制御装置及び撮像装置及びその制御方法
【課題】PWM駆動制御による出力不感帯においても、フィードバック制御を正確に行うことができ、手ぶれ補正処理の精度向上をより一層図ることのできる撮像装置を提供する。
【解決手段】本発明の撮像装置は、撮像素子１０１を有して撮影光軸に直交する方向にモータにより可動される可動部１２５１と、撮像素子の位置を検出値として検出する位置検出部１２５２と、手ぶれによる撮像装置本体の振れ量に対応する目標値を検出する目標値算出部１２４１と、PWM駆動制御を用いてフィードバック制御を行うために検出値と目標値との差を演算してデューティ比を求める演算部１０４３と、モータ１２５５にデューティ比に応じた電流を流すことにより可動部１２５１を駆動する駆動部１２５４とを有する。演算部１０４３には、検出値と目標値との差により求められたデューティ比を補正することにより出力不感帯を除去する補正部１０４３Hが設けられている。
【解決手段】本発明の撮像装置は、撮像素子１０１を有して撮影光軸に直交する方向にモータにより可動される可動部１２５１と、撮像素子の位置を検出値として検出する位置検出部１２５２と、手ぶれによる撮像装置本体の振れ量に対応する目標値を検出する目標値算出部１２４１と、PWM駆動制御を用いてフィードバック制御を行うために検出値と目標値との差を演算してデューティ比を求める演算部１０４３と、モータ１２５５にデューティ比に応じた電流を流すことにより可動部１２５１を駆動する駆動部１２５４とを有する。演算部１０４３には、検出値と目標値との差により求められたデューティ比を補正することにより出力不感帯を除去する補正部１０４３Hが設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、PWM駆動制御を用いて可動部が目標位置に正確に移動されるように可動部をフィードバック制御することが可能な制御装置及び撮影時の手ぶれを補正する手ぶれ補正機能を有する撮像装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、スチルカメラやビデオカメラ等の撮像装置の自動化が進み、自動露出や自動焦点調節機構等を備えたものが広く実用化されている。
これらの多機能化の一環として、装置全体の振れに起因する像振れを補正する技術も実用化されている。
【０００３】
この種の撮像装置として、撮像素子を有して撮影光軸に直交する方向に移動可能とされた可動部と、この可動部を撮影光軸に直交する方向に駆動する駆動部と、その撮像素子の位置を検出する位置検出部と、この位置検出部の出力に基づいて、その撮像素子が基準位置にあることを示す基準位置情報を記憶する記憶部とを備えた撮像装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
この種の撮像装置では、手ぶれによる撮像装置本体の振れ量を検出し、その振れ量に応じた像移動量としての目標値を設定すると共に、この可動部の変位中に撮像素子の位置を検出して、撮像素子の位置としての検出値と目標値との差がなくなるように、フィードバック制御を行って、可動部を目標値に近づける制御処理を行い、手振れ補正を行う構成となっている。
【０００５】
その可動部には、永久磁石とコイルとからなるモータが設けられている。このモータは、例えば、駆動部によりPWM駆動制御される（例えば、特許文献２参照。）。このPWM駆動制御では、演算部により検出値と目標値との差を演算することによりデューティ比を設定し、このデューティ比を駆動部に設定値として設定する。
そして、この撮像装置では、この設定されたデューティ比に応じた電流をモータのコイルに流し、これにより、可動部を可動させてフィードバック制御を行っている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、PWM駆動制御では、そのデューティー比の値が小さいと、入力応答遅れにより、モータのコイルに流れる電流が矩形波にならずになまって、そのモータの出力が小さくなるという出力不感帯が存在する。この出力不感帯では、フィードバック制御を正確に行うことができないという不都合がある。
【０００７】
本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、PWM駆動制御の出力不感帯においても、フィードバック制御を正確に行うことができる制御装置を提供することにあり、ひいては、手ぶれ補正処理の精度向上をより一層図ることのできる撮像装置及びその制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る制御装置は、モータにより可動される可動部と、この可動部の位置を検出値として検出する位置検出部と、この可動部の目標値を算出する目標値算出部と、PWM駆動制御を用いてフィードバック制御を行うために検出値と目標値との差に基づいてデューティ比を求める演算部と、そのモータにデューティ比に応じた電流を流すことによりその可動部を駆動する駆動部とを有し、演算部には、そのデューティ比を補正することにより出力不感帯を除去する補正部が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る撮像装置は、撮像素子を有して撮影光軸に直交する方向にモータにより可動される可動部と、この撮像素子の位置を検出値として検出する位置検出部と、手ぶれによる撮像装置本体の振れ量に対応する目標値を算出する目標値算出部と、PWM駆動制御を用いてフィードバック制御を行うために検出値と目標値との差を演算してデューティ比を求める演算部と、そのモータにデューティ比に応じた電流を流すことによりその可動部を駆動する駆動部とを有し、演算部には、そのデューティ比を補正することにより出力不感帯を除去する補正部が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る制御方法によれば、PWM駆動制御を用いてフィードバック制御を行うために検出値と目標値との差を演算してデューティ比を求めた後、このデューティ比を補正して補正されたデューティ比に対応する電流をモータに流すことにより出力不感帯を除去してフィードバック制御を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、PWM駆動制御の出力不感帯においても、フィードバック制御を正確に行うことができ、ひいては、手ぶれ補正処理の精度向上をより一層図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は本発明に係る撮像装置の一つであるデジタルカメラを示しており、（ａ）はその上面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は背面図である。
【図２】図２は図１に示すデジタルカメラ内部のシステム構成の概要を示すブロック回路図である。
【図３】図３は、デジタルカメラの２つのモードの動作概要を示すフローチャート図である。
【図４】図４は、タイマ機能の動作を示すフローチャート図である。
【図５】図５は、手ぶれ補正の原理を説明するための図である。
【図６】図６は、図１に示すデジタルカメラのレンズ鏡胴の固定筒の正面図である。
【図７】図７は、図６のＡ-Ａ’線に沿った縦断面図である。
【図８】図８は、図６に示す固定筒を示しており、（ａ）はその背面図、（ｂ）は図６に示すフレキシブルプリント基板を除いた背面図である。
【図９】図９は、図２に示すＣＣＤステージの分解斜視図である。
【図１０】図１０は、図８（ｂ）のＢ-Ｂ’線に沿った縦断面図である。
【図１１】図１１は、図１０に示す強制保持機構の要部構成を示す斜視図であり、（ａ）はＣＣＤステージとステッピングモータと変換機構との連結関係を示す斜視図、（ｂ）は（a）に示す変換機構の部分を拡大して示す斜視図である。
【図１２】図１２は、図１０に示す回転伝達ギヤのカム溝を示しており、（ａ）は回転伝達ギヤの底面図、（ｂ）は（ａ）のＣ-Ｃ’に沿った断面図、（ｃ）はカムピンが傾斜面部を摺動して回転伝達ギヤを押し上げた状態を示す図、（ｄ）はカムピンが頂上平坦部に当接して回転伝達ギヤが最も押し上げられた状態を示す図、（ｅ）はカムピンが絶壁を通過しかつ谷底平坦部に当接して回転伝達ギヤが最も押し下げられた状態を示す図である。
【図１３】図１３は、図１０に示す押さえピンと凹所との嵌合状態を示しており、（ａ）は押さえピンと凹所周壁との密接状態を示す図、（ｂ）は押さえピンと凹所周壁との離間状態を示す図である。
【図１４】図１４は、レンズの焦点距離と像移動量との関係を示す図である。
【図１５】図１５は、ぶれ角とＣＣＤ補正移動量との関係を示す図である。
【図１６】図１６は、ＣＣＤのサーボ制御の制御周期を示しており、制御周期が０.０００２５[ｓ]のときのタイミングチャートである。
【図１７】図１７は、手ぶれ補正処理のフローチャート図である。
【図１８】図１８は、ＣＣＤが目標位置に移動する様子を示す図である。
【図１９】図１９は、従来のサーボ制御の概要を説明するためのブロック図である。
【図２０】図２０は、PWM駆動制御と出力不感帯の関係を説明するための波形図である。
【図２１】図２１は、この発明の撮像装置の実施例に係るサーボ制御の概要を説明するためのブロック図である。
【図２２】図２２は、PWM駆動制御による出力不感帯を除去するために、演算により求められたデューティ比の設定値の補正を説明するための一例を示すグラフである。
【図２３】図２３は、PWM駆動制御による出力不感帯を除去するために、演算により求められたデューティ比の設定値の補正を説明するための他の例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００１３】
以下に、本発明に係る制御装置及び制御方法を手ぶれ補正機能を有する撮像装置に適用した実施例を図面を参照しつつ説明する。
（デジタルカメラの全体的構成）
【００１４】
は、本発明に係る撮像装置の一例としてのデジタルスチルカメラ（以下、デジタルカメラという）示している。この図１において、（ａ）はその上面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は背面図である。 また、は、デジタルカメラ内部のシステム構成の概要を示すブロック回路図である。
【００１５】
に示すように、デジタルカメラ本体（撮像装置本体）の上面には、レリーズスイッチ（レリーズシャッタ）ＳＷ１、モードダイヤルスイッチＳＷ２、およびサブＬＣＤ（液晶ディスプレイ）１が配設されている。
また、デジタルカメラ本体の正面には、撮影レンズを含む鏡胴ユニット７、光学ファインダ４、ストロボ発光部３、測距ユニット５、リモートコントロール受光部６が設けられている。
【００１６】
デジタルカメラの背面には、電源スイッチＳＷ１３、ＬＣＤモニタ１’、ＡＦＬＥＤ８、ストロボＬＥＤ９、広角方向ズームスイッチＳＷ３、望遠方向ズームスイッチＳＷ４、セルフタイマの設定・削除するセルフタイマスイッチＳＷ５、メニュースイッチＳＷ６、上移動・ストロボセットスイッチＳＷ７、右移動スイッチＳＷ８、ディスプレイスイッチＳＷ９、下移動・マクロスイッチＳＷ１０、左移動・画像確認スイッチＳＷ１１、ＯＫスイッチＳＷ１２、手ぶれ補正スイッチＳＷ１４が設けられている。 カメラ本体の側面にはメモリカード／電池装填室の蓋２が設けられている。
【００１７】
デジタルカメラの各構成要素の機能および作用は公知であるので、その説明は省略することにし、次に、カメラの内部のシステム構成を図１、図２を参照しながら説明する。
（カメラの内部システム構成）
【００１８】
に示すように、１０４はデジタルスチルカメラプロセッサ（以下、プロセッサという）である。 このプロセッサ１０４は、Ａ／Ｄ変換器１０４１１、第１ＣＣＤ信号処理ブロック１０４１、第２ＣＣＤ信号処理ブロック１０４２、ＣＰＵブロック１０４３、ローカルＳＲＡＭ１０４４、ＵＳＢブロック１０４５、シリアルブロック１０４６、ＪＰＥＧ・ＣＯＤＥＣブロック（ＪＰＥＧ圧縮・伸長を行うブロック）１０４７、ＲＥＳＩＺＥブロック（画像データのサイズを補間処理により拡大・縮小するブロック）１０４８、ＴＶ信号表示ブロック（画像データを液晶モニタ・ＴＶなどの外部表示機器に表示させるためのビデオ信号に変換するブロック）１０４９、メモリカードコントローラブロック（撮影画像データを記録するメモリカードの制御を行うブロック）１０４１０を有している。 これらの各ブロックは相互にバスラインで接続されている。
【００１９】
また、プロセッサ１０４の外部にはＲＡＷ-ＲＧＢ画像データ（ホワイトバランス設定、γ設定が行われた状態の画像データ）、ＹＵＶ画像データ（輝度データ、色差データ変換が行われた状態の画像データ）、ＪＰＥＧ画像データ（ＪＰＥＧ圧縮された状態の画像データ）を保存するＳＤＲＡＭ１０３が配置されている。このＳＤＲＡＭ１０３は、メモリコントローラ（図示せず）、バスラインを介してプロセッサ１０４に接続されている。
【００２０】
プロセッサ１０４の外部には、さらに、ＲＡＭ１０７、内蔵メモリ（メモリカードスロットにメモリカードが装着されていない場合でも撮影画像データを記憶するためのメモリ）１２０、制御プログラム、パラメータなどが格納されたＲＯＭ１０８が設けられている。これらもバスラインによってプロセッサ１０４に接続されている。
【００２１】
ＲＯＭ１０８に格納する制御プログラムは、デジタルカメラの電源スイッチＳＷ１３をオンすると、プロセッサ１０４のメインメモリ（図示せず）にロードされる。プロセッサ１０４は、その制御プログラムに従って各部の動作制御を行うとともに、制御データ、パラメータ等をＲＡＭ１０７等に一時的に保存させる。
【００２２】
鏡胴ユニット７は、ズームレンズ７１ａを有するズーム光学系７１、フォーカスレンズ７２ａを有するフォーカス光学系７２、絞り７３ａを有する絞りユニット７３、メカニカルシャッタ７４ａを有するメカニカルシャッタユニット７４からなるレンズ鏡筒を備えている。 なお、ズームレンズ７１ａ、フォーカスレンズ７２ａ及び絞り７３ａは撮影光学系を構成している。また、撮影光学系の光軸をＺ軸とするとともに、このＺ軸に直交する平面をＸ-Ｙ平面とする。
【００２３】
ズーム光学系７１、フォーカス光学系７２、絞りユニット７３、メカニカルシャッタユニット７４は、ズームモータ７１ｂ、フォーカスモータ７２ｂ、絞りモータ７３ｂ、メカニカルシャッタモータ７４ｂによってそれぞれ駆動されるようになっている。
【００２４】
この鏡胴ユニット７の各モータはモータドライバ７５によって駆動される。モータドライバ７５はプロセッサ１０４のＣＰＵブロック１０４３によって制御される。
また、鏡胴ユニット７の各レンズ系によりＣＣＤ１０１に被写体像が結像される。ＣＣＤ１０１は被写体像を画像信号に変換してＦ／Ｅ-ＩＣ１０２に画像信号を出力する。
【００２５】
Ｆ／Ｅ-ＩＣ１０２は画像ノイズ除去用のため相関二重サンプリングを行うＣＤＳ１０２１、利得調整用のＡＧＣ１０２２、アナログデジタル変換を行うＡ／Ｄ変換部１０２３から構成されている。
すなわち、Ｆ／Ｅ-ＩＣ１０２はその画像信号に所定の処理を施し、アナログ画像信号をデジタル信号に変換してプロセッサ１０４の第１ＣＣＤ信号処理ブロック１０４１に向けてこのデジタル信号を出力する。
【００２６】
これらの信号制御処理は、プロセッサ１０４の第１ＣＣＤ信号処理ブロック１０４１から出力されるＶＤ（垂直同期）-ＨＤ（水平同期）信号によりＴＧ１０２４を介して行われる。 そのＴＧ１０２４はそのＶＤ-ＨＤ信号に基づき駆動タイミング信号を生成する。
【００２７】
プロセッサ１０４のＣＰＵブロック１０４３は、音声記録回路１１５１による音声記録動作を制御するようになっている。
音声記録回路１１５１は、マイクＡＭＰ（アンプリファイア）１１５２に接続されている。マイクＡＭＰ１１５２にはマイクロフォン（以下、マイクという）１１５３が接続されている。
【００２８】
マイクＡＭＰ１１５２はマイクロフォン１１５３により変換された音声信号を増幅し、音声記録回路１１５１は、その増幅信号をＣＰＵブロック１０４３の指令に応じて記録する。
ＣＰＵブロック１０４３は、音声再生回路１１６１の動作も制御する。
音声再生回路１１６１は、指令により適宜メモリに記憶されている音声信号を再生してオーディオＡＭＰ１１６２に出力する。これにより、スピーカ１１６３から音声が発せられる。
【００２９】
ＣＰＵブロック１０４３は、さらに、ストロボ回路１１４を制御する。これにより、ストロボ発光部３が発光制御される。これに加えて、ＣＰＵブロック１０４３は、測距ユニット５も制御する。
ＣＰＵブロック１０４３は、プロセッサ１０４のサブＣＰＵ１０９に接続されている。サブＣＰＵ１０９はＬＣＤドライバ１１１を介してサブＬＣＤ１の表示制御を行う。
【００３０】
サブＣＰＵ１０９は、さらに、ＡＦＬＥＤ８、ストロボＬＥＤ９、リモートコントロール受光部６、操作スイッチＳＷ１〜ＳＷ１４からなる操作キーユニット、ブザー１１３に接続されている。
ＵＳＢブロック１０４５はＵＳＢコネクタ１２２に接続されている。シリアルブロック１０４６はシリアルドライバ回路１２３１を介してＲＳ-２３２Ｃコネクタ１２３２に接続されている。
【００３１】
ＴＶ信号表示ブロック１０４９は、ＬＣＤドライバ１１７を介してＬＣＤモニタ１’に接続されると共に、ビデオＡＭＰ１１８を介してビデオジャック１１９に接続されている。メモリカードコントローラブロック１０４１０はメモリカードスロット１２１のカード接点に接続されている。
【００３２】
なお、ビデオＡＭＰ１１８ とは、ＴＶ信号表示ブロック１０４９から出力されたビデオ信号を７５Ωインピーダンスに変換するためのＡＭＰ（アンプリファイア）をいう。また、ビデオジャック１１９とは、カメラをＴＶなどの外部表示機器に接続するためのジャックをいう。
【００３３】
ＬＣＤドライバ１１７はＬＣＤモニタ１’を駆動するとともに、ＴＶ信号表示ブロック１０４９から出力されたビデオ信号をＬＣＤモニタ１’に表示させる信号に変換する役割を果たす。
ＬＣＤモニタ１’は、撮影前の被写体の状態監視するため、撮影画像を確認するため、メモリカードまたは内蔵メモリ１２０に記録された画像データを表示するために用いられる。
【００３４】
デジタルカメラの本体には、鏡胴ユニット７の一部を構成する固定筒が設けられている。この固定筒にはＣＣＤステージ１２５１がＸ-Ｙ方向に移動可能に設けられている。ＣＣＤ１０１は手ぶれ補正機構の一部を構成する可動部としてのＣＣＤステージ１２５１に搭載されている。 この固定筒およびＣＣＤステージ１２５１の詳細な構造については後述する。
【００３５】
ＣＣＤステージ１２５１はアクチュエータ１２５５によって駆動される。アクチュエータ１２５５はドライバ１２５４によってPWM駆動制御される。
そのドライバ１２５４はコイルドライブ第１ＭＤとコイルドライブ第２ＭＤとから構成されている。
【００３６】
固定筒には、電源スイッチＳＷ１３がオフのときに、ＣＣＤステージ１２５１を中央位置（原点位置）に強制保持する保持機構１２６３が設けられている。
この保持機構１２６３はアクチュエータとしてのステッピングモータＳＴＭにより制御される。そのステッピングモータＳＴＭはドライバ１２６１によって駆動される。 このドライバ１２６１にはＲＯＭ１０８から制御データが入力される。
【００３７】
ＣＣＤステージ１２５１には位置検出素子１２５２が取り付けられている。この位置検出素子１２５２は可動部の位置を検出する位置検出部としての機能を有する。
この位置検出素子１２５２の検出出力はアンプ１２５３に入力され、増幅されてＡ／Ｄ変換器１０４１１に入力される。
【００３８】
デジタルカメラ本体には、手ぶれを検出するためのジャイロセンサ１２４１がピッチ（Ｐitch）方向とヨー（Ｙaw）方向との回転を検出可能に設けられている。ジャイロセンサ１２４１は、可動部の目標位置を検出する目標値算出部として機能する。
【００３９】
ジャイロセンサ１２４１の検出出力はローパスフィルタ兼用のＬＰＦ-アンプ１２４２を介してＡ／Ｄ変換器１０４１１に入力される。
手ぶれ補正の原理を説明する前に、先に、本発明に係るデジタルカメラの一般的な動作概要を説明する。
【００４０】
（カメラの一般的な動作概要）
このデジタルカメラは、に示す「モニタリング処理」モードと「再生処理」モードとの少なくとも２つのモードを有し、これら２つのモード間を遷移する。
「モニタリング処理」モードでは、メニュー呼び出しを行うことができ、各種設定を変更することができる。「再生処理」モードでは、撮影画像をＬＣＤモニタ１’に表示させることができる。
【００４１】
まず、のフローチャートに示すように、モードダイヤルスイッチＳＷ２が撮影モードに設定されたか否かが判断される（ステップＳ１)。撮影モードに設定された場合（ステップＳ１においてＹｅｓ）、モニタリング処理が実行される（ステップＳ２)。
【００４２】
モニタリング処理実行後、撮影命令が入力されたか否か判断され(ステップＳ３)、入力された場合（ステップＳ３においてＹｅｓ）、撮影処理が実行され(ステップＳ４)、その後、ステップＳ２に戻る。撮影命令が入力されない場合（ステップＳ２においてＮｏ）、後述するステップＳ８に進む。
【００４３】
また、ステップＳ１において、モードダイヤルスイッチＳＷ２が撮影モードに設定されていない場合（ステップＳ１においてＮｏ）、モードダイヤルスイッチＳＷ２が再生モードに設定されたか否かが判断される(ステップＳ５)。
【００４４】
そして、再生モードに設定された場合（ステップＳ５においてＹｅｓ）、撮影画像をＬＣＤモニタ１’に表示させる再生処理が実行され(ステップＳ６)、再生モードに設定されていない場合（ステップＳ５においてＮｏ）、撮影・再生以外の処理が実行される(ステップＳ７)。
【００４５】
処理Ｓ３，Ｓ６，Ｓ７の後、電源スイッチＳＷ１３が押下されたか否か判断され(Ｓ８)、押下された場合（処理Ｓ８のＹｅｓ）は処理を終了し、押下されていない場合（処理Ｓ８のＮｏ）は処理Ｓ１に戻り、処理が継続される。
【００４６】
図２に示すプロセッサ１０４は、露光直前に手ぶれ補正処理を行うためのタイマ機能を有している。 図４はタイマ機能の動作を示しており、フリーランタイマについてのフローチャートである。
ここで、フリーランタイマとはリセットを実行しない限り、X秒間隔で割り込みを発生させるタイマである。セットした秒数がカウントダウンされ、秒数がゼロになることを契機にして割り込みを発生させる。なお、カウントダウン中の秒数はレジスタを用いて参照できる。
すなわち、図４に示すように、タイマにカウント値としてＸ秒をセットして（ステップＳ１１’）、カウントをスタートし（ステップＳ１２）、設定したＸ秒後に所定の割り込み処理を実行させる（ステップＳ１３）。
【００４７】
ついで、リセット命令の確認が行われ（ステップＳ１４）、リセット命令がないとき（ステップＳ１４においてＮｏ）、処理Ｓ１１’に戻り、リセット命令があるとき（ステップＳ１４においてＹｅｓ）、カウントダウンの処理を終了する。これにより、リセット命令が実行されない限り、Ｘ秒間隔の割り込みが繰り返し実行され、露光直前に手ぶれ補正処理が実行される（このフリーランタイマーの役割の詳細については、必要なら、例えば、特開2007-094320号公報参照。）
【００４８】
（手ぶれ補正の原理）
図５は撮像素子としてのCCD１０１をスライド変位させて手ぶれ補正を行う原理を示している。
CCD１０１の撮像面（ＣＣＤ面）がＰ１の位置にあるとき、被写体の像はＯに投影される。
【００４９】
これに対して、手ぶれにより、デジタルカメラ本体（撮像装置本体）がθx，θyだけ回転した場合、CCD１０１の撮像面はＰ２の位置に移動して、被写体が写る場所がＯ’に移動する。これにより、像がぶれることになる。そこで、撮像面がＰ１位置になるようにｄｘ，ｄｙだけ、CCD１０１を平行移動させる。これにより、被写体の撮像面上での投影位置を元に戻すことができる。
【００５０】
（手ぶれ補正機構の構成）
次に、手ぶれ補正機構の構成について、図６ないし図８を参照しながら説明する。
図６ないし図８は複数のレンズが収納される固定筒を示している。その図６は固定筒の正面図であり、図７は図６に示すＡ-Ａ’線に沿う縦断面図であり、図８（a）、（ｂ）は固定筒の背面図である。
【００５１】
〜において、１０は固定筒である。固定筒１０は箱形形状を呈し、その内側がレンズ鏡筒受入用の収納空間とされている。固定筒１０の背面には図８に示すように全体的に略矩形状を呈する板状のベース部材１１が取り付けられている。
【００５２】
その固定筒１０の内周壁には、ここでは、図７に示すように、レンズ鏡筒を繰り出し・繰り入れるためのヘリコイド１２が形成されている。固定筒１０は少なくとも２つの角部が切り欠かれている。一方の角部１０ａは後述するステッピングモータＳＴＭの取り付け部とされている。他方の角部１０ｂは後述するフレキシブルプリント基板２０の折り曲げ箇所とされている。
【００５３】
図２に示すＣＣＤステージ１２５１は、そのベース部材１１に設けられている。 このＣＣＤステージ１２５１は、図９に分解して示すように環枠形状のＸ方向ステージ１３と、矩形状のＹ方向ステージ１４と、載置ステージ１５とから大略構成されている。
【００５４】
Ｘ方向ステージ１３はベース部材１１に固定されている。 このＸ方向ステージ１３にはＸ方向に延びる一対のガイド軸１３ａ，１３ｂがＹ方向に間隔を開けて設けられている。Ｘ方向ステージ１３には直方体形状の４個の永久磁石１６ａ〜１６ｄが配置されている。
【００５５】
この４個の永久磁石１６ａ〜１６ｄは２個一対とされ、一対の永久磁石１６ａ，１６ｂはＸ-Ｙ平面内でＹ方向に間隔を開けて平行に配置されている。
本実施例では、一対のガイド軸１３ａ，１３ｂが一対の永久磁石１６ａ，１６ｂを貫通する構成とされている。しかし、これに限るものではなく、一対のガイド軸１３ａ，１３ｂに併設して設けられていても良い。 一対の永久磁石１６ｃ，１６ｄはＸ-Ｙ平面内でＸ方向に間隔を開けて配置されている。
【００５６】
Ｙ方向ステージ１４は、Ｙ方向に延びる一対のガイド軸１４ｃ，１４ｄがＸ方向に間隔を開けて設けられている。そのＹ方向ステージ１４には、Ｘ方向に間隔を開けて対向する２個一対の被支承部１７ａ，１７ａ’，１７ｂ，１７ｂ’がＹ方向に間隔を開けて形成されている。
【００５７】
各一対の被支承部（１７ａ，１７ａ’），（１７ｂ，１７ｂ’）はＸ方向ステージ１３の一対のガイド軸１３ａ，１３ｂにそれぞれ可動可能に支承され、これによりＹ方向ステージ１４がＸ方向に可動可能とされている。
ＣＣＤ１０１は載置ステージ１５に固定されている。載置ステージ１５は、Ｘ方向に張り出した一対のコイル取付板部１５ｃ，１５ｄと、Ｙ方向に張り出した一対のコイル取付板部１５ａ，１５ｂとを有する。 ＣＣＤ１０１はその載置ステージ１５の中央に固定されている。
【００５８】
載置ステージ１５には、ＣＣＤ１０１の撮像面と同じ側にＹ方向に間隔を開けて対向する２個一対の被支承部（符号を略す）がＸ方向に間隔を開けて形成されている。各一対の被支承部はＹ方向ステージ１４の一対のガイド軸１４ｃ，１４ｄに可動可能に支承されている。これにより、載置ステージ１５は全体としてＸ-Ｙ方向に可動可能とされている。
ＣＣＤ１０１には撮像面と反対側の面に保護板１９が貼り付けられている。保護板１９には、その中央にテーパ形状の凹所１９ａが形成されている。この凹所１９ａの機能については後述する。
【００５９】
一対のコイル取付板部１５ｃ，１５ｄには、それぞれ偏平かつ渦巻き状のコイル体ＣＯＬ１，ＣＯＬ１’が貼り付けられている。コイル体ＣＯＬ１，ＣＯＬ１’は直列接続されている。
また、一対のコイル取付板部１５ａ，１５ｂには、それぞれ偏平かつ渦巻き状のコイル体ＣＯＬ２，ＣＯＬ２’が貼り付けられている。コイル体ＣＯＬ２，ＣＯＬ２’も同様に直列接続されている。
【００６０】
各コイル体ＣＯＬ１，ＣＯＬ１’はそれぞれ各永久磁石１６ｃ，１６ｄに臨まされている。各コイル体ＣＯＬ２，ＣＯＬ２’はそれぞれ永久磁石１６ａ，１６ｂに臨まされている。
一対のコイル体ＣＯＬ１，ＣＯＬ１’は、Ｘ方向にＣＣＤ１０１を可動させるのに用いられる。一対のコイル体ＣＯＬ２，ＣＯＬ２’はＹ方向にＣＣＤ１０１を可動させるのに用いられる。その永久磁石１６ａ,１６ｂ（１６ｃ,１６ｄ）とコイル体ＣＯＬ１，ＣＯＬ１’（ＣＯＬ２，ＣＯＬ２’）は、CCD１０１を往復移動させるボイスコイルモータ（アクチュエータ１２５５）を構成している。
【００６１】
また、コイル体ＣＯＬ１，ＣＯＬ１’には、図８（a）に示すように、各コイル体ＣＯＬ１，ＣＯＬ１’をＸ方向に横断する方向に磁性材料からなる吸着棒３５が設けられている。この吸着棒３５（鉄製棒）を取り付けることで磁力により磁石の着いたステージと棒の着いたステージとを引きつけて、ガタを抑えている。
【００６２】
ここでは、位置検出素子１２５２にはホール素子が用いられている。一対のコイル取付板部１５ｃ，１５ｄの一方のコイル取付板部１５ｄに位置検出素子１２５２としてのホール素子１２５２ａが設けられている。同様に一対のコイル取付板部１５ａ，１５ｂの一方のコイル取付板部１５ｂにホール素子１２５２ｂが設けられている。
【００６３】
ＣＣＤ１０１はフレキシブルプリント基板２０を介してＦ／Ｅ-ＩＣ１０２に電気的に接続されている（図２、図１０参照）。そのホール素子１２５２ａ，１２５２ｂはフレキシブルプリント基板２０を介してオペレーションアンプ１２５３に電気的に接続されている。各コイル体ＣＯＬ１，ＣＯＬ１’，ＣＯＬ２，ＣＯＬ２’はドライバ１２５４（図２参照）に電気的に接続されている。
【００６４】
（保持機構１２６３のメカニカルな構成）
原点位置の保持機構１２６３（図２参照）は、図１０、図１１（a）に示すように、ステッピングモータＳＴＭを有する。
【００６５】
ステッピングモータＳＴＭは、図６に示すように、固定筒１０の角部１０ａに設けられている。そのステッピングモータＳＴＭの出力軸２０Ａには、図１０に示すように、出力ギヤ２１が設けられている。また、固定筒１０の角部１０ａには回転運動を直線運動に変換する変換機構２２が設けられている。
【００６６】
変換機構２２は、回転伝達ギヤ２３、往復動シャフト２４、付勢コイルスプリング２５、強制押さえ板２６およびバネ受け部材２７とから大略構成されている。
固定筒１０の角部１０ａにはＺ軸方向に間隔を開けて一対の支承部２８，２９が形成されている。支承部２８はモータ取付板から構成されている。
【００６７】
往復動シャフト２４は支承部２９と支承部２８との間に掛け渡されて支承されている。
回転伝達ギヤ２３は一対の支承部２８，２９の間に位置している。この回転伝達ギヤ２３は、往復動シャフト２４に回転可能に支承されるとともに、出力ギヤ２１に噛合されている。
【００６８】
往復動シャフト２４の一端側の部分は、支承部２９を貫通してベース部材１１の背面側に臨んでいる。付勢コイルスプリング２５はバネ受け部材２７と支承部２９との間に設けられている。往復動シャフト２４はその付勢コイルスプリング２５により支承部２８に向けて付勢されている。往復動シャフト２４には、回転伝達ギヤ２３の軸穴端面と係合する段差部２４ａが形成されている。
【００６９】
回転伝達ギヤ２３には、図１２（ａ）〜図１２（ｅ）に示すように、その一方の端面部にカム溝３１が形成されている。このカム溝３１は回転伝達ギヤ２３の周回り方向に延び、谷底平坦部３１ａ、頂上平坦部３１ｂ、および谷底平坦部３１ａから頂上平坦部３１ｂに向かって連続的に傾斜する傾斜面部３１ｃから構成されている。その谷底平坦部３１ａと頂上平坦部３１ｂとの間は、後述するカムピンが回転方向から衝合する衝合壁としての絶壁３１ｄとなっている。
【００７０】
支承部２８（図１０参照）にはカムピン３２が固定されている。そのカムピン３２の先端はカム溝３１に摺接されている。絶壁３１ｄから傾斜面部３１ｃの傾斜開始位置３１ｅまでの谷底平坦部３１ａの回転方向の長さは、ステッピングモータＳＴＭの回転制御信号に換算して２パルス分に相当する。
【００７１】
傾斜面部３１ｃの傾斜開始位置３１ｅから頂上平坦部３１ｂに通じる傾斜終端位置３１ｆまでの傾斜面部３１ｃの回転方向長さは、ステッピングモータＳＴＭの回転制御信号に換算して３０パルス分に相当する。
【００７２】
傾斜終端位置３１ｆから絶壁３１ｄまでの間の頂上平坦部３１ｂの回転方向長さは、ステッピングモータＳＴＭの回転制御信号に換算して３パルス分に相当する。ステッピングモータＳＴＭの３５パルス分が回転伝達ギヤ２３の１回転に対応する。回転伝達ギヤ２３の１回転により往復動シャフト２４がＺ軸方向に１往復される。
【００７３】
また、強制押さえ板２６はベース部材１１の背面側に設けられている。
強制押さえ板２６は、図１０および図１１（ａ）に示すように、ＣＣＤ１０１の中心に向かって長く延びる構成とされている。その強制押さえ板２６の基端部２６ａは往復動シャフト２４の一端部に固定されている。
【００７４】
その強制押さえ板２６の自由端部２６ｂにはテーパ形状の押さえピン３３が固定されている。その強制押さえ板２６の延びる方向途中にはガイド軸２６ｃが突出形成されている。
図８（ａ）および（ｂ）に示すベース部材１１には、位置決め突起１１ａ，１１ｂ、コイル取り付け突起１１ｃ、および係合突起１１ｄが形成されている。 コイル取り付け突起１１ｃにはネジリコイルバネ３４の巻回部３４ａが取り付けられている。
【００７５】
ネジリコイルバネ３４の一端部３４ｂは係合突起１１ｄに係合されている。ネジリコイルバネ３４の他端部３４ｃはガイド軸２６ｃに係合されている。
ベース部材１１にはガイド軸２６ｃをガイドするガイド穴（図示を略す）が形成されている。
【００７６】
強制押さえ板２６は、そのネジリコイルバネ３４によって位置決め突起１１ａに当接されつつ、往復動シャフト２４の往復動に伴ってベース部材１１に対して離反接近する方向（Ｚ軸方向）に往復動される。ガイド軸２６ｃは強制押さえ板２６の往復動を安定した姿勢で行わせる役割を果たす。
【００７７】
押さえピン（嵌合突起）３３は凹所（嵌合穴）１９ａと嵌合することにより、載置ステージ１５（図９参照）を機械的に原点位置に保持させる役割を果たす。図１３（ａ）に拡大して示すように、押さえピン３３の周壁３３ａと保護板１９の凹所周壁１９ｂとが密接に嵌合した状態がカムピン３２のホールド待機位置（図１２（ｄ）参照）に相当する。
【００７８】
図１３（ｂ）に拡大して示すように押さえピン３３の周壁３３ａと保護板１９の凹所周壁１９ｂとが最大離間した状態がカムピン３２のレリーズ待機位置（図１２（ｅ）参照）に対応する。カムピン３２のホールド待機位置は載置ステージ１５の強制原点位置でもある。
これらの詳細な構成については、例えば、特開2007-094320号公報を参照されたい。
次に、手ぶれ補正を行うためのフィードバック制御の概要を説明する。
【００７９】
（手ぶれ補正を行うためのフィードバック制御）
手ぶれに起因してジャイロセンサ１２４１から角速度信号が出力される。この角速度信号は、ローパスフィルタアンプリファイア（LPFーアンプ）１２４２により増幅されて、A/D変換器１０４１１に入力される。このA/D変換器１０４１１はアナログ・デジタル変換により角速度信号を角速度データに変換する。
【００８０】
すなわち、手ぶれによるＣＣＤ１０１の移動目標値はジャイロセンサ１２４１からの出力に基づき決定される。
そのジャイロセンサ１２４１は、デジタルカメラのＰitch（ピッチ）方向の回転、およびＹaw（ヨー）方向の回転を捉えるように配置されている。
Ａ／Ｄ変換器１０４１１は、ジャイロセンサ１２４１からの出力をＴ［ｓ］間隔で取り込んでＡＤ変換する。
【００８１】
ここで、ωyaw(t)：Ｙaw方向の瞬間角速度、
ωpitch(t)：Ｐitch方向の瞬間角速度、
θyaw(t)：Ｙaw方向の変化角度、
θpitch(t)：Ｐitch方向の変化角度、
Ｄyaw(t)：Ｙaw方向の回転に対応して移動する像移動量、
Ｄpitch(t)：Ｐitch方向の回転に対応して移動する像移動量とし、
ジャイロセンサ１２４１のＹaw方向の出力（角速度信号）のA/D変換値、Ｐitch方向の出力（角速度信号）のA/D変換値が、それぞれADyaw、ADpitchであるとすると、ωyaw(t)、ωpitch(t)は、
ωyaw(t)= C *(ADyaw − Offsetyaw)
ωpitch(t)= C *(ADpitch − Offsetpitch)
の式により求められる。
なお、Offsetyaw, Offsetpitchはそれぞれ静止時のyaw方向、pitch方向の出力のA/D変換値であり、Cは変換係数である。
【００８２】
Ｙaw方向の変化角度は下記（１）式で求められる。
θyaw(t)＝Σωyaw(i)×Ｔ（ｉは０からｔまで）・・・・・・（１）
また、Ｐitch方向の変化角度は下記（２）式で求められる。
θpitch(t)＝Σωpitch(i)×Ｔ（ｉは０からｔまで）・・・・・・（２）
一方、ズームポイントｚｐ、フォーカスポイントｆｐから焦点距離ｆが決定される。
【００８３】
Ｙaw方向の回転に対応して移動する像移動量は下記（３）式で求められる。
Ｄyaw(t)＝ｆ×tan(θyaw(t))・・・・・・（３）
Ｐitch方向の回転に対応して移動する像移動量は下記（４）式で求められる。
Ｄpitch(t)＝ｆ×tan(θpitch(t))・・・・・・（４）
上記（３）式および（４）式で求めた結果がＣＣＤ１０１の移動すべき量、すなわち、目標値になる。
【００８４】
CPUブロック１０４３は、上記式に基づいて目標値演算を行うと共に、位置検出素子１２５２により検出された検出値との差がなくなるように、載置ステージ１５をフィードバック制御により駆動する。
【００８５】
このフィードバック制御の詳細については後述することにし、次に、角度データ（ぶれ角）と像移動量との具体的関係について説明する。
角速度データは、CPUブロック１０４３に入力される。CPUブロック１０４３は、この角速度データを積分して角度データ（ぶれ角）に変換する。
CPUブロック１０４３は、表１の換算表を用いて、角度データ（ぶれ角）からCCD１０１の手ぶれによる像移動量（目標値）を求める。
【００８６】
角度データからCCD１０１の手ぶれによる像移動量を求めるには、例えば、図１４に示すように、角度θと実焦点距離と像移動量Δｘとの間には、tanθ＝Δｘ／実焦点距離という関係があることを用いる。
【００８７】
図１５は、下記の表１の角度データ（ぶれ角）に対するCCD１０１の手ぶれによる移動量の数値をズーム倍率とCCD補正移動量との関係としてグラフ化して示したものである。
【００８８】
ズーム倍率が小さい場合に較べてズーム倍率が大きい場合、CCD１０１の手ぶれによるCCD補正移動量（目標値）が大きいのは、倍率が大きいほど、CCD１０１の像面上での像の移動量が大きくなるからである。
【００８９】
【表１】
【００９０】
図１６は、ＣＣＤ１０１を駆動するためのサーボ制御の制御周期を示すタイミングチャートである。この実施例では、周期Ｔ＝０.０００２５［ｓ］毎にに示すフローチャートが実行される。
すなわち、ヨー方向角速度、ヨー方向角度が検出され、ヨー方向の目標値が演算され（S．１”）、ピッチ方向角速度、ピッチ方向角度が検出され、ピッチ方向の目標値が演算される。
【００９１】
その結果、ＣＣＤ１０１は目標位置に対して図１８に示すように可動されて目標値に接近する。なお、図１７に示すフローチャートを実行するために要する時間は、０.０００１［ｓ］に設定されている（図１６参照）。
【００９２】
この実施例では、サーボ制御は、PID制御を用いて行われる。ここで、PID制御とは、目標値と検出値とを比例積分微分の３つの組み合わせにより行う制御をいう。このPID制御はサーボ制御において一般的に知られている制御方法である。
【００９３】
（従来のサーボ制御の説明）
これまでのサーボ制御の説明を整理して述べると、図１９に模式的に示すように、ジャイロセンサ１２４１からの角速度信号（アナログ信号）がA/D変換器１０４１１に入力される。A/D変換器１０４１１はアナログ信号を角速度データに変換する。
【００９４】
この角速度データはCPUブロック１０４３に入力される。従って、ジャイロセンサ１２４１は、手ぶれによる撮像装置本体の振れ量に対応する目標値を検出する目標値算出部としての役割を果たす。
CPUブロック１０４３はこれを積分して角度データに換算し、この角度データを用いてCCD１０１の手ぶれによる像移動量を求め、位置検出素子１２５２により検出された検出値との差により比例積分微分（PID）制御計算を行う。
【００９５】
ついで、CPUブロック１０４３はアクチュエータ１２５５のボイスコイルモータに通電すべきデューティー比デジタルデータを求める。この求められたデューティー比デジタルデータをドライバ１２５４のレジスタ１２５４Rに設定する。
【００９６】
このレジスタ１２５４Rに設定されたデューティ比デジタルデータに基づいてそのボイスコイルモータ（アクチュエータ１２５５）のPWM駆動制御が行われる。例えば、PWM駆動制御のキャリア周波数は100kHzである。
【００９７】
これにより、CCD１０１が移動され、移動後のCCD１０１の位置が位置検出素子１２５２により検出され、この位置検出素子１２５２により検出された検出値がA/D変換器１０４１１に入力され、位置検出素子１２５２により検出された検出値と目標値との差によるフィードバック制御が繰り返される。
【００９８】
従って、CPUブロック１０４３は、PWM駆動制御を用いてフィードバック制御を行うために検出値と目標値との差を演算してデューティ比を求める演算部として機能する。
また、ドライバ１２５４はボイスコイルモータ（アクチュエータ１２５５）にデューティ比に応じた電流を流すことにより可動部としてのCCDステージを駆動する駆動部としての役割を果たす。
【００９９】
デューティ比デジタルデータは、例えば、「-1024」〜「＋1024」の範囲内である。そのデューティ比デジタルデータ「+1024」は、ある方向に流す電流のデューティ比が100%であることを意味する。
【０１００】
また、デューティ比デジタルデータ「-1024」は、そのある方向とは逆方向に流す電流が100%であることを意味する。デューティ比デジタルデータ「0」は、流す電流のデューティ比がゼロ％であることを意味する。
【０１０１】
レジスタ１２５４Rに設定されたデューティ比デジタルデータの設定値とボイスコイルモータに流す電流のデューティ比とには比例関係があり、例えば、デューティ比デジタルデータ「256」は256/1024×100=25％のデューティ比の電流を流すことを意味する。
【０１０２】
しかしながら、演算により求められたデューティー比の値が小さいと、図２０に示すように、入力応答遅れにより、出力電流Iが矩形波にならずになまって、そのボイスコイルモータ（アクチュエータ１２５５）への出力が小さくなり、出力不感帯が生じる。
【０１０３】
この出力不感帯部分では、手ぶれ補正処理を正確に行うことができない。
（この実施例に係るサーボ制御の説明）
そこで、図２１に模式的に示すように、角度データを用いてCCD１０１の手ぶれによる像移動量を求め、比例積分微分（PID）制御計算により得られたデューティ比デジタルデータを後述する式に基づく出力不感帯補正処理を行い、この出力不感帯補正処理後のデューティ比デジタルデータをドライバ１２５４のレジスタ１２５４Rに設定する。
【０１０４】
すなわち、演算部としてのCPUブロック１０４３には、検出値と目標値との差により求められたデューティ比を補正して出力不感帯を除去する補正部１０４３Hが設けられている。
図２２は比例積分微分（PID）制御計算により得られたデューティ比デジタルデータに対して行う出力不感帯補正処理の一例を説明するためのグラフである。
【０１０５】
その図２２において、横軸Xはレジスタ１２５４Rに設定されたデューティ比デジタルデータ（すなわち、レジスタ１２５４Rの設定値）を意味する。縦軸Yはそのデューティ比デジタルデータに基づきドライバ１２５４からボイスコイルモータ（アクチュエータ１２５５）に流される実際の出力電流Iの平均値である。
【０１０６】
破線で示す関数ｇ（ｘ）は、比例積分微分（PID）制御計算により得られたデューティ比デジタルデータであってかつドライバ１２５４のレジスタ１２５４Rに出力不感帯補正処理前のデューティ比デジタルデータが、設定値として設定されたときに、ドライバ１２５４から出力される出力電流Iの平均値との関係を一例として示す関数である。
【０１０７】
実線で示す関数ｆ（ｘ）は、比例積分微分（PID）制御計算により得られたデューティ比デジタルデータであってかつドライバ１２５４のレジスタ１２５４Rに出力不感帯補正処理後のデューティ比デジタルデータが、設定値として設定されたときに、ドライバ１２５４から出力される出力電流Iの平均値との関係を一例として示す関数である。
【０１０８】
ここで、演算により求められた出力不感帯補正処理前のデューティ比デジタルデータの設定値を「a」、出力不感帯補正処理後の設定値を「ｂ」とするとき、ｆ（a）＝ｇ（ｂ）となるような出力不感帯補正処理後の設定値「ｂ」を求め、補正処理前の設定値「a」に対する補正処理後の設定値「ｂ」との補正式ｈ（ｘ）を求める。
【０１０９】
一例として、出力不感帯補正処理前のデューティ比デジタルデータを「A」、出力不感帯補正処理後のデューティ比デジタルデータを「B」とするとき、補正式ｈ（ｘ）は、下記の式により与えられる。
Ｂ＝ Ａ ＋ （32 − 32/1024×Ａ） （Ａ＞０）
B＝ Ａ （Ａ＝０）
B＝ Ａ − （32 ＋ 32/1024×Ａ） （Ａ＜０）
【０１１０】
ここで、定数「３２」は、出力不感帯限界値を意味しており、この実施例では、補正前のデューティ比とモータに対する実際の出力との関係を実験により求めたものを用いているが、出力不感帯は入力応答遅れによって発生するものであるので、定数を演算により求めることもできる。
【０１１１】
この補正式を用いると、例えば、出力不感帯補正処理前のデューティ比デジタルデータの設定値が「A＝a’＝１６（A＞０）」であるとき、
B＝a’＋（３２−a’／３２）＝１６＋（３２−０．５）＝４７．５
となり、
ｇ（B）＝ｆ（a’）の出力電流Iが得られる。
【０１１２】
すなわち、上記の補正式を用いて、出力不感帯補正処理前のデューティ比デジタルデータに補正処理を行い、この出力不感帯補正処理後のデューティ比デジタルデータをドライバ１２５４のレジスタ１２５４Rにセットすることによって、実際のモータ出力は、実線で示す一次比例の関数ｆ（ｘ）によって与えられることになる。
【０１１３】
これにより、デューティ比が小さい場合に出力不感帯が生じるのを避けることができる。
また、CPUブロック１０４３による演算処理の量が少ないので、処理速度が過度に遅くなる不都合を回避できる。
【０１１４】
図２３は比例積分微分（PID）制御計算により得られたデューティ比デジタルデータに対して行う出力不感帯補正処理の他の例を説明するためのグラフである。
ここでは、出力不感帯補正処理後の所定値は、可動部の動摩擦力を超えるか超えないかに対応する設定値に設定する。
【０１１５】
ここで、可動部の摩擦部分は、X方向ステージ１３のガイド軸１３a、１３ｂに対するY方向ステージ１４の摩擦部分及びY方向ステージ１４のガイド軸１４ｃ、１４ｄに対する載置ステージ１５の摩擦部分である。
従って、可動部の動摩擦力とは、可動部が相対移動される部材に対して可動状態にあるときの動摩擦力をいう。
【０１１６】
図２３において、実線で示す関数ｆ’（ｘ）は、比例積分微分（PID）制御計算により得られたデューティ比デジタルデータであってかつドライバ１２５４のレジスタ１２５４Rに出力不感帯補正処理後のデューティ比デジタルデータが、設定値として設定されたときに、ドライバ１２５４から出力される出力電流Iを可動部の動摩擦力を超えるか超えないかに対応する所定値「ｃ」だけオフセットした関数を示している。
【０１１７】
この実施例では、出力不感帯補正処理前のデューティ比デジタルデータの設定値を「a’」、出力不感帯補正処理後の設定値を「ｂ’」とするとき、ｆ’（a’）＝ｇ（ｂ’）となるような出力不感帯補正処理後の設定値「ｂ’」を求め、補正処理前の設定値「a’」に対する補正処理後の設定値「ｂ’」との補正式ｈ’（ｘ）を求める。
【０１１８】
一例として、出力不感帯補正処理前のデューティ比デジタルデータを「A’」、出力不感帯補正処理後のデューティ比デジタルデータを「B’」とするとき、補正式ｈ’（ｘ）は、下記の式により与えられる。この実施例では、C＝５０とする。
【０１１９】
Ｂ’＝ Ａ’ ＋ 50 （Ａ’＞０）
B’＝ Ａ’ （Ａ’＝０）
B’＝ Ａ’ − 50 （Ａ’＜０）
【０１２０】
このように、補正処理後のデューティ比デジタルデータを「B’」に設定すると、動摩擦力に対応する分だけ、補正処理前のデューティ比デジタルデータの設定値に動摩擦力に相当する分の所定値「C＝５０」又は「−５０」を上載せして補正処理後のデューティ比デジタルデータの設定値を「B’」としたので、すなわち、可動部が相対移動される部材に対して可動状態にあるときの動摩擦力に対応するデューティ比に相当する分だけ、補正後のデューティ比がオフセットされるので、可動部の駆動力が動摩擦力よりも小さくて可動部の駆動が停止するという不都合を防止できる。
【０１２１】
なお、この実施例では、所定値「C」を可動部の動摩擦力に対応させて設定することにしたが、所定値「C」を可動部が相対移動される部材に対して静止状態から可動状態に移行する際の静止摩擦力に対応するデューティ比に相当する分だけ、補正後のデューティ比がオフセットされていても良い。
【０１２２】
（静止画撮影時の手ぶれ補正動作の概要説明）
補正後のデューティ比を用いて手ぶれ補正のサーボ制御を行う以外は、従来と同様であるが、以下に、撮影時の手ぶれ補正制御の概要を以下に説明する。
【０１２３】
手ぶれ補正スイッチSW14をオンし、レリーズスイッチSW1を押下して第1段押し下げが完了すると、合焦動作が開始される。これと同時に、載置ステージ１５のメカニカルな強制固定が解除される。これにより、サーボ制御によるCCD中央保持制御が開始され、載置ステージ１５が可動範囲の中央位置に保持される（以下、センタリング制御処理という）。
【０１２４】
ついで、レリーズスイッチSW1を押下して第1段押し下げが完了すると、載置ステージ１５（CCD１０１）が像の移動方向に追従を開始し、手ぶれ補正が実行される。
この撮影時には、ＳＤＲＡＭ１０３に記憶された目標値データに基づいて、ＣＣＤステージ１２５１の移動が制御される。
【０１２５】
すなわち、フィードバック制御においては、撮像素子の位置を検出する位置検出部により撮像素子の位置を検出値として検出する工程と、手ぶれによる撮像装置本体の振れ量を検出する目標値算出部により振れ量に対応する目標値を算出する工程と、PWM駆動制御を用いてフィードバック制御を行うために検出値と目標値との差を演算してデューティ比を求める演算工程と、PWM駆動制御による出力不感帯を除去するために演算工程により求められたデューティ比を補正する工程と、補正されたデューティ比に対応する電流をモータに流すことによりフィードバック制御を行う工程とが実行される。そして、シャッターが閉じて、露光が終了すると、センタリング制御処理に戻る。
【０１２６】
以上、実施例においては、手ぶれ補正制御に本発明を適用したが、本発明はこれに限られるものではなく、モータにより可動される可動部と、可動部の位置を検出値として検出する位置検出部と、可動部の目標値を算出する目標値算出部と、PWM駆動制御を用いてフィードバック制御を行うために検出値と目標値との差に基づいてデューティ比を求める演算部と、モータにデューティ比に応じた電流を流すことにより可動部を駆動する駆動部とを有する構成の制御装置にも適用できるものである。
【符号の説明】
【０１２７】
１０１…CCD（撮像素子）
１０４３…CPUブロック（演算部）
１０４３H…補正部
１２４１…ジャイロセンサ（目標値算出部）
１２５１…CCDステージ（可動部）
１２５２…位置検出素子（位置検出部）
１２５４…ドライバ（駆動部）
１２５５…アクチュエータ（モータ）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１２８】
【特許文献１】特開2007-094320号公報
【特許文献２】特開2007-114486号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、PWM駆動制御を用いて可動部が目標位置に正確に移動されるように可動部をフィードバック制御することが可能な制御装置及び撮影時の手ぶれを補正する手ぶれ補正機能を有する撮像装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、スチルカメラやビデオカメラ等の撮像装置の自動化が進み、自動露出や自動焦点調節機構等を備えたものが広く実用化されている。
これらの多機能化の一環として、装置全体の振れに起因する像振れを補正する技術も実用化されている。
【０００３】
この種の撮像装置として、撮像素子を有して撮影光軸に直交する方向に移動可能とされた可動部と、この可動部を撮影光軸に直交する方向に駆動する駆動部と、その撮像素子の位置を検出する位置検出部と、この位置検出部の出力に基づいて、その撮像素子が基準位置にあることを示す基準位置情報を記憶する記憶部とを備えた撮像装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
この種の撮像装置では、手ぶれによる撮像装置本体の振れ量を検出し、その振れ量に応じた像移動量としての目標値を設定すると共に、この可動部の変位中に撮像素子の位置を検出して、撮像素子の位置としての検出値と目標値との差がなくなるように、フィードバック制御を行って、可動部を目標値に近づける制御処理を行い、手振れ補正を行う構成となっている。
【０００５】
その可動部には、永久磁石とコイルとからなるモータが設けられている。このモータは、例えば、駆動部によりPWM駆動制御される（例えば、特許文献２参照。）。このPWM駆動制御では、演算部により検出値と目標値との差を演算することによりデューティ比を設定し、このデューティ比を駆動部に設定値として設定する。
そして、この撮像装置では、この設定されたデューティ比に応じた電流をモータのコイルに流し、これにより、可動部を可動させてフィードバック制御を行っている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、PWM駆動制御では、そのデューティー比の値が小さいと、入力応答遅れにより、モータのコイルに流れる電流が矩形波にならずになまって、そのモータの出力が小さくなるという出力不感帯が存在する。この出力不感帯では、フィードバック制御を正確に行うことができないという不都合がある。
【０００７】
本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、PWM駆動制御の出力不感帯においても、フィードバック制御を正確に行うことができる制御装置を提供することにあり、ひいては、手ぶれ補正処理の精度向上をより一層図ることのできる撮像装置及びその制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る制御装置は、モータにより可動される可動部と、この可動部の位置を検出値として検出する位置検出部と、この可動部の目標値を算出する目標値算出部と、PWM駆動制御を用いてフィードバック制御を行うために検出値と目標値との差に基づいてデューティ比を求める演算部と、そのモータにデューティ比に応じた電流を流すことによりその可動部を駆動する駆動部とを有し、演算部には、そのデューティ比を補正することにより出力不感帯を除去する補正部が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る撮像装置は、撮像素子を有して撮影光軸に直交する方向にモータにより可動される可動部と、この撮像素子の位置を検出値として検出する位置検出部と、手ぶれによる撮像装置本体の振れ量に対応する目標値を算出する目標値算出部と、PWM駆動制御を用いてフィードバック制御を行うために検出値と目標値との差を演算してデューティ比を求める演算部と、そのモータにデューティ比に応じた電流を流すことによりその可動部を駆動する駆動部とを有し、演算部には、そのデューティ比を補正することにより出力不感帯を除去する補正部が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る制御方法によれば、PWM駆動制御を用いてフィードバック制御を行うために検出値と目標値との差を演算してデューティ比を求めた後、このデューティ比を補正して補正されたデューティ比に対応する電流をモータに流すことにより出力不感帯を除去してフィードバック制御を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、PWM駆動制御の出力不感帯においても、フィードバック制御を正確に行うことができ、ひいては、手ぶれ補正処理の精度向上をより一層図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は本発明に係る撮像装置の一つであるデジタルカメラを示しており、（ａ）はその上面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は背面図である。
【図２】図２は図１に示すデジタルカメラ内部のシステム構成の概要を示すブロック回路図である。
【図３】図３は、デジタルカメラの２つのモードの動作概要を示すフローチャート図である。
【図４】図４は、タイマ機能の動作を示すフローチャート図である。
【図５】図５は、手ぶれ補正の原理を説明するための図である。
【図６】図６は、図１に示すデジタルカメラのレンズ鏡胴の固定筒の正面図である。
【図７】図７は、図６のＡ-Ａ’線に沿った縦断面図である。
【図８】図８は、図６に示す固定筒を示しており、（ａ）はその背面図、（ｂ）は図６に示すフレキシブルプリント基板を除いた背面図である。
【図９】図９は、図２に示すＣＣＤステージの分解斜視図である。
【図１０】図１０は、図８（ｂ）のＢ-Ｂ’線に沿った縦断面図である。
【図１１】図１１は、図１０に示す強制保持機構の要部構成を示す斜視図であり、（ａ）はＣＣＤステージとステッピングモータと変換機構との連結関係を示す斜視図、（ｂ）は（a）に示す変換機構の部分を拡大して示す斜視図である。
【図１２】図１２は、図１０に示す回転伝達ギヤのカム溝を示しており、（ａ）は回転伝達ギヤの底面図、（ｂ）は（ａ）のＣ-Ｃ’に沿った断面図、（ｃ）はカムピンが傾斜面部を摺動して回転伝達ギヤを押し上げた状態を示す図、（ｄ）はカムピンが頂上平坦部に当接して回転伝達ギヤが最も押し上げられた状態を示す図、（ｅ）はカムピンが絶壁を通過しかつ谷底平坦部に当接して回転伝達ギヤが最も押し下げられた状態を示す図である。
【図１３】図１３は、図１０に示す押さえピンと凹所との嵌合状態を示しており、（ａ）は押さえピンと凹所周壁との密接状態を示す図、（ｂ）は押さえピンと凹所周壁との離間状態を示す図である。
【図１４】図１４は、レンズの焦点距離と像移動量との関係を示す図である。
【図１５】図１５は、ぶれ角とＣＣＤ補正移動量との関係を示す図である。
【図１６】図１６は、ＣＣＤのサーボ制御の制御周期を示しており、制御周期が０.０００２５[ｓ]のときのタイミングチャートである。
【図１７】図１７は、手ぶれ補正処理のフローチャート図である。
【図１８】図１８は、ＣＣＤが目標位置に移動する様子を示す図である。
【図１９】図１９は、従来のサーボ制御の概要を説明するためのブロック図である。
【図２０】図２０は、PWM駆動制御と出力不感帯の関係を説明するための波形図である。
【図２１】図２１は、この発明の撮像装置の実施例に係るサーボ制御の概要を説明するためのブロック図である。
【図２２】図２２は、PWM駆動制御による出力不感帯を除去するために、演算により求められたデューティ比の設定値の補正を説明するための一例を示すグラフである。
【図２３】図２３は、PWM駆動制御による出力不感帯を除去するために、演算により求められたデューティ比の設定値の補正を説明するための他の例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００１３】
以下に、本発明に係る制御装置及び制御方法を手ぶれ補正機能を有する撮像装置に適用した実施例を図面を参照しつつ説明する。
（デジタルカメラの全体的構成）
【００１４】
は、本発明に係る撮像装置の一例としてのデジタルスチルカメラ（以下、デジタルカメラという）示している。この図１において、（ａ）はその上面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は背面図である。 また、は、デジタルカメラ内部のシステム構成の概要を示すブロック回路図である。
【００１５】
に示すように、デジタルカメラ本体（撮像装置本体）の上面には、レリーズスイッチ（レリーズシャッタ）ＳＷ１、モードダイヤルスイッチＳＷ２、およびサブＬＣＤ（液晶ディスプレイ）１が配設されている。
また、デジタルカメラ本体の正面には、撮影レンズを含む鏡胴ユニット７、光学ファインダ４、ストロボ発光部３、測距ユニット５、リモートコントロール受光部６が設けられている。
【００１６】
デジタルカメラの背面には、電源スイッチＳＷ１３、ＬＣＤモニタ１’、ＡＦＬＥＤ８、ストロボＬＥＤ９、広角方向ズームスイッチＳＷ３、望遠方向ズームスイッチＳＷ４、セルフタイマの設定・削除するセルフタイマスイッチＳＷ５、メニュースイッチＳＷ６、上移動・ストロボセットスイッチＳＷ７、右移動スイッチＳＷ８、ディスプレイスイッチＳＷ９、下移動・マクロスイッチＳＷ１０、左移動・画像確認スイッチＳＷ１１、ＯＫスイッチＳＷ１２、手ぶれ補正スイッチＳＷ１４が設けられている。 カメラ本体の側面にはメモリカード／電池装填室の蓋２が設けられている。
【００１７】
デジタルカメラの各構成要素の機能および作用は公知であるので、その説明は省略することにし、次に、カメラの内部のシステム構成を図１、図２を参照しながら説明する。
（カメラの内部システム構成）
【００１８】
に示すように、１０４はデジタルスチルカメラプロセッサ（以下、プロセッサという）である。 このプロセッサ１０４は、Ａ／Ｄ変換器１０４１１、第１ＣＣＤ信号処理ブロック１０４１、第２ＣＣＤ信号処理ブロック１０４２、ＣＰＵブロック１０４３、ローカルＳＲＡＭ１０４４、ＵＳＢブロック１０４５、シリアルブロック１０４６、ＪＰＥＧ・ＣＯＤＥＣブロック（ＪＰＥＧ圧縮・伸長を行うブロック）１０４７、ＲＥＳＩＺＥブロック（画像データのサイズを補間処理により拡大・縮小するブロック）１０４８、ＴＶ信号表示ブロック（画像データを液晶モニタ・ＴＶなどの外部表示機器に表示させるためのビデオ信号に変換するブロック）１０４９、メモリカードコントローラブロック（撮影画像データを記録するメモリカードの制御を行うブロック）１０４１０を有している。 これらの各ブロックは相互にバスラインで接続されている。
【００１９】
また、プロセッサ１０４の外部にはＲＡＷ-ＲＧＢ画像データ（ホワイトバランス設定、γ設定が行われた状態の画像データ）、ＹＵＶ画像データ（輝度データ、色差データ変換が行われた状態の画像データ）、ＪＰＥＧ画像データ（ＪＰＥＧ圧縮された状態の画像データ）を保存するＳＤＲＡＭ１０３が配置されている。このＳＤＲＡＭ１０３は、メモリコントローラ（図示せず）、バスラインを介してプロセッサ１０４に接続されている。
【００２０】
プロセッサ１０４の外部には、さらに、ＲＡＭ１０７、内蔵メモリ（メモリカードスロットにメモリカードが装着されていない場合でも撮影画像データを記憶するためのメモリ）１２０、制御プログラム、パラメータなどが格納されたＲＯＭ１０８が設けられている。これらもバスラインによってプロセッサ１０４に接続されている。
【００２１】
ＲＯＭ１０８に格納する制御プログラムは、デジタルカメラの電源スイッチＳＷ１３をオンすると、プロセッサ１０４のメインメモリ（図示せず）にロードされる。プロセッサ１０４は、その制御プログラムに従って各部の動作制御を行うとともに、制御データ、パラメータ等をＲＡＭ１０７等に一時的に保存させる。
【００２２】
鏡胴ユニット７は、ズームレンズ７１ａを有するズーム光学系７１、フォーカスレンズ７２ａを有するフォーカス光学系７２、絞り７３ａを有する絞りユニット７３、メカニカルシャッタ７４ａを有するメカニカルシャッタユニット７４からなるレンズ鏡筒を備えている。 なお、ズームレンズ７１ａ、フォーカスレンズ７２ａ及び絞り７３ａは撮影光学系を構成している。また、撮影光学系の光軸をＺ軸とするとともに、このＺ軸に直交する平面をＸ-Ｙ平面とする。
【００２３】
ズーム光学系７１、フォーカス光学系７２、絞りユニット７３、メカニカルシャッタユニット７４は、ズームモータ７１ｂ、フォーカスモータ７２ｂ、絞りモータ７３ｂ、メカニカルシャッタモータ７４ｂによってそれぞれ駆動されるようになっている。
【００２４】
この鏡胴ユニット７の各モータはモータドライバ７５によって駆動される。モータドライバ７５はプロセッサ１０４のＣＰＵブロック１０４３によって制御される。
また、鏡胴ユニット７の各レンズ系によりＣＣＤ１０１に被写体像が結像される。ＣＣＤ１０１は被写体像を画像信号に変換してＦ／Ｅ-ＩＣ１０２に画像信号を出力する。
【００２５】
Ｆ／Ｅ-ＩＣ１０２は画像ノイズ除去用のため相関二重サンプリングを行うＣＤＳ１０２１、利得調整用のＡＧＣ１０２２、アナログデジタル変換を行うＡ／Ｄ変換部１０２３から構成されている。
すなわち、Ｆ／Ｅ-ＩＣ１０２はその画像信号に所定の処理を施し、アナログ画像信号をデジタル信号に変換してプロセッサ１０４の第１ＣＣＤ信号処理ブロック１０４１に向けてこのデジタル信号を出力する。
【００２６】
これらの信号制御処理は、プロセッサ１０４の第１ＣＣＤ信号処理ブロック１０４１から出力されるＶＤ（垂直同期）-ＨＤ（水平同期）信号によりＴＧ１０２４を介して行われる。 そのＴＧ１０２４はそのＶＤ-ＨＤ信号に基づき駆動タイミング信号を生成する。
【００２７】
プロセッサ１０４のＣＰＵブロック１０４３は、音声記録回路１１５１による音声記録動作を制御するようになっている。
音声記録回路１１５１は、マイクＡＭＰ（アンプリファイア）１１５２に接続されている。マイクＡＭＰ１１５２にはマイクロフォン（以下、マイクという）１１５３が接続されている。
【００２８】
マイクＡＭＰ１１５２はマイクロフォン１１５３により変換された音声信号を増幅し、音声記録回路１１５１は、その増幅信号をＣＰＵブロック１０４３の指令に応じて記録する。
ＣＰＵブロック１０４３は、音声再生回路１１６１の動作も制御する。
音声再生回路１１６１は、指令により適宜メモリに記憶されている音声信号を再生してオーディオＡＭＰ１１６２に出力する。これにより、スピーカ１１６３から音声が発せられる。
【００２９】
ＣＰＵブロック１０４３は、さらに、ストロボ回路１１４を制御する。これにより、ストロボ発光部３が発光制御される。これに加えて、ＣＰＵブロック１０４３は、測距ユニット５も制御する。
ＣＰＵブロック１０４３は、プロセッサ１０４のサブＣＰＵ１０９に接続されている。サブＣＰＵ１０９はＬＣＤドライバ１１１を介してサブＬＣＤ１の表示制御を行う。
【００３０】
サブＣＰＵ１０９は、さらに、ＡＦＬＥＤ８、ストロボＬＥＤ９、リモートコントロール受光部６、操作スイッチＳＷ１〜ＳＷ１４からなる操作キーユニット、ブザー１１３に接続されている。
ＵＳＢブロック１０４５はＵＳＢコネクタ１２２に接続されている。シリアルブロック１０４６はシリアルドライバ回路１２３１を介してＲＳ-２３２Ｃコネクタ１２３２に接続されている。
【００３１】
ＴＶ信号表示ブロック１０４９は、ＬＣＤドライバ１１７を介してＬＣＤモニタ１’に接続されると共に、ビデオＡＭＰ１１８を介してビデオジャック１１９に接続されている。メモリカードコントローラブロック１０４１０はメモリカードスロット１２１のカード接点に接続されている。
【００３２】
なお、ビデオＡＭＰ１１８ とは、ＴＶ信号表示ブロック１０４９から出力されたビデオ信号を７５Ωインピーダンスに変換するためのＡＭＰ（アンプリファイア）をいう。また、ビデオジャック１１９とは、カメラをＴＶなどの外部表示機器に接続するためのジャックをいう。
【００３３】
ＬＣＤドライバ１１７はＬＣＤモニタ１’を駆動するとともに、ＴＶ信号表示ブロック１０４９から出力されたビデオ信号をＬＣＤモニタ１’に表示させる信号に変換する役割を果たす。
ＬＣＤモニタ１’は、撮影前の被写体の状態監視するため、撮影画像を確認するため、メモリカードまたは内蔵メモリ１２０に記録された画像データを表示するために用いられる。
【００３４】
デジタルカメラの本体には、鏡胴ユニット７の一部を構成する固定筒が設けられている。この固定筒にはＣＣＤステージ１２５１がＸ-Ｙ方向に移動可能に設けられている。ＣＣＤ１０１は手ぶれ補正機構の一部を構成する可動部としてのＣＣＤステージ１２５１に搭載されている。 この固定筒およびＣＣＤステージ１２５１の詳細な構造については後述する。
【００３５】
ＣＣＤステージ１２５１はアクチュエータ１２５５によって駆動される。アクチュエータ１２５５はドライバ１２５４によってPWM駆動制御される。
そのドライバ１２５４はコイルドライブ第１ＭＤとコイルドライブ第２ＭＤとから構成されている。
【００３６】
固定筒には、電源スイッチＳＷ１３がオフのときに、ＣＣＤステージ１２５１を中央位置（原点位置）に強制保持する保持機構１２６３が設けられている。
この保持機構１２６３はアクチュエータとしてのステッピングモータＳＴＭにより制御される。そのステッピングモータＳＴＭはドライバ１２６１によって駆動される。 このドライバ１２６１にはＲＯＭ１０８から制御データが入力される。
【００３７】
ＣＣＤステージ１２５１には位置検出素子１２５２が取り付けられている。この位置検出素子１２５２は可動部の位置を検出する位置検出部としての機能を有する。
この位置検出素子１２５２の検出出力はアンプ１２５３に入力され、増幅されてＡ／Ｄ変換器１０４１１に入力される。
【００３８】
デジタルカメラ本体には、手ぶれを検出するためのジャイロセンサ１２４１がピッチ（Ｐitch）方向とヨー（Ｙaw）方向との回転を検出可能に設けられている。ジャイロセンサ１２４１は、可動部の目標位置を検出する目標値算出部として機能する。
【００３９】
ジャイロセンサ１２４１の検出出力はローパスフィルタ兼用のＬＰＦ-アンプ１２４２を介してＡ／Ｄ変換器１０４１１に入力される。
手ぶれ補正の原理を説明する前に、先に、本発明に係るデジタルカメラの一般的な動作概要を説明する。
【００４０】
（カメラの一般的な動作概要）
このデジタルカメラは、に示す「モニタリング処理」モードと「再生処理」モードとの少なくとも２つのモードを有し、これら２つのモード間を遷移する。
「モニタリング処理」モードでは、メニュー呼び出しを行うことができ、各種設定を変更することができる。「再生処理」モードでは、撮影画像をＬＣＤモニタ１’に表示させることができる。
【００４１】
まず、のフローチャートに示すように、モードダイヤルスイッチＳＷ２が撮影モードに設定されたか否かが判断される（ステップＳ１)。撮影モードに設定された場合（ステップＳ１においてＹｅｓ）、モニタリング処理が実行される（ステップＳ２)。
【００４２】
モニタリング処理実行後、撮影命令が入力されたか否か判断され(ステップＳ３)、入力された場合（ステップＳ３においてＹｅｓ）、撮影処理が実行され(ステップＳ４)、その後、ステップＳ２に戻る。撮影命令が入力されない場合（ステップＳ２においてＮｏ）、後述するステップＳ８に進む。
【００４３】
また、ステップＳ１において、モードダイヤルスイッチＳＷ２が撮影モードに設定されていない場合（ステップＳ１においてＮｏ）、モードダイヤルスイッチＳＷ２が再生モードに設定されたか否かが判断される(ステップＳ５)。
【００４４】
そして、再生モードに設定された場合（ステップＳ５においてＹｅｓ）、撮影画像をＬＣＤモニタ１’に表示させる再生処理が実行され(ステップＳ６)、再生モードに設定されていない場合（ステップＳ５においてＮｏ）、撮影・再生以外の処理が実行される(ステップＳ７)。
【００４５】
処理Ｓ３，Ｓ６，Ｓ７の後、電源スイッチＳＷ１３が押下されたか否か判断され(Ｓ８)、押下された場合（処理Ｓ８のＹｅｓ）は処理を終了し、押下されていない場合（処理Ｓ８のＮｏ）は処理Ｓ１に戻り、処理が継続される。
【００４６】
図２に示すプロセッサ１０４は、露光直前に手ぶれ補正処理を行うためのタイマ機能を有している。 図４はタイマ機能の動作を示しており、フリーランタイマについてのフローチャートである。
ここで、フリーランタイマとはリセットを実行しない限り、X秒間隔で割り込みを発生させるタイマである。セットした秒数がカウントダウンされ、秒数がゼロになることを契機にして割り込みを発生させる。なお、カウントダウン中の秒数はレジスタを用いて参照できる。
すなわち、図４に示すように、タイマにカウント値としてＸ秒をセットして（ステップＳ１１’）、カウントをスタートし（ステップＳ１２）、設定したＸ秒後に所定の割り込み処理を実行させる（ステップＳ１３）。
【００４７】
ついで、リセット命令の確認が行われ（ステップＳ１４）、リセット命令がないとき（ステップＳ１４においてＮｏ）、処理Ｓ１１’に戻り、リセット命令があるとき（ステップＳ１４においてＹｅｓ）、カウントダウンの処理を終了する。これにより、リセット命令が実行されない限り、Ｘ秒間隔の割り込みが繰り返し実行され、露光直前に手ぶれ補正処理が実行される（このフリーランタイマーの役割の詳細については、必要なら、例えば、特開2007-094320号公報参照。）
【００４８】
（手ぶれ補正の原理）
図５は撮像素子としてのCCD１０１をスライド変位させて手ぶれ補正を行う原理を示している。
CCD１０１の撮像面（ＣＣＤ面）がＰ１の位置にあるとき、被写体の像はＯに投影される。
【００４９】
これに対して、手ぶれにより、デジタルカメラ本体（撮像装置本体）がθx，θyだけ回転した場合、CCD１０１の撮像面はＰ２の位置に移動して、被写体が写る場所がＯ’に移動する。これにより、像がぶれることになる。そこで、撮像面がＰ１位置になるようにｄｘ，ｄｙだけ、CCD１０１を平行移動させる。これにより、被写体の撮像面上での投影位置を元に戻すことができる。
【００５０】
（手ぶれ補正機構の構成）
次に、手ぶれ補正機構の構成について、図６ないし図８を参照しながら説明する。
図６ないし図８は複数のレンズが収納される固定筒を示している。その図６は固定筒の正面図であり、図７は図６に示すＡ-Ａ’線に沿う縦断面図であり、図８（a）、（ｂ）は固定筒の背面図である。
【００５１】
〜において、１０は固定筒である。固定筒１０は箱形形状を呈し、その内側がレンズ鏡筒受入用の収納空間とされている。固定筒１０の背面には図８に示すように全体的に略矩形状を呈する板状のベース部材１１が取り付けられている。
【００５２】
その固定筒１０の内周壁には、ここでは、図７に示すように、レンズ鏡筒を繰り出し・繰り入れるためのヘリコイド１２が形成されている。固定筒１０は少なくとも２つの角部が切り欠かれている。一方の角部１０ａは後述するステッピングモータＳＴＭの取り付け部とされている。他方の角部１０ｂは後述するフレキシブルプリント基板２０の折り曲げ箇所とされている。
【００５３】
図２に示すＣＣＤステージ１２５１は、そのベース部材１１に設けられている。 このＣＣＤステージ１２５１は、図９に分解して示すように環枠形状のＸ方向ステージ１３と、矩形状のＹ方向ステージ１４と、載置ステージ１５とから大略構成されている。
【００５４】
Ｘ方向ステージ１３はベース部材１１に固定されている。 このＸ方向ステージ１３にはＸ方向に延びる一対のガイド軸１３ａ，１３ｂがＹ方向に間隔を開けて設けられている。Ｘ方向ステージ１３には直方体形状の４個の永久磁石１６ａ〜１６ｄが配置されている。
【００５５】
この４個の永久磁石１６ａ〜１６ｄは２個一対とされ、一対の永久磁石１６ａ，１６ｂはＸ-Ｙ平面内でＹ方向に間隔を開けて平行に配置されている。
本実施例では、一対のガイド軸１３ａ，１３ｂが一対の永久磁石１６ａ，１６ｂを貫通する構成とされている。しかし、これに限るものではなく、一対のガイド軸１３ａ，１３ｂに併設して設けられていても良い。 一対の永久磁石１６ｃ，１６ｄはＸ-Ｙ平面内でＸ方向に間隔を開けて配置されている。
【００５６】
Ｙ方向ステージ１４は、Ｙ方向に延びる一対のガイド軸１４ｃ，１４ｄがＸ方向に間隔を開けて設けられている。そのＹ方向ステージ１４には、Ｘ方向に間隔を開けて対向する２個一対の被支承部１７ａ，１７ａ’，１７ｂ，１７ｂ’がＹ方向に間隔を開けて形成されている。
【００５７】
各一対の被支承部（１７ａ，１７ａ’），（１７ｂ，１７ｂ’）はＸ方向ステージ１３の一対のガイド軸１３ａ，１３ｂにそれぞれ可動可能に支承され、これによりＹ方向ステージ１４がＸ方向に可動可能とされている。
ＣＣＤ１０１は載置ステージ１５に固定されている。載置ステージ１５は、Ｘ方向に張り出した一対のコイル取付板部１５ｃ，１５ｄと、Ｙ方向に張り出した一対のコイル取付板部１５ａ，１５ｂとを有する。 ＣＣＤ１０１はその載置ステージ１５の中央に固定されている。
【００５８】
載置ステージ１５には、ＣＣＤ１０１の撮像面と同じ側にＹ方向に間隔を開けて対向する２個一対の被支承部（符号を略す）がＸ方向に間隔を開けて形成されている。各一対の被支承部はＹ方向ステージ１４の一対のガイド軸１４ｃ，１４ｄに可動可能に支承されている。これにより、載置ステージ１５は全体としてＸ-Ｙ方向に可動可能とされている。
ＣＣＤ１０１には撮像面と反対側の面に保護板１９が貼り付けられている。保護板１９には、その中央にテーパ形状の凹所１９ａが形成されている。この凹所１９ａの機能については後述する。
【００５９】
一対のコイル取付板部１５ｃ，１５ｄには、それぞれ偏平かつ渦巻き状のコイル体ＣＯＬ１，ＣＯＬ１’が貼り付けられている。コイル体ＣＯＬ１，ＣＯＬ１’は直列接続されている。
また、一対のコイル取付板部１５ａ，１５ｂには、それぞれ偏平かつ渦巻き状のコイル体ＣＯＬ２，ＣＯＬ２’が貼り付けられている。コイル体ＣＯＬ２，ＣＯＬ２’も同様に直列接続されている。
【００６０】
各コイル体ＣＯＬ１，ＣＯＬ１’はそれぞれ各永久磁石１６ｃ，１６ｄに臨まされている。各コイル体ＣＯＬ２，ＣＯＬ２’はそれぞれ永久磁石１６ａ，１６ｂに臨まされている。
一対のコイル体ＣＯＬ１，ＣＯＬ１’は、Ｘ方向にＣＣＤ１０１を可動させるのに用いられる。一対のコイル体ＣＯＬ２，ＣＯＬ２’はＹ方向にＣＣＤ１０１を可動させるのに用いられる。その永久磁石１６ａ,１６ｂ（１６ｃ,１６ｄ）とコイル体ＣＯＬ１，ＣＯＬ１’（ＣＯＬ２，ＣＯＬ２’）は、CCD１０１を往復移動させるボイスコイルモータ（アクチュエータ１２５５）を構成している。
【００６１】
また、コイル体ＣＯＬ１，ＣＯＬ１’には、図８（a）に示すように、各コイル体ＣＯＬ１，ＣＯＬ１’をＸ方向に横断する方向に磁性材料からなる吸着棒３５が設けられている。この吸着棒３５（鉄製棒）を取り付けることで磁力により磁石の着いたステージと棒の着いたステージとを引きつけて、ガタを抑えている。
【００６２】
ここでは、位置検出素子１２５２にはホール素子が用いられている。一対のコイル取付板部１５ｃ，１５ｄの一方のコイル取付板部１５ｄに位置検出素子１２５２としてのホール素子１２５２ａが設けられている。同様に一対のコイル取付板部１５ａ，１５ｂの一方のコイル取付板部１５ｂにホール素子１２５２ｂが設けられている。
【００６３】
ＣＣＤ１０１はフレキシブルプリント基板２０を介してＦ／Ｅ-ＩＣ１０２に電気的に接続されている（図２、図１０参照）。そのホール素子１２５２ａ，１２５２ｂはフレキシブルプリント基板２０を介してオペレーションアンプ１２５３に電気的に接続されている。各コイル体ＣＯＬ１，ＣＯＬ１’，ＣＯＬ２，ＣＯＬ２’はドライバ１２５４（図２参照）に電気的に接続されている。
【００６４】
（保持機構１２６３のメカニカルな構成）
原点位置の保持機構１２６３（図２参照）は、図１０、図１１（a）に示すように、ステッピングモータＳＴＭを有する。
【００６５】
ステッピングモータＳＴＭは、図６に示すように、固定筒１０の角部１０ａに設けられている。そのステッピングモータＳＴＭの出力軸２０Ａには、図１０に示すように、出力ギヤ２１が設けられている。また、固定筒１０の角部１０ａには回転運動を直線運動に変換する変換機構２２が設けられている。
【００６６】
変換機構２２は、回転伝達ギヤ２３、往復動シャフト２４、付勢コイルスプリング２５、強制押さえ板２６およびバネ受け部材２７とから大略構成されている。
固定筒１０の角部１０ａにはＺ軸方向に間隔を開けて一対の支承部２８，２９が形成されている。支承部２８はモータ取付板から構成されている。
【００６７】
往復動シャフト２４は支承部２９と支承部２８との間に掛け渡されて支承されている。
回転伝達ギヤ２３は一対の支承部２８，２９の間に位置している。この回転伝達ギヤ２３は、往復動シャフト２４に回転可能に支承されるとともに、出力ギヤ２１に噛合されている。
【００６８】
往復動シャフト２４の一端側の部分は、支承部２９を貫通してベース部材１１の背面側に臨んでいる。付勢コイルスプリング２５はバネ受け部材２７と支承部２９との間に設けられている。往復動シャフト２４はその付勢コイルスプリング２５により支承部２８に向けて付勢されている。往復動シャフト２４には、回転伝達ギヤ２３の軸穴端面と係合する段差部２４ａが形成されている。
【００６９】
回転伝達ギヤ２３には、図１２（ａ）〜図１２（ｅ）に示すように、その一方の端面部にカム溝３１が形成されている。このカム溝３１は回転伝達ギヤ２３の周回り方向に延び、谷底平坦部３１ａ、頂上平坦部３１ｂ、および谷底平坦部３１ａから頂上平坦部３１ｂに向かって連続的に傾斜する傾斜面部３１ｃから構成されている。その谷底平坦部３１ａと頂上平坦部３１ｂとの間は、後述するカムピンが回転方向から衝合する衝合壁としての絶壁３１ｄとなっている。
【００７０】
支承部２８（図１０参照）にはカムピン３２が固定されている。そのカムピン３２の先端はカム溝３１に摺接されている。絶壁３１ｄから傾斜面部３１ｃの傾斜開始位置３１ｅまでの谷底平坦部３１ａの回転方向の長さは、ステッピングモータＳＴＭの回転制御信号に換算して２パルス分に相当する。
【００７１】
傾斜面部３１ｃの傾斜開始位置３１ｅから頂上平坦部３１ｂに通じる傾斜終端位置３１ｆまでの傾斜面部３１ｃの回転方向長さは、ステッピングモータＳＴＭの回転制御信号に換算して３０パルス分に相当する。
【００７２】
傾斜終端位置３１ｆから絶壁３１ｄまでの間の頂上平坦部３１ｂの回転方向長さは、ステッピングモータＳＴＭの回転制御信号に換算して３パルス分に相当する。ステッピングモータＳＴＭの３５パルス分が回転伝達ギヤ２３の１回転に対応する。回転伝達ギヤ２３の１回転により往復動シャフト２４がＺ軸方向に１往復される。
【００７３】
また、強制押さえ板２６はベース部材１１の背面側に設けられている。
強制押さえ板２６は、図１０および図１１（ａ）に示すように、ＣＣＤ１０１の中心に向かって長く延びる構成とされている。その強制押さえ板２６の基端部２６ａは往復動シャフト２４の一端部に固定されている。
【００７４】
その強制押さえ板２６の自由端部２６ｂにはテーパ形状の押さえピン３３が固定されている。その強制押さえ板２６の延びる方向途中にはガイド軸２６ｃが突出形成されている。
図８（ａ）および（ｂ）に示すベース部材１１には、位置決め突起１１ａ，１１ｂ、コイル取り付け突起１１ｃ、および係合突起１１ｄが形成されている。 コイル取り付け突起１１ｃにはネジリコイルバネ３４の巻回部３４ａが取り付けられている。
【００７５】
ネジリコイルバネ３４の一端部３４ｂは係合突起１１ｄに係合されている。ネジリコイルバネ３４の他端部３４ｃはガイド軸２６ｃに係合されている。
ベース部材１１にはガイド軸２６ｃをガイドするガイド穴（図示を略す）が形成されている。
【００７６】
強制押さえ板２６は、そのネジリコイルバネ３４によって位置決め突起１１ａに当接されつつ、往復動シャフト２４の往復動に伴ってベース部材１１に対して離反接近する方向（Ｚ軸方向）に往復動される。ガイド軸２６ｃは強制押さえ板２６の往復動を安定した姿勢で行わせる役割を果たす。
【００７７】
押さえピン（嵌合突起）３３は凹所（嵌合穴）１９ａと嵌合することにより、載置ステージ１５（図９参照）を機械的に原点位置に保持させる役割を果たす。図１３（ａ）に拡大して示すように、押さえピン３３の周壁３３ａと保護板１９の凹所周壁１９ｂとが密接に嵌合した状態がカムピン３２のホールド待機位置（図１２（ｄ）参照）に相当する。
【００７８】
図１３（ｂ）に拡大して示すように押さえピン３３の周壁３３ａと保護板１９の凹所周壁１９ｂとが最大離間した状態がカムピン３２のレリーズ待機位置（図１２（ｅ）参照）に対応する。カムピン３２のホールド待機位置は載置ステージ１５の強制原点位置でもある。
これらの詳細な構成については、例えば、特開2007-094320号公報を参照されたい。
次に、手ぶれ補正を行うためのフィードバック制御の概要を説明する。
【００７９】
（手ぶれ補正を行うためのフィードバック制御）
手ぶれに起因してジャイロセンサ１２４１から角速度信号が出力される。この角速度信号は、ローパスフィルタアンプリファイア（LPFーアンプ）１２４２により増幅されて、A/D変換器１０４１１に入力される。このA/D変換器１０４１１はアナログ・デジタル変換により角速度信号を角速度データに変換する。
【００８０】
すなわち、手ぶれによるＣＣＤ１０１の移動目標値はジャイロセンサ１２４１からの出力に基づき決定される。
そのジャイロセンサ１２４１は、デジタルカメラのＰitch（ピッチ）方向の回転、およびＹaw（ヨー）方向の回転を捉えるように配置されている。
Ａ／Ｄ変換器１０４１１は、ジャイロセンサ１２４１からの出力をＴ［ｓ］間隔で取り込んでＡＤ変換する。
【００８１】
ここで、ωyaw(t)：Ｙaw方向の瞬間角速度、
ωpitch(t)：Ｐitch方向の瞬間角速度、
θyaw(t)：Ｙaw方向の変化角度、
θpitch(t)：Ｐitch方向の変化角度、
Ｄyaw(t)：Ｙaw方向の回転に対応して移動する像移動量、
Ｄpitch(t)：Ｐitch方向の回転に対応して移動する像移動量とし、
ジャイロセンサ１２４１のＹaw方向の出力（角速度信号）のA/D変換値、Ｐitch方向の出力（角速度信号）のA/D変換値が、それぞれADyaw、ADpitchであるとすると、ωyaw(t)、ωpitch(t)は、
ωyaw(t)= C *(ADyaw − Offsetyaw)
ωpitch(t)= C *(ADpitch − Offsetpitch)
の式により求められる。
なお、Offsetyaw, Offsetpitchはそれぞれ静止時のyaw方向、pitch方向の出力のA/D変換値であり、Cは変換係数である。
【００８２】
Ｙaw方向の変化角度は下記（１）式で求められる。
θyaw(t)＝Σωyaw(i)×Ｔ（ｉは０からｔまで）・・・・・・（１）
また、Ｐitch方向の変化角度は下記（２）式で求められる。
θpitch(t)＝Σωpitch(i)×Ｔ（ｉは０からｔまで）・・・・・・（２）
一方、ズームポイントｚｐ、フォーカスポイントｆｐから焦点距離ｆが決定される。
【００８３】
Ｙaw方向の回転に対応して移動する像移動量は下記（３）式で求められる。
Ｄyaw(t)＝ｆ×tan(θyaw(t))・・・・・・（３）
Ｐitch方向の回転に対応して移動する像移動量は下記（４）式で求められる。
Ｄpitch(t)＝ｆ×tan(θpitch(t))・・・・・・（４）
上記（３）式および（４）式で求めた結果がＣＣＤ１０１の移動すべき量、すなわち、目標値になる。
【００８４】
CPUブロック１０４３は、上記式に基づいて目標値演算を行うと共に、位置検出素子１２５２により検出された検出値との差がなくなるように、載置ステージ１５をフィードバック制御により駆動する。
【００８５】
このフィードバック制御の詳細については後述することにし、次に、角度データ（ぶれ角）と像移動量との具体的関係について説明する。
角速度データは、CPUブロック１０４３に入力される。CPUブロック１０４３は、この角速度データを積分して角度データ（ぶれ角）に変換する。
CPUブロック１０４３は、表１の換算表を用いて、角度データ（ぶれ角）からCCD１０１の手ぶれによる像移動量（目標値）を求める。
【００８６】
角度データからCCD１０１の手ぶれによる像移動量を求めるには、例えば、図１４に示すように、角度θと実焦点距離と像移動量Δｘとの間には、tanθ＝Δｘ／実焦点距離という関係があることを用いる。
【００８７】
図１５は、下記の表１の角度データ（ぶれ角）に対するCCD１０１の手ぶれによる移動量の数値をズーム倍率とCCD補正移動量との関係としてグラフ化して示したものである。
【００８８】
ズーム倍率が小さい場合に較べてズーム倍率が大きい場合、CCD１０１の手ぶれによるCCD補正移動量（目標値）が大きいのは、倍率が大きいほど、CCD１０１の像面上での像の移動量が大きくなるからである。
【００８９】
【表１】
【００９０】
図１６は、ＣＣＤ１０１を駆動するためのサーボ制御の制御周期を示すタイミングチャートである。この実施例では、周期Ｔ＝０.０００２５［ｓ］毎にに示すフローチャートが実行される。
すなわち、ヨー方向角速度、ヨー方向角度が検出され、ヨー方向の目標値が演算され（S．１”）、ピッチ方向角速度、ピッチ方向角度が検出され、ピッチ方向の目標値が演算される。
【００９１】
その結果、ＣＣＤ１０１は目標位置に対して図１８に示すように可動されて目標値に接近する。なお、図１７に示すフローチャートを実行するために要する時間は、０.０００１［ｓ］に設定されている（図１６参照）。
【００９２】
この実施例では、サーボ制御は、PID制御を用いて行われる。ここで、PID制御とは、目標値と検出値とを比例積分微分の３つの組み合わせにより行う制御をいう。このPID制御はサーボ制御において一般的に知られている制御方法である。
【００９３】
（従来のサーボ制御の説明）
これまでのサーボ制御の説明を整理して述べると、図１９に模式的に示すように、ジャイロセンサ１２４１からの角速度信号（アナログ信号）がA/D変換器１０４１１に入力される。A/D変換器１０４１１はアナログ信号を角速度データに変換する。
【００９４】
この角速度データはCPUブロック１０４３に入力される。従って、ジャイロセンサ１２４１は、手ぶれによる撮像装置本体の振れ量に対応する目標値を検出する目標値算出部としての役割を果たす。
CPUブロック１０４３はこれを積分して角度データに換算し、この角度データを用いてCCD１０１の手ぶれによる像移動量を求め、位置検出素子１２５２により検出された検出値との差により比例積分微分（PID）制御計算を行う。
【００９５】
ついで、CPUブロック１０４３はアクチュエータ１２５５のボイスコイルモータに通電すべきデューティー比デジタルデータを求める。この求められたデューティー比デジタルデータをドライバ１２５４のレジスタ１２５４Rに設定する。
【００９６】
このレジスタ１２５４Rに設定されたデューティ比デジタルデータに基づいてそのボイスコイルモータ（アクチュエータ１２５５）のPWM駆動制御が行われる。例えば、PWM駆動制御のキャリア周波数は100kHzである。
【００９７】
これにより、CCD１０１が移動され、移動後のCCD１０１の位置が位置検出素子１２５２により検出され、この位置検出素子１２５２により検出された検出値がA/D変換器１０４１１に入力され、位置検出素子１２５２により検出された検出値と目標値との差によるフィードバック制御が繰り返される。
【００９８】
従って、CPUブロック１０４３は、PWM駆動制御を用いてフィードバック制御を行うために検出値と目標値との差を演算してデューティ比を求める演算部として機能する。
また、ドライバ１２５４はボイスコイルモータ（アクチュエータ１２５５）にデューティ比に応じた電流を流すことにより可動部としてのCCDステージを駆動する駆動部としての役割を果たす。
【００９９】
デューティ比デジタルデータは、例えば、「-1024」〜「＋1024」の範囲内である。そのデューティ比デジタルデータ「+1024」は、ある方向に流す電流のデューティ比が100%であることを意味する。
【０１００】
また、デューティ比デジタルデータ「-1024」は、そのある方向とは逆方向に流す電流が100%であることを意味する。デューティ比デジタルデータ「0」は、流す電流のデューティ比がゼロ％であることを意味する。
【０１０１】
レジスタ１２５４Rに設定されたデューティ比デジタルデータの設定値とボイスコイルモータに流す電流のデューティ比とには比例関係があり、例えば、デューティ比デジタルデータ「256」は256/1024×100=25％のデューティ比の電流を流すことを意味する。
【０１０２】
しかしながら、演算により求められたデューティー比の値が小さいと、図２０に示すように、入力応答遅れにより、出力電流Iが矩形波にならずになまって、そのボイスコイルモータ（アクチュエータ１２５５）への出力が小さくなり、出力不感帯が生じる。
【０１０３】
この出力不感帯部分では、手ぶれ補正処理を正確に行うことができない。
（この実施例に係るサーボ制御の説明）
そこで、図２１に模式的に示すように、角度データを用いてCCD１０１の手ぶれによる像移動量を求め、比例積分微分（PID）制御計算により得られたデューティ比デジタルデータを後述する式に基づく出力不感帯補正処理を行い、この出力不感帯補正処理後のデューティ比デジタルデータをドライバ１２５４のレジスタ１２５４Rに設定する。
【０１０４】
すなわち、演算部としてのCPUブロック１０４３には、検出値と目標値との差により求められたデューティ比を補正して出力不感帯を除去する補正部１０４３Hが設けられている。
図２２は比例積分微分（PID）制御計算により得られたデューティ比デジタルデータに対して行う出力不感帯補正処理の一例を説明するためのグラフである。
【０１０５】
その図２２において、横軸Xはレジスタ１２５４Rに設定されたデューティ比デジタルデータ（すなわち、レジスタ１２５４Rの設定値）を意味する。縦軸Yはそのデューティ比デジタルデータに基づきドライバ１２５４からボイスコイルモータ（アクチュエータ１２５５）に流される実際の出力電流Iの平均値である。
【０１０６】
破線で示す関数ｇ（ｘ）は、比例積分微分（PID）制御計算により得られたデューティ比デジタルデータであってかつドライバ１２５４のレジスタ１２５４Rに出力不感帯補正処理前のデューティ比デジタルデータが、設定値として設定されたときに、ドライバ１２５４から出力される出力電流Iの平均値との関係を一例として示す関数である。
【０１０７】
実線で示す関数ｆ（ｘ）は、比例積分微分（PID）制御計算により得られたデューティ比デジタルデータであってかつドライバ１２５４のレジスタ１２５４Rに出力不感帯補正処理後のデューティ比デジタルデータが、設定値として設定されたときに、ドライバ１２５４から出力される出力電流Iの平均値との関係を一例として示す関数である。
【０１０８】
ここで、演算により求められた出力不感帯補正処理前のデューティ比デジタルデータの設定値を「a」、出力不感帯補正処理後の設定値を「ｂ」とするとき、ｆ（a）＝ｇ（ｂ）となるような出力不感帯補正処理後の設定値「ｂ」を求め、補正処理前の設定値「a」に対する補正処理後の設定値「ｂ」との補正式ｈ（ｘ）を求める。
【０１０９】
一例として、出力不感帯補正処理前のデューティ比デジタルデータを「A」、出力不感帯補正処理後のデューティ比デジタルデータを「B」とするとき、補正式ｈ（ｘ）は、下記の式により与えられる。
Ｂ＝ Ａ ＋ （32 − 32/1024×Ａ） （Ａ＞０）
B＝ Ａ （Ａ＝０）
B＝ Ａ − （32 ＋ 32/1024×Ａ） （Ａ＜０）
【０１１０】
ここで、定数「３２」は、出力不感帯限界値を意味しており、この実施例では、補正前のデューティ比とモータに対する実際の出力との関係を実験により求めたものを用いているが、出力不感帯は入力応答遅れによって発生するものであるので、定数を演算により求めることもできる。
【０１１１】
この補正式を用いると、例えば、出力不感帯補正処理前のデューティ比デジタルデータの設定値が「A＝a’＝１６（A＞０）」であるとき、
B＝a’＋（３２−a’／３２）＝１６＋（３２−０．５）＝４７．５
となり、
ｇ（B）＝ｆ（a’）の出力電流Iが得られる。
【０１１２】
すなわち、上記の補正式を用いて、出力不感帯補正処理前のデューティ比デジタルデータに補正処理を行い、この出力不感帯補正処理後のデューティ比デジタルデータをドライバ１２５４のレジスタ１２５４Rにセットすることによって、実際のモータ出力は、実線で示す一次比例の関数ｆ（ｘ）によって与えられることになる。
【０１１３】
これにより、デューティ比が小さい場合に出力不感帯が生じるのを避けることができる。
また、CPUブロック１０４３による演算処理の量が少ないので、処理速度が過度に遅くなる不都合を回避できる。
【０１１４】
図２３は比例積分微分（PID）制御計算により得られたデューティ比デジタルデータに対して行う出力不感帯補正処理の他の例を説明するためのグラフである。
ここでは、出力不感帯補正処理後の所定値は、可動部の動摩擦力を超えるか超えないかに対応する設定値に設定する。
【０１１５】
ここで、可動部の摩擦部分は、X方向ステージ１３のガイド軸１３a、１３ｂに対するY方向ステージ１４の摩擦部分及びY方向ステージ１４のガイド軸１４ｃ、１４ｄに対する載置ステージ１５の摩擦部分である。
従って、可動部の動摩擦力とは、可動部が相対移動される部材に対して可動状態にあるときの動摩擦力をいう。
【０１１６】
図２３において、実線で示す関数ｆ’（ｘ）は、比例積分微分（PID）制御計算により得られたデューティ比デジタルデータであってかつドライバ１２５４のレジスタ１２５４Rに出力不感帯補正処理後のデューティ比デジタルデータが、設定値として設定されたときに、ドライバ１２５４から出力される出力電流Iを可動部の動摩擦力を超えるか超えないかに対応する所定値「ｃ」だけオフセットした関数を示している。
【０１１７】
この実施例では、出力不感帯補正処理前のデューティ比デジタルデータの設定値を「a’」、出力不感帯補正処理後の設定値を「ｂ’」とするとき、ｆ’（a’）＝ｇ（ｂ’）となるような出力不感帯補正処理後の設定値「ｂ’」を求め、補正処理前の設定値「a’」に対する補正処理後の設定値「ｂ’」との補正式ｈ’（ｘ）を求める。
【０１１８】
一例として、出力不感帯補正処理前のデューティ比デジタルデータを「A’」、出力不感帯補正処理後のデューティ比デジタルデータを「B’」とするとき、補正式ｈ’（ｘ）は、下記の式により与えられる。この実施例では、C＝５０とする。
【０１１９】
Ｂ’＝ Ａ’ ＋ 50 （Ａ’＞０）
B’＝ Ａ’ （Ａ’＝０）
B’＝ Ａ’ − 50 （Ａ’＜０）
【０１２０】
このように、補正処理後のデューティ比デジタルデータを「B’」に設定すると、動摩擦力に対応する分だけ、補正処理前のデューティ比デジタルデータの設定値に動摩擦力に相当する分の所定値「C＝５０」又は「−５０」を上載せして補正処理後のデューティ比デジタルデータの設定値を「B’」としたので、すなわち、可動部が相対移動される部材に対して可動状態にあるときの動摩擦力に対応するデューティ比に相当する分だけ、補正後のデューティ比がオフセットされるので、可動部の駆動力が動摩擦力よりも小さくて可動部の駆動が停止するという不都合を防止できる。
【０１２１】
なお、この実施例では、所定値「C」を可動部の動摩擦力に対応させて設定することにしたが、所定値「C」を可動部が相対移動される部材に対して静止状態から可動状態に移行する際の静止摩擦力に対応するデューティ比に相当する分だけ、補正後のデューティ比がオフセットされていても良い。
【０１２２】
（静止画撮影時の手ぶれ補正動作の概要説明）
補正後のデューティ比を用いて手ぶれ補正のサーボ制御を行う以外は、従来と同様であるが、以下に、撮影時の手ぶれ補正制御の概要を以下に説明する。
【０１２３】
手ぶれ補正スイッチSW14をオンし、レリーズスイッチSW1を押下して第1段押し下げが完了すると、合焦動作が開始される。これと同時に、載置ステージ１５のメカニカルな強制固定が解除される。これにより、サーボ制御によるCCD中央保持制御が開始され、載置ステージ１５が可動範囲の中央位置に保持される（以下、センタリング制御処理という）。
【０１２４】
ついで、レリーズスイッチSW1を押下して第1段押し下げが完了すると、載置ステージ１５（CCD１０１）が像の移動方向に追従を開始し、手ぶれ補正が実行される。
この撮影時には、ＳＤＲＡＭ１０３に記憶された目標値データに基づいて、ＣＣＤステージ１２５１の移動が制御される。
【０１２５】
すなわち、フィードバック制御においては、撮像素子の位置を検出する位置検出部により撮像素子の位置を検出値として検出する工程と、手ぶれによる撮像装置本体の振れ量を検出する目標値算出部により振れ量に対応する目標値を算出する工程と、PWM駆動制御を用いてフィードバック制御を行うために検出値と目標値との差を演算してデューティ比を求める演算工程と、PWM駆動制御による出力不感帯を除去するために演算工程により求められたデューティ比を補正する工程と、補正されたデューティ比に対応する電流をモータに流すことによりフィードバック制御を行う工程とが実行される。そして、シャッターが閉じて、露光が終了すると、センタリング制御処理に戻る。
【０１２６】
以上、実施例においては、手ぶれ補正制御に本発明を適用したが、本発明はこれに限られるものではなく、モータにより可動される可動部と、可動部の位置を検出値として検出する位置検出部と、可動部の目標値を算出する目標値算出部と、PWM駆動制御を用いてフィードバック制御を行うために検出値と目標値との差に基づいてデューティ比を求める演算部と、モータにデューティ比に応じた電流を流すことにより可動部を駆動する駆動部とを有する構成の制御装置にも適用できるものである。
【符号の説明】
【０１２７】
１０１…CCD（撮像素子）
１０４３…CPUブロック（演算部）
１０４３H…補正部
１２４１…ジャイロセンサ（目標値算出部）
１２５１…CCDステージ（可動部）
１２５２…位置検出素子（位置検出部）
１２５４…ドライバ（駆動部）
１２５５…アクチュエータ（モータ）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１２８】
【特許文献１】特開2007-094320号公報
【特許文献２】特開2007-114486号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータにより可動される可動部と、該可動部の位置を検出値として検出する位置検出部と、前記可動部の目標値を算出する目標値算出部と、PWM駆動制御を用いてフィードバック制御を行うために前記検出値と前記目標値との差に基づいてデューティ比を求める演算部と、前記モータに前記デューティ比に応じた電流を流すことにより前記可動部を駆動する駆動部とを有し、前記演算部には、前記デューティ比を補正することにより出力不感帯を除去する補正部が設けられていることを特徴とする制御装置。
【請求項２】
撮像素子を有して撮影光軸に直交する方向にモータにより可動される可動部と、該撮像素子の位置を検出値として検出する位置検出部と、手ぶれによる撮像装置本体の振れ量に対応する目標値を算出する目標値算出部と、PWM駆動制御を用いてフィードバック制御を行うために前記検出値と前記目標値との差に基づいてデューティ比を求める演算部と、前記モータに前記デューティ比に応じた電流を流すことにより前記可動部を駆動する駆動部とを有し、前記演算部には、前記デューティ比を補正することにより出力不感帯を除去する補正部が設けられていることを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
前記モータに流す実際の出力電流の平均と補正後のデューティ比とが一次比例の関係であることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記補正後のデューティ比を、前記補正前のデューティ比と前記モータに流す実際の出力電流との関係から求めることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記可動部が相対移動される部材に対して可動状態にあるときの動摩擦力に対応するデューティ比に相当する分以上、前記補正後のデューティ比がオフセットされていることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記可動部が相対移動される部材に対して静止状態から可動状態に移行する際の静止摩擦力に対応するデューティ比に相当する分だけ、前記補正後のデューティ比がオフセットされていることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項７】
補正前のデューティ比に一定値を加えた値が、前記補正後のデューティ比であることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記モータが永久磁石とコイルとを有して前記可動部を往復移動させるボイスコイルモータからなることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記可動部は、前記撮像素子を有する載置ステージと、撮影光軸に直交するX−Y平面内で前記載置ステージをX方向に案内するX方向案内ステージと、前記載置ステージをY方向に案内するY方向案内ステージとを備え、前記目標値算出部にはジャイロセンサを含み、前記位置検出部にはホール素子を含むことを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。
【請求項１０】
撮像素子の位置を検出する位置検出部により前記撮像素子の位置を検出値として検出する工程と、
手ぶれによる撮像装置本体の振れ量を検出する目標値算出部により前記振れ量に対応する目標値を算出する工程と、
PWM駆動制御を用いてフィードバック制御を行うために前記検出値と前記目標値との差を演算してデューティ比を求める演算工程と、
PWM駆動制御による出力不感帯を除去するために前記演算工程により求められたデューティ比を補正する工程と、
補正されたデューティ比に対応する電流をモータに流すことによりフィードバック制御を行う工程と、
を備えていることを特徴とする撮像装置の制御方法。
【請求項１】
モータにより可動される可動部と、該可動部の位置を検出値として検出する位置検出部と、前記可動部の目標値を算出する目標値算出部と、PWM駆動制御を用いてフィードバック制御を行うために前記検出値と前記目標値との差に基づいてデューティ比を求める演算部と、前記モータに前記デューティ比に応じた電流を流すことにより前記可動部を駆動する駆動部とを有し、前記演算部には、前記デューティ比を補正することにより出力不感帯を除去する補正部が設けられていることを特徴とする制御装置。
【請求項２】
撮像素子を有して撮影光軸に直交する方向にモータにより可動される可動部と、該撮像素子の位置を検出値として検出する位置検出部と、手ぶれによる撮像装置本体の振れ量に対応する目標値を算出する目標値算出部と、PWM駆動制御を用いてフィードバック制御を行うために前記検出値と前記目標値との差に基づいてデューティ比を求める演算部と、前記モータに前記デューティ比に応じた電流を流すことにより前記可動部を駆動する駆動部とを有し、前記演算部には、前記デューティ比を補正することにより出力不感帯を除去する補正部が設けられていることを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
前記モータに流す実際の出力電流の平均と補正後のデューティ比とが一次比例の関係であることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記補正後のデューティ比を、前記補正前のデューティ比と前記モータに流す実際の出力電流との関係から求めることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記可動部が相対移動される部材に対して可動状態にあるときの動摩擦力に対応するデューティ比に相当する分以上、前記補正後のデューティ比がオフセットされていることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記可動部が相対移動される部材に対して静止状態から可動状態に移行する際の静止摩擦力に対応するデューティ比に相当する分だけ、前記補正後のデューティ比がオフセットされていることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項７】
補正前のデューティ比に一定値を加えた値が、前記補正後のデューティ比であることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記モータが永久磁石とコイルとを有して前記可動部を往復移動させるボイスコイルモータからなることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記可動部は、前記撮像素子を有する載置ステージと、撮影光軸に直交するX−Y平面内で前記載置ステージをX方向に案内するX方向案内ステージと、前記載置ステージをY方向に案内するY方向案内ステージとを備え、前記目標値算出部にはジャイロセンサを含み、前記位置検出部にはホール素子を含むことを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。
【請求項１０】
撮像素子の位置を検出する位置検出部により前記撮像素子の位置を検出値として検出する工程と、
手ぶれによる撮像装置本体の振れ量を検出する目標値算出部により前記振れ量に対応する目標値を算出する工程と、
PWM駆動制御を用いてフィードバック制御を行うために前記検出値と前記目標値との差を演算してデューティ比を求める演算工程と、
PWM駆動制御による出力不感帯を除去するために前記演算工程により求められたデューティ比を補正する工程と、
補正されたデューティ比に対応する電流をモータに流すことによりフィードバック制御を行う工程と、
を備えていることを特徴とする撮像装置の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
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【図７】
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【図９】
【図１０】
【図１１】
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【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２０１３−３４０３（Ｐ２０１３−３４０３Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３５４３７（Ｐ２０１１−１３５４３７）
【出願日】平成２３年６月１７日（２０１１．６．１７）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１７日（２０１１．６．１７）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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