JP2009180990A - カメラおよび交換レンズ - Google Patents

Abstract

【課題】磁気センサによる検出範囲を拡大する。
【解決手段】カメラは、結像光学系を介して入射する被写体像を撮像する撮像素子６と、カメラのブレを検出するブレ検出手段１４Ｘ、１４Ｙと、検出されたブレに基づいて、結像光学系２の光軸と直交する方向において、結像光学系２と撮像素子６との相対位置を制御して撮像素子６上での像ブレを補正するブレ補正ユニット１５と、相対位置が小さい第１の領域では相対位置に比例した線形位置検出信号を出力し、相対位置が大きい第２の領域では相対位置に比例しない非線形位置検出信号を出力する特性を有する位置検出センサ１５４と、非線形位置検出信号を相対位置に比例する補正位置検出信号に補正して出力する補正手段７と、位置検出信号および補正位置検出信号のいずれか一方の信号に基づいてブレ補正ユニット１５を駆動制御する制御手段７とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、ブレ補正機能を有するカメラおよび交換レンズに関する。

従来から、磁石と磁気センサを利用した位置検出装置をカメラの振れ補正装置に使用したものが知られている（たとえば特許文献１）。
特開２０００−３９３０３号公報

しかしながら、磁気センサの出力のうち、線形性を有する出力範囲を位置検出に用いているので、位置検出可能な範囲が限定されるという問題がある。

請求項１に記載の発明によるカメラは、結像光学系を介して入射する被写体像を撮像する撮像素子と、カメラのブレを検出するブレ検出手段と、検出されたブレに基づいて、結像光学系の光軸と直交する方向において、結像光学系と撮像素子との相対位置を制御して撮像素子上での像ブレを補正するブレ補正ユニットと、相対位置が小さい第１の領域では相対位置に比例した線形位置検出信号を出力し、相対位置が大きい第２の領域では相対位置に比例しない非線形位置検出信号を出力する特性を有する位置検出センサと、非線形位置検出信号を相対位置に比例する補正位置検出信号に補正して出力する補正手段と、位置検出信号および補正位置検出信号のいずれか一方の信号に基づいてブレ補正ユニットを駆動制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のカメラにおいて、補正手段は、非線形位置検出信号を、相対位置に比例する補正位置検出信号に置換する変換テーブルを記憶しており、位置検出センサから非線形位置検出信号が出力されると、変換テーブルにより補正位置検出信号を出力することを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のカメラにおいて、変換テーブルは、位置検出センサの出力、および第１および第２の領域で相対位置に比例する線形位置検出信号を出力する特性を有する基準位置検出センサの双方の出力を用いて作成され、第２領域において、位置検出センサの非線形位置検出信号を、対応する基準位置検出センサの線形位置検出信号に置換した補正位置信号を出力することを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のカメラにおいて、ブレ補正ユニットは、結像光学系を構成するブレ補正光学系と、ブレ補正光学系を光軸と直交する方向に移動可能に支持する支持機構と、支持機構を介してブレ補正光学系を駆動するアクチュエータとを含むことを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のカメラにおいて、ブレ補正ユニットは、撮像素子を光軸と直交する方向に移動可能に支持する支持機構と、支持機構を介して撮像素子を駆動するアクチュエータとを含むことを特徴とする。
請求項６に記載の発明による交換レンズは、被写体像をカメラに設けた撮像素子上に結像させる結像光学系と、カメラのブレを検出するブレ検出手段と、検出されたブレに基づいて、撮像素子上の被写体像の結像位置を移動して撮像素子上での像ブレを補正するブレ補正光学系と、ブレ補正光学系を駆動する駆動装置と、相対位置が小さい第１の領域では相対位置に比例した線形位置検出信号を出力し、相対位置が大きい第２の領域では相対位置に比例しない非線形位置検出信号を出力する特性を有する位置検出センサと、非線形位置検出信号を、相対位置に比例する補正位置検出信号に置換する変換テーブルを記憶する記憶装置と、位置検出信号および補正位置検出信号のいずれか一方の信号に基づいて駆動装置を駆動してブレ補正光学系を駆動制御する制御手段とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、ブレ補正ユニットの位置検出可能な範囲を拡大できる。

図面を用いて、本発明の実施の形態によるカメラについて説明する。
図１（ａ）に示すように、カメラ本体１には撮影レンズ２、レリーズボタン３、電源ボタン４、撮影モードの設定操作を行なうモードダイヤル５が設けられている。撮影レンズ２には、図２に示すように、焦点調節レンズ２ａ、その他の結像レンズ２ｂ、および後述するブレ補正装置１５（図２）が内蔵されている。また、図１（ｂ）に示すように、カメラ本体１の背面には液晶モニタ１７が設けられている。

図２は実施の形態のカメラの回路構成を示すブロック図である。カメラは、半押しスイッチ３ａ、全押しスイッチ３ｂ、電源スイッチ４ａ、撮像素子６、制御回路７、ＳＤＲＡＭ８、フラッシュメモリ９、メモリカードインタフェース１１、液晶モニタ１７、ブレ検出センサ１４Ｘ、１４Ｙ、およびブレ補正装置１５を備える。

撮像素子６は、複数の光電変換素子を備えたＣＣＤやＣＭＯＳイメージセンサによって構成される。撮像素子６は、撮像面上に結像されている被写体像を撮像し、被写体像の明るさに応じた光電変換信号（画像信号）を制御回路７へ出力する。

制御回路７は、各種プログラムに基づいて、カメラを構成する各部から入力される信号を用いて所定の演算を行ない、カメラの各部に対する制御信号を送出して、撮影動作を制御する。制御回路７は、撮像素子６から入力した画像信号をデジタル画像信号に変換し、そのデジタル画像信号に対して種々の画像処理を施して画像データを生成する。そして、制御回路７は生成された画像データに対してＪＰＥＧなどの所定の方式により圧縮処理を行い、ＥＸＩＦなどの形式でメモリカード１２へ記録する。

ＳＤＲＡＭ８は、画像処理、画像圧縮処理および表示用画像データ作成処理の途中や処理後のデータを一時的に格納するために使用される。表示用画像データは、撮像素子６からの出力に基づいて、制御回路７が生成した画像データ、もしくはメモリカード１２に記録されている画像データに基づいて、制御回路７により生成される。生成された表示用画像データは、制御回路７によりＳＤＲＡＭ８に格納される。フラッシュメモリ９は、たとえば制御回路７が演算を行なうための各種プログラムが記録された不揮発性メモリである。また、フラッシュメモリ９には、ブレ補正の際に制御回路７が参照する位置情報テーブルが記録される。位置情報テーブルについては後述する。

メモリカードインタフェース１１は、メモリカード１２が着脱可能なインタフェースである。メモリカードインタフェース１１は、制御回路７の制御に基づいて、画像データをメモリカード１２に書き込んだり、メモリカード１２に記録されている画像データを読み出すインタフェース回路である。メモリカード１２はコンパクトフラッシュ（登録商標）やＳＤカードなどの半導体メモリカードである。

ブレ検出センサ１４Ｘおよび１４Ｙは、たとえばジャイロセンサなどで構成され、撮影時にカメラ本体１に発生するブレをカメラのピッチングとヨーイングに分解して検出する。ブレ検出センサ１４Ｘ、１４Ｙで検出されたピッチングとヨーイングを表すブレ量信号を制御回路７に出力する。制御回路７は、入力したブレ量信号に基づいて後述するブレ補正装置１５を駆動してブレ補正を行なう。

ブレ補正装置１５は、シフトレンズ１５１、アクチュエータ１５３Ｘおよび１５３Ｙ、および位置検出センサ１５４Ｘおよび１５４Ｙを備える。なお、添字Ｘ，Ｙは、図１に示すように、カメラの光軸方向Ｙ、横方向Ｘに対応するが、図２においては、シフトレンズ１５１、アクチュエータ１５３Ｘおよび１５３Ｙ、および位置検出センサ１５４Ｘおよび１５４Ｙの位置関係を便宜的に示している。シフトレンズ１５１は、図示しない支持部材により撮像素子６の撮像面と平行な面内、すなわち光軸に直交する平面内で移動可能となるように支持される。そして、シフトレンズ１５１は、アクチュエータ１５３Ｘおよび１５３Ｙにより上記の平面内で駆動される。

アクチュエータ１５３Ｘ、１５３Ｙ（以下、総称して１５３とする）は、たとえば、コイル、磁石、およびヨークを有するボイスコイルモータである。アクチュエータ１５３は、制御回路７により印加される電圧に応じて駆動力を発生して、シフトレンズ１５１を移動させる。

位置検出センサ１５４Ｘ、１５４Ｙ（以下、総称して１５４とする）は、たとえば、磁石１５４ａおよび磁気検出素子（ホール素子）１５４ｂを有する磁気センサである。磁石１５４ａはシフトレンズ１５１に固定され、磁気検出素子１５４ｂは撮影レンズ２の鏡筒に固定される。磁気検出素子１５４ｂは、磁石１５４ａから受ける磁束密度に応じた電圧を出力する。シフトレンズ１５１の移動に伴い磁石１５４ａと磁気検出素子１５４ｂとの相対位置が変化すると、磁気検出素子１５４ｂが磁石１５４ａから受ける磁束密度が変化するので、磁気検出素子１５４ｂの出力電圧も変化する。この出力電圧は、シフトレンズ１５１の位置情報を示す位置検出信号として制御回路７へ出力される。

このように、シフトレンズ１５１の位置は、位置検出センサ１５４から出力される位置検出信号に基づく位置情報として検出される。位置検出センサ１５４の出力特性は、検出範囲の両端で非線形領域を有するので、この実施の形態では、予め非線形領域の出力電圧を補正するための位置情報テーブルを各カメラに搭載する。この位置情報テーブルは、カメラ製造工程で図３に示す情報テーブル作成装置３０によりカメラごとに作成され、カメラのフラッシュメモリ９に記録される。位置情報テーブルは、後述するように磁気検出素子１５４ｂの出力電圧とシフトレンズ１５１の位置情報とが対応付けされた補正データテーブルである。制御回路７は、フラッシュメモリ９に記録された位置情報テーブルを参照して、入力した位置検出信号が示す位置情報を補正して、シフトレンズ１５１の位置を正確に検出する。位置情報テーブルを用いることにより、磁気検出素子１５４ｂの非線形性出力範囲についてもシフトレンズ１５１の位置検出に利用することができる。

情報テーブル作成装置３０により作成される位置情報テーブルの作成原理についてまず説明する。
この実施の形態では、シフトレンズの移動量を位置検出センサ１５４と二次元PSDの双方で検出する。図４は、シフトレンズの移動量に対するホール素子出力とPSD出力との関係を示す。横軸がシフトレンズのＸ軸移動量、縦軸がホール素子出力とPSD出力であり、符号ＶＨがホール素子出力線図、符号ＶＰがPSD出力線図である。ここでは、アクチュエータ１５３Ｘへ印加する駆動電圧に対するシフトレンズ１５１のＸ軸移動量は線形であるとして説明する。

図４において、アクチュエータ１５３Ｘに移動量＋Ｘ１の印加電圧を与えたときの位置検出センサ出力とPSD出力の出力をそれぞれ、ＶＨｘ１とＶＰｘ１と表す。以下同様に、移動量＋Ｘｎに対する位置検出センサ出力とPSD出力の出力をそれぞれＶＨｘｎとＶＰｘｎと表す。図４に示すように、PSD出力はレンズ移動領域の全域で線形であるが、位置検出センサ出力は移動量Ｘｈを越える端部領域で非線形である。非線形領域においては、位置検出センサ出力を使用してシフトレンズの位置を正しく検出できない。そこで、非線形領域においては、移動量Ｘに対するPSD出力と位置検出センサ出力とを対応付けることにより、位置検出センサ出力による位置情報を補正する。
なお以下の説明では、シフトレンズの移動量に対する位置検出センサ１５４と二次元PSDの出力は等しいものとして説明する。

位置情報テーブルの作成について、図３〜図７を参照してさらに詳細に説明する。図３は位置情報テーブル作成装置のブロック構成図である。情報テーブル作成装置３０は、レンズ駆動部３１、二次元ＰＳＤ（Position Sensitive Detector）３２、制御回路３３、およびレーザ光出力部３４を備え、ブレ補正装置１５を有する撮影レンズ２を装着可能に構成されている。この情報テーブル作成装置３０では、レーザ光出力部３４から出力されたレーザ光は、二次元ＰＳＤ３２の受光面に対して垂直に照射される。二次元ＰＳＤ３２は、レーザ光が照射されると、レーザ光が照射された位置を示す位置検出信号を位置情報として制御回路３３へ出力する。また、情報テーブル作成装置３０に撮影レンズ２が装着されると、レンズ駆動部３１および制御回路３３はブレ補正装置１５の各信号出力端子に接続されるように構成されている。

制御回路３３は、レンズ駆動部３１に対して、ブレ補正装置１５のシフトレンズ１５１を、レーザ光出力部３４が出力するレーザ光の光軸と直交する平面内において互いに直交する二軸、すなわち図５に示すＸ軸方向とＹ軸方向とに駆動させる指令信号を出力する。この指令信号を受けて、レンズ駆動部３１は、ブレ補正装置１５のアクチュエータ１５３に駆動電圧を印加してシフトレンズ１５１を駆動させる。図５は、シフトレンズ１５１のＹ軸方向を駆動範囲の中央に固定した状態で、Ｘ軸方向へ駆動範囲の左端部（Ｘ＝−Ｌ）から右端部（Ｘ＝Ｌ）までシフトレンズ１５１が駆動される様子を示す。

図５（ａ）に示すように、シフトレンズ１５１が駆動範囲の右端部（Ｘ＝−Ｌ）に駆動されると、制御回路３３は、レーザ光出力部３４に対してレーザ光を出力する指令信号を出力する。この指令信号を受けて、レーザ光出力部３４から出力されたレーザ光は、シフトレンズ１５１を介して二次元ＰＳＤ３２に入射する。このとき、制御回路３３は、二次元ＰＳＤ３２からの位置検出信号（出力電圧）をレンズ位置情報ｂ１として入力する。さらに、位置検出センサ１５４の磁気検出素子１５４ｂからの位置検出信号（出力電圧）をレンズ位置情報ａ１として入力する。

制御回路３３は、上記のようにしてレンズ位置情報ａ１およびレンズ位置情報ｂ１を入力すると、レンズ位置情報ａ１およびｂ１の差分を算出する。算出した差分がゼロの場合、すなわち磁気検出素子１５４ｂによる位置検出信号と二次元ＰＳＤ３２による位置検出信号とが一致する場合、制御回路３３は線形フラグに１を設定する。算出した差分がゼロではない場合、すなわち磁気検出素子１５４ｂによるレンズ位置情報ａ１と二次元ＰＳＤ３２によるレンズ位置情報ｂ１とが一致しない場合、制御回路３３は線形フラグに０を設定する。なお、算出した差分が所定の閾値未満の場合に線形フラグに１を設定し、差分が所定の閾値以上の場合に線形フラグに０を設定してもよい。制御回路３３は、レンズ位置情報ａ１、レンズ位置情報ｂ１、および線形フラグを対応付けて記録する。

つぎに、図５（ｂ）に示すように、制御回路３３は、シフトレンズ１５１をＸ軸方向へ距離ΔＬだけ駆動させる。シフトレンズ１５１が距離ΔＬだけ駆動されて（Ｘ＝−Ｌ＋ΔＬ）に位置すると、制御回路３３は、上述した方法と同様にして磁気検出素子１５４ｂによるレンズ位置情報ａ２、および二次元ＰＳＤ３２によるレンズ位置情報ｂ２を取得し、線形フラグを設定する。そして、制御回路３３は、レンズ位置情報ａ２、レンズ位置情報ｂ２、および線形フラグを対応付けて記録する。

上記のようにして、制御回路３３は、シフトレンズ１５１をＸ軸方向へ距離ΔＬずつ駆動させ、駆動後の位置で取得されたレンズ位置情報と線形フラグとの記録を繰り返し、図５（ｃ）に示すようにシフトレンズ１５１を駆動範囲の右端部（Ｘ＝Ｌ）まで駆動させる。シフトレンズ１５１が右端部まで駆動されると、制御回路３３は、距離ΔＬごとに記録したレンズ位置情報と線形フラグとを用いて、Ｘ軸方向に関する位置情報テーブルを作成する。

図６にＸ軸方向の位置情報テーブルの一例を示す。この位置情報テーブルは、シフトレンズ１５１の駆動範囲の端部付近においては線形フラグが０、すなわち磁気検出素子１５４ｂから得られるレンズ位置情報と二次元ＰＳＤ３２から得られるレンズ位置情報とが異なることを表している。また、シフトレンズ１５１の駆動範囲の中央部（Ｘ＝０）付近においては線形フラグが１、すなわち磁気検出素子１５４ｂから得られるレンズ位置情報と二次元ＰＳＤ３２から得られるレンズ位置情報とが等しいことを表している。すなわち、シフトレンズ１５１の位置に対する磁気検出素子１５４ｂの出力電圧および二次元ＰＳＤ３２の出力電圧は、図７に示すような特性を有している。図７（ａ）では、実線Ｐ１が磁気検出素子１５４ｂからの出力電圧の特性を示し、破線Ｐ２が二次元ＰＳＤ３２からの出力電圧の特性を示す。なお、図７（ａ）は、図７（ｂ）に示すように、磁石１５４ａの中心と磁気検出素子１５４ｂの中心とがＸ＝０およびＹ＝０の点において一致している場合の出力電圧の特性を示すものである。

図７（ａ）に示すように、シフトレンズ１５１が駆動範囲の中央部（Ｘ＝０）付近の領域Ｒ２（たとえば、０．３ｍｍ）においては、磁気検出素子１５４ｂの出力電圧と二次元ＰＳＤ３２の出力電圧とは共に線形性を有している。また、シフトレンズ１５１が駆動範囲の端部（Ｘ＝−ＬまたはＸ＝Ｌ）付近の領域Ｒ１もしくは領域Ｒ３においては、二次元ＰＳＤ３２の出力電圧は線形性を保ち続けるが、磁気検出素子１５４ｂの出力電圧は非線形性を有するようになる。したがって、破線Ｐ２で表される二次元ＰＳＤ３２の出力電圧は、実線Ｐ１で表される磁気検出素子１５４ｂの出力電圧が領域Ｒ１、Ｒ３においても線形性を失わないものとした場合の磁気検出素子１５４ｂの出力特性を示すものと見なせる。位置情報テーブルは、磁気検出素子１５４ｂの出力電圧が領域Ｒ１、Ｒ３における場合であっても、シフトレンズ１５１の位置検出特性に線形性を与えるために用いられる。

Ｘ軸方向の位置情報テーブルの作成が完了すると、制御回路３３は、Ｙ軸方向の位置情報テーブルを作成する。この場合、制御回路３３は、シフトレンズ１５１のＸ軸方向を駆動範囲の中央に固定した状態で、Ｙ軸方向へ駆動範囲の下端部（Ｙ＝−Ｌ）から上端部（Ｙ＝Ｌ）まで距離ΔＬごとに駆動させる。そして、上述したＸ軸方向へ駆動させた場合と同様にして、制御回路３３はレンズ位置情報と線形フラグとを距離ΔＬごとに記録し、Ｙ軸方向の位置情報テーブルを作成する。

図８、図９に示すフローチャートを参照しながら、情報テーブル作成装置３０による上述した位置情報テーブルの作成処理について説明する。図８、図９の各処理は制御回路３３でプログラムを実行して行われる。図８、図９の各処理を行なうプログラムはメモリ（不図示）に格納されており、図示しない操作部材が操作されて、位置情報テーブルの作成を指示する信号が入力されると起動される。

図８のステップＳ１０１においては、レンズ駆動部３１に指示して、シフトレンズ１５１のＹ軸方向を駆動範囲の中央に固定した状態で、駆動範囲の左端部（Ｘ＝−Ｌ）へ駆動させてステップＳ１０２へ進む。ステップＳ１０２においては、レンズ位置情報を取得する処理を行いステップＳ１０３へ進む。なお、レンズ位置情報の取得処理については、図８を用いて後述する。

ステップＳ１０３においては、レンズ駆動部３１に指示して、シフトレンズ１５１を駆動範囲のＸ軸方向へ距離ΔＬだけ移動させてステップＳ１０４へ進む。ステップＳ１０４における処理は、ステップＳ１０２と同様である。ステップＳ１０５では、シフトレンズ１５１が駆動範囲の右端部（Ｘ＝Ｌ）に到達した否かを判定する。シフトレンズ１５１の位置が駆動範囲の右端部に到達した場合は、ステップＳ１０５が肯定判定されてステップＳ１０６へ進む。シフトレンズ１５１の位置が駆動範囲の右端部に到達していない場合は、ステップＳ１０５が否定判定されてステップＳ１０３へ戻る。

ステップＳ１０６においては、ステップＳ１０２およびステップＳ１０４で取得したレンズ位置情報を用いてＸ軸方向の位置情報テーブルを作成し、所定の記録領域に記録してステップＳ１０７へ進む。ステップＳ１０７においては、レンズ駆動部３１に指示して、シフトレンズ１５１のＸ軸方向を駆動範囲の中央に固定した状態で、駆動範囲の下端部（Ｙ＝−Ｌ）へ駆動させてステップＳ１０８へ進む。

ステップＳ１０８における処理は、ステップＳ１０２と同様である。ステップＳ１０９においては、レンズ駆動部３１に指示して、シフトレンズ１５１を駆動範囲のＹ軸方向へ距離ΔＬだけ移動させてステップＳ１１０へ進む。ステップＳ１１０における処理は、ステップＳ１０２と同様である。ステップＳ１１１では、シフトレンズ１５１が駆動範囲の上端部（Ｙ＝Ｌ）に到達した否かを判定する。シフトレンズ１５１の位置が駆動範囲の上端部に到達した場合は、ステップＳ１１１が肯定判定されてステップＳ１１２へ進む。シフトレンズ１５１の位置が駆動範囲の上端部に到達していない場合は、ステップＳ１１１１が否定判定されてステップＳ１０９へ戻る。

ステップＳ１１２においては、ステップＳ１０８およびステップＳ１１０で取得したレンズ位置情報を用いてＹ軸方向の位置情報テーブルを作成し、所定の記録領域に記録して一連の処理を終了する。

図９を参照して、図８のステップＳ１０２、Ｓ１０４、Ｓ１０８、Ｓ１１０におけるレンズ位置情報の取得処理について説明する。
ステップＳ２０１においては、位置検出センサ１５４の磁気検出素子１５４ｂからの出力電圧に基づいてレンズ位置情報ａｍ（１≦ｍ≦ｎ）を取得してステップＳ２０２へ進む。ステップＳ２０２においては、二次元ＰＳＤ３２からの出力電圧に基づいてレンズ位置情報ｂｍ（１≦ｍ≦ｎ）を取得してステップＳ２０３へ進む。

ステップＳ２０３においては、ステップＳ２０１で取得したレンズ位置情報ａｍとステップＳ２０２で取得したレンズ位置情報ｂｍとが等しいか否かを判定する。レンズ位置情報ａｍとｂｍとが等しい場合には、ステップＳ２０３が肯定判定されてステップＳ２０４へ進む。ステップＳ２０４においては、線形フラグを１に設定してステップＳ２０６へ進む。レンズ位置情報ａｍとｂｍとが等しくない場合には、ステップＳ２０４が否定判定されてステップＳ２０５へ進む。ステップＳ２０５では、線形フラグを０に設定してステップＳ２０６へ進む。

ステップＳ２０６においては、レンズ位置情報ａｍ、レンズ位置情報ｂｍ、およびステップＳ２０４もしくはステップＳ２０５で設定した線形フラグを対応付けて所定の記録領域に記録する。

上述のようにして作成された位置情報テーブルは、カメラ本体１のフラッシュメモリ９に記録される。カメラ本体１において、ユーザにより撮影モードに設定されると、制御回路７はブレ補正装置１５を制御してブレ補正動作を開始する。制御回路７はブレ検出センサ１４Ｘ、１４Ｙから出力されたブレ量信号と、位置検出センサ１５４から出力される位置検出信号とを入力する。

制御回路７は、位置検出センサ１５４からの位置検出信号を入力するごとに、位置情報テーブルを参照して、入力した位置検出信号が示すレンズ位置情報ａｍ（１≦ｍ≦ｎ）に対応するレンズ位置情報ｂｍ（１≦ｍ≦ｎ）を読み出す。そして、制御回路７は、読み出したレンズ位置情報ｂｍをシフトレンズ１５１の位置として決定する。すなわち、制御回路７は、レンズ位置情報ａｍをレンズ位置情報ｂｍに置換する。

制御回路７は、ブレ検出センサ１４Ｘ、１４Ｙから出力されたブレ量信号と上記のようにして決定したシフトレンズ１５１の位置とに基づいて、上述した像ブレを補正するためのシフトレンズ１５１の駆動量を算出する。そして、制御回路７は、算出した駆動量に基づいてアクチュエータ１５３に電圧を印加する。

アクチュエータ１５３は印加された電圧により駆動力を発生させて、シフトレンズ１５１を、光軸と直交する平面内で駆動させる。その結果、シフトレンズ１５１および撮像素子６における被写体光の光軸と直交する方向の相対位置が変更して、撮影レンズ２を通過した被写体光がブレを打ち消す方向に屈折されるので、像ブレを解消することができる。

制御回路７は、撮像素子６およびＬＣＤ駆動回路１７１を制御することにより、たとえば１／３０秒の周期で液晶モニタ１７に表示される画像を更新する。これにより、動画像がスルー画として液晶モニタ１７に表示される。このとき、シフトレンズ１５１により像ブレが解消されるので、液晶モニタ１７にはブレのないスルー画が表示される。

ユーザがレリーズボタン３を半押しして撮影準備を指示すると、制御回路７は、撮像素子６から出力された画像信号を読み出して、たとえば焦点評価値を演算する。そして、制御回路７は、演算結果に基づいて焦点調節レンズ２ａを駆動させて焦点調節状態を調節する。

レリーズボタン３が全押し操作されると、制御回路７は、位置検出センサ１５４からの位置検出信号に基づいて、位置情報テーブルを参照してシフトレンズ１５１の位置を決定する。シフトレンズ１５１の位置を決定すると、制御回路７は、シフトレンズ１５１を初期位置へ駆動するために必要な、すなわちセンタリングに必要な電圧をアクチュエータ１５３に印加する。初期位置とは、シフトレンズ１５１の光軸が撮影レンズ２の光軸と一致する位置である。このようにして、制御回路７は、位置検出センサ１５４から入力した位置検出信号と位置情報テーブルとに基づいてシフトレンズ１５１が初期位置まで移動したと判定するまで、アクチュエータ１５３に電圧を印加する。その結果、シフトレンズ１５１が初期位置にセンタリングされる。制御回路７によりシフトレンズ１５１がセンタリングされたことが確認されると、制御回路７は、撮像素子６を制御して撮像を開始させる。さらに、制御回路７は、上述のようにして、ブレ検出センサ１４Ｘ、１４Ｙから出力されたブレ量信号、位置検出センサ１５４から出力される位置検出信号、および位置情報テーブルに基づいて、シフトレンズ１５１を駆動するブレ補正を指示する。

撮像素子６から出力される画像信号には、制御回路７により上述した処理が施され、画像データが生成される。次に、制御回路７は、生成された画像データの圧縮処理を実行する。そして、制御回路７は、圧縮処理が施された画像データに基づいて画像ファイルを生成して、画像ファイルを記録媒体１２に書き込む。

図１０、図１１に示すフローチャートを参照しながら、実施の形態によるカメラの動作について説明する。図１０、図１１の各処理は制御回路７でプログラムを実行して行われる。図１０、図１１の各処理を行なうプログラムはフラッシュメモリ９に格納されており、モードダイヤル５から撮影モードの設定を指示する信号が入力されると起動される。

ステップＳ３０１においては、ＬＣＤ駆動回路１７１に指示して液晶モニタ１７を点灯させてステップＳ３０２へ進む。ステップＳ３０２においては、ブレ補正装置１５を駆動してブレ補正処理を行ってステップＳ３０３へ進む。なお、ブレ補正処理については、図１０を用いて後述する。ステップＳ３０３においては、撮像素子６から出力される画像信号に基づいて、液晶モニタ１７にスルー画を表示して、ステップＳ３０４へ進む。

ステップＳ３０４においては、レリーズボタン３が半押し操作されたか否かを判定する。半押しスイッチ３ａからオン信号を入力した場合は、ステップＳ３０４が肯定判定されてステップＳ３０５へ進む。半押しスイッチ３ａからオン信号を入力しない場合は、ステップＳ３０４が否定判定されてステップＳ３０２へ戻る。

ステップＳ３０５での処理は、ステップＳ３０２と同様である。ステップＳ３０６においては、焦点評価値演算を行い、演算結果に基づいて焦点調節レンズ２ａを駆動して焦点調節を行ってステップＳ３０７へ進む。ステップＳ３０７においては、レリーズボタン３が全押し操作されたか否かを判定する。全押しスイッチ３ｂからオン信号を入力した場合は、ステップＳ３０７が肯定判定されてステップＳ３０８へ進む。全押しスイッチ３ｂからオン信号を入力しない場合、ステップＳ３０７が否定判定されて後述するステップＳ３１２へ進む。

ステップＳ３０８においては、シフトレンズ１５１を初期位置へ駆動させるセンタリングを行ってステップＳ３０９へ進む。ステップＳ３０９での処理は、ステップＳ３０２、Ｓ３０５と同様である。ステップＳ３１０においては、撮影動作を行ない、取得した画像データをメモリカード１２に記録してステップＳ３１１へ進む。ステップＳ３１１においては、電源がオフされたか否かを判定する。電源スイッチ４ａからオフ信号を入力した場合は、ステップＳ３０１が肯定判定されて一連の処理を終了する。電源スイッチ４ａからオフ信号を入力しない場合は、ステップＳ３１１が否定判定されて、ステップＳ３０２へ戻る。

ステップＳ３０７において全押しスイッチ３ｂからオン信号を入力しない場合は、ステップＳ３１２に進み、レリーズボタン３の半押し操作が解除されたか否かを判定する。半押し操作が解除された場合、すなわち半押しスイッチ３ａからオン信号を入力しない場合は、ステップＳ３１２が肯定判定されてステップＳ３１１へ進む。半押し操作が解除されずオン信号を入力している場合は、ステップＳ３１２が否定判定されてステップＳ３０５へ戻る。

図１１を参照して、図１０のステップＳ３０２、Ｓ３０５、Ｓ３０９におけるブレ補正処理について説明する。
図１１のステップＳ４０１においては、ブレ検出センサ１４Ｘ、１４Ｙからブレ量信号を入力してステップＳ４０２へ進む。ステップＳ４０２においては、位置検出センサ１５４の磁気検出素子１５４ｂからの出力電圧に基づいて、レンズ位置情報ａｍを取得してステップＳ４０３へ進む。

ステップＳ４０３においては、フラッシュメモリ９に記録された位置情報テーブルを参照して、ステップＳ４０２で取得したレンズ位置情報ａｍに対応するレンズ位置情報ｂｍを読み出し、読み出したレンズ位置情報ｂｍをシフトレンズ１５１の位置情報として決定してステップＳ４０４へ進む。ステップＳ４０４においては、ステップＳ４０１で取得したブレ量信号と、ステップＳ４０３で決定したシフトレンズ１５１の位置情報とに基づいて、シフトレンズ１５１の駆動量を算出する。そして、算出した駆動量に基づいて、アクチュエータ１５３に電圧を印加してシフトレンズ１５１を駆動させる。

以上で説明した実施の形態によれば、以下の作用効果が得られる。
制御回路７は、位置情報テーブルを用いて、シフトレンズ移動量に対する位置検出センサ１５４の出力電圧が線形性を有するように変換するようにした。すなわち、図７（ａ）に示す領域Ｒ１〜Ｒ３に対応する領域でシフトレンズ１５１の位置検出を行うようにした。従来の技術では、磁気検出素子１５４ｂの出力電圧が線形性を有する範囲、すなわち図７（ａ）の領域Ｒ２に対応する範囲（たとえば、０．３ｍｍ程度）が、位置検出センサ１５４によるシフトレンズ１５１の位置検出が可能な範囲であった。これに対して、本実施の形態によれば、制御回路７は、位置情報テーブルを用いて、領域Ｒ１および領域Ｒ３についてもシフトレンズ１５１の位置検出が可能な範囲として用いることができるので、シフトレンズ１５１の位置検出範囲を拡大できる。

図１２に示すように、磁石１５４ａの中心と磁気検出素子１５４ｂの中心とがＸ＝０およびＹ＝０の点において一致していない場合、磁気検出素子１５４ｂの出力電圧のうち直線性を有する領域Ｒ２は、図７（ｂ）に示す場合に比べ、磁石１５４ａの中心と磁気検出素子１５４ｂの中心のずれ量分オフセットされる。この場合、従来の技術では、Ｘ軸正方向においてシフトレンズ１５１の位置検出に利用できる領域は、図１２（ｂ）の領域Ｒ２１となる。すなわち、Ｘ軸方向においてシフトレンズ１５１の位置検出に利用可能な領域は、領域Ｒ２１と、領域Ｒ２１と同じ範囲を有する領域Ｒ２２となるので、出力電圧が直線性を有する領域Ｒ２に比べ、領域の範囲が狭くなる。これに対して、本実施の形態によれば、位置情報テーブルを利用して領域Ｒ３１をシフトレンズ１５１の位置検出に用いることができるので、シフトレンズ１５１の位置検出範囲を確保することができる。さらに、領域２１、Ｒ２２の範囲を確保するために磁石１５４ａと磁気検出素子１５４ｂの中心のずれを極力小さくする必要があるという設計上の負担を軽減できる。

さらに、上記のように磁石１５４ａと磁気検出素子１５４ｂの中心にずれが生じている場合を考慮して、シフトレンズ１５１の駆動範囲を決定する際に駆動範囲にマージンを設ける必要があった。しかしながら、位置情報テーブルを用いることによりシフトレンズ１５１の駆動範囲にマージンを設ける必要が無くなるので、シフトレンズ１５１の駆動範囲を広く設定できる。その結果、カメラに生じる大きなブレにも対応してブレ補正を行うことができる。

以上で説明した実施の形態を以下のように変形できる。
（１）線形フラグに設定された値に応じて、制御回路７は、位置検出センサ１５４から入力した位置検出信号をシフトレンズ１５１のレンズ位置情報として用いる場合と、位置情報テーブルのレンズ位置情報ｂｍをシフトレンズ１５１のレンズ位置情報として用いる場合とを切替えても良い。この場合、制御回路７は、位置検出センサ１５４からの位置検出信号を入力すると、位置情報テーブルを参照して、入力した位置検出信号が示すレンズ位置情報と対応する線形フラグに設定された値を判別する。たとえば、入力したレンズ位置情報がａ（ｎ／２）の場合、制御回路７は、図６の位置情報テーブルを参照して、線形フラグが１であると判別する。線形フラグが１の場合は、制御回路７は、位置検出センサ１５４から入力した位置検出信号が示すレンズ位置情報ａ（ｎ／２）をシフトレンズ１５１のレンズ位置情報として用いる。

入力したレンズ位置情報がａ２の場合、制御回路７は、位置情報テーブルを参照して、線形フラグが０と判別する。線形フラグが０の場合、制御回路７は、入力した位置検出信号が示すレンズ位置情報ａ２と対応する二次元ＰＳＤ３２によるレンズ位置情報ｂ２をシフトレンズ１５１のレンズ位置情報として用いる。

（２）非線形出力を線形出力に置換するものに代えて、制御回路７は入力した位置検出信号が示すレンズ位置情報ａｍに対して補正を施すようにしてもよい。この場合、たとえば、レンズ位置情報ａｍとレンズ位置情報ｂｍとの差分値ｃｍ（＝ｂｍ−ａｍ）を補正データとして予めフラッシュメモリ９に記録させておく。制御回路７は、位置検出センサ１５４から位置検出信号を入力すると、補正データを参照し、入力した位置検出信号が示すレンズ位置情報ａｍに対応する差分値ｃｍを読み出す。そして、制御回路７は、レンズ位置情報ａｍに差分値ｃｍを加算して、シフトレンズ１５１のレンズ位置情報を補正すればよい。

（３）交換レンズの内部にブレ補正装置１５を備えるようにしてもよい。この場合、ブレ補正装置１５は、位置情報テーブルを記録するためのメモリと、位置検出センサ１５４から入力したレンズ位置情報ａｍをレンズ位置情報ｂｍに変換するための制御回路とを備えるようにすればよい。

（４）シフトレンズ１５１を駆動させてブレ補正を行うものに代えて、撮像素子６を駆動させることによりブレ補正を行ってもよい。この場合、撮像素子６は、支持部材により光軸と直交する方向に移動可能に支持され、アクチュエータにより支持部材を介して駆動される。

また、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。

本発明の実施の形態によるカメラの外観図 実施の形態によるカメラの要部構成図 実施の形態による出力補正用装置の要部構成図 ホール素子出力とPSD出力との関係を説明する図 位置情報テーブル作成時におけるシフトレンズの駆動を示す図 位置情報テーブルの一例を説明する図 磁気検出素子の出力特性を説明する図 実施の形態における位置情報テーブル作成処理を説明するフローチャート 実施の形態における位置情報テーブル作成処理を説明するフローチャート 実施の形態のカメラの動作を説明するフローチャート 実施の形態のカメラの動作を説明するフローチャート 磁気検出素子の出力特性を説明する図

符号の説明

２・・・撮影レンズ ６・・・撮像素子 ７・・・制御回路 ９・・・フラッシュメモリ
１４Ｘ、１４Ｙ・・・ブレ検出センサ １５・・・ブレ補正装置
１５１・・・シフトレンズ １５３・・・アクチュエータ １５４・・・位置検出センサ

Claims (6)

1. 結像光学系を介して入射する被写体像を撮像する撮像素子と、
   カメラのブレを検出するブレ検出手段と、
   前記検出されたブレに基づいて、前記結像光学系の光軸と直交する方向において、前記結像光学系と前記撮像素子との相対位置を制御して前記撮像素子上での像ブレを補正するブレ補正ユニットと、
   前記相対位置が小さい第１の領域では前記相対位置に比例した線形位置検出信号を出力し、前記相対位置が大きい第２の領域では前記相対位置に比例しない非線形位置検出信号を出力する特性を有する位置検出センサと、
   前記非線形位置検出信号を前記相対位置に比例する補正位置検出信号に補正して出力する補正手段と、
   前記位置検出信号および補正位置検出信号のいずれか一方の信号に基づいて前記ブレ補正ユニットを駆動制御する制御手段とを備えることを特徴とするカメラ。
2. 請求項１に記載のカメラにおいて、
   前記補正手段は、前記非線形位置検出信号を、前記相対位置に比例する前記補正位置検出信号に置換する変換テーブルを記憶しており、前記位置検出センサから前記非線形位置検出信号が出力されると、前記変換テーブルにより前記補正位置検出信号を出力することを特徴とするカメラ。
3. 請求項２に記載のカメラにおいて、
   前記変換テーブルは、前記位置検出センサの出力、および前記第１および第２の領域で前記相対位置に比例する線形位置検出信号を出力する特性を有する基準位置検出センサの双方の出力を用いて作成され、前記第２領域において、前記位置検出センサの前記非線形位置検出信号を、対応する前記基準位置検出センサの前記線形位置検出信号に置換した前記補正位置信号を出力することを特徴とするカメラ。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載のカメラにおいて、
   前記ブレ補正ユニットは、前記結像光学系を構成するブレ補正光学系と、前記ブレ補正光学系を前記光軸と直交する方向に移動可能に支持する支持機構と、前記支持機構を介して前記ブレ補正光学系を駆動するアクチュエータとを含むことを特徴とするカメラ。
5. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載のカメラにおいて、
   前記ブレ補正ユニットは、前記撮像素子を前記光軸と直交する方向に移動可能に支持する支持機構と、前記支持機構を介して前記撮像素子を駆動するアクチュエータとを含むことを特徴とするカメラ。
6. 被写体像をカメラに設けた撮像素子上に結像させる結像光学系と、
   カメラのブレを検出するブレ検出手段と、
   前記検出されたブレに基づいて、前記撮像素子上の被写体像の結像位置を移動して前記撮像素子上での像ブレを補正するブレ補正光学系と、
   前記ブレ補正光学系を駆動する駆動装置と、
   前記相対位置が小さい第１の領域では前記相対位置に比例した線形位置検出信号を出力し、前記相対位置が大きい第２の領域では前記相対位置に比例しない非線形位置検出信号を出力する特性を有する位置検出センサと、
   前記非線形位置検出信号を、前記相対位置に比例する前記補正位置検出信号に置換する変換テーブルを記憶する記憶装置と、
   前記位置検出信号および補正位置検出信号のいずれか一方の信号に基づいて前記駆動装置を駆動して前記ブレ補正光学系を駆動制御する制御手段とを備えることを特徴とする交換レンズ。

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