JP2018033070A - 加速度センサ用信号処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加速度センサを用いて高い精度で手振れを検出する。【解決手段】加速度センサ１４からの信号を第１アンプＡＭＰ１で増幅する。第１アンプＡＭＰ１からの出力を第１ＡＤコンバータＡＤＣ１でデジタル信号に変換し、手振れ補正用演算部２２へ入力する。第１アンプＡＭＰ１の出力を第２アンプＡＭＰ２に入力し、その出力を第２ＡＤコンバータＡＤＣ２でデジタル信号に変換し、手振れ補正用演算部２２へ入力する。第１ＡＤコンバータＡＤＣ１からの値に基づき、第２アンプＡＭＰ２の基準電圧Ｖref2を設定する。第２ＡＤコンバータＡＤＣ２の値に基づき並進振れ補正を行う。【選択図】図２

Description

本発明は、手振れ検出に用いられる加速度センサからの信号を処理するための信号処理装置に関する。

デジタルカメラの多くは、デジタル制御される手振れ補正機能を備える。手振れ補正処理の基本は、カメラ本体のピッチ角（Ｘ軸周り）、ヨー角（Ｙ軸周り）の変動を角速度センサで検出し、デジタル信号に変換した両センサからの信号に基づき像振れを打ち消す方向に補正レンズや撮像素子を動かして手振れを補正している（２軸補正）。また、デジタル信号処理において、センサからの出力を高い精度で検出するには、センサからの出力をＡＤコンバータのダイナミックレンジに合わせる必要がある。手振れ補正装置においては、手振れ補正に必要な可動部の位置情報を高精度で取得するために、位置検出用のホール素子からの信号をＡＤコンバータのダイナミックレンジに合わせて増幅する構成が知られている（特許文献１参照）。

一方近年では、手振れの多様な発生形態に合わせ、より精密に手振れ補正を行うために、この基本となる２軸補正に加え、ロール角（Ｚ軸周り）の変動を角速度センサで検出し、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸全ての周りの回転変動を補正する３軸補正や、基本となる２軸補正に、Ｘ軸方向およびＹ軸方向への並進変動の補正を加えた４軸補正、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸周りの回転変動と、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向への並進変動の補正を行う５軸補正も提案されている。ピッチ角、ヨー角、ロール角の回転変動（回転振れ）の検出には角速度センサが用いられ、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向への並進変動（並進振れ）の検出には、加速度センサが使用される。

特開２０１５−１６９９２８号公報

しかし、並進振れ検出用の加速度センサは、重力加速度も検出してしまうため基準電圧がカメラの姿勢によって変化する。そのため特許文献１のようにセンサ信号を単純に増幅する構成では、センサからの出力をＡＤコンバータのダイナミックレンジに適合させることはできない。

より具体的には、並進振れには回転振れよりもゆっくりした変動や小さな変動が含まれることが多く、例えば加速度１ｍＧ以下の信号の検出が望まれる。しかし±２Ｇの感度の加速度センサを使用して、１２ｂｉｔのＡＤコンバータで加速度センサからの信号を読み取ると、加速度１ｍＧはＡＤコンバータの１ＬＳＢ以下となるため検出できない。１ｍＧ以下の信号を検出するには、センサからの信号を増幅すればよいが、加速度センサは重力加速度（約１Ｇ）も検出するため、重力加速度がオフセットとして加速度センサの信号に現れる。そのため加速度センサの信号における０（ゼロ）Ｇが、並進振れがない状態に対応するとは限らず、センサからの信号の変動中心はカメラの姿勢によって約±１Ｇの範囲で変動する。そのため加速度１ｍＧ以下の信号に合わせて増幅率を設定すると、ＡＤコンバータの出力が飽和してしまう場合が発生する。

ＤＣ成分のオフセットはハイパスフィルタを通してキャンセルできるが、並進振れに関しては、数Ｈｚのゆっくりとした変動の検出も求められるため、ハイパスフィルタを通すことは難しい。またＡＤコンバータの分解能を高くする解決案も考えられるが、手振れ補正用のＡＤコンバータには、現在分解能１２ｂｉｔ程度、ダイナミックレンジ０Ｖ〜３Ｖ程度の製品が使われていることが多く、コンシューマ向けＡＤコンバータでは、これより分解能を高くしても実力精度としてはあまり向上しないことや、１ＬＳＢ当たりの電圧が低くなるとセンサの出力信号のノイズに埋もれてしまい、分解能を上げた分はほとんど有効に利用できないことが考えられる。そして、これらの問題を解決するには、ＡＤコンバータの分解能を上げるだけでなく、ダイナミックレンジを拡大するなどが必要になり、それに必要な高い電源電圧が必要になるなど、対策が広範囲に亘り、部品や基板面積増加等にかけるコストの割に見込める効果が低い。

本発明は、加速度センサの信号を高い精度で検出することを目的としている。

本発明の信号処理装置は、加速度センサからのセンサ信号を増幅またはオフセット調整する第１増幅手段と、センサ信号または第１増幅手段からの信号を増幅する第２増幅手段と、第１増幅手段からの出力に基づき第２増幅手段の基準電圧を設定する基準電圧設定手段とを備え、センサ信号に対する第２増幅手段の出力の増幅率が、センサ信号に対する第１増幅手段の出力の増幅率よりも高いことを特徴としている。

基準電圧の設定は、第１増幅手段からの出力が所定の条件を満たすときに行われる。信号処理装置がＡＤ変換手段を備え、第１増幅手段および第２増幅手段の出力がＡＤ変換手段においてデジタル値に変換される。ＡＤ変換手段は、第１増幅手段の出力をＡＤ変換する第１ＡＤ変換器と、第２増幅手段の出力をＡＤ変換する第２ＡＤ変換器とを備えてもよい。またＡＤ変換手段は、第１増幅手段からの出力と第２増幅手段からの出力との間で入力を切り換える切換手段を備え、第１または第２増幅手段からの出力の一方をデジタル値に変換する構成でもよい。

基準電圧は、例えば第１増幅手段の出力のデジタル値に基づき設定される。信号処理装置はＤＡ変換手段を備え、第２増幅手段の基準電圧がＤＡ変換手段を介して第２増幅手段に出力される。

第１増幅手段の出力電圧を保持する電圧保持手段を備え、基準電圧設定手段が基準電圧を電圧保持手段において保持される電圧に設定してもよい。第２増幅手段と電圧保持手段とにおいてアンプが共用されてもよい。第１増幅手段は加速度センサの信号を等倍で伝達してもよい。

本発明の手振れ補正装置は、上記信号処理装置を備える撮像装置であって、第２増幅手段の出力に基づき並進振れ補正が行われることを特徴としている。

また本発明撮像装置は、上記手振れ補正装置を備える撮像装置であって、基準電圧設定手段は、露光期間中に基準電圧の設定を変更しないことを特徴としている。

本発明によれば、加速度センサの信号を高い精度で検出することができる。

本発明の一実施形態の手振れ補正装置が搭載されたデジタルカメラの構成を示すブロック図である。 第１実施形態の回路部の構成を示す回路図である。 基準電圧の設定のタイミングを示すグラフである。 第２実施形態の回路部の構成を示す回路図である。 第３実施形態の回路部の構成を示す回路図である。 第４実施形態の回路部の構成を示す回路図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施形態の手振れ補正装置が搭載されたデジタルカメラ（撮像装置）の手振れ補正機構に関わる電気的な構成を示すブロックである。

デジタルカメラ１０は、手振れ検出を行うために角速度センサ１２および加速度センサ１４を備える。角速度センサ１２および加速度センサ１４は、カメラ本体の３つの直交軸Ｘ（ピッチ軸）、Ｙ軸（ヨー軸）、Ｚ軸（ロール軸）のうち、Ｘ軸およびＹ軸を少なくとも含む複数の軸に対する回転振れ、並進振れを検出する。

角速度センサ１２、加速度センサ１４からの出力は、それぞれ本実施形態のアンプ／フィルタ回路１６、１８に入力され、所定の信号処理が施された後、ＡＤ／ＤＡコンバータ（ＡＤＣ）２０に入力され、デジタル信号に変換される（なお、アンプやフィルタは、角速度センサ１２や加速度センサ１４のパッケージ内に内蔵されていてもよい）。デジタル信号に変換された角速度センサ１２、加速度センサ１４のセンサ信号は、それぞれＤＳＰなどで構成される手振れ補正用演算部２２に入力され、手振れを相殺するための補正演算が行われる。

本実施形態において手振れ補正装置は、例えば可動部として構成される図示しない補正レンズのレンズ枠または撮像素子のステージをＸ軸方向、Ｙ軸方向に並進移動させ、また更に撮像素子のステージをＺ軸周りに回転移動させることでＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸周りに発生する回転振れや並進振れを相殺する。手振れ補正用演算部２２では、従来周知のように、角速度センサ１２および加速度センサ１４からのセンサ信号（振れ信号）、焦点距離、可動部の現在の位置情報（後述）に基づき、各軸方向の可動部の並進移動量、およびＺ軸周りの可動部の回転量を計算し、手振れ補正装置のアクチュエータドライバ２４へ駆動信号を出力する。

アクチュエータドライバ２４は、駆動信号に基づき可動部移動用アクチュエータ２６を駆動する。手振れ補正装置は、可動部の位置を検出する複数の位置検出センサ２８を備え、可動部移動用アクチュエータ２６により移動される可動部の位置に応じた信号が、位置検出センサ２８からアンプ／フィルタ回路３０へ入力される。なお、位置検出センサ２８は、制御する可動部の並進運動、回転運動に応じて、その制御に必要な数だけ設けられる。

アンプ／フィルタ回路３０で増幅；フィルタ処理が施された位置検出センサ２８からのセンサ信号は、ＡＤ／ＤＡコンバータ２０に入力されてデジタル信号に変換後、手振れ補正用演算部２２へ入力され、検出された可動部の現在の位置情報が、各軸方向の可動部の次の並進移動量、およびＺ軸周りの可動部の次の回転量の計算に用いられる。この一連の動作は、手振れ補正動作中は一定周期で繰り返される。なお、本実施形態では、角速度センサ１２、加速度センサ１４、位置検出センサ２８からのセンサ信号のＡＤ変換に同じＡＤ／ＤＡコンバータ２０が用いられ、スイッチ等で切り替えて使用されるが、それぞれ別のＡＤ変換器を用意してもよい。また、手振れ補正用演算部２２は、例えばデジタルカメラ１０の全体の制御を行うカメラ主演算部３２によって制御される。カメラ主演算部３２には、主記憶３４が接続されている。

次に図２を参照して、第１実施形態におけるセンサ信号の増幅処理について説明する。図２は、加速度センサ１２からのセンサ信号の増幅に関わるアンプ／フィルタ回路１６、１８の回路構成を示す回路図である（フィルタに対応する回路部は省略されている）。

図２には、複数設けられる加速度センサ１４の中から任意に選択された１台の１軸加速度センサからの出力が手振れ補正用演算部へと入力されるまでの回路構成が示される。なお多軸加速度センサについても同様の回路構成を各軸に対して複数設けることで対応可能である。ただし、Ｘ軸とＹ軸の加速度センサに対する増幅回路の構成は一般に同じでもよいが、Ｚ軸に関しては使用方法や補正方法が異なることが多いため別の構成とすることが望ましい可能性もある。

加速度センサ１４の検出感度は敏感な方が良いため、その検出レンジは例えば±２Ｇ程度である。そのため加速度センサ１４の信号成分に対する重力加速度（約１Ｇ）の影響は相対的に大きく、カメラの姿勢によりＡＤ変換のダイナミックレンジに収まらなくなる可能性がある。これらのことから本実施形態では、カメラ本体の姿勢に応じて、センサ信号の増幅率を変更可能とし、高感度な加速度センサ１４を用いてもセンサ信号が常にＡＤ変換のダイナミックレンジに収まるようにしている。

加速度センサ１４からの信号は、アンプ／フィルタ回路１８の増幅回路部１８Ａの第１アンプＡＭＰ１において増幅またはオフセット調整され、その出力はＡＤ／ＤＡコンバータ２０の第１ＡＤコンバータＡＤＣ１およびアンプ／フィルタ回路１８の増幅回路部１８Ａの第２アンプＡＭＰ２に入力される。なお第１アンプＡＭＰ１の増幅率である第１増幅率は、低増幅率または等倍率である。

第１アンプＡＭＰ１には、振れ量ゼロに対応させた所定の第１基準電圧Ｖref1がプルダウン抵抗を介して入力され、これを基準とするセンサ信号の差動入力が第１増幅率で増幅され出力端子から出力される。なお、第１アンプＡＭＰ１を等倍率にし、オフセット調整も必要でない場合には、加速度センサ１４の端子を第１ＡＤコンバータＡＤＣ１や第２アンプＡＭＰ２の入力端子に直結してもよく、あるいは第１アンプＡＭＰ１をボルテージフォロアとして構成してもよい。

第２アンプＡＭＰ２には、後述する第２基準電圧Ｖref2がプルダウン抵抗を介して入力され、これを基準として第１アンプＡＭＰ１から入力される信号の差動入力が第２増幅率（１倍よりも大きい値）で増幅される。第２アンプＡＭＰ２から出力された信号は、ＡＤ／ＤＡコンバータ２０の第２ＡＤコンバータＡＤＣ２に入力され、デジタル信号に変換された後、手振れ補正用演算部２２に入力される。

第２アンプＡＭＰ２に対する第２基準電圧Ｖref2は、手振れ補正用演算部２２からの指示に基づき変更され、ＡＤ／ＤＡコンバータ２０のＤＡコンバータＤＡＣを通して第２アンプＡＭＰ２へ供給される。すなわち、カメラにおいて並進ブレ補正がＯＮに設定され、かつ撮影可能な状態にあるときには、第１ＡＤコンバータＡＤＣ１を介して入力されるセンサ信号のデジタル値が、手振れ補正用演算部２２において常時モニタされ、「第１ＡＤコンバータＡＤＣ１における所定回数分のサンプリング値の平均値が所定時間に亘り、または所定回数連続で所定範囲内の変動に収まっている」場合には定期的に、そのときの電圧または平均値が第２基準電圧Ｖref2に設定される。また第１ＡＤコンバータＡＤＣ１の出力がモニタされている間に、第１ＡＤコンバータＡＤＣ１または第２ＡＤコンバータＡＤＣ２の値が所定値を超えて変動した場合には、一旦第２基準電圧Ｖref2の設定値の変更を停止し、上記条件、すなわち「第１ＡＤコンバータＡＤＣ１における所定回数分のサンプリング値の平均値が所定時間に亘り、または所定回数連続で所定範囲内の変動に収まっている」条件が満たされると再び第２基準電圧Ｖref2の設定値が更新される。

ユーザがカメラを持って移動している状態やアングルをいろいろ試している状態では、加速度が大きく変化し、加速度センサ１４からの信号出力も大きく変動する。一方、アングルを決めて一定の姿勢でカメラを構えその状態を維持すると、加速度センサ１４からの信号出力は比較的安定し、変動は並進振れ程度の微小な変動にとどまる。そのため上記条件、「第１ＡＤコンバータＡＤＣ１における所定回数分のサンプリング値の平均値が所定時間に亘り、または所定回数連続で所定範囲内の変動に収まっている」状況、すなわち第１アンプＡＭＰ１からの出力が安定している状況は、例えばアングルが決められカメラ姿勢が安定した状態に対応し、このとき第１アンプＡＭＰ１からの出力、あるいはその平均値は、カメラの姿勢による重力加速度の影響を含めた手振れ信号の変動の中心値に略対応する。そのためこのときの出力値あるいは平均値を第２アンプＡＭＰ２の第２基準電圧Ｖref2とすると、第２アンプＡＭＰ２での信号増幅は、重力加速度によるオフセット値が除去された並進振れ成分のみに対する増幅となり、加速度センサ１４の検出感度を十分に生かすことができる。

手振れ補正用演算部２２では、レリーズ操作が行われると、第２ＡＤコンバータＡＤＣ２からのセンサ信号に基づき並進振れに対応する可動部の移動量を計算し、アクチュエータドライバ２４に駆動信号を出力して並進振れ補正を行う。ただし、第２ＡＤコンバータＡＤＣ２のサンプリング値がダイナミックレンジを越えた場合、第２ＡＤコンバータＡＤＣ２を通して取得したデータ値は飽和しており、正しい加速度が得られないため、手振れ補正用演算部２２は、再び上記第１ＡＤコンバータＡＤＣ１における条件が成立するまで、第２ＡＤコンバータＡＤＣ２の値を使用した並進ブレ補正を禁止する。なお、この間、第１ＡＤコンバータＡＤＣ１を使って補正処理を行ってもよく、その場合、補正幅に制限をかけるなど、補正制御に一定の制限を掛けても良い。

次に図３のグラフを参照して、手振れ補正用演算部２２での第１ＡＤコンバータＡＤＣ１、第２ＡＤコンバータＡＤＣ２からの信号の読み取りと、第２基準電圧Ｖref2の変更のタイミング、また加速度センサ１４で検出される加速度と第１、第２ＡＤコンバータＡＤＣ１、ＡＤＣ２におけるデジタル出力の関係を説明する。

図３の横軸は時間であり、左縦軸は加速度センサ１４で検出される加速度［Ｇ］である。右縦軸は、加速度に対応する第１アンプＡＭＰ１からの出力と、これを入力とする第１ＡＤコンバータＡＤＣ１の１２ｂｉｔのデジタル出力値（０〜４０９５）と、加速度に対応する第２アンプＡＭＰ２からの出力と、これを入力とする第２ＡＤコンバータＡＤＣ２の１２ｂｉｔのデジタル出力値（０〜４０９５）を示す。また図３の下方には、手振れ補正演算部２２での第１ＡＤコンバータＡＤＣ１、第２ＡＤコンバータＡＤＣ２からの読み取りのタイミングが示される。

初めの期間Ｔ１は、ユーザがカメラを持って移動している状態や、アングルをいろいろ試している状態に対応し、期間Ｔ１では加速度センサ１４で検出される加速度は大きく変化している。アングルを決め、カメラを構えると、加速度センサ１４の出力は比較的安定し、並進振れ程度の微小変化にとどまる。手振れ補正用演算部２２は、期間Ｔ２で加速度の安定を確認すると（例えばカメラが構えられたとの判断に対応）、時間ｔ０で上述した第２基準電圧Ｖref2の更新を行い、続く期間Ｔ３では、同処理を継続する。すなわち、カメラが、並進ブレ補正ＯＮに設定され、撮影可能なモードにあるとき、手振れ補正用演算部２２では、第１ＡＤコンバータＡＤＣ１の出力が常時モニタされ、一定サンプル回数分の平均値が、一定時間にわたり一定変化以内に収まった場合、そのときの電圧値または平均値をＤＡコンバータＤＡＣから出力し、第２アンプＡＭＰ２の増幅基準電圧Ｖref2を更新する。

次に時刻ｔ１でレリーズスイッチがＯＮされると、レリーズタイムラグＴ４の後、露光期間Ｔ５が開始され、露光中においては並進振れ補正に第２ＡＤコンバータＡＤＣ２から出力値が使用される。ただし、一眼レフカメラでは、露光期間Ｔ５の初期の期間Ｔ６の間、ミラーショックやシャッターショックにより、加速度センサ１４の出力が大きく変動するカメラがある。そのようなカメラでは、カメラ固有の振動期間Ｔ６を予め測定し記憶しておき、その振動期間Ｔ６の間は露光中であっても、第１ＡＤコンバータＡＤＣ１からの出力値を参照し続ける。すなわち、振動期間Ｔ６中は、加速度センサ１４の出力が大きく変動するため、第２アンプＡＭＰ２からの出力が第２ＡＤコンバータＡＤＣ２のダイナミックレンジを超える可能性が高いため、その間は第１ＡＤコンバータＡＤＣ１の値を参照して補正動作を行う。

手振れ補正用演算部２２は、振動期間Ｔ６が終了すると、第２ＡＤコンバータＡＤＣ２からの出力の参照を開始し、第２ＡＤコンバータＡＤＣ２からのデジタル出力値に基づき露光期間Ｔ５に発生する並進振れに対する補正処理を露光期間Ｔ５が終了するまでの期間Ｔ７において実行する。なお、露光期間Ｔ５においてＤＡコンバータＤＡＣを用いた第２基準電圧Ｖref2の設定変更は禁止される。

露光期間Ｔ５が終了すると並進振れ補正も終了し、手振れ補正用演算部２２は、再び第１ＡＤコンバータＡＤＣ１からの出力値を参照する。なお手振れ補正用演算部２２は、図３において第１、第２ＡＤコンバータＡＤＣ１、ＡＤＣ２の読み取りタイミングを示す直線の破線部においても読み取りを継続し第１、第２ＡＤコンバータＡＤＣ１、ＡＤＣ２の双方から出力値を読み取ってもよい。

図３では、第１アンプＡＭＰ１の第１増幅率は、加速度センサ１４の検出範囲である加速度±２．０［Ｇ］の範囲が、略第１ＡＤコンバータＡＤＣ１のデジタル出力０〜４０９５に対応するように設定され、第２アンプＡＭＰ２の第２増幅率は、第２アンプＡＭＰ２からの出力範囲が、第２基準電圧Ｖref2を中心とした並進振れの微少な変動が十分に拡大されて第２ＡＤコンバータＡＤＣ２のデジタル出力０〜４０９５に対応するように設定される。図３では、約０．６［Ｇ］〜１．０［Ｇ］が、第２ＡＤコンバータＡＤＣ２のデジタル出力０〜４０９５に対応するよう設定されている。

以上のように、第１実施形態によれば、重力加速度によるオフセット量を検出して、これを加速度センサの出力から取り除いて増幅することで、並進振れの微少な変動を高い分解能でデジタル信号として取得できる。これによりカメラの姿勢に拘わらず、増幅回路の基準電圧を適切に設定し、高い精度で並進振れを補正することができる。

なお、第１実施形態では、第２アンプＡＭＰ２への入力信号に、第１アンプＡＭＰ１の出力信号を利用しているが、加速度センサ１４の出力信号を第２アンプＡＭＰ２に直接入力しても良い。第１実施形態のように第１アンプＡＭＰ１の出力を第２アンプＡＭＰ２へ入力する場合は、第２アンプＡＭＰ２の第２増幅率を１倍より大きい増幅率に設定すればよいが、加速度センサ１４の出力信号を第２アンプＡＭＰ２に直接入力する場合には、第２アンプＡＭＰ２の第２増幅率は、第１アンプＡＭＰ１の第１増幅率よりも高く設定される。

なお、第１実施形態において第２アンプＡＭＰ２を用いず、第１アンプＡＭＰ１の増幅率を決定する抵抗等にスイッチを設けることで、第１アンプＡＭＰ１が複数の増幅率を選択できるようにすることで増幅率を設定しても良いが、応答が遅いという問題がある。

次に図４を参照して第２実施形態における並進振れ補正のための信号処理について説明する。

図４は、第１実施形態の図２に対応する。第１実施形態では、２台の第１、第２ＡＤコンバータＡＤＣ１、ＡＤＣ２を用いたが、第２実施形態では、１台のＡＤコンバータＡＤＣのみを用い、代わりにＡＤコンバータＡＤＣの前段にアナログスイッチを設ける。すなわち一つのＡＤコンバータＡＤＣで、第１アンプＡＭＰ１、第２アンプＡＭＰ２の出力を読めるようにしたものである。なお、その他の構成は第１実施形態と同様であり、同一の構成に関しては同一参照符号を用いその説明は省略する。

アンプ／フィルタ回路１８の増幅回路部１８Ａの第１アンプＡＭＰ１、第２アンプＡＭＰ２において増幅された信号は、ＡＤ／ＤＡコンバータ（ＡＤＣ）２０に対応するＡＤ／ＤＡコンバータ（ＡＤＣ）４０のアナログスイッチ（ＳＷ）４２に入力される。アナログスイッチ４２は、２つの入力の一方を択一的にＡＤコンバータＡＤＣ１へ出力する。ＡＤコンバータＡＤＣ１においてデジタル信号に変換された信号は、手振れ補正用演算部２２へ入力され、第１実施形態と同様に処理される。なおアナログスイッチ４２の切り替えは手振れ補正用演算部２２により制御される。

以上のように、第２実施形態の構成において、第１実施形態と略同様の効果を得ることができる。なお、第２実施形態では、第１アンプＡＭＰ１と第２アンプＡＭＰ２の出力を同時に読みながらの制御は出来なくなるが、図３における第１、第２ＡＤコンバータＡＤＣ１、ＡＤＣ２の読み取りタイミングを示す直線の破線部で読み取りを行わなければよく、手振れ補正用演算部２２は、同タイミングでアナログスイッチ４２の選択を切り換える。

次に図５を参照して第３実施形態における並進振れ補正のための信号処理について説明する。

第３実施形態の増幅回路部１８Ａの構成とＡＤ／ＤＡコンバータ（ＡＤＣ）４０の構成は、第２実施形態と同様である。しかし第３実施形態では、第２アンプＡＭＰ２に入力される第２基準電圧Ｖref2の設定部が第２実施形態とは異なる。すなわち、第２実施形態では、ＤＡコンバータＤＡＣを用いて、第２基準電圧Ｖref2が設定されたが、第３実施形態では、ローパスフィルタ４３を介したアナログ電圧保持回路（ＨＯＬＤ）４４で構成している。同構成は、例えばＤＡコンバータが不足しているシステムで有用である。なお、第１、第２実施形態と同様の構成については同一参照符号を用いその説明を省略する。

アナログ電圧保持回路４４は、２つのスイッチ４６、４８を備え、第１アンプＡＭＰ１からの出力は、第２アンプＡＭＰ２に入力されるとともにローパスフィルタ（ＬＰＦ）４３を介してアナログ電圧保持回路４４に入力される。ローパスフィルタ４３からの入力は、スイッチ４６を介してボルテージフォロアとして利用されるオペアンプ５０に入力されるとともに、その電圧はコンデンサ５２に記録可能である。すなわち、コンデンサ５２と並列に接続されているスイッチ４８をＯＦＦにした状態でスイッチ４６がＯＮされると、コンデンサ５２が充電され同スイッチ４６をＯＦＦにするとその電圧が保持される。なおスイッチ４８をＯＮすると、コンデンサ５２が放電され、保持された電圧がリセットされる。

手振れ補正用演算部２２は、第１アンプＡＭＰ１からの出力をモニタし、第１実施形態において説明した第２基準電圧Ｖref2を設定するための条件が成立するとスイッチ４８をＯＦＦにするとともに、スイッチ４６を所定時間ＯＮ状態にし、その時の第１アンプＡＭＰ１からの出力電圧をコンデンサ５２に保持する。オペアンプ５０からは、コンデンサ５２に保持された電圧が出力され、第２基準電圧Ｖref2として第２アンプＡＭＰ２へ入力される。

ローパスフィルタ４３は、第１アンプＡＭＰ１の出力に含まれるノイズや小さな並進振れ成分をキャンセルしてからアナログ電圧保持回路４４に入力するためのもので、ノイズや小さな並進振れの影響のない基準電圧を取得するために設けられる。なお、オペアンプ５０とコンデンサ５２は、漏れ電流の少ない部品で構成されることが望ましく、コンデンサ５０の容量が小さいほどチャージ時間が短くなり高速応答できる。

以上のように第３実施形態の構成においても、第１、第２実施形態と略同様の効果が得られるとともに、ＤＡコンバータを１つ省略できる。なお、ＡＤ／ＤＡコンバータ（ＡＤＣ）４０に代えて、第１実施形態のＡＤ／ＤＡコンバータ（ＡＤＣ）２０を利用することもできる。

次に図６を参照して第４実施形態における並進振れ補正のための信号処理について説明する。

第４実施形態の基本的な構成は第３実施形態と同様であるが、第３実施形態のアナログ電圧保持回路４４においてボルテージフォロアとして利用されたオペアンプ５０を第２アンプＡＭＰ２で代用したものである。なお、第１〜第３実施形態と同様の構成については同一参照符号を用いその説明を省略する。

アンプ／フィルタ回路１８の増幅回路部５４の第２アンプＡＭＰ２として、入力インピーダンスが高いＣ−ＭＯＳやＢｉ−ＭＯＳなどのオペアンプを使用する。第２アンプＡＭＰ２の出力極性が第３実施形態とは反転するが、極性は手振れ補正用演算部２２で反転処理できるので、第３実施形態と同様の処理が実現可能である。

以上のように、第４実施形態においても、第３実施形態と同様の効果が得られ、更にアナログ電圧回路５６側の入力インピーダンスを高く保つことでオペアンプの使用を１つ減らすことができる。なお、第４実施形態においても、ＡＤ／ＤＡコンバータ（ＡＤＣ）４０に代えて、第１実施形態のＡＤ／ＤＡコンバータ（ＡＤＣ）２０を利用することもできる。

なお、本実施形態は、一眼レフのデジタルカメラやミラーレスのデジタルカメラ、コンパクトカメラ、あるいはカメラ機能を備えたその他の電子機器に適用することもできる。なお可動部は、ロック機構を備えてもよい。

１０ デジタルカメラ
１４ 加速度センサ
１８Ａ 増幅回路部
２０ ＡＤ／ＤＡコンバータ（ＡＤＣ）
２２ 手振れ補正用演算部
２４ アクチュエータドライバ
２６ 可動部移動用アクチュエータ
ＡＤＣ１ 第１ＡＤコンバータ
ＡＤＣ２ 第２ＡＤコンバータ
ＡＭＰ１ 第１アンプ
ＡＭＰ２ 第２アンプ
ＤＡＣ ＤＡコンバータ
Ｖref1 第１基準電圧
Ｖref2 第２基準電圧

Claims (12)

1. 加速度センサからのセンサ信号を増幅またはオフセット調整する第１増幅手段と、
   前記センサ信号または前記第１増幅手段からの信号を増幅する第２増幅手段と、
   前記第１増幅手段からの出力に基づき前記第２増幅手段の基準電圧を設定する基準電圧設定手段とを備え、
   前記センサ信号に対する前記第２増幅手段の出力の増幅率が、前記センサ信号に対する前記第１増幅手段の出力の増幅率よりも高い
   ことを特徴とする信号処理装置。
2. 前記基準電圧の設定が、前記第１増幅手段からの出力が所定の条件を満たすときに行われることを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
3. 前記信号処理装置がＡＤ変換手段を備え、前記第１増幅手段および前記第２増幅手段の出力が前記ＡＤ変換手段においてデジタル値に変換されることを特徴とする請求項１〜２の何れか一項に記載の信号処理装置。
4. 前記ＡＤ変換手段が、前記第１増幅手段の出力をＡＤ変換する第１ＡＤ変換器と、前記第２増幅手段の出力をＡＤ変換する第２ＡＤ変換器とを備えることを特徴とする請求項３に記載の信号処理装置。
5. 前記ＡＤ変換手段が、前記第１増幅手段からの出力と前記第２増幅手段からの出力との間で入力を切り換える切換手段を備え、前記第１または第２増幅手段からの出力の一方をデジタル値に変換することを特徴とする請求項３に記載の信号処理装置。
6. 前記基準電圧が前記第１増幅手段の出力のデジタル値に基づき設定されることを特徴とする請求項３〜５の何れか一項に記載の信号処理装置。
7. 前記信号処理装置がＤＡ変換手段を備え、前記第２増幅手段の基準電圧が前記ＤＡ変換手段を介して前記第２増幅手段に出力されることを特徴とする請求項６に記載の信号処理装置。
8. 前記第１増幅手段の出力電圧を保持する電圧保持手段を備え、前記基準電圧設定手段が前記基準電圧を前記電圧保持手段において保持される電圧に設定することを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の信号処理装置。
9. 前記第２増幅手段と前記電圧保持手段とにおいてアンプが共用されることを特徴とする請求項８に記載の信号処理装置。
10. 第１増幅手段が加速度センサの信号を等倍で伝達することを特徴とする請求項１〜９の何れか一項に記載の信号処理装置。
11. 請求項１〜１０に記載の信号処理装置を備える手振れ装置であって、前記第２増幅手段の出力に基づき並進振れ補正が行われることを特徴とする手振れ装置。
12. 請求項１１に記載の手振れ装置を備える撮像装置であって、前記基準電圧設定手段は、露光期間中に前記基準電圧の設定を変更しないことを特徴とする撮像装置。

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