ１１４、加算部１１６、ＰＩＤ［P:Proportinal, I:Integral, D:Differential］フィルタ１１７、およびドライバ１１８を有している。
【０００３】
ローパスフィルタ１１４は、レンズの目標位置を表す目標位置信号が入力され、この目標位置信号に対して低域通過のフィルタ処理を施す。ローパスフィルタ１１４は、目標位置信号に含まれている高域ノイズを除去する役割を果す。
【０００４】
なお目標位置信号は、ジャイロセンサ等の検出結果に基づき、手振れによる画像の滲みが抑制されるように生成される信号である。また加算部１１６は、レンズの現在位置を表す現在位置信号と、ローパスフィルタ１１４によるフィルタ処理済みの目標位置信号と、が入力され、これらの信号の差を出力する。
【０００５】
またＰＩＤフィルタ１１７は、加算部１１６の出力を受け、現在位置信号とフィルタ処理済みの目標位置信号の差が小さくなるように、ドライバ１１８への出力を行う。ドライバ１１８は、ＰＩＤフィルタ１１７の出力に応じ、レンズ駆動モータ（不図示）の制御を通じて、レンズの位置を調節する。これにより、現在位置信号とフィルタ処理済みの目標位置信号の差が小さくなるように、レンズの位置が制御されることになる。その結果、手振れ補正機能が発揮されることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−３２９８７４号公報
【特許文献２】特開２０１１−０９５６８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したレンズ制御装置において手振れ補正の性能を高める方策としては、ＰＩＤフィルタにてオープンループのゲインを高くしておくことの他、ローパスフィルタの特性を適切に設定しておくことが挙げられる。
【０００８】
例えばローパスフィルタのカットオフ周波数が低過ぎると、フィルタ処理によって目標位置信号に位相の遅れが生じ、手振れ補正の性能が劣化してしまう。そのため、目標位置信号における必要帯域の位相を変化させないように、当該カットオフ周波数は、ある程度高い周波数に設定される必要がある。
【０００９】
ところで上述したレンズ制御装置において、レンズを予め指定された指定位置（例えば、レンズの可動領域の中央）に移動させようとするときには、この指定位置を表す信号が目標位置信号に設定される。これにより、当該指定位置へ近づくようにレンズの位置を制御することが可能である。
【００１０】
しかし、指定位置を表す信号が目標位置信号に設定されたとき、目標位置は非連続的に変化し、目標位置信号には急激な変化が生じる。そのため、ローパスフィルタのカットオフ周波数が高く設定されていると、高周波帯域に大きな成分をもった信号がＰＩＤフィルタに入力される。
【００１１】
その結果、レンズが大きくリンギングし、レンズが指定位置に安定するまでの時間（整定時間）が長くなってしまう。なお、この不具合を解消するためにローパスフィルタのカットオフ周波数を常時低く設定しておくと、先述した通り、手振れ補正の性能の劣化が問題となる。
【００１２】
本発明は上述した問題に鑑み、手振れ補正の性能の劣化を抑えつつ、レンズを指定位置に移動させる際の整定時間を短くすることが容易となるレンズ制御装置、およびこれを備えた撮像装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明に係るレンズ制御装置は、振れ量を検出するセンサを有した撮像装置に設けられ、該撮像装置のレンズの位置を制御するレンズ制御装置であって、前記センサの検出結果に応じた第１信号、および、予め指定された前記レンズの位置を表す第２信号の何れかを、前記レンズの目標位置を表す目標位置信号に切替可能に設定する目標位置制御部と、カットオフ周波数が可変であるローパスフィルタと、前記ローパスフィルタによるフィルタ処理済の前記目標位置信号に基づいて、前記目標位置へ近づくように前記レンズの位置を制御するサーボ制御部と、を備え、前記目標位置信号が第１信号と第２信号の何れであるかに応じて、前記カットオフ周波数が変更されるようにした構成とする。
【００１４】
本構成によれば、手振れ補正の性能の劣化を抑えつつ、レンズを指定位置に移動させる際の整定時間を短くすることが容易となる。なおここでの撮像装置は、レンズを用いて被写体の撮像を行う装置であり、その具体的形態などは特に限定されない。
【００１５】
また上記構成としてより具体的には、第２信号が前記目標位置信号に設定されたときは、第１信号が前記目標位置信号に設定されているときに比べ、前記カットオフ周波数が低く設定される構成としてもよい。
【００１６】
また上記構成としてより具体的には、第１信号は、前記撮像装置の振れによる撮像画像の滲みを抑えるように算出された、前記レンズの位置を表す信号である構成としてもよい。なおここでの撮像画像は、撮像装置が撮像する被写体の画像のことである。
【００１７】
また上記構成としてより具体的には、前記レンズの現在位置を表す現在位置信号を取得し、前記サーボ制御部は、前記現在位置信号と前記フィルタ処理済の目標位置信号との差が小さくなるように、前記レンズの位置を制御する構成としてもよい。
【００１８】
また上記構成としてより具体的には、第２信号は、前記レンズの可動領域の中央を表す構成としてもよい。
【００１９】
また、目標位置切替信号が入力される上記構成のレンズ制御装置において、前記目標位置切替信号が入力されていないときは、第１信号が前記目標位置信号に設定されるとともに、前記カットオフ周波数は所定の第１周波数に設定され、前記目標位置切替信号が入力されているときは、第２信号が前記目標位置信号に設定されるとともに、前記カットオフ周波数は第１周波数より低い第２周波数に設定される構成としてもよい。
【００２０】
また上記構成としてより具体的には、前記撮像装置の起動時に、前記目標位置切替信号が入力される構成としてもよい。またイメージセンサの露光により撮像を行う前記撮像装置に設けられた、上記構成のレンズ制御装置において、前記露光の開始直前に、前記目標位置切替信号が入力される構成としてもよい。
【００２１】
また上記構成としてより具体的には、前記レンズを駆動するレンズ駆動モータの制御を通じて、前記レンズの位置を制御する構成としてもよい。また上記構成としてより具体的には、前記センサはジャイロセンサである構成としてもよい。
【００２２】
また本発明に係る撮像装置は、上記構成のレンズ制御装置を備えた構成とする。本構成によれば、上記構成に係るレンズ制御装置の利点を享受することが可能となる。
【発明の効果】
【００２３】
上述した通り、本発明に係るレンズ制御装置によれば、手振れ補正の性能の劣化を抑えつつ、レンズを指定位置に移動させる際の整定時間を短くすることが容易となる。また本発明に係る撮像装置によれば、本発明に係るレンズ制御装置の利点を享受することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態に係る撮像装置の構成図である。
【図２】レンズの現在位置および目標位置に関するグラフである。
【図３】レンズの現在位置および目標位置に関する別のグラフである。
【図４】レンズの可動範囲に関する説明図である。
【図５】従来のレンズ制御装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
［撮像装置の構成等］
本発明の実施形態について、各図面を参照しながら以下に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る撮像装置のブロック図である。本実施形態の撮像装置９は、レンズユニット１、位置センサ２、レンズ駆動モータ３、振れ検出センサ４、主制御装置５、およびレンズ制御装置６などを有し、手振れ補正機能を備えたものとなっている。
【００２６】
なお以下の説明では、一例として、撮像装置９はデジタルスチルカメラであるとする。また撮像装置９には、ユーザの操作に用いられるスイッチとして、電源のＯＮ／ＯＦＦを切替えるための電源ボタンや、写真撮影を行うためのシャッターボタンなどが設けられている。
【００２７】
レンズユニット１は、手振れ補正用レンズであるレンズ１ａを有しており、レンズ１ａを用いて、被写体の光学像を撮像装置９内のイメージセンサ（ＣＣＤ［Charge Coupled Device］やＣＭＯＳ［Complementary Metal Oxide Semiconductor］など）に結像させる。撮像装置９は、レンズ１ａを介してこのイメージセンサを露光させ、被写体を撮像することが可能となっている。なおレンズ１ａは、レンズユニット１の固定部分に対して、バネ（弾性体）によって弾性的に支持された可動部材である。
【００２８】
位置センサ２は、レンズ１ａの位置（現在位置）を検出するセンサであり、例えばホールセンサやフォトリフレクタが適用される。位置センサ２は、レンズ１ａの現在位置を表す現在位置信号を継続的に生成し、レンズ制御装置６へ送出する。この現在位置信号は、ＡＤ変換等の処理が施された上で、加算部１７に入力されるようになっている。
【００２９】
レンズ駆動モータ３は、例えばＶＣＭ［Voice Coil Motor］によって構成されており、レンズ制御装置６から出力されるモータ電流に応じた駆動力で、レンズ１ａを駆動する。
【００３０】
振れ検出センサ４は、撮像装置９における手振れの量（振れ量）を検出するセンサであり、例えばジャイロセンサ（角速度センサの一種）が適用される。振れ検出センサ４は、手振れの量を表す信号を継続的に生成し、レンズ制御装置６へ送出する。
【００３１】
主制御装置５は、撮像装置９における各部を制御し、撮像装置９を適切に動作させる。なお主制御装置５は、レンズ制御装置６（より具体的には、レンズ目標位置切替制御部１４とカットオフ周波数切替制御部１６）に対して、適宜、レンズ１ａの目標位置を切替えるための目標位置切替信号を出力するようになっている。目標位置切替信号の役割等については、後述する説明により明らかとなる。
【００３２】
レンズ制御装置６は、振れ検出センサ信号処理部１２、レンズ指定位置記録部１３、レンズ目標位置切替制御部１４、ローパスフィルタ１５、カットオフ周波数切替制御部１６、加算部１７、ＰＩＤフィルタ１８、およびドライバ部１９などを備えている。レンズ制御装置６は、これらの各部を集積化した半導体装置として形成されている。
【００３３】
振れ検出センサ信号処理部１２は、振れ検出センサ４から手振れの量を表す信号を受取り、受取った信号に基づいて、手振れ（撮像装置９の振れ）による撮像画像の滲みが抑えられるようにレンズ１ａの位置を算出する。この算出されたレンズ１ａの位置（以下、便宜的に「算出位置Ｐ１」と称する）を表す情報は、レンズ目標位置切替制御部１４へ送出される。
【００３４】
レンズ指定位置記録部１３は、レンズ１ａの位置として予め指定された位置の情報が記録されている。なお本実施形態では、レンズ１ａの可動領域の中央が、当該指定された位置となっている。但しこれは一例であって、指定される位置は当該可動領域の中央でなくても良く、適宜最適な位置が指定され得る。この指定されたレンズ１ａの位置（以下、便宜的に「指定位置Ｐ２」と称する）を表す情報は、レンズ目標位置切替制御部１４へ送出される。
【００３５】
レンズ目標位置切替制御部１４は、算出位置Ｐ１および指定位置Ｐ２の何れかを、レンズ１ａの目標位置として切替可能に設定する役割を果す。すなわちレンズ目標位置切替制御部１４は、算出位置Ｐ１の信号および指定位置Ｐ２の信号の何れかを、レンズ１ａの目標位置を表す目標位置信号に切替可能に設定し、ローパスフィルタ１５に向けて出力する。なお、レンズ目標位置切替制御部１４の後段側に、目標位置の情報を保持するレジスタが設けられるようにしても良い。この場合、当該レジスタからローパスフィルタ１５に向けて、目標位置信号が出力される。
【００３６】
またレンズ目標位置切替制御部１４は、主制御装置５から入力される目標位置切替信号に応じて、レンズ１ａの目標位置を算出位置Ｐ１と指定位置Ｐ２の間で切替える。より具体的には、通常時（目標位置切替信号が入力されていないとき）は、算出位置Ｐ１が当該目標位置に設定され、目標位置切替信号が入力されているときは、指定位置Ｐ２が当該目標位置に設定される。
【００３７】
ローパスフィルタ１５は、目標位置信号に低域通過のフィルタ処理を施し、加算部１７へ出力する。なおローパスフィルタ１５は、カットオフ周波数が可変であるように形成されている。
【００３８】
カットオフ周波数切替制御部１６は、算出位置Ｐ１がレンズ１ａの目標位置であるときには、ローパスフィルタ１５のカットオフ周波数を周波数Ｆｃ１に設定し、指定位置Ｐ２がレンズ１ａの目標位置であるときには、当該カットオフ周波数を周波数Ｆｃ２に設定する。すなわちカットオフ周波数切替制御部１６は、レンズ１ａの目標位置が算出位置Ｐ１と指定位置Ｐ２の何れであるかによって、ローパスフィルタ１５のカットオフ周波数を切替える。
【００３９】
本実施形態では、主制御装置５から入力される目標位置切替信号に基づいて、当該切替が行われる。すなわちカットオフ周波数切替制御部１６は、目標位置切替信号が入力されていないときは、周波数Ｆｃ１を当該カットオフ周波数に設定し、目標位置切替信号が入力されているときは、周波数Ｆｃ２を当該カットオフ周波数に設定する。但しこの形態は一例であり、その他の形態が採用されても構わない。例えばカットオフ周波数切替制御部１６は、レンズ目標位置切替制御部１４から目標位置の切替を行った旨の通知を受け、この通知に基づいて、当該カットオフ周波数の切替を行うようにしても良い。
【００４０】
なお周波数Ｆｃ１は、算出位置Ｐ１を表す信号（振れ検出センサ４の検出結果に応じた信号）に含まれる高周波成分のノイズを、適切に除去し得る値に設定されている。一方で周波数Ｆｃ２は、周波数Ｆｃ１よりも低い所定値（目標位置が非連続的に変化しても、レンズ１ａのリンギングがより抑えられる値）に設定されている。
【００４１】
加算部１７は、目標位置信号の値と、位置センサ２から出力される現在位置信号の値との差を算出し、この算出の結果をＰＩＤフィルタ１８へ出力する。なお位置センサ２と加算部１７の間に、位置センサ２の出力情報を保持するレジスタが設けられるようにしても良い。この場合、当該レジスタから加算部１７に向けて、現在位置信号が出力される。
【００４２】
ＰＩＤフィルタ１８は、加算部１７から受取る情報に基づき、目標位置信号の値と現在位置信号の値の差がゼロに近づくように出力信号を生成し、ドライバ部１９へ出力する。
【００４３】
ドライバ部１９は、ＰＩＤフィルタ１８の出力信号に応じたモータ電流を生成し、レンズ駆動モータ３に向けて出力する。これによりレンズ駆動モータ３は、現在位置が目標位置へ近づくように、レンズ１ａを駆動することになる。
【００４４】
なお加算部１７、ＰＩＤフィルタ１８、およびドライバ部１９等からなる部分は、ローパスフィルタ１５によるフィルタ処理済の目標位置信号に基づいて、目標位置へ近づくようにレンズ１ａの位置を制御する部分に相当する。つまりこの部分は、現在位置信号と当該フィルタ処理済の目標位置信号との差が小さくなるように、レンズ１ａの位置を制御する。
【００４５】
なお、算出位置Ｐ１がレンズ１ａの目標位置に設定されているときは、手振れによる撮像画像の滲みが抑えられるように、レンズ１ａの位置が制御されることになる。すなわち、撮像装置９において手振れ補正機能が有効となる。一方、指定位置Ｐ２がレンズ１ａの目標位置に設定されているときは、可動領域の中央に近づくように、レンズ１ａの位置が制御されることになる。
【００４６】
［撮像装置の動作等］
次に、撮像装置９が行う動作の一部について以下に説明する。主制御装置５は、ユーザにより電源ボタンが操作されると、撮像装置９の電源のＯＮ／ＯＦＦを切替える。なお電源ＯＮの状態は、撮像装置９の通常の使用を想定した状態であり、撮像装置９が本来の機能を発揮するように各部へ電源が供給される状態である。一方、電源ＯＦＦの状態は、撮像装置９の不使用を想定した状態であり、撮像装置９の消費電力を抑えるため電源供給の全部または一部が停止される状態である。
【００４７】
また主制御装置５は、ユーザによりシャッターボタンが押下されると、撮像装置９内のイメージセンサを露光させて被写体の撮像が行われるようにし、撮像画像を取得する。これにより、所望のタイミングでの写真撮影が可能となっている。なお主制御装置５は、被写体の撮像に先立ち、例えばシャッターボタンの半押しがなされたときに、被写体にピントを合わせる動作が実行されるようにする。
【００４８】
また撮像装置９は、通常の動作時、算出位置Ｐ１がレンズ１ａの目標位置に設定され、手振れ補正機能を発揮する。このとき、ローパスフィルタ１５のカットオフ周波数が周波数Ｆｃ１に設定されるため、手振れ補正性能の劣化（特に位相の遅れ）が抑えられる。
【００４９】
ここで、算出位置Ｐ１が目標位置である状況での、レンズ１ａの現在位置および目標位置のグラフを、図２に例示する。なお図２において、横軸は時間を、縦軸はレンズ１ａの位置をそれぞれ表している。また実線はレンズ１ａの現在位置を、破線はレンズ１ａの目標位置をそれぞれ表している。なお点線は、ローパスフィルタ１５のカットオフ周波数が周波数Ｆｃ２（周波数Ｆｃ１より低い）であると仮定したときのレンズ１ａの現在位置を、参考までに表している。
【００５０】
図２のグラフに示すように、ローパスフィルタ１５のカットオフ周波数が周波数Ｆｃ１に設定されている場合は、当該カットオフ周波数が周波数Ｆｃ２である場合に比べ、レンズ１ａの現在位置における目標位置からの位相の遅れが抑えられる。その結果、レンズ１ａの現在位置は目標位置へより良好に追従することになり、高性能の手振れ補正機能が発揮される。
【００５１】
一方で主制御装置５は、必要に応じて、レンズ１ａを指定位置Ｐ２（可動領域の中央）にセットする動作を行う。より具体的には、まず主制御装置５は、目標位置切替信号をレンズ制御装置６に出力する。これにより、指定位置Ｐ２がレンズ１ａの目標位置に設定されるため、レンズ１ａは指定位置Ｐ２へ近づくことになる。
【００５２】
なお指定位置Ｐ２がレンズ１ａの目標位置に設定されるとき、当該目標位置は非連続的に変更されるため、レンズ１ａのリンギングが生じ易くなる。しかしこのとき、ローパスフィルタ１５のカットオフ周波数は周波数Ｆｃ２に設定されるため、周波数Ｆｃ１に設定されたままの場合に比べて、レンズ１ａのリンギングが抑えられる。
【００５３】
ここで、目標位置が指定位置Ｐ２に設定された状況での、レンズ１ａの現在位置および目標位置のグラフを、図３に例示する。なお図３において、横軸は時間を、縦軸はレンズ１ａの位置をそれぞれ表している。また実線はレンズ１ａの現在位置を、破線はレンズ１ａの目標位置をそれぞれ表している。なお点線は、ローパスフィルタ１５のカットオフ周波数が周波数Ｆｃ１（周波数Ｆｃ２より高い）であると仮定したときのレンズ１ａの現在位置を、参考までに表している。
【００５４】
図３のグラフに示すように、ローパスフィルタ１５のカットオフ周波数が周波数Ｆｃ２に設定されている場合は、当該カットオフ周波数が周波数Ｆｃ１である場合に比べ、レンズ１ａのリンギングは抑えられる。その結果、レンズ１ａが指定位置Ｐ２に安定するまでの時間（整定時間）が短くなる。図３に示す例では、当該カットオフ周波数が周波数Ｆｃ１である場合の整定時間はＴ１であるのに対し、周波数Ｆｃ２である場合の整定時間はＴ２となっており、大幅に短縮されている。
【００５５】
なお主制御装置５は、レンズ１ａの位置が指定位置Ｐ２に安定するまで、目標位置切替信号の出力を継続する。そして主制御装置５は、レンズ１ａの位置が指定位置Ｐ２に安定したことを検出（検波）したら、手振れ補正機能を有効とするため、目標位置切替信号の出力を停止する。これにより、レンズ１ａの目標位置が指定位置Ｐ２から算出位置Ｐ１に切替えられるとともに、ローパスフィルタ１５のカットオフ周波数が周波数Ｆｃ２から周波数Ｆｃ１に切替えられ、高性能の手振れ補正機能が発揮されるようになる。
【００５６】
また本実施形態では、以下の（１）および（２）に示す状況において、上述した通りの、レンズ１ａを指定位置Ｐ２にセットする動作が行われる。
【００５７】
（１）撮像装置の起動時
主制御装置５は、電源ボタンが操作されて撮像装置９が電源ＯＮとなるとき（つまり起動時）に、レンズ１ａを指定位置Ｐ２にセットする動作が行われるようにする。なおこの場合は、撮像装置９の起動時に、レンズ制御装置６に目標位置切替信号が入力されることになる。
【００５８】
これにより起動時において、レンズ１ａを可動領域の中央に移動させることが可能である。なお本実施形態では、レンズ１ａが指定位置Ｐ２に安定するまでの整定時間は短くなっているため、その分、起動から手振れ補正機能を有効にするまでの待ち時間を、短くすることが可能となっている。
【００５９】
（２）イメージセンサの露光開始の直前
撮像装置９では、写真撮影の際のピント合わせ時にも、手振れ補正機能を発揮することが可能である。但しピント合わせ時には、レンズ１ａが可動領域の中央から外れた状態となる。この状態でシャッターボタンが押下されたとき、レンズ１ａを可動領域の中央に移動させることなくイメージセンサの露光が開始されるようになっていると、レンズ１ａの特定方向への可動範囲が小さくなっているため、露光時において十分な手振れ補正機能を発揮することが難しい。
【００６０】
例えば露光開始時に、図４の（Ａ）に示すようにレンズ１ａが可動領域の左下寄りに位置していると、レンズ１ａの左や下方向への可動範囲が狭く、十分な手振れ補正機能を発揮することが難しい。そのため露光開始時には、図４の（Ｂ）に示すようにレンズ１ａが可動領域の中央に位置するようにし、レンズ１ａの各方向への可動範囲を広げることにより、十分な手振れ補正機能が発揮されるようにすることが望ましい。
【００６１】
そこで主制御装置５は、シャッターボタンが押下されたとき（つまりイメージセンサの露光の開始直前）に、レンズ１ａを指定位置Ｐ２にセットする動作が行われるようにする。なおこの場合は、イメージセンサの露光の開始直前に、レンズ制御装置６に目標位置切替信号が入力されることになる。
【００６２】
そして主制御装置５は、レンズ１ａが指定位置Ｐ２に安定したことを検出し、目標位置切替信号の出力を停止した後（すなわち、再び手振れ補正機能を有効にした後）、直ちにイメージセンサの露光を開始させる。これにより、露光時においても十分な手振れ補正機能を発揮させることが可能となる。
【００６３】
なお本実施形態では、レンズ１ａが指定位置Ｐ２に安定するまでの整定時間は短くなっているため、その分、シャッターボタンが操作されてから露光開始までの時間（遅延時間）を、短くすることが可能となっている。
【００６４】
［その他］
以上に説明した通り、レンズ制御装置６は、振れ検出センサ４を有した撮像装置９に設けられ、レンズ１ａの位置を制御するものである。
【００６５】
またレンズ制御装置６は、振れ検出センサ４の検出結果に応じた算出位置Ｐ１の信号、および、予め指定されたレンズ１ａの位置を表す指定位置Ｐ２の信号の何れかを、レンズ１ａの目標位置を表す目標位置信号に切替可能に設定するレンズ目標位置切替制御部１４と、カットオフ周波数が可変であるローパスフィルタ１５と、ローパスフィルタ１５によるフィルタ処理済の目標位置信号に基づいて、目標位置へ近づくようにレンズ１ａの位置を制御する機能部（サーボ制御部）と、を備えている。
【００６６】
そして更にローパスフィルタ１５は、目標位置信号が算出位置Ｐ１の信号と指定位置Ｐ２の信号の何れであるかに応じて、カットオフ周波数が変更されるようになっている。そのためレンズ制御装置６によれば、撮像装置９における手振れ補正の性能の劣化を抑えつつ、レンズ１ａを指定位置に移動させる際の整定時間を短くすることが容易となっている。
【００６７】
また以上の説明では、本実施形態に係る撮像装置としてデジタルスチルカメラを想定したが、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。本発明は、例えばデジタルビデオカメラ、監視カメラ、および携帯電話向けのカメラモジュールなどにも、広く適用され得る。
【００６８】
また、本発明の構成は、上記実施形態のほか、発明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。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明は、手振れ補正機能を有する撮像装置などに利用することができる。
【符号の説明】
【００７０】
１ レンズユニット
１ａ レンズ
２ 位置センサ
３ レンズ駆動モータ
４ 振れ検出センサ
５ 主制御装置
６ レンズ制御装置
９ 撮像装置
１２ 振れ検出センサ信号処理部
１３ レンズ指定位置記録部
１４ レンズ目標位置切替制御部
１５ ローパスフィルタ
１６ カットオフ周波数切替制御部
１７ 加算部
１８ ＰＩＤフィルタ
１９ ドライバ部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ制御装置、およびこれを用いた撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、手振れ補正機能を備えた撮像装置が提案されている。図５は、このような撮像装置に設けられたレンズ制御装置（レンズの位置を制御する装置）の構成を例示している。当該レンズ制御装置は、ローパスフィルタ１１４、加算部１１６、ＰＩＤ［P:Proportinal, I:Integral, D:Differential］フィルタ１１７、およびドライバ１１８を有している。
【０００３】
ローパスフィルタ１１４は、レンズの目標位置を表す目標位置信号が入力され、この目標位置信号に対して低域通過のフィルタ処理を施す。ローパスフィルタ１１４は、目標位置信号に含まれている高域ノイズを除去する役割を果す。
【０００４】
なお目標位置信号は、ジャイロセンサ等の検出結果に基づき、手振れによる画像の滲みが抑制されるように生成される信号である。また加算部１１６は、レンズの現在位置を表す現在位置信号と、ローパスフィルタ１１４によるフィルタ処理済みの目標位置信号と、が入力され、これらの信号の差を出力する。
【０００５】
またＰＩＤフィルタ１１７は、加算部１１６の出力を受け、現在位置信号とフィルタ処理済みの目標位置信号の差が小さくなるように、ドライバ１１８への出力を行う。ドライバ１１８は、ＰＩＤフィルタ１１７の出力に応じ、レンズ駆動モータ（不図示）の制御を通じて、レンズの位置を調節する。これにより、現在位置信号とフィルタ処理済みの目標位置信号の差が小さくなるように、レンズの位置が制御されることになる。その結果、手振れ補正機能が発揮されることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−３２９８７４号公報
【特許文献２】特開２０１１−０９５６８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したレンズ制御装置において手振れ補正の性能を高める方策としては、ＰＩＤフィルタにてオープンループのゲインを高くしておくことの他、ローパスフィルタの特性を適切に設定しておくことが挙げられる。
【０００８】
例えばローパスフィルタのカットオフ周波数が低過ぎると、フィルタ処理によって目標位置信号に位相の遅れが生じ、手振れ補正の性能が劣化してしまう。そのため、目標位置信号における必要帯域の位相を変化させないように、当該カットオフ周波数は、ある程度高い周波数に設定される必要がある。
【０００９】
ところで上述したレンズ制御装置において、レンズを予め指定された指定位置（例えば、レンズの可動領域の中央）に移動させようとするときには、この指定位置を表す信号が目標位置信号に設定される。これにより、当該指定位置へ近づくようにレンズの位置を制御することが可能である。
【００１０】
しかし、指定位置を表す信号が目標位置信号に設定されたとき、目標位置は非連続的に変化し、目標位置信号には急激な変化が生じる。そのため、ローパスフィルタのカットオフ周波数が高く設定されていると、高周波帯域に大きな成分をもった信号がＰＩＤフィルタに入力される。
【００１１】
その結果、レンズが大きくリンギングし、レンズが指定位置に安定するまでの時間（整定時間）が長くなってしまう。なお、この不具合を解消するためにローパスフィルタのカットオフ周波数を常時低く設定しておくと、先述した通り、手振れ補正の性能の劣化が問題となる。
【００１２】
本発明は上述した問題に鑑み、手振れ補正の性能の劣化を抑えつつ、レンズを指定位置に移動させる際の整定時間を短くすることが容易となるレンズ制御装置、およびこれを備えた撮像装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明に係るレンズ制御装置は、振れ量を検出するセンサを有した撮像装置に設けられ、該撮像装置のレンズの位置を制御するレンズ制御装置であって、前記センサの検出結果に応じた第１信号、および、予め指定された前記レンズの位置を表す第２信号の何れかを、前記レンズの目標位置を表す目標位置信号に切替可能に設定する目標位置制御部と、カットオフ周波数が可変であるローパスフィルタと、前記ローパスフィルタによるフィルタ処理済の前記目標位置信号に基づいて、前記目標位置へ近づくように前記レンズの位置を制御するサーボ制御部と、を備え、前記目標位置信号が第１信号と第２信号の何れであるかに応じて、前記カットオフ周波数が変更されるようにした構成とする。
【００１４】
本構成によれば、手振れ補正の性能の劣化を抑えつつ、レンズを指定位置に移動させる際の整定時間を短くすることが容易となる。なおここでの撮像装置は、レンズを用いて被写体の撮像を行う装置であり、その具体的形態などは特に限定されない。
【００１５】
また上記構成としてより具体的には、第２信号が前記目標位置信号に設定されたときは、第１信号が前記目標位置信号に設定されているときに比べ、前記カットオフ周波数が低く設定される構成としてもよい。
【００１６】
また上記構成としてより具体的には、第１信号は、前記撮像装置の振れによる撮像画像の滲みを抑えるように算出された、前記レンズの位置を表す信号である構成としてもよい。なおここでの撮像画像は、撮像装置が撮像する被写体の画像のことである。
【００１７】
また上記構成としてより具体的には、前記レンズの現在位置を表す現在位置信号を取得し、前記サーボ制御部は、前記現在位置信号と前記フィルタ処理済の目標位置信号との差が小さくなるように、前記レンズの位置を制御する構成としてもよい。
【００１８】
また上記構成としてより具体的には、第２信号は、前記レンズの可動領域の中央を表す構成としてもよい。
【００１９】
また、目標位置切替信号が入力される上記構成のレンズ制御装置において、前記目標位置切替信号が入力されていないときは、第１信号が前記目標位置信号に設定されるとともに、前記カットオフ周波数は所定の第１周波数に設定され、前記目標位置切替信号が入力されているときは、第２信号が前記目標位置信号に設定されるとともに、前記カットオフ周波数は第１周波数より低い第２周波数に設定される構成としてもよい。
【００２０】
また上記構成としてより具体的には、前記撮像装置の起動時に、前記目標位置切替信号が入力される構成としてもよい。またイメージセンサの露光により撮像を行う前記撮像装置に設けられた、上記構成のレンズ制御装置において、前記露光の開始直前に、前記目標位置切替信号が入力される構成としてもよい。
【００２１】
また上記構成としてより具体的には、前記レンズを駆動するレンズ駆動モータの制御を通じて、前記レンズの位置を制御する構成としてもよい。また上記構成としてより具体的には、前記センサはジャイロセンサである構成としてもよい。
【００２２】
また本発明に係る撮像装置は、上記構成のレンズ制御装置を備えた構成とする。本構成によれば、上記構成に係るレンズ制御装置の利点を享受することが可能となる。
【発明の効果】
【００２３】
上述した通り、本発明に係るレンズ制御装置によれば、手振れ補正の性能の劣化を抑えつつ、レンズを指定位置に移動させる際の整定時間を短くすることが容易となる。また本発明に係る撮像装置によれば、本発明に係るレンズ制御装置の利点を享受することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態に係る撮像装置の構成図である。
【図２】レンズの現在位置および目標位置に関するグラフである。
【図３】レンズの現在位置および目標位置に関する別のグラフである。
【図４】レンズの可動範囲に関する説明図である。
【図５】従来のレンズ制御装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
［撮像装置の構成等］
本発明の実施形態について、各図面を参照しながら以下に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る撮像装置のブロック図である。本実施形態の撮像装置９は、レンズユニット１、位置センサ２、レンズ駆動モータ３、振れ検出センサ４、主制御装置５、およびレンズ制御装置６などを有し、手振れ補正機能を備えたものとなっている。
【００２６】
なお以下の説明では、一例として、撮像装置９はデジタルスチルカメラであるとする。また撮像装置９には、ユーザの操作に用いられるスイッチとして、電源のＯＮ／ＯＦＦを切替えるための電源ボタンや、写真撮影を行うためのシャッターボタンなどが設けられている。
【００２７】
レンズユニット１は、手振れ補正用レンズであるレンズ１ａを有しており、レンズ１ａを用いて、被写体の光学像を撮像装置９内のイメージセンサ（ＣＣＤ［Charge Coupled Device］やＣＭＯＳ［Complementary Metal Oxide Semiconductor］など）に結像させる。撮像装置９は、レンズ１ａを介してこのイメージセンサを露光させ、被写体を撮像することが可能となっている。なおレンズ１ａは、レンズユニット１の固定部分に対して、バネ（弾性体）によって弾性的に支持された可動部材である。
【００２８】
位置センサ２は、レンズ１ａの位置（現在位置）を検出するセンサであり、例えばホールセンサやフォトリフレクタが適用される。位置センサ２は、レンズ１ａの現在位置を表す現在位置信号を継続的に生成し、レンズ制御装置６へ送出する。この現在位置信号は、ＡＤ変換等の処理が施された上で、加算部１７に入力されるようになっている。
【００２９】
レンズ駆動モータ３は、例えばＶＣＭ［Voice Coil Motor］によって構成されており、レンズ制御装置６から出力されるモータ電流に応じた駆動力で、レンズ１ａを駆動する。
【００３０】
振れ検出センサ４は、撮像装置９における手振れの量（振れ量）を検出するセンサであり、例えばジャイロセンサ（角速度センサの一種）が適用される。振れ検出センサ４は、手振れの量を表す信号を継続的に生成し、レンズ制御装置６へ送出する。
【００３１】
主制御装置５は、撮像装置９における各部を制御し、撮像装置９を適切に動作させる。なお主制御装置５は、レンズ制御装置６（より具体的には、レンズ目標位置切替制御部１４とカットオフ周波数切替制御部１６）に対して、適宜、レンズ１ａの目標位置を切替えるための目標位置切替信号を出力するようになっている。目標位置切替信号の役割等については、後述する説明により明らかとなる。
【００３２】
レンズ制御装置６は、振れ検出センサ信号処理部１２、レンズ指定位置記録部１３、レンズ目標位置切替制御部１４、ローパスフィルタ１５、カットオフ周波数切替制御部１６、加算部１７、ＰＩＤフィルタ１８、およびドライバ部１９などを備えている。レンズ制御装置６は、これらの各部を集積化した半導体装置として形成されている。
【００３３】
振れ検出センサ信号処理部１２は、振れ検出センサ４から手振れの量を表す信号を受取り、受取った信号に基づいて、手振れ（撮像装置９の振れ）による撮像画像の滲みが抑えられるようにレンズ１ａの位置を算出する。この算出されたレンズ１ａの位置（以下、便宜的に「算出位置Ｐ１」と称する）を表す情報は、レンズ目標位置切替制御部１４へ送出される。
【００３４】
レンズ指定位置記録部１３は、レンズ１ａの位置として予め指定された位置の情報が記録されている。なお本実施形態では、レンズ１ａの可動領域の中央が、当該指定された位置となっている。但しこれは一例であって、指定される位置は当該可動領域の中央でなくても良く、適宜最適な位置が指定され得る。この指定されたレンズ１ａの位置（以下、便宜的に「指定位置Ｐ２」と称する）を表す情報は、レンズ目標位置切替制御部１４へ送出される。
【００３５】
レンズ目標位置切替制御部１４は、算出位置Ｐ１および指定位置Ｐ２の何れかを、レンズ１ａの目標位置として切替可能に設定する役割を果す。すなわちレンズ目標位置切替制御部１４は、算出位置Ｐ１の信号および指定位置Ｐ２の信号の何れかを、レンズ１ａの目標位置を表す目標位置信号に切替可能に設定し、ローパスフィルタ１５に向けて出力する。なお、レンズ目標位置切替制御部１４の後段側に、目標位置の情報を保持するレジスタが設けられるようにしても良い。この場合、当該レジスタからローパスフィルタ１５に向けて、目標位置信号が出力される。
【００３６】
またレンズ目標位置切替制御部１４は、主制御装置５から入力される目標位置切替信号に応じて、レンズ１ａの目標位置を算出位置Ｐ１と指定位置Ｐ２の間で切替える。より具体的には、通常時（目標位置切替信号が入力されていないとき）は、算出位置Ｐ１が当該目標位置に設定され、目標位置切替信号が入力されているときは、指定位置Ｐ２が当該目標位置に設定される。
【００３７】
ローパスフィルタ１５は、目標位置信号に低域通過のフィルタ処理を施し、加算部１７へ出力する。なおローパスフィルタ１５は、カットオフ周波数が可変であるように形成されている。
【００３８】
カットオフ周波数切替制御部１６は、算出位置Ｐ１がレンズ１ａの目標位置であるときには、ローパスフィルタ１５のカットオフ周波数を周波数Ｆｃ１に設定し、指定位置Ｐ２がレンズ１ａの目標位置であるときには、当該カットオフ周波数を周波数Ｆｃ２に設定する。すなわちカットオフ周波数切替制御部１６は、レンズ１ａの目標位置が算出位置Ｐ１と指定位置Ｐ２の何れであるかによって、ローパスフィルタ１５のカットオフ周波数を切替える。
【００３９】
本実施形態では、主制御装置５から入力される目標位置切替信号に基づいて、当該切替が行われる。すなわちカットオフ周波数切替制御部１６は、目標位置切替信号が入力されていないときは、周波数Ｆｃ１を当該カットオフ周波数に設定し、目標位置切替信号が入力されているときは、周波数Ｆｃ２を当該カットオフ周波数に設定する。但しこの形態は一例であり、その他の形態が採用されても構わない。例えばカットオフ周波数切替制御部１６は、レンズ目標位置切替制御部１４から目標位置の切替を行った旨の通知を受け、この通知に基づいて、当該カットオフ周波数の切替を行うようにしても良い。
【００４０】
なお周波数Ｆｃ１は、算出位置Ｐ１を表す信号（振れ検出センサ４の検出結果に応じた信号）に含まれる高周波成分のノイズを、適切に除去し得る値に設定されている。一方で周波数Ｆｃ２は、周波数Ｆｃ１よりも低い所定値（目標位置が非連続的に変化しても、レンズ１ａのリンギングがより抑えられる値）に設定されている。
【００４１】
加算部１７は、目標位置信号の値と、位置センサ２から出力される現在位置信号の値との差を算出し、この算出の結果をＰＩＤフィルタ１８へ出力する。なお位置センサ２と加算部１７の間に、位置センサ２の出力情報を保持するレジスタが設けられるようにしても良い。この場合、当該レジスタから加算部１７に向けて、現在位置信号が出力される。
【００４２】
ＰＩＤフィルタ１８は、加算部１７から受取る情報に基づき、目標位置信号の値と現在位置信号の値の差がゼロに近づくように出力信号を生成し、ドライバ部１９へ出力する。
【００４３】
ドライバ部１９は、ＰＩＤフィルタ１８の出力信号に応じたモータ電流を生成し、レンズ駆動モータ３に向けて出力する。これによりレンズ駆動モータ３は、現在位置が目標位置へ近づくように、レンズ１ａを駆動することになる。
【００４４】
なお加算部１７、ＰＩＤフィルタ１８、およびドライバ部１９等からなる部分は、ローパスフィルタ１５によるフィルタ処理済の目標位置信号に基づいて、目標位置へ近づくようにレンズ１ａの位置を制御する部分に相当する。つまりこの部分は、現在位置信号と当該フィルタ処理済の目標位置信号との差が小さくなるように、レンズ１ａの位置を制御する。
【００４５】
なお、算出位置Ｐ１がレンズ１ａの目標位置に設定されているときは、手振れによる撮像画像の滲みが抑えられるように、レンズ１ａの位置が制御されることになる。すなわち、撮像装置９において手振れ補正機能が有効となる。一方、指定位置Ｐ２がレンズ１ａの目標位置に設定されているときは、可動領域の中央に近づくように、レンズ１ａの位置が制御されることになる。
【００４６】
［撮像装置の動作等］
次に、撮像装置９が行う動作の一部について以下に説明する。主制御装置５は、ユーザにより電源ボタンが操作されると、撮像装置９の電源のＯＮ／ＯＦＦを切替える。なお電源ＯＮの状態は、撮像装置９の通常の使用を想定した状態であり、撮像装置９が本来の機能を発揮するように各部へ電源が供給される状態である。一方、電源ＯＦＦの状態は、撮像装置９の不使用を想定した状態であり、撮像装置９の消費電力を抑えるため電源供給の全部または一部が停止される状態である。
【００４７】
また主制御装置５は、ユーザによりシャッターボタンが押下されると、撮像装置９内のイメージセンサを露光させて被写体の撮像が行われるようにし、撮像画像を取得する。これにより、所望のタイミングでの写真撮影が可能となっている。なお主制御装置５は、被写体の撮像に先立ち、例えばシャッターボタンの半押しがなされたときに、被写体にピントを合わせる動作が実行されるようにする。
【００４８】
また撮像装置９は、通常の動作時、算出位置Ｐ１がレンズ１ａの目標位置に設定され、手振れ補正機能を発揮する。このとき、ローパスフィルタ１５のカットオフ周波数が周波数Ｆｃ１に設定されるため、手振れ補正性能の劣化（特に位相の遅れ）が抑えられる。
【００４９】
ここで、算出位置Ｐ１が目標位置である状況での、レンズ１ａの現在位置および目標位置のグラフを、図２に例示する。なお図２において、横軸は時間を、縦軸はレンズ１ａの位置をそれぞれ表している。また実線はレンズ１ａの現在位置を、破線はレンズ１ａの目標位置をそれぞれ表している。なお点線は、ローパスフィルタ１５のカットオフ周波数が周波数Ｆｃ２（周波数Ｆｃ１より低い）であると仮定したときのレンズ１ａの現在位置を、参考までに表している。
【００５０】
図２のグラフに示すように、ローパスフィルタ１５のカットオフ周波数が周波数Ｆｃ１に設定されている場合は、当該カットオフ周波数が周波数Ｆｃ２である場合に比べ、レンズ１ａの現在位置における目標位置からの位相の遅れが抑えられる。その結果、レンズ１ａの現在位置は目標位置へより良好に追従することになり、高性能の手振れ補正機能が発揮される。
【００５１】
一方で主制御装置５は、必要に応じて、レンズ１ａを指定位置Ｐ２（可動領域の中央）にセットする動作を行う。より具体的には、まず主制御装置５は、目標位置切替信号をレンズ制御装置６に出力する。これにより、指定位置Ｐ２がレンズ１ａの目標位置に設定されるため、レンズ１ａは指定位置Ｐ２へ近づくことになる。
【００５２】
なお指定位置Ｐ２がレンズ１ａの目標位置に設定されるとき、当該目標位置は非連続的に変更されるため、レンズ１ａのリンギングが生じ易くなる。しかしこのとき、ローパスフィルタ１５のカットオフ周波数は周波数Ｆｃ２に設定されるため、周波数Ｆｃ１に設定されたままの場合に比べて、レンズ１ａのリンギングが抑えられる。
【００５３】
ここで、目標位置が指定位置Ｐ２に設定された状況での、レンズ１ａの現在位置および目標位置のグラフを、図３に例示する。なお図３において、横軸は時間を、縦軸はレンズ１ａの位置をそれぞれ表している。また実線はレンズ１ａの現在位置を、破線はレンズ１ａの目標位置をそれぞれ表している。なお点線は、ローパスフィルタ１５のカットオフ周波数が周波数Ｆｃ１（周波数Ｆｃ２より高い）であると仮定したときのレンズ１ａの現在位置を、参考までに表している。
【００５４】
図３のグラフに示すように、ローパスフィルタ１５のカットオフ周波数が周波数Ｆｃ２に設定されている場合は、当該カットオフ周波数が周波数Ｆｃ１である場合に比べ、レンズ１ａのリンギングは抑えられる。その結果、レンズ１ａが指定位置Ｐ２に安定するまでの時間（整定時間）が短くなる。図３に示す例では、当該カットオフ周波数が周波数Ｆｃ１である場合の整定時間はＴ１であるのに対し、周波数Ｆｃ２である場合の整定時間はＴ２となっており、大幅に短縮されている。
【００５５】
なお主制御装置５は、レンズ１ａの位置が指定位置Ｐ２に安定するまで、目標位置切替信号の出力を継続する。そして主制御装置５は、レンズ１ａの位置が指定位置Ｐ２に安定したことを検出（検波）したら、手振れ補正機能を有効とするため、目標位置切替信号の出力を停止する。これにより、レンズ１ａの目標位置が指定位置Ｐ２から算出位置Ｐ１に切替えられるとともに、ローパスフィルタ１５のカットオフ周波数が周波数Ｆｃ２から周波数Ｆｃ１に切替えられ、高性能の手振れ補正機能が発揮されるようになる。
【００５６】
また本実施形態では、以下の（１）および（２）に示す状況において、上述した通りの、レンズ１ａを指定位置Ｐ２にセットする動作が行われる。
【００５７】
（１）撮像装置の起動時
主制御装置５は、電源ボタンが操作されて撮像装置９が電源ＯＮとなるとき（つまり起動時）に、レンズ１ａを指定位置Ｐ２にセットする動作が行われるようにする。なおこの場合は、撮像装置９の起動時に、レンズ制御装置６に目標位置切替信号が入力されることになる。
【００５８】
これにより起動時において、レンズ１ａを可動領域の中央に移動させることが可能である。なお本実施形態では、レンズ１ａが指定位置Ｐ２に安定するまでの整定時間は短くなっているため、その分、起動から手振れ補正機能を有効にするまでの待ち時間を、短くすることが可能となっている。
【００５９】
（２）イメージセンサの露光開始の直前
撮像装置９では、写真撮影の際のピント合わせ時にも、手振れ補正機能を発揮することが可能である。但しピント合わせ時には、レンズ１ａが可動領域の中央から外れた状態となる。この状態でシャッターボタンが押下されたとき、レンズ１ａを可動領域の中央に移動させることなくイメージセンサの露光が開始されるようになっていると、レンズ１ａの特定方向への可動範囲が小さくなっているため、露光時において十分な手振れ補正機能を発揮することが難しい。
【００６０】
例えば露光開始時に、図４の（Ａ）に示すようにレンズ１ａが可動領域の左下寄りに位置していると、レンズ１ａの左や下方向への可動範囲が狭く、十分な手振れ補正機能を発揮することが難しい。そのため露光開始時には、図４の（Ｂ）に示すようにレンズ１ａが可動領域の中央に位置するようにし、レンズ１ａの各方向への可動範囲を広げることにより、十分な手振れ補正機能が発揮されるようにすることが望ましい。
【００６１】
そこで主制御装置５は、シャッターボタンが押下されたとき（つまりイメージセンサの露光の開始直前）に、レンズ１ａを指定位置Ｐ２にセットする動作が行われるようにする。なおこの場合は、イメージセンサの露光の開始直前に、レンズ制御装置６に目標位置切替信号が入力されることになる。
【００６２】
そして主制御装置５は、レンズ１ａが指定位置Ｐ２に安定したことを検出し、目標位置切替信号の出力を停止した後（すなわち、再び手振れ補正機能を有効にした後）、直ちにイメージセンサの露光を開始させる。これにより、露光時においても十分な手振れ補正機能を発揮させることが可能となる。
【００６３】
なお本実施形態では、レンズ１ａが指定位置Ｐ２に安定するまでの整定時間は短くなっているため、その分、シャッターボタンが操作されてから露光開始までの時間（遅延時間）を、短くすることが可能となっている。
【００６４】
［その他］
以上に説明した通り、レンズ制御装置６は、振れ検出センサ４を有した撮像装置９に設けられ、レンズ１ａの位置を制御するものである。
【００６５】
またレンズ制御装置６は、振れ検出センサ４の検出結果に応じた算出位置Ｐ１の信号、および、予め指定されたレンズ１ａの位置を表す指定位置Ｐ２の信号の何れかを、レンズ１ａの目標位置を表す目標位置信号に切替可能に設定するレンズ目標位置切替制御部１４と、カットオフ周波数が可変であるローパスフィルタ１５と、ローパスフィルタ１５によるフィルタ処理済の目標位置信号に基づいて、目標位置へ近づくようにレンズ１ａの位置を制御する機能部（サーボ制御部）と、を備えている。
【００６６】
そして更にローパスフィルタ１５は、目標位置信号が算出位置Ｐ１の信号と指定位置Ｐ２の信号の何れであるかに応じて、カットオフ周波数が変更されるようになっている。そのためレンズ制御装置６によれば、撮像装置９における手振れ補正の性能の劣化を抑えつつ、レンズ１ａを指定位置に移動させる際の整定時間を短くすることが容易となっている。
【００６７】
また以上の説明では、本実施形態に係る撮像装置としてデジタルスチルカメラを想定したが、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。本発明は、例えばデジタルビデオカメラ、監視カメラ、および携帯電話向けのカメラモジュールなどにも、広く適用され得る。
【００６８】
また、本発明の構成は、上記実施形態のほか、発明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。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明は、手振れ補正機能を有する撮像装置などに利用することができる。
【符号の説明】
【００７０】
１ レンズユニット
１ａ レンズ
２ 位置センサ
３ レンズ駆動モータ
４ 振れ検出センサ
５ 主制御装置
６ レンズ制御装置
９ 撮像装置
１２ 振れ検出センサ信号処理部
１３ レンズ指定位置記録部
１４ レンズ目標位置切替制御部
１５ ローパスフィルタ
１６ カットオフ周波数切替制御部
１７ 加算部
１８ ＰＩＤフィルタ
１９ ドライバ部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振れ量を検出するセンサを有した撮像装置に設けられ、該撮像装置のレンズの位置を制御するレンズ制御装置であって、
前記センサの検出結果に応じた第１信号、および、予め指定された前記レンズの位置を表す第２信号の何れかを、前記レンズの目標位置を表す目標位置信号に切替可能に設定する目標位置制御部と、
カットオフ周波数が可変であるローパスフィルタと、
前記ローパスフィルタによるフィルタ処理済の前記目標位置信号に基づいて、前記目標位置へ近づくように前記レンズの位置を制御するサーボ制御部と、
を備え、
前記目標位置信号が第１信号と第２信号の何れであるかに応じて、前記カットオフ周波数が変更されるようにしたことを特徴とするレンズ制御装置。
【請求項２】
第２信号が前記目標位置信号に設定されたときは、第１信号が前記目標位置信号に設定されているときに比べ、前記カットオフ周波数が低く設定されることを特徴とする請求項１に記載のレンズ制御装置。
【請求項３】
第１信号は、
前記撮像装置の振れによる撮像画像の滲みを抑えるように算出された、前記レンズの位置を表す信号であることを特徴とする請求項２に記載のレンズ制御装置。
【請求項４】
前記レンズの現在位置を表す現在位置信号を取得し、
前記サーボ制御部は、
前記現在位置信号と前記フィルタ処理済の目標位置信号との差が小さくなるように、前記レンズの位置を制御することを特徴とする請求項３に記載のレンズ制御装置。
【請求項５】
第２信号は、
前記レンズの可動領域の中央を表すことを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載のレンズ制御装置。
【請求項６】
目標位置切替信号が入力される、請求項１から請求項５の何れかに記載のレンズ制御装置であって、
前記目標位置切替信号が入力されていないときは、
第１信号が前記目標位置信号に設定されるとともに、前記カットオフ周波数は所定の第１周波数に設定され、
前記目標位置切替信号が入力されているときは、
第２信号が前記目標位置信号に設定されるとともに、前記カットオフ周波数は第１周波数より低い第２周波数に設定されることを特徴とするレンズ制御装置。
【請求項７】
前記撮像装置の起動時に、前記目標位置切替信号が入力されることを特徴とする請求項６に記載のレンズ制御装置。
【請求項８】
イメージセンサの露光により撮像を行う前記撮像装置に設けられた、請求項６または請求項７に記載のレンズ制御装置であって、
前記露光の開始直前に、前記目標位置切替信号が入力されることを特徴とするレンズ制御装置。
【請求項９】
前記レンズを駆動するレンズ駆動モータの制御を通じて、前記レンズの位置を制御することを特徴とする請求項１から請求項８の何れかに記載のレンズ制御装置。
【請求項１０】
前記センサは、
ジャイロセンサであることを特徴とする請求項１から請求項９の何れかに記載のレンズ制御装置。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０の何れかに記載のレンズ制御装置を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項１】
振れ量を検出するセンサを有した撮像装置に設けられ、該撮像装置のレンズの位置を制御するレンズ制御装置であって、
前記センサの検出結果に応じた第１信号、および、予め指定された前記レンズの位置を表す第２信号の何れかを、前記レンズの目標位置を表す目標位置信号に切替可能に設定する目標位置制御部と、
カットオフ周波数が可変であるローパスフィルタと、
前記ローパスフィルタによるフィルタ処理済の前記目標位置信号に基づいて、前記目標位置へ近づくように前記レンズの位置を制御するサーボ制御部と、
を備え、
前記目標位置信号が第１信号と第２信号の何れであるかに応じて、前記カットオフ周波数が変更されるようにしたことを特徴とするレンズ制御装置。
【請求項２】
第２信号が前記目標位置信号に設定されたときは、第１信号が前記目標位置信号に設定されているときに比べ、前記カットオフ周波数が低く設定されることを特徴とする請求項１に記載のレンズ制御装置。
【請求項３】
第１信号は、
前記撮像装置の振れによる撮像画像の滲みを抑えるように算出された、前記レンズの位置を表す信号であることを特徴とする請求項２に記載のレンズ制御装置。
【請求項４】
前記レンズの現在位置を表す現在位置信号を取得し、
前記サーボ制御部は、
前記現在位置信号と前記フィルタ処理済の目標位置信号との差が小さくなるように、前記レンズの位置を制御することを特徴とする請求項３に記載のレンズ制御装置。
【請求項５】
第２信号は、
前記レンズの可動領域の中央を表すことを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載のレンズ制御装置。
【請求項６】
目標位置切替信号が入力される、請求項１から請求項５の何れかに記載のレンズ制御装置であって、
前記目標位置切替信号が入力されていないときは、
第１信号が前記目標位置信号に設定されるとともに、前記カットオフ周波数は所定の第１周波数に設定され、
前記目標位置切替信号が入力されているときは、
第２信号が前記目標位置信号に設定されるとともに、前記カットオフ周波数は第１周波数より低い第２周波数に設定されることを特徴とするレンズ制御装置。
【請求項７】
前記撮像装置の起動時に、前記目標位置切替信号が入力されることを特徴とする請求項６に記載のレンズ制御装置。
【請求項８】
イメージセンサの露光により撮像を行う前記撮像装置に設けられた、請求項６または請求項７に記載のレンズ制御装置であって、
前記露光の開始直前に、前記目標位置切替信号が入力されることを特徴とするレンズ制御装置。
【請求項９】
前記レンズを駆動するレンズ駆動モータの制御を通じて、前記レンズの位置を制御することを特徴とする請求項１から請求項８の何れかに記載のレンズ制御装置。
【請求項１０】
前記センサは、
ジャイロセンサであることを特徴とする請求項１から請求項９の何れかに記載のレンズ制御装置。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０の何れかに記載のレンズ制御装置を備えたことを特徴とする撮像装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−５０５１５（Ｐ２０１３−５０５１５Ａ）
【公開日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８７１３２（Ｐ２０１１−１８７１３２）
【出願日】平成２３年８月３０日（２０１１．８．３０）
【出願人】（０００１１６０２４）ローム株式会社 (3,539)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月３０日（２０１１．８．３０）
【出願人】（０００１１６０２４）ローム株式会社 (3,539)
【Ｆターム（参考）】
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