JP4683151B2 - ブレ補正光学系位置検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、カメラ等の撮像装置又は双眼鏡等におけるブレを補正するブレ補正装置等に好適に使用されるブレ補正光学系位置検出装置に関するものである。

（ブレ補正装置）従来、この種のブレ補正装置としては、撮像面，フィルム面、或いは、ファインダ内の像のブレを補正するために、撮像装置、或いは、双眼鏡等に生じた手振れによる角速度を検出し、或いは、ビデオムービー等では画像から像振れ量を検出し、検出された振れ量に応じて、撮影レンズの一部で構成されるブレ補正光学系（以下、単に補正レンズと呼ぶこととする）を撮影光軸に直交し、かつ、互いに直交する２方向（その内の１方向をヨーイング方向，他方向をピッチング方向とする）にシフト移動し、撮像面、或いは、フィルム面、又は、ファインダ内の像のブレを補正するものが知られている。

これをさらに具体的に銀塩カメラを一例にとって説明すると、特開平２−６６５３５号公報、或いは、本出願人の特開平９−８０５２０号公報によれば、以下の通りである。

図７は、補正レンズのヨーイング方向、或いは、ピッチング方向の何れか１方向のシフト駆動装置、及び、補正レンズの位置検出装置の構成を模式的に示した図である。補正レンズ３１は、ブレを補正するための光学系であり、撮影レンズ４１，３１，４３の一部で構成されている。

（シフト駆動装置）シフト部材３０は、光軸４１と直交する方向に補正レンズ３１と共にシフト移動する部材であり、例えば、バネ等３２ａ，３２ｂ等により、カメラ本体４０の部材に対して、位置的に弾性的に支持されている。なお、特開平４−３０１８２２号公報では、補正レンズの部材に取り付けられた滑り軸が、カメラ本体の部材に対して直線的にスライドするように構成されており、この滑り軸は、２つのコイルバネにより、弾性的に中立位置付近に保持される。このような構成の補正レンズのシフト駆動装置は、このシフト方向と直交する方向に、もう一組配置されており、光軸４１に直交する平面上を、所定の可動範囲内で任意に移動が可能となる。

（補正レンズ可動部）次に、補正レンズ可動部は、以下の構成をとるムービングコイル型のアクチュエータが使用される。この補正レンズ可動部は、図７に示される通り、シフト部材３０には、コイル３７が取り付けられており、一方、カメラ本体４０側の部材には、２極に分極着磁されたマグネット３８と鉄等の透磁率の高い素材で作られたヨーク３６ａ及び３６ｂとが取り付けられ、コイル３７を取り囲むように位置されて、一種の電磁的アクチュエータを構成する。今、コイル３７に電流を流すと、電磁気的な力を発生し、補正レンズ３１、及び、それを保持するシフト部材３０は、光軸にほぼ直交する１方向に移動する。なお、補正レンズ３１のシフト可動範囲は、所定範囲に限られ、この範囲を越えては可動できないように構成される（不図示）。

（補正レンズ位置検出部）次に、補正レンズ位置検出部は、光学的位置検出方式が知られている。この補正レンズ位置検出部は、例えば、図７及び図８に示すように、補正レンズ３１を保持するシフト部材３０には、スリット部材３３が取り付けられており、一方、カメラ本体４０側の部材には、発光ダイオードＬＥＤ３４と、スリット部材３３を挟んで逆側に光学位置検出素子としての一次元のＰＳＤ（ＰｏｓｉｔｉｏｎＳｅｎｓｉｔｉｖｅ Ｄｅｖｉｃｅ）３５とが、取り付けられている。ＬＥＤ３４から投光された光は、スリット部材３３のスリットを通過し、ＰＳＤ３５に入射する。ＰＳＤ３５は、２つの出力電流から入射光の重心位置が算出される。入射光の重心位置は、補正レンズ３１の位置により変化するので、つまりは、補正レンズ３１の位置が検出される。

この位置検出部は、図７及び図８では、１軸のみ図示されているが、同様の構成の位置検出部がヨーイング方向及びピッチング方向に、それぞれ存在し、ヨーイング方向及びピッチング方向の補正レンズの位置が検出される。

ＰＳＤ３５は、光が入射すると、入射した光の総量に比例した光電流が生じ、生じた光電流は、ＰＳＤ３５の２つの出力端子に分かれて出力される。一方の端子から出力される光電流をＩ１、他方の端子から出力される光電流をＩ２とする。この光電流Ｉ１とＩ２とは、入射する光の重心位置に応じて、その出力される電流の比率が変化する。これを利用して、ＰＳＤ３５に入射した光の重心位置は、ＰＳＤ３５の２つの出力端子から出力される光電流Ｉ１，Ｉ２から算出され、具体的には、（Ｉ１−Ｉ２）／（Ｉ１＋Ｉ２）の演算値に一意的に決まることが知られている。そして、補正レンズ３１の位置ＬＲは、ＰＳＤ３５の２つの端子からの出力電流Ｉ１，Ｉ２から数式１のように算出される。

ＬＲ＝Ｋ１×（Ｉ１−Ｉ２）／（Ｉ１＋Ｉ２）＋Ｋ２ …（１）

尚、Ｋ１，Ｋ２は、ＬＥＤ３４とスリット部材３３、及び、ＰＳＤ３５のメカ的位置関係から定まる定数である。

（ＰＳＤの出力処理回路）図９は、ＰＳＤの出力処理回路を示す回路構成図である。位置検出素子ＰＳＤ３５からの出力電流Ｉ１，Ｉ２は、演算増幅器ＯＰ４４，抵抗器Ｒ３１１，抵抗器Ｒ３１２、及び、演算増幅器ＯＰ４５，抵抗器Ｒ３１３，Ｒ３１４で構成される部分により、それぞれ電流から電圧に変換され、それぞれ電圧Ｖ１、及び、電圧Ｖ２として出力される。

今、抵抗Ｒ３１１、及び、Ｒ３１３の抵抗値をＲＩ１，ＲＩ２とした場合に、ＰＳＤ３５からの出力電流Ｉ１，Ｉ２と、ＯＰ４４，ＯＰ４５からの出力電圧Ｖ１，Ｖ２の関係は、数式２，数式３に示される通りとなる。

Ｖ１＝−Ｉ１×ＲＩ１ …（２）
Ｖ２＝−Ｉ２×ＲＩ２ …（３）

尚、ＰＳＤ３５のカソードには、Ｉ１出力端子，Ｉ２出力端子に対して、高い電位ＶＲが印加され、ＰＳＤ３５は、逆バイアスが印加された状態で使用される。数式２，３から、ＰＳＤ３５の出力電流Ｉ１，Ｉ２を求めると、数式４，５となる。

Ｉ１＝−Ｖ１／ＲＩ１ …（４）
Ｉ２＝−Ｖ２／ＲＩ２ …（５）

よって、数式１，４，５から、補正レンズ位置ＬＲは、数式６として算出される。

ＬＲ＝Ｋ１×［（−Ｖ１）／ＲＩ１−（−Ｖ２）／ＲＩ２）］／［（−Ｖ１）
／ＲＩ１＋（−Ｖ２）／ＲＩ２）］＋Ｋ２ …（６）

今、抵抗器Ｒ３１１の抵抗値ＲＩ１と、抵抗器Ｒ３１３の抵抗値ＲＩ２とを同一とした場合に、補正レンズ位置ＬＲは、数式７として算出される。

ＬＲ＝Ｋ１×（Ｖ２−Ｖ１）／（Ｖ１＋Ｖ２）＋Ｋ２ …（７）

また、ＬＥＤ３４は、公知の技術を用いた駆動回路により、所定の定電圧、或いは、定電流で駆動することによって、ＰＳＤ３５とその処理回路の動作に必要な光量で発光させ、スリット部材３３のスリットからＰＳＤ３５に必要な光量を投光する。

しかし、前述した従来のブレ補正装置は、補正レンズの位置検出に関して、以下の問題があった。第１の問題は、補正レンズの位置検出をする発光部に使用される発光ダイオードの特性の問題である。ここでは、常温でかつ一定の駆動電流で発光ダイオードを駆動した場合を考える。この場合に、発光ダイオードの発光量は、個々のバラツキがあり、その量は、ものによっては、＋１００％〜−５０％程度が見込まれることがあることに留意する必要がある。発光量にバラツキがある場合には、前述したような補正レンズ位置検出部、つまりは、ＰＳＤ３５の出力処理回路は、補正レンズ３１の位置検出分解能から考えて、回路利得をなるべく大きく設定する必要がある。

一方、補正レンズ位置検出部は、設計上、全ての場合に、出力が飽和しない等、正常に動作するように、回路構成をする必要がある。しかし、この回路を動作させる電源の電圧範囲は、限られた値でしかない。このことから、回路利得は、設計上許される範囲が限定され、補正レンズ３１の位置検出分解能を多少犠牲にしても、回路利得は、かなり低めに設定しなければならない。この問題を解決するためには、コストアップが生じても、１台１台のカメラに対して、発光ダイオードの発光量のバラツキを調整しなければならない。

また、発光ダイオードの発光量の温度依存性について、留意しなければならない。上述した例では、常温で発光量を１台１台調整すれば、問題が解決することが分かる。しかし、発光ダイオードの順方向電圧は、周囲温度により変化するという別の問題がある。

この問題を解決するために、発光ダイオードの駆動回路は、コストアップを生じても、発光ダイオードを、常時一定電流で駆動する定電流駆動回路を使用すればよい。しかし、発光ダイオードの駆動電流を一定に保つ駆動回路を使用して、発光ダイオードに、常に一定の駆動電流を流したとしても、その発光量は、周囲温度が変化すれば、大きく変化する。例えば、カメラが通常使用される温度範囲で数１０％の発光量が変化することがある。

これらの問題を解決するために、特開平４−３０１８２２号公報は、ＰＳＤの２つの出力電流の加算値Ｉ１＋Ｉ２により、ＬＥＤの発光量を検出し、それにより、発光ダイオードの駆動電流を負帰還制御して、常に、ＬＥＤ発光量を一定に保つ方式を提案している。しかし、回路構成が複雑になり、コストアップにつながるという問題が生じる。

こうしたことから、従来は、常温で１台１台のカメラに対して、個々の発光ダイオードの発光量を調整し、かつ、ＰＳＤの処理回路は、カメラの使用温度範囲において、全ての場合で出力が飽和しない等、回路が正常に動作するように、補正レンズの分解能を多少犠牲にして、回路利得は、低めに設定しなければならないか、多少コストアップにつながっても、回路構成を複雑にして、これらの問題を解決していた。

また、本出願人による特開平９−８０５２０号公報は、補正レンズをその可動範囲の各端へ駆動し、ＬＥＤの駆動電流を調整し、図９について言えば、ＰＳＤの出力処理回路の出力Ｖ１，Ｖ２の電圧が飽和しない範囲で、ＬＥＤ駆動電流を調整して、Ｖ１，Ｖ２の出力レンジを大きくとる方法を提案している。しかし、特開平９−８０５２０号公報の方法は、一度、ＬＥＤの光量を調整してしまえば、その後の調整を行わない。このため、その後の周囲温度変化によりＬＥＤ光量は変化し、加えて、ＬＥＤを点灯後に、ＬＥＤ自身の発熱によって、同様に、ＬＥＤ光量が変化してしまうので、有効な手段ではなかった。

さらに、ＰＳＤ３５に入射する光量の総和は、補正レンズ位置の変化により変化するので、ＰＳＤから出力される光電流Ｉ１とＩ２の和も変化してしまう。このため、補正レンズの位置によっては、ＰＳＤ３５の処理回路の出力Ｖ１，Ｖ２が小さく出力されたり、逆に、大きく出力されすぎて、そのダイナミックレンジを越えてしまい、出力が飽和することがあり得る。

この原因は、以下の通りである。図８を用いて、これを説明すると、補正レンズ３１の位置が変化し、補正レンズ３１が、その可動範囲の端付近に到達すると、スリット部材３３のスリット部分は、ＰＳＤ３５の周辺付近に到達する。この場合に、スリット部材３３の厚みによって、ＬＥＤ３４からの光束がけられ、ＰＳＤ３５に入射する総光量は、補正レンズ３１がその可動範囲の中央付近にいてスリット部材３３のスリットの部分がＰＳＤ３５の受光面中央付近にある場合に比べて、落ちる傾向にある。

加えて、ＬＥＤ３５の光放射強度は、スリット部材３３のスリット部分の移動する範囲に対して、均一な光放射強度の発光プロフィールを有することが望まれるが、実際には、数１０％のレベルで変化する。このことから、補正レンズ３１が移動することにより、ＰＳＤ３５に入射する総光量が変化し、補正レンズ３１の可動範囲の全ての範囲において、ＰＳＤ３５の処理回路の出力Ｖ１，Ｖ２のダイナミックレンジを確保し、かつ、出力Ｖ１，Ｖ２が飽和しないようにするのは非常に困難であった。

この問題を解決するために、特開平４−３０１８２２号公報は、ＰＳＤの２つの出力電流の加算値Ｉ１＋Ｉ２により、発光ダイオードの駆動電流を負帰還制御する方法を提案している。しかし、回路構成が複雑になり、コストアップにつながるという問題が生じる。

第２の問題は、ＰＳＤ３５の出力処理回路の問題である。まず、回路を構成する素子、特に、演算増幅器の特性に起因する問題である。一般的に、演算増幅器は、入力オフセット電圧、入力オフセット電流、及び、入力バイアス電流の点で、理想的演算増幅器とは異なる。また、これらの特性は、それぞれ温度依存性があり、補正レンズの位置検出精度に影響をきたす。一般的なバイポーラ型演算増幅器の入力オフセット電流は、常温のタイプで数ｎＡ〜数１０ｎＡ程度、最大数１００ｎＡ程度にもなる。また、常温に対してカメラが使用される温度範囲において、この値は、数１０％程度も変化する場合がある。これに対して、ＰＳＤ３５から出力される電流は、高々数１００ｎＡ〜数μＡ程度で使用される場合が多く、これら演算増幅器の特性を無視できるほど大きくはない。

加えて、ＰＳＤ３５の暗電流も検出精度に影響する。ＰＳＤの暗電流は、温度上昇に対して、指数関数的に増加することが知られている。これらの影響により、補正レンズ３１の位置検出精度に影響を与えていた。

具体的には、上記問題により、図８に示される回路の出力Ｖ１、及び、Ｖ２とＰＳＤ３５の光電流Ｉ１，Ｉ２との関係は、数式２，数式３で示される関係が崩れ、数式８，数式９として示される。

Ｖ１＝Ｖｏｆｆｓｅｔ１−Ｉ１×ＲＩ１ …（８）
Ｖ２＝Ｖｏｆｆｓｅｔ２−Ｉ２×ＲＩ２ …（９）

つまり、ＬＥＤ３４を非発光にしたときに、光電流Ｉ１，Ｉ２は、共にゼロになるはずであり、出力Ｖ１，Ｖ２は、理想的な状態である数式２，数式３ではどちらもグランドレベルの電圧、つまり、０Ｖとなる。しかし、現実には、数式８，数式９に示される通り、ＰＳＤ３５，ＯＰ３１，ＯＰ３２等の回路素子の特性により一意的に定まらない電圧Ｖｏｆｆｓｅｔ１及びＶｏｆｆｓｅｔ２の誤差電圧（これをＰＳＤ処理回路のオフセット電圧と呼ぶものとする）が生じる。

数式８，９をＰＳＤ３５の出力電流Ｉ１，Ｉ２について求めると、数式１０，数式１１となる。

Ｉ１＝（Ｖｏｆｆｓｅｔ１−Ｖ１）／ＲＩ１ …（１０）
Ｉ２＝（Ｖｏｆｆｓｅｔ２−Ｖ２）／ＲＩ２ …（１１）

よって、補正レンズ位置ＬＲは、数式１より数式１２となる。

ＬＲ＝Ｋ１×［（Ｖｏｆｆｓｅｔ１−Ｖ１）／ＲＩ１−（Ｖｏｆｆｓｅｔ２−Ｖ２）／ＲＩ２）］／［（Ｖｏｆｆｓｅｔ１−Ｖ１）／ＲＩ１＋（Ｖｏｆｆｓｅｔ２−Ｖ２）／ＲＩ２）］＋Ｋ２ …（１２）

ここで、オフセット電圧Ｖｏｆｆｓｅｔ１及びＶｏｆｆｓｅｔ２は、一意的に定まらない値であり、ＰＳＤ３５を含めＰＳＤの処理回路を構成する素子、具体的には、ＰＳＤ３５，ＯＰ４４，ＯＰ４５等の特性により、個々の処理回路によって異なる値である。このため、オフセット電圧Ｖｏｆｆｓｅｔ１及びＶｏｆｆｓｅｔ２を無視して、数式６，数式７で補正レンズ３１の位置ＬＲを算出した場合に、その検出誤差は、許容不可能なほど大きくなることがある。

この問題に対して、本出願人による特開平９−８０５２０号公報は、まず、所定のタイミングでＬＥＤを発光させないときの電圧Ｖ１，Ｖ２、つまり、上記オフセット電圧Ｖｏｆｆｓｅｔ１，Ｖｏｆｆｓｅｔ２を予めモニタしておき、補正レンズ位置ＬＲを算出するときには、このオフセット電圧Ｖｏｆｆｓｅｔ１，Ｖｏｆｆｓｅｔ２と、ＰＳＤ３５の処理回路の出力電圧Ｖ１，Ｖ２とから数式１０，数式１１により、真の光電流Ｉ１，Ｉ２を算出し、これによって、補正レンズ３１の正確な位置を算出する方法を提案している。

しかし、この方法によって解決されるのは、ブレ補正装置に組み込まれたＰＳＤ３５を含むＰＳＤの処理回路の個々の個体差、及び、使用される周囲温度の相違による誤差要因だけであって、以下の課題は解決できない。

オフセット電圧Ｖｏｆｆｓｅｔ１，Ｖｏｆｆｓｅｔ２は、周囲温度の変化，或いは、回路素子自体の発熱等により温度変化し、使用中に時々刻々と変化するために、補正レンズ位置を検出し始めてからの時間に依存し、補正レンズの位置を検出し始めてからの時間が経過するほど、補正レンズ位置の検出誤差が増大する傾向がある。

これらの誤差要因を除外するためには、ＰＳＤ３５の処理回路を構成する素子である演算増幅器に、低入力バイアス電流，低オフセット電流，低オフセット電圧タイプで、かつ、それらが何れも低ドリフトであり、また、ＰＳＤ３５は、低暗電流の特性を有するようにすればよい。これにより、補正レンズ位置検出誤差を減少させることは可能であるが、大きなコストアップにつながる。

第３の問題は、上記同様の問題により、受光部のＰＳＤ３５の処理回路の出力の有効レンジが減少するという問題である。受光部のＰＳＤ３５の処理回路の出力ダイナミックレンジは、もちろん有限であり、一方、その出力の分解能、Ｓ／Ｎを考慮して、ＰＳＤ処理回路のゲインを大きくとる。具体的には、図９の例では、抵抗Ｒ３１１，抵抗Ｒ３１３の抵抗値を上げ過ぎると、上記第２の問題の説明と同様に、オフセット電圧Ｖｏｆｆｓｅｔ１，Ｖｏｆｆｓｅｔ２は、機器間でばらつき、また、周囲温度により変化する。また、時間的に変化することにより、ＰＳＤ３５の処理回路の出力がそのダイナミックレンジを越えて飽和してしまうという問題がある。

そこで、従来は、出力分解能、Ｓ／Ｎを犠牲にして、ＰＳＤ３５の処理回路のゲインを下げ、出力Ｖ１，Ｖ２の有効なダイナミックレンジを減少させることによって、オフセット電圧Ｖｏｆｆｓｅｔ１，Ｖｏｆｆｓｅｔ２のバラツキ等による出力の飽和を防いでいた。

特開平２−６６５３５号公報 特開平９−８０５２０号公報 特開平４−３０１８２２号公報

以上、本発明の課題は、第１の問題、つまり、発光部の光量バラツキ、及び、光量の時間的変化に起因する問題を解決して、受光部、具体的には、ＰＳＤの処理回路の出力レンジを拡大し、また、第２の問題については、受光部、具体的には、ＰＳＤの処理回路のオフセット電圧の影響、特に、オフセット電圧の時間的変化による補正レンズ位置検出精度への影響を解決し、第３の問題、つまり、受光部、つまりは、ＰＳＤの処理回路のオフセット電圧がその出力の有効ダイナミックレンジを減少させていた問題を解決し、より精度の良いブレ補正光学系位置検出装置を、しかも、安価に市場に提供することである。

前記課題を解決するために、請求項１の発明は、ブレを補正するように駆動されるブレ補正光学系の位置を検出するブレ補正光学系位置検出装置において、発光状態と非発光状態の切り替えを行うことのできる発光部と、基準となる電圧の変更に応じて、その出力の電圧を変更可能であり、前記発光部からの入射光を受ける光学的位置検出素子を用いた受光部と、前記発光部が非発光状態のときの前記受光部の電圧に応じて、前記基準となる電圧を変更する制御部と、を有することを特徴とするブレ補正光学系位置検出装置である。
請求項２の発明は、請求項１に記載のブレ補正光学系位置検出装置において、前記制御部は、前記発光部の非発光状態での前記受光部の電圧に応じて、前記基準となる電圧を変更する動作を、所定間隔で繰り返し行うこと、を特徴とするブレ補正光学系位置検出装置である。
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載のブレ補正光学系位置検出装置において、前記受光部は、ディジタル値をアナログ値に変換し、前記基準となる電圧を生成するＤ／Ａ変換器を有し、前記制御部は、前記Ｄ／Ａ変換器を操作することによって、前記基準となる電圧を変更すること、を特徴とするブレ補正光学系位置検出装置である。

本実施形態に係わるブレ補正装置を備えたカメラの補正レンズ位置検出部を示す回路図である。 本実施形態に係わるＬＥＤ駆動回路のＤ／Ａ変換器の出力電圧とＬＥＤ駆動電流との関係を示す図である。 本実施形態に係わるＰＳＤ処理回路、ＬＥＤ駆動回路初期設定処理を示すフローチャートである。 本実施形態に係わるＰＳＤ処理回路、ＬＥＤ駆動回路初期設定処理を示すタイミングチャートである。 本実施形態に係わる補正レンズ位置検出処理を示すフローチャートである。 本実施形態に係わる補正レンズ位置検出処理を示すタイミングチャートである。 従来例に係わる補正レンズシフト部を示す構成図である。 従来例に係わる補正レンズ位置検出部を示す構成図である。 従来例に係わる補正レンズ位置検出部の受光部を示す回路図である。

以下、本発明の実施の形態をあげて、さらに詳しく説明する。尚、この実施形態では、補正レンズ位置検出部、補正レンズ可動部等は、従来技術と同様であるので、それ以外の相違部分を主に説明する。具体的には、補正レンズ位置検出部は、図７，図８の方式を用い、補正レンズ可動部は、図７、或いは、特開平４−３０１８２２公報に示される方式を用いることができるので、図示は省略する。また、以下に説明する記号等も、従来技術と同一の記号を付して説明する。

（ブレ補正レンズ位置検出装置）図１は、本実施形態に係わるブレ補正装置を備えたカメラのブレ補正レンズ位置検出装置を示す回路図である。尚、ブレ補正装置は、ヨーイング方向とピッチング方向にそれぞれ補正レンズの位置検出をする回路が必要であるが、同様の回路、同様の動作であるために、１方向分の回路図、及び、その動作を説明する。また、各回路或いは素子を動作させるための電源、その他電気的な回路等が必要であるが、本発明の要旨には、関連しないので省略する。

ＭＣＵ１は、制御部としてのワンチップマイクロコンピュータであり、後述するＰＳＤ処理回路６の出力Ｖ１，Ｖ２等のアナログ出力を、ディジタル値に変換するＡ／Ｄ変換機能、及び、後述する所定間隔で周期的に所定の割り込み処理を行う周期割込み処理起動機能を、その内部に有するものとする。

ＬＥＤ駆動回路５は、発光部としての、補正レンズ３１の位置を検出するために設けられたＬＥＤ３４とそのＬＥＤ３４を駆動する回路である。ＬＥＤ３４のアノード端子は、既知の技術により、所定の電圧Ｖａが印加される。一方、ＬＥＤ３４のカソード端子は、トランジスタＴＲ１３，抵抗Ｒ１１０，Ｒ１１１、及び、演算増幅器ＯＰ１１で構成された定電流回路に接続され、ＯＰ１１の＋入力端子の電圧に比例した電流値でＬＥＤ３４を駆動するように構成されている。

Ｄ／Ａ変換器１２は、ＭＣＵ１からのＤ／Ａ操作信号Ｓ１によって設定されたディジタル値を、アナログ値に変換し、出力ＶＬＥＤから出力する変換器である。ＯＰ１１の＋入力端子には、Ｄ／Ａ変換器１２の出力ＶＬＥＤが接続され、ＭＣＵ１は、Ｄ／Ａ操作信号Ｓ１により、Ｄ／Ａ変換器１２を操作し、出力ＶＬＥＤの電位をほぼ任意に可変する。尚、ＬＥＤ３４に流れる電流値ＩＦは、Ｄ／Ａ変換器１２の出力ＶＬＥＤの電圧をＶｌｅｄ，抵抗Ｒ１１０の抵抗値をＲＬＥＤとすると、数式１３により与えられる。図２は、ＬＥＤ３４に流れる電流値ＩＦと、Ｄ／Ａ変換器１２の出力ＶＬＥＤの電圧Ｖｌｅｄとの関係の一例を示す図である。

ＩＦ≒Ｖｌｅｄ／ＲＬＥＤ …（１３）

ここで、一般的に、ＬＥＤに流れる電流とＬＥＤから出力される光量は、ほぼ比例する関係にあることが知られており、ＬＥＤ３４も、同様に、駆動電流ＩＦに比例した光量がＬＥＤ３４から出力される。また、ＬＥＤ３４のアノード端子、カソード端子には、スイッチング素子として、ＰＮＰ型トランジスタＴＲ１４のエミッタ及びコレクタが接続されている。また、ＴＲ１４のベースは、抵抗Ｒ１１３を通じて、ＮＰＮ型トランジスタＴＲ１５のコレクタに接続されている。一方、ＴＲ１５のベースは、抵抗Ｒ１１５を通じて、ＭＣＵ１に接続されている。このＭＣＵ１に接続される信号を、ＬＥＤ発光制御信号と呼ぶものとする。

このことにより、ＭＣＵ１は、ＬＥＤ発光制御信号をＨｉｇｈレベルにすることによって、ＴＲ１５をオンし、そのことにより、ＴＲ１４がオンされる。ＴＲ１４がオンすると、ＴＲ１４のエミッタ−コレクタ間の電圧は、ほぼ０Ｖとなり、前述したＯＰ１１，ＴＲ１３等により構成される定電流回路によって、今までＬＥＤ３４に流れていた電流ＩＦは、ＴＲ１４に流れ、ＬＥＤ３４は、完全に消灯する。逆に、ＭＣＵ１は、ＬＥＤ発光制御信号をＬｏｗレベルにすることによって、ＴＲ１５及びＴＲ１４が共にオフし、前述したＯＰ１１，ＴＲ１３等により構成される定電流回路によって、ＬＥＤ３４には、定電流ＩＦが流れる。

このように、ＭＣＵ１は、ＬＥＤ発光制御信号とＤ／Ａ操作信号Ｓ１とにより、ＬＥＤ３４の発光，非発光と、発光したときのＬＥＤ３４に流れる電流ＩＦを、任意に設定することが可能となる。また、発光ダイオードの特性として、発光ダイオードの光量は、その流れる電流値にほぼ比例することが知られているので、ＬＥＤ駆動回路５により、ＬＥＤ３４から出力される光量を任意に可変することが可能である。よって、ＰＳＤ３５に入射する光量を任意に変更することが可能である。

次に、ＰＳＤ処理回路６は、受光部としての、補正レンズ３１の位置を検出するために設けられたＰＳＤ３５と、ＰＳＤ３５の２端子の光電流Ｉ１出力とＩ２出力を処理する回路である。ＰＳＤ３５のカソード端子は、他の端子、つまり光電流出力端子Ｉ１，Ｉ２に対して、高い電位ＶＲを公知の技術により印加し、ＰＳＤ３５は、逆バイアス状態で使用される。また、光電流出力Ｉ１，Ｉ２は、演算増幅器ＯＰ２１と抵抗Ｒ２１１、及び、演算増幅器ＯＰ２２と抵抗Ｒ２１３により、電流−電圧変換され、出力Ｖ１，Ｖ２として、それぞれＭＣＵ１に出力される。一方、演算増幅器ＯＰ２１及びＯＰ２２の各＋入力端子は、それぞれ抵抗Ｒ２１２，Ｒ２１４を通じて、Ｄ／Ａ変換器２３の出力ＶＲＥＦに接続されている。

従来の技術の問題点として説明した事項（回路を構成する演算増幅器のオフセット電圧，バイアス電流，ＰＳＤの暗電流等の影響）がなければ、基本的には、Ｄ／Ａ変換器２３の出力ＶＲＥＦの電位がＰＳＤ処理回路６の基準となる電位であり、理想的には、ＬＥＤ３４を非発光にして、ＰＳＤ３５に入光する光を遮断し、光電流Ｉ１，Ｉ２をゼロとした場合に、出力Ｖ１，Ｖ２には出力ＶＲＥＦの電位が出力される。また、ＭＣＵ１は、Ｄ／Ａ操作信号Ｓ２により、Ｄ／Ａ変換器２３を操作し、出力ＶＲＥＦの電位を任意に設定する。

図１に示されるＰＳＤ処理回路６の出力電圧Ｖ１，Ｖ２は、ＰＳＤ３５の光電流をＩ１，Ｉ２とし、Ｄ／Ａ変換器２１の出力電圧をＶｒｅｆ，抵抗Ｒ２１１，抵抗Ｒ２１３の抵抗値を同一としてＲＩとした場合に、数式１４，数式１５で示される。

Ｖ１＝Ｖｒｅｆ−Ｉ１×ＲＩ＋Ｖｏｆｆｓｅｔ１ …（１４）
Ｖ２＝Ｖｒｅｆ−Ｉ２×ＲＩ＋Ｖｏｆｆｓｅｔ２ …（１５）

尚、Ｖｏｆｆｓｅｔ１，Ｖｏｆｆｓｅｔ２は、ＰＳＤ３５の暗電流、ＯＰ２１、ＯＰ２２の入力オフセット電圧，入力バイアス電流，入力オフセット電流等の影響により、不要に出力Ｖ１，Ｖ２に出力されるオフセット電圧であり、具体的には、ＬＥＤ発光制御信号をＨｉｇｈにし、ＬＥＤ３４を非発光状態にしてＰＳＤ３５に入光する光をゼロとしたときに、本来、Ｖ１，Ｖ２に出力されるはずの理想電圧Ｖｒｅｆに対する誤差電圧を示す。また、オフセット電圧Ｖｏｆｆｓｅｔ１，Ｖｏｆｆｓｅｔ２は、その誤差の要因から周囲温度の変化，回路素子自体の発熱等による温度変化等により変化する。よって、出力Ｖ１，Ｖ２の電位は、時間と共に変化する。数式１４，数式１５をＰＳＤ３５の光電流出力Ｉ１，Ｉ２について求めると、数式１６，数式１７となる。

Ｉ１＝（Ｖｒｅｆ＋Ｖｏｆｆｓｅｔ１−Ｖ１）／ＲＩ …（１６）
Ｉ２＝（Ｖｒｅｆ＋Ｖｏｆｆｓｅｔ２−Ｖ２）／ＲＩ …（１７）

今、ＬＥＤ発光制御信号をＨｉｇｈとし、ＬＥＤ３４を非発光状態にし、ある電圧ＶｒｅｆをＤ／Ａ変換器２３から出力したときのＶ１，Ｖ２の電圧を、それぞれＶｄ１，Ｖｄ２とした場合に、ＰＳＤ３５の光電流Ｉ１，Ｉ２は、共にゼロとなり、数式１４，数式１５から、Ｖｄ１，Ｖｄ２は、数式１８，数式１９で示される。

Ｖｄ１＝Ｖｒｅｆ＋Ｖｏｆｆｓｅｔ１ …（１８）
Ｖｄ２＝Ｖｒｅｆ＋Ｖｏｆｆｓｅｔ２ …（１９）

このとき、補正レンズ位置ＬＲは、数式１，数式１６，数式１７，数式１８，数式１９から、数式２０として算出される。

ＬＲ＝Ｋ１×［（Ｖｄ１−Ｖ１）／ＲＩ−（Ｖｄ２−Ｖ２）／ＲＩ］／［（Ｖｄ１−Ｖ１）／ＲＩ＋（Ｖｄ２−Ｖ２）／ＲＩ）］＋Ｋ２＝Ｋ１×［（Ｖｄ１−Ｖ１）−（Ｖｄ２−Ｖ２）］／［（Ｖｄ１−Ｖ１）＋（Ｖｄ２−Ｖ２）］＋Ｋ２ …（２０）

よって、ＬＥＤ発光制御信号を操作し、ＬＥＤ３４を非発光状態にした場合のＰＳＤ処理回路６の出力Ｖ１，Ｖ２、つまり、Ｖｄ１，Ｖｄ２をあるタイミングで測定し、ＬＥＤ発光制御信号を操作し、ＬＥＤ３４を発光状態にした場合のＰＳＤ処理回路６の出力Ｖ１，Ｖ２を測定すれば、数式２０により、補正レンズ位置を正確に算出可能である。加えて、ＬＥＤ３４を非発光状態にした場合のＶｄ１，Ｖｄ２の測定と、ＬＥＤ３４を発光状態にした場合のＶ１，Ｖ２の測定とを、短時間で行えば、ＰＳＤのオフセット電圧Ｖｏｆｆｓｅｔ１，Ｖｏｆｆｓｅｔ２は、ほとんど変化することがないので、補正レンズ位置検出への影響も、実使用上問題のないレベルで無視可能となる。その具体的方法は、後述する。

以下、いかに、ＬＥＤ３４の光量を調整し、ＰＳＤ処理回路６の出力Ｖ１，Ｖ２を、そのダイナミックレンジ内に抑えつつ、出力振幅を大きく保ち、Ｓ／Ｎ比（信号／ノイズ比）を高く保つか、及び、ＰＳＤ処理回路６の出力Ｖ１，Ｖ２の出力オフセット電圧の変化を抑えつつ、その出力オフセット電圧の変化による補正レンズ位置検出精度に与える影響を小さくするかの具体的方法を示す。

ＭＣＵ１は、補正レンズ３１の位置を検出する必要が生じた所定のタイミングで、ＬＥＤ駆動回路５、及び、ＰＳＤ処理回路６に対して図３、及び、図４で示されるＰＳＤ処理回路、ＬＥＤ駆動回路初期設定処理を行い、その後、図５、及び、図６で示される補正レンズ位置検出処理により、補正レンズ３１の位置を検出する。

（ＰＳＤ処理回路、ＬＥＤ駆動回路初期設定処理）図３は、ＭＣＵ１により行われるＰＳＤ処理回路、ＬＥＤ駆動回路初期設定処理を示すフローチャートである。この初期設定処理は、後述する図５で示される補正レンズ位置検出処理に関する初期設定を行う処理であり、ＰＳＤ処理回路６、ＬＥＤ駆動回路５の制御信号等を初期化する。図４は、図３のフローチャートで示されるＭＣＵ１の処理によりＰＳＤ処理回路６及びＬＥＤ駆動回路５の動作がどのように変化するかを示すタイミングチャートである。以下、図３のフローチャートと、図４のタイミングチャートを用いて、ＭＣＵ１で行われるＰＳＤ処理回路、ＬＥＤ駆動回路初期設定処理を説明する。

このＰＳＤ処理回路、ＬＥＤ駆動回路初期化処理は、Ｓ２００からその処理が開始され、Ｓ２０１において、後述する図５で示される補正レンズ位置検出処理で用いる補正レンズ検出回数ｎを初期化する。具体的にはｎ＝０とする。

Ｓ２０２において、ＬＥＤ駆動回路５のＬＥＤ発光制御信号をＨｉｇｈとし、ＬＥＤ３４を非発光の状態とする（このタイミングは、図４におけるタイミングｔ１に相当する）。

Ｓ２０３において、Ｄ／Ａ操作信号Ｓ２により、Ｄ／Ａ変換器２３を操作し、Ｄ／Ａ変換器１２から所定の初期電圧Ｖｒｅｆ（０）を出力させる（このタイミングは、図４におけるタイミングｔ２に相当する）。

尚、Ｓ２０３におけるＤ／Ａ変換器２３から出力する所定の初期電圧Ｖｒｅｆ（０）は、このことにより、ＰＳＤ処理回路６の出力Ｖ１，Ｖ２がそのダイナミックレンジを越えることのないような、比較的小さな電圧値に設定する。具体的には、このタイミングでは、ＬＥＤ３４は、発光していない状態であり、この状態で、出力Ｖ１，Ｖ２は、ＰＳＤ処理回路６を構成する素子が理想の状態、つまり、ＰＳＤ３５の暗電流がゼロであり、演算増幅器ＯＰ２１，ＯＰ２２の入力オフセット電圧、入力オフセット電流、及び、入力バイアス電流がともに理想値ゼロである場合に、Ｄ／Ａ変換器２３の出力ＶＲＥＦの電位Ｖｒｅｆ（０）と同一の電圧が出力Ｖ１，Ｖ２から出力される。

しかし、前述した理想状態から乖離した現実の出力Ｖ１，Ｖ２は、数式１４，数式１５に示される通り、Ｄ／Ａ変換器２３の出力ＶＲＥＦの電位Ｖｒｅｆ（０）から誤差電圧として、それぞれオフセット電圧Ｖｏｆｆｓｅｔ１，Ｖｏｆｆｓｅｔ２が上乗せされた電圧として出力される。このオフセット電圧Ｖｏｆｆｓｅｔ１，Ｖｏｆｆｓｅｔ２には、ＰＳＤ処理回路６を構成する素子の特性のバラツキが存在することを考慮して、このＳ２０３におけるＤ／Ａ変換器２３から所定の初期電圧Ｖｒｅｆ（０）は、ＰＳＤ処理回路６の出力Ｖ１，Ｖ２がそのダイナミックレンジを越えることのないような比較的小さな電圧値に設定する。

Ｓ２０３の処理が終了すると、Ｓ２０４において、Ｓ２０３によりＤ／Ａ変換器２３の出力ＶＲＥＦが変更されたことによるＰＳＤ処理回路６の出力Ｖ１，Ｖ２の変化が安定するまでの時間を待つ。この待ち時間は、ＰＳＤ処理回路６を構成する素子ＰＳＤ３５，ＯＰ２１，ＯＰ２２，Ｄ／Ａ変換器２３等の応答遅れを考慮し、出力Ｖ１，Ｖ２が安定したと見なせるまでの時間以上とする。

ここで、図４を用いて、Ｓ２０３からＳ２０４までの処理によるＰＳＤ処理回路６の動作の様子をさらに詳しく説明する。図４は、Ｓ２０３の処理によりタイミングｔ２において、Ｄ／Ａ変換器２３の出力ＶＲＥＦが所定の電圧Ｖｒｅｆ（０）に設定されたことに応じて、ＰＳＤ処理回路６の出力Ｖ１，Ｖ２が徐々に変化し、タイミングｔ３において、ある電圧レベルに安定した一例を示している。

タイミングｔ３における出力Ｖ１，Ｖ２の電圧は、ＰＳＤ処理回路６の回路基準電圧となるＤ／Ａ変換器２３の出力ＶＲＥＦの電圧Ｖｒｅｆ（０）に対して、回路を構成する素子の特性に起因する誤差電圧として、それぞれＶｏｆｆｓｅｔ１，Ｖｏｆｆｓｅｔ２だけ異なる電圧として出力される。しかし、これを考慮して、Ｄ／Ａ変換器２３の出力ＶＲＥＦの電圧Ｖｒｅｆ（０）が小さめに設定しているために、ＰＳＤ処理回路６の出力Ｖ１，Ｖ２は、Ｖ１，Ｖ２のダイナミックレンジ内に収まる。図４の例では、出力Ｖ１，Ｖ２のダイナミックレンジ上限をＶＨ、同じく下限をＶＬとして示し、出力Ｖ１，Ｖ２は、ＶＬからＶＨの範囲の電圧に少なくとも収まっていて、出力Ｖ１，Ｖ２は、飽和してはいない。

次に、図３に戻って、Ｓ２０５において、Ｄ／Ａ操作信号Ｓ１によりＤ／Ａ変換器１２を操作し、Ｄ／Ａ変換器１２の出力ＶＬＥＤから所定の初期電圧Ｖｌｅｄ（０）を出力させる。このことにより、ＬＥＤ駆動電流の初期値ＩＦ（０）は、数式１３から数式２１のように設定される（このタイミングは、図４におけるタイミングｔ４に相当する）。

ＩＦ（０）≒Ｖｌｅｄ（０）／ＲＬＥＤ …（２１）

但し、既に、Ｓ２０２において、ＬＥＤ発光制御信号をＨｉｇｈとしているために、この電流ＩＦは、ＬＥＤ３４には流れないで、ＴＲ１４のエミッタからコレクタに流れ、ＬＥＤ３４は非発光のままである。尚、Ｓ２０５におけるＬＥＤ駆動電流の初期値ＩＦ（０）は、ＬＥＤ発光制御信号をＬｏｗにして、ＬＥＤ３４を発光させても、ＰＳＤ処理回路６の出力Ｖ１，Ｖ２がそのダイナミックレンジを越えることのないような比較的小さな電流値に設定する。このタイミングは、図４におけるタイミングｔ４に相当する。

次に、Ｓ２０５の処理を終了すると、Ｓ２０６で後述する図５のフローチャートで示される補正レンズ位置検出処理を開始する。具体的には、ＭＣＵ１に内蔵される所定間隔で周期的に所定の割り込み処理を行う周期割込み処理起動機能を用い、所定周期間隔ｔｓ、例えば、１ｍｓ間隔で周期的に行われるインターバル割込み処理を許可にして、補正レンズ位置検出処理を許可する。Ｓ２０６の処理を終了すると、Ｓ２０７において、このＰＳＤ処理回路、ＬＥＤ駆動回路初期化処理を終了する。

以上、図３及び図４を用いて説明したＭＣＵ１によるＰＳＤ処理回路，ＬＥＤ駆動回路初期設定処理により、ＬＥＤ３４の駆動電流の初期値ＩＦ（０），ＰＳＤ処理回路６の回路の基準となるＤ／Ａ変換器２０の出力ＶＲＥＦの初期電圧Ｖｒｅｆ（０）が設定され、ＬＥＤ３４は非発光状態とされる。

この状態で、ＬＥＤ３４を発光させた場合にも、ＰＳＤ処理回路の出力Ｖ１，Ｖ２は、そのダイナミックレンジ内に収まる。但し、この状態では、ＬＥＤ駆動電流ＩＦ、及び、ＰＳＤ処理回路６の回路の基準となるＤ／Ａ変換器２０の出力ＶＲＥＦは、共に、ＰＳＤ処理回路６の出力Ｖ１，Ｖ２が飽和せずにダイナミックレンジ内に収まるように、いずれも小さめな値を初期値として設定されており、現在の状態では、ＰＳＤ処理回路６の出力Ｖ１，Ｖ２の補正レンズ位置が変化したときの出力変化量が小さく、Ｓ／Ｎの高い補正レンズ位置の検出ができてはいない。

次に、以下で説明する方法により、ＰＳＤ処理回路６の出力Ｖ１，Ｖ２のダイナミックレンジをより大きく確保し、Ｓ／Ｎの高い補正レンズ位置の検出を行い、また、ＬＥＤの時間的光量変化の問題、及び、ＰＳＤ処理回路６の出力オフセット電圧の時間的ドリフトによる問題を解決する。

（レンズ位置検出処理）図５は、ＭＣＵ１に内蔵されるプログラムのうち、本発明に関する部分のみを示したフローチャートである。一方、図６は、図５で規定されるＭＣＵ１の行う本発明に関する動作をより明確にするためのタイミングチャートであり、ＬＥＤ駆動回路５、及び、ＰＳＤ処理回路６の各信号の変化等を説明のためにわかりやすく示したものである。

図５に示される補正レンズ位置検出処理は、ＭＣＵ１に内蔵される所定間隔で周期的に所定の割り込み処理を行う周期割込み処理起動機能を用い、所定周期間隔ｔｓ、例えば、１ｍｓ間隔で周期的に繰り返し行われるインターバル割込み処理であり、前述した図３のＳ２０６の処理により、この処理が許可され、動作を開始する。

この補正レンズ位置検出処理は、Ｓ１００からその処理が開始され、Ｓ１０１において、補正レンズ位置検出回数ｎを更新する。具体的には、数式２２に示される通り、ｎに＋１加算してｎとする。

ｎ＝ｎ＋１ …（２２）

この補正レンズ位置検出回数ｎは、前述した図３のＳ２０１で示される通り、初期値として、この補正レンズ位置検出処理が開始される前に０とされ、所定時間間隔毎に行われる、この補正レンズ位置検出処理のＳ１０１のタイミングで＋１されることにより、ｎは後述するＳ１０６の処理により、補正レンズ位置ＬＲが算出されるわけであるが、ｎはこの補正レンズ位置ＬＲの検出回数を示すこととなる。

Ｓ１０１の処理が終了すると、Ｓ１０２において、ＰＳＤ処理回路６の出力Ｖ１，Ｖ２をＭＣＵ１に内蔵されたＡ／Ｄ変換機能を用いて量子化、つまりは、Ａ／Ｄ変換し、その値をそれぞれＶｄ１（ｎ）及びＶｄ２（ｎ）とする。

Ｖｄ１（ｎ）＝出力Ｖ１のＡ／Ｄ変換値 …（２３）
Ｖｄ２（ｎ）＝出力Ｖ２のＡ／Ｄ変換値 …（２４）

尚、現時点で、ＬＥＤ発光制御信号は、Ｈｉｇｈであり、上記Ｖｄ１，Ｖｄ２は、ＬＥＤ３４の発光していない状態でのＰＳＤ処理回路６の出力Ｖ１，Ｖ２値に相当し、ＰＳＤ３５からの光電流Ｉ１，Ｉ２が共にゼロである場合のＶ１，Ｖ２に相当する。つまり、前述した数式１８，数式１９に示されるＶｄ１，Ｖｄ２に相当し、本来、Ｖ１，Ｖ２に出力されるはずの理想電圧Ｖｒｅｆに、ＰＳＤ３５の暗電流、ＯＰ２１，ＯＰ２２の入力オフセット電圧、入力オフセット電流，入力バイアス電流等の影響により、不要に出力Ｖ１，Ｖ２に出力されるオフセット電圧Ｖｏｆｆｓｅｔ１，Ｖｏｆｆｓｅｔ２が加算された電圧として出力された電圧が検出される。尚、このタイミングは、図６のタイミングｔ１１に相当する。

Ｓ１０２の処理の処理を終了すると、Ｓ１０３において、ＬＥＤ駆動回路５のＬＥＤ発光制御信号を操作し、Ｌｏｗとすることによって、ＬＥＤ３４を発光させる。尚、このタイミングは、図６のタイミングｔ１２に相当し、ＬＥＤ３４の発光と同時に、ＰＳＤ処理回路６の出力Ｖ１，Ｖ２が応答し始める。

Ｓ１０３の処理を終了すると、Ｓ１０４において、ＰＳＤ処理回路６の出力Ｖ１、Ｖ２が安定するまでの時間を待つ。この時間は、Ｓ１０３において、ＬＥＤ３４を発光させてから、ＬＥＤ駆動回路５が応答してＬＥＤ３４の発光量が安定し、かつ、そのＬＥＤ３４の発光開始を受けて、ＰＳＤ処理回路６の出力が応答して、出力が安定するまでの時間である。Ｓ１０４では、少なくともＰＳＤ処理回路６の出力Ｖ１，Ｖ２が十分安定するまでの時間を確保する。この待ち時間は、例えば数１０μｓオーダの値となる。

Ｓ１０４の処理が終了すると、Ｓ１０５において、ＰＳＤ処理回路６の出力Ｖ１，Ｖ２をＭＣＵ１に内蔵されたＡ／Ｄ変換機能を用いて量子化、つまりは、Ａ／Ｄ変換し、その値をそれぞれＶ１（ｎ）及びＶ２（ｎ）とする。尚、このタイミングは、図６のタイミングｔ１３に相当する。

Ｖ１（ｎ）＝出力Ｖ１のＡ／Ｄ変換値 …（２５）
Ｖ２（ｎ）＝出力Ｖ２のＡ／Ｄ変換値 …（２６）

次に、Ｓ１０５の処理を終了すると、Ｓ１０６において、数式２７を用いて、第ｎ回目の補正レンズ位置ＬＲ（ｎ）を算出する。

ＬＲ（ｎ）＝Ｋ１×［（Ｖｄ１（ｎ）−Ｖ１（ｎ））−（Ｖｄ２（ｎ）−Ｖ２（ｎ））］／［（Ｖｄ１（ｎ）−Ｖ１（ｎ））＋（Ｖｄ２（ｎ）−Ｖ２（ｎ））
］＋Ｋ２ …（２７）

尚、数式２７は、前述した数式２０を基にした式であり、Ｖｄ１（ｎ）及びＶｄ２（ｎ）は、ＬＥＤ３４が発光していないときのＰＳＤ処理回路６の出力Ｖ１，Ｖ２のＡ／Ｄ変換値である。一方、Ｖ１（ｎ）及びＶ２（ｎ）は、ＬＥＤ３４が発光しているときのＰＳＤ処理回路６の出力Ｖ１，Ｖ２のＡ／Ｄ変換値である。それらから、数式２７により算出される補正レンズ位置ＬＲ（ｎ）は、ＰＳＤ処理回路６の素子に起因するオフセット電圧による誤差を除去した正確な補正レンズ位置の算出が可能となる。

また、ＰＳＤ処理回路６の出力Ｖ１，Ｖ２に含まれているオフセット電圧Ｖｏｆｆｓｅｔ１，Ｖｏｆｆｓｅｔ２は、時間と共に変化してドリフトするが、このＡ／Ｄ変換するタイミング、つまり、ＬＥＤ３４が発光していないときのＰＳＤ処理回路６の出力Ｖ１，Ｖ２をＡ／Ｄ変換するタイミング、つまり、タイミングｔ１１と、ＬＥＤ３４が発光しているときのＰＳＤ処理回路６の出力Ｖ１，Ｖ２をＡ／Ｄ変換するタイミング、つまり、タイミングｔ１３とは、時間的に無視できる程小さい。具体的な例としては、数１０μｓオーダにすることが可能である。このため、この間のＰＳＤ処理回路６の出力Ｖ１，Ｖ２に含まれるオフセット電圧Ｖｏｆｆｓｅｔ１，Ｖｏｆｆｓｅｔ２のドリフトは、無視することが可能となり、数式２７によって算出される補正レンズ位置ＬＲ（ｎ）は、ＰＳＤ処理回路６の出力のオフセット電圧の時間的変化、ドリフトの影響を解決することが可能となる。

Ｓ１０６の処理を終了すると、Ｓ１０７において、ＬＥＤ駆動回路５のＬＥＤ発光制御信号をＨｉｇｈにして、ＬＥＤ３４を非発光とする。尚、このタイミングは、図６のタイミングｔ１４に相当し、ＬＥＤ３４を非発光にしたことに応答して、ＰＳＤ処理回路６の出力Ｖ１，Ｖ２は、ＬＥＤ３４の発光を開始したタイミングｔ１２以前の電圧付近に戻って行く。

Ｓ１０７の処理を終了すると、Ｓ１０８において、次回の補正レンズ位置検出処理（具体的には、補正レンズ位置検出処理は、所定間隔ｔｓ、例えば、１ｍｓ間隔でその処理が繰り返し行われるわけであるから、次回の補正レンズ位置検出処理とは、現在行っているこの処理が終了し、所定時間ｔｓ後に行われる補正レンズ位置検出処理のことを言う）のために、ＰＳＤ処理回路６の回路基準となる電圧、具体的には、Ｄ／Ａ変換器２３の出力ＶＲＥＦに設定する電圧Ｖｒｅｆ（ｎ＋１）を数式２８，数式２９により算出する。

Ｖｒｅｆ（ｎ＋１）＝Ｖｒｅｆ（ｎ）＋ Ｖｒｅｆ …（２８）
Ｖｒｅｆ＝ＶａｄｊＨ−（Ｖｄ１（ｎ）とＶｄ２（ｎ）のどちらか高い方）
…（２９）

尚、ＶａｄｊＨは、所定値であり、ＬＥＤ３４を発光していないときのＰＳＤ処理回路６の出力Ｖ１，Ｖ２を合わせ込もうとする電圧であり、オフセット電圧合わせ込み電圧と呼ぶものとする。前述した図１のＰＳＤ処理回路６の説明の通り、Ｄ／Ａ変換器２３の出力ＶＲＥＦを、例えば、１Ｖ変更したとすると、理想的には、出力Ｖ１，Ｖ２は、そのＶＲＥＦの電圧変更した１Ｖだけ変化し、ＶＲＥＦ電位の変化量に対して、１：１でＶ１，Ｖ２の電圧は変化する。但し、回路上の誤差、例えば、Ｄ／Ａ変換器２３の出力誤差、或いは、ＯＰ２１、ＯＰ２２の入力オフセット電圧、入力バイアス電流、入力オフセット電流等の時間的変化、ＰＳＤ３５の暗電流の時間的変化等により、Ｖ１，Ｖ２が理想の変化量から誤差を持つ。このような理由で、オフセット電圧合わせ込み電圧ＶａｄｊＨは、出力Ｖ１，Ｖ２のダイナミックレンジ上限ＶＨに対して、若干、低い電圧に設定する。

Ｓ１０８において、電圧Ｖｒｅｆ（ｎ＋１）が算出されると、Ｓ１０９においてＤ／Ａ操作信号Ｓ２により、Ｄ／Ａ変換器２３を操作し、Ｄ／Ａ変換器２３の出力ＶＲＥＦの電圧をＶｒｅｆ（ｎ＋１）とする。尚、このタイミングは、図６のタイミングｔ１５に相当する。このことにより、ＰＳＤ処理回路６の出力Ｖ１，Ｖ２は、徐々に変化し、次回の補正レンズ位置検出処理を開始するタイミング、つまり、図６で示すとタイミングｔ１７では、出力Ｖ１，Ｖ２の内の高い方、図６の例では、出力Ｖ２がオフセット電圧合わせ込み電圧ＶａｄｊＨ付近に合わせ込まれる。

Ｓ１０９の処理を終了すると、Ｓ１１０において、次回の補正レンズ位置検出処理（具体的には、補正レンズ位置検出処理は、所定間隔ｔｓ、例えば、１ｍｓ間隔でその処理が繰り返し行われるわけであるから、次回の補正レンズ位置検出処理とは、現在行っているこの処理が終了し、所定時間ｔｓ後に行われる補正レンズ位置検出処理のことを言う）のために、ＬＥＤ３４の駆動電流ＩＦ（ｎ＋１）を設定するためのＤ／Ａ変換器１２の出力ＶＬＥＤの出力電圧Ｖｌｅｄ（ｎ＋１）を数式３７を用いて算出し、Ｓ１１１において、Ｄ／Ａ操作信号Ｓ１により、Ｄ／Ａ変換器１２を操作し、Ｄ／Ａ変換器１２の出力ＶＬＥＤの電圧をＶｌｅｄ（ｎ＋１）とする。このことにより、次回の補正レンズ位置検出処理のＳ１０３にて、ＬＥＤ３４を発光したときに、Ｓ１１１によって設定した駆動電流でＬＥＤ３４が駆動されることとなる。尚、このときにＬＥＤに流れる電流値ＩＦ（ｎ＋１）を数式３０に示す。

詳しく説明すると、数式３０により、出力Ｖ１についての現在の出力Ｖ１の振幅、つまりは、ＬＥＤ３４を発光させないときの電圧Ｖｄ１（ｎ）と、ＬＥＤ３４を発光させたときの出力Ｖ１の電圧Ｖ１（ｎ）との差Ｖ１ｐｐ（ｎ）を算出する。Ｖ１ｐｐ（ｎ）は、出力Ｖ１の現在の信号振幅を意味する。

Ｖ１ｐｐ（ｎ）＝Ｖｄ１（ｎ）−Ｖ１（ｎ） …（３０）

次に、ＬＥＤ３４を発光させないときの出力Ｖ１の電圧は、Ｓ１０８及びＳ１０９の処理により、ＰＳＤ処理回路６の基準となる電圧ＶＲＥＦを変更したことにより、ほぼＶｄ１（ｎ）＋ Ｖｒｅｆの電圧に変化して行く。よって、ＬＥＤ３４の発光量を変更して、ＬＥＤ３４を発光させた場合の出力Ｖ１を所定の合わせ込もうとする電圧ＶａｄｊＬ（これをＬＥＤ発光量合わせ込み電圧ＶａｄｊＬとする）に合わせ込もうとした場合に、このことにより得られる出力Ｖ１の振幅は、数式３１に示されるＶ１ｐｐ（ｎ＋１）となる。

Ｖ１ｐｐ（ｎ＋１）＝（Ｖｄ１（ｎ）＋ Ｖｒｅｆ）−ＶａｄｊＬ …（３１）

以上のことから、ＰＳＤ処理回路６の出力Ｖ１について言えば、数式３２で算出されるＫＩＦ１の比率だけ、ＬＥＤ３４の光量を現在の光量から変化させれば、出力Ｖ１については、最も有効なダイナミックレンジを得ることができ、Ｓ／Ｎが最も良くなることとなる。

ＫＩＦ１＝Ｖ１ｐｐ（ｎ＋１）／Ｖ１ｐｐ（ｎ） …（３２）

同様のことを出力Ｖ２について示したのが、数式３３，数式３４，数式３５である。

Ｖ２ｐｐ（ｎ）＝Ｖｄ２（ｎ）−Ｖ２（ｎ） …（３３）
Ｖ２ｐｐ（ｎ＋１）＝（Ｖｄ２（ｎ）＋ Ｖｒｅｆ）−ＶａｄｊＬ …（３４）
ＫＩＦ２＝Ｖ２ｐｐ（ｎ＋１）／Ｖ２ｐｐ（ｎ） …（３５）

つまり、出力Ｖ１については、ＫＩＦ１倍、出力Ｖ２については、ＫＩＦ２倍だけ、現在のＬＥＤ発光量を変更するのが最適であり、出力Ｖ１，Ｖ２を共にダイナミックレンジ内に収めるためには、ＬＥＤ３４の光量は、ＫＩＦ１とＫＩＦ２のどちらか小さい方分だけ変更するのが最適となる。ここで、前述した通り、ＬＥＤ３４の光量は、駆動電流ＩＦにほぼ比例し、また、ＬＥＤ３４の駆動電流ＩＦは、Ｄ／Ａ変換器１２の出力ＶＬＥＤの電圧Ｖｌｅｄにほぼ比例することから、次回の補正レンズ位置検出時のＬＥＤ駆動電流ＩＦ（ｎ＋１）、及び、そのためのＤ／Ａ変換器１２の出力ＶＲＥＦの設定電圧Ｖｒｅｆ（ｎ＋１）の最適値は、数式３６，数式３７となる。

ＩＦ（ｎ＋１）＝（ＫＩＦ１とＫＩＦ２のどちらか小さい方）×ＩＦ（ｎ） …（３６）
Ｖｌｅｄ（ｎ＋１）＝（ＫＩＦ１とＫＩＦ２のどちらか小さい方）×Ｖｌｅｄ（ｎ） …（３７）

尚、ＬＥＤ発光量合わせ込み電圧ＶａｄｊＬは、ＬＥＤ３４の時間的光量変化、ＰＳＤ処理回路６を構成する素子に起因する出力Ｖ１，Ｖ２の時間的変化、及び、補正レンズの位置が変化することによる出力Ｖ１，Ｖ２の変化等のために、出力ダイナミックレンジ下限ＶＬぎりぎりに、出力Ｖ１，Ｖ２が出力されるよう設定した場合には、出力Ｖ１，Ｖ２が飽和してしまう可能性があるために、Ｖ１，Ｖ２のダイナミックレンジ下限ＶＬに対して、若干、余裕をもって高めに設定する。

次に、Ｓ１１１の処理を終了すると、Ｓ１１２において、補正レンズ位置検出処理を終了する。尚、この補正レンズ位置検出処理は、所定時間ｔｓ間隔で繰り返し行われるために、Ｓ１０６の処理により、ほぼリアルタイムに数式２７を用いて正確な補正レンズ位置を算出しつつ、Ｓ１０８，Ｓ１０９の処理により、ほぼリアルタイムにＰＳＤ処理回路６のオフセット電圧を補正しつつ、かつ、Ｓ１１０，Ｓ１１１の処理により、ほぼリアルタイムでＬＥＤ３４の光量を最適な値に調整することができる。よって、常にいつも、ＬＥＤ３４は、最適な光量に制御され、ＰＳＤ処理回路６の出力Ｖ１，Ｖ２は、最も広いダイナミックレンジの範囲が確保され、常に、Ｓ／Ｎの良い、精度の良い補正レンズ位置検出を行うことが可能となる。

図６に示されるタイミングチャートは、図５で示されるフローチャートのＭＣＵ１の処理により、いかにＰＳＤ処理回路６の出力Ｖ１，Ｖ２がそのダイナミックレンジ内でより広い振幅を得られるかを示した一例である。以下、図５に示されるＭＣＵ１の処理ステップに対比させながら、図６の説明をする。まず、タイミングｔ１１において、図５のＳ１０２の処理により、ＬＥＤ３４が発光していない状態でのＰＳＤ処理回路６の出力Ｖ１，Ｖ２がＡ／Ｄ変換され、それぞれＶｄ１（ｎ），Ｖｄ２（ｎ）とされる。図６の例では、このときの出力Ｖ１，Ｖ２の電圧は、そのダイナミックレンジ上限ＶＨに対して余裕があり、さらに、オフセット電圧合わせ込み電圧ＶａｄｊＨに対しても、多少低めの電圧として出力されている。

タイミングｔ１２において、図５のＳ１０３の処理により、ＬＥＤ３４の発光が開始されると、それに応じて出力Ｖ１，Ｖ２は、その電圧を変化させ始め、図５のＳ１０４での安定時間待ち後のＳ１０５の処理のタイミング、つまり、図５のタイミングｔ１３では、出力Ｖ１，Ｖ２がほぼ完全に安定している。

タイミングｔ１３において、ＬＥＤ３４が発光した状態でのＰＳＤ処理回路６の出力Ｖ１，Ｖ２をＡ／Ｄ変換し、その結果をそれぞれＶ１（ｎ），Ｖ２（ｎ）とし、タイミングｔ１１でＡ／Ｄ変換したＬＥＤ３４が発光していないときのＡ／Ｄ変換結果Ｖｄ１（ｎ），Ｖｄ２（ｎ）とから補正レンズ位置ＬＲ（ｎ）が算出される。尚、図６の例では、出力Ｖ１，Ｖ２は、そのダイナミックレンジの下限、及び、ＬＥＤ発光量合わせ込み電圧ＶａｄｊＬに対して、余裕のある電圧が出力されている。

タイミングｔ１４において、図５のＳ１０７の処理により、ＬＥＤ３４が非発光にされ、タイミングｔ１５において、図５のＳ１０８，Ｓ１０９の処理により、ＰＳＤ処理回路６の基準となる電圧、具体的には、Ｄ／Ａ変換器２３の出力ＶＲＥＦがＶｒｅｆ（ｎ＋１）に設定される。このことにより、次回のＬＥＤ３４が発光していない状態でのＰＳＤ処理回路６の出力Ｖ１，Ｖ２をＡ／Ｄ変換するタイミングｔ１７では、出力Ｖ１，Ｖ２の高い方の電圧、この例ではＶ２が、オフセット電圧合わせ込み電圧ＶａｄｊＨにほぼ調整されている。

タイミングｔ１６において、図５のＳ１１０，Ｓ１１１の処理により、ＬＥＤ３４の光量が調整される、具体的には、ＬＥＤ駆動回路５のＤ／Ａ変換器１２の出力ＶＬＥＤがＶｌｅｄ（ｎ＋１）に設定される。このことにより、次回のＬＥＤ３４が発光した状態でのＰＳＤ処理回路の出力Ｖ１，Ｖ２をＡ／Ｄ変換するタイミングｔ１９では、出力Ｖ１，Ｖ２の低い方の電圧、この例ではＶ１が、ＬＥＤ発光量合わせ込み電圧ＶａｄｊＬにほぼ調整されている。

以上、説明した動作（タイミングｔ１１からタイミングｔ１６までの動作）が図５の補正レンズ位置検出処理により、所定時間間隔ｔｓ毎に繰り返され（タイミングｔ１１〜ｔ１６の一連の動作がタイミングｔ１７〜タイミングｔ２２で繰り返されるというように）、常に、ＬＥＤ３４の光量は、最適に調整され、かつ、ＰＳＤ処理回路６の出力Ｖ１，Ｖ２は、そのダイナミックレンジ内に収まり、かつ、出力Ｖ１，Ｖ２の出力振幅は、最も広く確保される。

（変形形態）以上、本発明の実施の形態を具体的一例を上げて説明したが、本発明は、その具体例に限定されず、例えば、以下のような応用に用いても構わない。
（１） 例えば、発光部の素子としては、ＬＥＤに限定されず、例えば、レーザーダイオードを用いても構わない。
（２） 補正レンズ位置検出装置としては、本発明では、ＬＥＤ３４及びＰＳＤ３５を固定部材とし、スリット部材３３を補正レンズ３１と同時に移動させる構造を用いたが、例えば、ＰＳＤ３５を固定とし、ＬＥＤ３４とスリット部材を、補正レンズ３１と同時に移動させるような構造であっても構わない。

（３） 本実施形態では、ＰＳＤ処理回路６の基準となる電圧Ｖｒｅｆを１つだけ設けたが、例えば、Ｄ／Ａ変換器をもう一つ設けて、２つのＤ／Ａ変換器の出力をＯＰ２１，ＯＰ２２の各＋端子に、それぞれ独立に入力しても構わない。このことにより、出力Ｖ１，Ｖ２のオフセット電圧の調整を独立に行うことができ、具体的には、図５のＳ１０８、Ｓ１０９の処理において、オフセット電圧合わせ込み電圧ＶａｄｊＨにＶ１，Ｖ２の両方をより精度良く合わせ込むことが可能となり、出力Ｖ１，Ｖ２は、より広いダイナミックレンジを確保することが可能となる。

（４） 本実施形態では、図５のＳ１１０，Ｓ１１１のおいて、次回のＬＥＤ３４の発光量を、ＬＥＤ３４が発光していないときと発光したときのＰＳＤ処理回路６の出力とから決定しているが、例えば、ＰＳＤ処理回路６のオフセット電圧Ｖｏｆｆｓｅｔ１，Ｖｏｆｆｓｅｔ２が無視されるほど小さいのであれば、ＬＥＤ３４を発光していない場合には、ほぼ、ＰＳＤ処理回路６の基準となる電圧Ｖｒｅｆが出力Ｖ１，Ｖ２から出力されるはずであり、次回のＬＥＤ３４の発光量は、ＬＥＤ３４を発光しているときのＰＳＤ処理回路６の電圧から決定可能であり、次回のＬＥＤ３４の発光量を、ＬＥＤ３４を発光していないときのＰＳＤ処理回路６の電圧を用いないで、ＬＥＤ３４を発光しているときのＰＳＤ処理回路６の電圧から決定しても構わない。

その場合には、ＬＥＤ３４を発光していない場合のＶｄ１（ｎ）は、Ｄ／Ａ変換器２３の出力ＶＲＥＦの電圧Ｖｒｅｆ（ｎ）とほぼ一致し、数式３０は、数式３８となり、また、数式３１は数式３９となる。

Ｖ１ｐｐ（ｎ）＝Ｖｒｅｆ（ｎ）−Ｖ１（ｎ） …（３８）
Ｖ１ｐｐ（ｎ＋１）＝Ｖｒｅｆ（ｎ）−ＶａｄｊＬ …（３９）

同様に、Ｖ２についても、数式３３，数式３４は、数式４０，数式４１となる。

Ｖ２ｐｐ（ｎ）＝Ｖｒｅｆ（ｎ）−Ｖ２（ｎ） …（４０）
Ｖ２ｐｐ（ｎ＋１）＝Ｖｒｅｆ（ｎ）−ＶａｄｊＬ …（４１）

上記数式３８，３９，４０，４１から、数式３２，数式３５及び数式３７により、次回のＤ／Ａ変換器１２の出力ＶＬＥＤの出力電圧Ｖｌｅｄ（ｎ＋１）を算出すればよい。

１ ＭＣＵ（ワンチップマイクロコンピュータ）
５ ＬＥＤ駆動回路
６ ＰＳＤ処理回路
１１ 演算増幅器
１２ Ｄ／Ａ変換器
１３，１４ トランジスタ
２１，２２ 演算増幅器
２３ Ｄ／Ａ変換器
３０ シフト部材
３１ 補正レンズ
３２ａ，３２ｂ バネ
３３ スリット部材
３４ ＬＥＤ（発光ダイオード）
３５ ＰＳＤ
３６ａ，３６ｂ ヨーク
３７ コイル
３８ マグネット
３９ フィルム面
４０ カメラ本体
４１ 光軸
４２，４３ 撮影レンズ

Claims (3)

1. ブレを補正するように駆動されるブレ補正光学系の位置を検出するブレ補正光学系位置検出装置において、
   発光状態と非発光状態の切り替えを行うことのできる発光部と、
   基準となる電圧の変更に応じて、その出力の電圧を変更可能であり、前記発光部からの入射光を受ける光学的位置検出素子を用いた受光部と、前記発光部が非発光状態のときの前記受光部の電圧に応じて、前記基準となる電圧を変更する制御部と、
   を有することを特徴とするブレ補正光学系位置検出装置。
2. 請求項１に記載のブレ補正光学系位置検出装置において、
   前記制御部は、前記発光部の非発光状態での前記受光部の電圧に応じて、前記基準となる電圧を変更する動作を、所定間隔で繰り返し行うこと、
   を特徴とするブレ補正光学系位置検出装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載のブレ補正光学系位置検出装置において、
   前記受光部は、ディジタル値をアナログ値に変換し、前記基準となる電圧を生成するＤ／Ａ変換器を有し、前記制御部は、前記Ｄ／Ａ変換器を操作することによって、前記基準となる電圧を変更すること、
   を特徴とするブレ補正光学系位置検出装置。

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