JP2001013538A

JP2001013538A - 光学機器

Info

Publication number: JP2001013538A
Application number: JP18858599A
Authority: JP
Inventors: Kazuki Konishi; 一樹小西
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-07-02
Filing date: 1999-07-02
Publication date: 2001-01-19

Abstract

(57)【要約】【課題】不十分な振れ補正制御を行った為に却って像
を劣化させてしまうといったことを防止すると共に、光
学系の焦点調節の為の情報の算出精度を確保できるよう
にする。【解決手段】振れを検出する振れ検出手段と、該振れ
検出手段の出力より振れ補正情報を算出する演算やその
他の動作制御に用いる情報を算出する為の演算を行う演
算手段と、該演算手段にて算出された振れ補正情報に基
づいて像振れ補正を行う像振れ補正手段とを有する光学
機器において、前記演算手段での演算負荷が重いとき
は、前記補正情報の算出の為の演算は中断し、前記振れ
検出手段からの出力の取り込みは行うように、前記演算
手段を制御する演算制御手段（＃１１１→＃１１６）を
有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カメラ等の振れ補
正を行う振れ補正手段とを有する光学機器の改良に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＭＰＵ，測距装置，測光装置，ス
トロボ装置，メモリ，振れセンサ，補正レンズ，補正レ
ンズ駆動装置，前記補正レンズの位置を検出するセン
サ，シャッタ，シャッタ駆動装置を備えた像振れ補正機
能を有するカメラにおいて、シャッタ制御時及びストロ
ボ発光時は、前記補正レンズの位置情報を用いず、オー
プン制御で振れ補正制御を行うようにし、露光時の振れ
補正制御中に行われるシャッタ制御、及び、ストロボ発
光による電気的ノイズにより補正レンズ位置検出系の出
力にノイズが乗り、振れ補正精度に影響が生じることを
防止することができるカメラが、特開平９−８０５１２
号などに開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述の様に特開平９−
８０５１２号においては、シャッタ制御時及びストロボ
発光時などのＭＰＵの防振処理以外の負荷が重いときに
は、補正レンズ位置情報を用いず、オープン制御で振れ
補正制御を行っている。

【０００４】しかしながら、これだけでは更にＭＰＵの
負荷が重くなるＡＦ演算期間中などには対応することが
できず、演算遅れにより入力信号のサンプリング間隔が
広がるために演算誤差が生じ、手振れ補正の制御が不十
分になり、場合によっては逆に像を劣化させてしまうと
いった問題点がある。

【０００５】（発明の目的）本発明の目的は、不十分な
振れ補正制御を行った為に却って像を劣化させてしまう
といったことを防止すると共に、光学系の焦点調節の為
の情報の算出精度を確保することのできる光学機器を提
供しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の本発明は、振れを検出する振れ検
出手段と、該振れ検出手段の出力より振れ補正情報を算
出する演算やその他の動作制御に用いる情報を算出する
為の演算を行う演算手段と、該演算手段にて算出された
振れ補正情報に基づいて像振れ補正を行う像振れ補正手
段とを有する光学機器において、前記演算手段での演算
負荷が重いときは、前記補正情報の算出の為の演算は中
断し、前記振れ検出手段からの出力の取り込みは行うよ
うに、前記演算手段を制御する演算制御手段を有する光
学機器とするものである。

【０００７】同じく上記目的を達成するために、請求項
２に記載の本発明は、第１の方向の振れを検出する第１
の振れ検出手段と、前記第１の方向とは異なる第２の方
向の振れを検出する第２の振れ検出手段と、前記第１及
び第２の振れ検出手段の出力より振れ補正情報を算出す
る為の演算やその他の動作制御に用いる情報を算出する
為の演算を行う演算手段と、該演算手段にて算出された
振れ補正情報に基づいて第１及び第２の方向の像振れ補
正を行う像振れ補正手段とを有する光学機器において、
前記演算手段での演算負荷が重いときは、前記第１と第
２の振れ検出手段のうちの一方の出力より振れ補正情報
の算出を行う為の演算は中断し、前記第１と第２の振れ
検出手段のうちの一方からの出力の取り込みは行うよう
に、前記演算手段を制御する演算制御手段を有する光学
機器とするものである。

【０００８】同じく上記目的を達成するために、請求項
３に記載の本発明は、第１の方向の振れを検出する第１
の振れ検出手段と、前記第１の方向とは異なる第２の方
向の振れを検出する第２の振れ検出手段と、前記第１及
び第２の振れ検出手段の出力より振れ補正情報を算出す
る為の演算やその他の動作制御に用いる情報を算出する
為の演算を行う演算手段と、該演算手段にて算出された
振れ補正情報に基づいて第１及び第２の方向の像振れ補
正を行う像振れ補正手段と、姿勢検知手段とを有する光
学機器において、前記演算手段での演算負荷が重いとき
は、前記姿勢センサにより検知される該光学機器の姿勢
情報に応じて、前記第１と第２の振れ検出手段のうちの
一方の出力より振れ補正情報の算出を行う為の演算は中
断し、前記第１と第２の振れ検出手段のうちの一方から
の出力の取り込みは行うように、前記演算手段を制御す
る演算制御手段を有する光学機器とするものである。

【０００９】同じく上記目的を達成するために、請求項
７に記載の本発明は、振れを検出する振れ検出手段と、
該振れ検出手段の出力より振れ補正情報を算出する為の
演算やその他の動作制御に用いる情報を算出する為の演
算を行う演算手段と、該演算手段にて算出された振れ補
正情報に基づいて像振れ補正を行う像振れ補正手段とを
有する光学機器において、前記演算手段での演算負荷が
重いときは、前記振れ補正情報の算出の為の処理は中断
し、前記振れ検出手段からのデータの取り込みは行うよ
うに、前記演算手段を制御し、演算負荷が軽くなる事に
より、前記演算手段に前記中断中に取り込んだデータに
より前記振れ補正情報の算出の為の演算を再開するよう
に指示する演算制御手段を有する光学機器とするもので
ある。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
に基づいて詳細に説明する。

【００１１】図１は本発明の実施の第１の形態に係るカ
メラの主要部分の構成を示すブロック図であり、同図に
おいて、１はＭＰＵ（マイクロプロセッシングユニッ
ト）、２はメモリ、３はＡＦセンサ、４は焦点調整用レ
ンズ（ＡＦ用レンズ）、５は焦点調整用レンズを駆動す
るためのドライバ、６はピッチ方向の振れを検出する振
動ジャイロ等の振れセンサ、７はヨー方向の振れを検出
する振動ジャイロ等の振れセンサ、８，９は前記振れセ
ンサ６，７の出力を増幅する増幅回路、１０はピッチ方
向に補正レンズを駆動するための補正レンズ駆動装置、
１１はヨー方向に補正レンズを駆動するための補正レン
ズ駆動装置、１２は手振れを補正するための補正レンズ
である。

【００１２】図１において、振れセンサ６，７の出力
は、増幅回路８，９を介してＭＰＵ１のＡ／Ｄ変換入力
端子に接続されている。そして、前記振れセンサ６，７
によって検出されたカメラの手振れの角速度を積分して
位置信号を求め、その値を用いて制御を行っている。す
なわち、手振れ量に相当する量だけ手振れを補正する方
向に補正レンズ１２を駆動する事で、手振れを補正して
いる。

【００１３】その手振れ補正のシーケンスについて、図
２に示すフローチャートを用いて説明する。

【００１４】カメラのメインスイッチがオンするなどし
てメインシーケンスが開始されると、まず、図２（ａ）
のステップ＃１０１において、ＭＰＵ１は初期処理の一
連の動作の中で不図示のＥＥＰＲＯＭから各種のパラメ
ータを読み込み、メモリ２の所定のアドレスに格納す
る。そして、次のステップ＃１０２において、補正レン
ズ１２のセンタリングを行う。

【００１５】次のステップ＃１０３においては、ＭＰＵ
１はシャッタボタンの第１ストロークによりオンする不
図示のスイッチＳＷ１がオンされるなどして防振（Ｉ
Ｓ）システムの一連の動作の開始指示が撮影者によって
なされたか否かを判定し、防振動作の開始指示がなされ
たなら（但し、振れ補正は未だ行っていない）、ステッ
プ＃１０４へ進み、以下の処理で用いる変数の初期化な
どのを行う。そして、次のステップ＃１０５において、
サンプリングのタイミングを得るためのタイマを起動す
る。このタイマは、一定間隔毎に割り込みを発生するも
のである。その間隔は手振れの防止能力によって決定さ
れるが、通常は５００μsec 〜１ｍsec 程度になる。

【００１６】ステップ＃１０７は、ＡＦ処理中などに記
憶したデータを用いた処理を行う部分である。

【００１７】後述する様に、ＡＦ処理要求がなくなった
時点でＡＦ処理中に記憶したデータを用いたディジタル
フィルタ演算を開始する。よって、ＡＦ処理の要求が生
じる前はステップ＃１０６を含む部分をループし、割り
込みが生じるのを待っている。ステップ＃１０７のディ
ジタルフィルム演算はＡＦ処理中でなく、かつＡＦ処理
中などに記憶されたデータがメモリ２にある間、実行さ
れる。

【００１８】ＭＰＵ１は上記のタイマからの割り込みが
発生する毎に、図２（ｂ）のシーケンスを実行する。

【００１９】図２（ｂ）に示す割り込み時のシーケンス
では、まずステップ＃１１１において、ＡＦ処理中か否
かの判定を行い、ＡＦ処理中はステップ＃１１６に進
む。次に、メモリ２にディジタル演算を行うデータがあ
るか否かの判定を行う。このデータを用いたディジタル
フィルタ演算はステップ＃１０７にて行われる訳である
が、メモリ２にデータがあるという事は、ＡＦ処理中に
記憶されたデータを用いたディジタルフィルタ演算が終
了していないということであり、この場合、補正レンズ
の駆動を行うと像の劣化を招く恐れがあるため、補正レ
ンズの駆動は行わない。よって、メモリ２にデータがあ
る場合はステップ＃１１２からステップ＃１１６へ進
む。

【００２０】そして、ＡＦ処理中ではなく（＃１１１の
Ｎ（なお、ＮはＮＯを意味し、ＹはＹＥＳを意味す
る））、かつ、メモリ２にＡＦ処理中などに記憶された
データが無ければ（＃１１２のＮ）、ステップ＃１１３
に進み、以下の処理を実行する。

【００２１】まず、ピッチ方向及びヨー方向の振れを検
出する振れセンサ６，７の出力をＡ／Ｄ変換入力端子か
ら交互に読み込む。詳しくは、ステップ＃１１３におい
て、初めはピッチ方向の振れを検出する振れセンサ６の
出力をＡ／Ｄ変換入力端子から増幅器８を介して読み込
む。この手振れ信号は、手振れの角速度が零のときにＡ
／Ｄ変換の入力範囲の中心値になり、手振れの角速度が
正のとき中心値より大きい出力に、手振れの角速度が負
のとき中心値より小さい出力に、なるようになってい
る。よって、ＭＰＵ１はＡ／Ｄ変換入力端子から読み込
んだ出力値（Ｖin）からＡ／Ｄ変換の入力範囲の中心値
（Ｖｏ）を引いた値（Ｖｐ）を求め、この値（Ｖｐ）を
積分した値を用いて補正レンズ１２の制御を行う。

【００２２】次いで、ステップ＃１１４において、ＭＰ
Ｕ１はＶｐを用いてディジタルフィルタリングを行う。
これは積分とその前段で行うハイパスフィルタリングを
同時に行う。ハイパスフィルタリングはＶｐに重畳する
わずかなオフセット成分が積分されることによって、積
分された値がオーバーフローすることを防止するために
行われる。ディジタルフィルタの設計は、対象とする手
振れの周波数帯域やカメラの性能から要求される手振れ
補正に精度などにより変化するが、今回はハイパスフィ
ルタ，積分器ともにポールが１Ｈｚのものと、両者のポ
ールが 0.2Ｈｚのものを設計し、制御中にポールが１Ｈ
ｚのものからポールが 0.2Ｈｚのものに切り換える。こ
れによっては制御中の位相誤差を無くすとともに、早期
にフィルタ出力を安定化させることが可能になる。この
ポールとなる周波数の切り換えを時定数切り換えと称し
ている。実際には、ＭＰＵ１は次式に従って出力を順次
求めていく。

【００２３】Ｙｐ_n ＝ａ１×（Ｘｐ_n-2 −Ｘｐ_n ）＋ａ
２×Ｙｐ_n −１＋ａ３×Ｙｐ_n-2 上式におけるパラメータａ１，ａ２，ａ３が時定数切り
換え時に変更される。この切り換えは積分開始後１秒く
らいに行われる。Ｘｐ_n はｎ番目のサンプリング点ｎに
おけるピッチ方向のフィルタの入力値、すなわちＶｐで
ある。

【００２４】また、Ｘｐ_n ，Ｙｐ_n はｎ番目のサンプリ
ング点ｎにおけるピッチ方向のフィルタの出力値、Ｘｐ
_n-1 ，Ｙｐ_n-1 はｎ−１番目のサンプリング点ｎ−１に
おけるピッチ方向のフィルタの入力値，出力値、Ｘ
_n-2 ，Ｙ_n-2 はｎ−２番目のサンプリング点ｎ−２にお
けるピッチ方向のフィルタの入力値，出力値である。前
述のＶｐを適当に変換することにより、この入力値を得
ることができる。また、最初のサンプリング（ｎ＝０）
において、Ｘｐ_n-2 ，Ｙｐ_n-1 ，Ｙｐ_n-2 は零とする。
同様に、二番目のサンプリング（ｎ＝１）において、Ｘ
ｐ_n-2 ，Ｙｐ_n-2 は零とする。

【００２５】次いで、ステップ＃１１５において、ＭＰ
Ｕ１はＹｐ_n から補正レンズ１２の駆動位置を求める。
この実施の形態では、ムービングマグネット（ＭＭ）を
用いたコイルに流す電流に比例した位置に補正レンズが
移動する駆動装置を用いている。

【００２６】ＭＰＵ１はＹｐ_n の値からコイルに与える
電流値を求める。今はコイルに流す電流はアナログ量と
して与えるのではなく、ＰＷＭ（パルス幅変調）したも
のとディジタル量として与えるようにしている。これは
ＭＰＵ１を用いて電流を制御する際はコスト的に有利で
あるなどの理由による。よって、Ｙｐ_n の値からＰＷＭ
のデュティーを求めるテーブルを用意しておき、ＭＰＵ
１はＹｐ_n の値から該当するＰＷＭのデュティーの値が
格納されているメモリのアドレスを求め、その値を読み
込むことでＰＷＭのデュティーを設定する。なお、この
テーブルはＥＥＰＲＯＭに設定しておくことが望まし
い。

【００２７】このようにしてＰＷＭの周期，デュティー
が求まったならば、ＭＰＵ１は所定のレジスタにこの値
を設定する。これにより、ＰＷＭされた駆動信号が補正
レンズ駆動装置１０に与えられる。駆動信号を与えられ
た補正レンズ駆動装置１０は、与えられた信号に比例す
る電流値をコイルに流し、補正レンズ１２をピッチ方向
（垂直方向）の所定位置に駆動する。すなわち、次の駆
動信号が与えられるまでは、いま与えられた駆動信号に
従って補正レンズ１２を所定位置に保持する。

【００２８】次のタイマからの割り込みが生じたら、Ａ
Ｆ処理中か否か、メモリ２にデータがあるか否かを判定
し、ＡＦ処理中でなく、かつ、メモリ２にデータがなけ
ればステップ＃１１３に進む。そして、ステップ＃１１
３において、ＭＰＵ１はヨー方向の振れを検出する振れ
センサ７の出力を増幅器９を介してＡ／Ｄ変換入力端子
から読み込む。ここでＭＰＵ１はＡ／Ｄ変換入力端子か
ら読み込んだ出力値（Ｖin）からＡ／Ｄ変換の入力範囲
の中心値（Ｖｏ）を引いた値（Ｖｙ）を求め、この値
（Ｖｙ）を用いて補正レンズ１２の制御を行う。次い
で、ステップ＃１１４において、ＭＰＵ１はＶｙを用い
てディジタルフィルタリングを行う。これは積分とその
前段で行うハイパスフィルタリングを同時に行う。今回
はハイパスフィルタ，積分器ともにポールが１Ｈｚのも
のと、両者のポールが 0.2Ｈｚのものを設計し、制御中
にポールが１Ｈｚのものからポールが 0.2Ｈｚのものに
切り換える。実際にはＭＰＵは次式に従って出力を順次
求めていく。

【００２９】Ｙｙ_n ＝ａ１×（Ｘｙ_n-2 −２−Ｘｙ_n ）
＋ａ２×Ｙｙ_n-1 ＋ａ３×Ｙｙ_n-2 上式におけるパラメータａ１，ａ２，ａ３が時定数切り
換え時に変更される。この切り換えは積分開始後１秒く
らに行われる。Ｘｙ_n はｎ番目のサンプリング点ｎにお
けるヨー方向のフィルタの入力値、すなわち、Ｖｙであ
る。また、Ｙｙ _n はｎ番目のサンプリング点ｎにおける
ヨー方向のフィルタの出力値、Ｘｙ_n-1，Ｙｙ_n-1 はｎ
−１番目のサンプリング点ｎ−１におけるヨー方向のフ
ィルタの入力値，出力値、Ｘｙ_n-2 ，Ｙｙ_n-2 はｎ−２
番目のサンプリング点ｎ−２におけるヨー方向のフィル
タの入力値，出力値である。最初のサンプリング（ｎ＝
０）において、Ｘｙ_n-2 、Ｙｙ_n-1 、Ｙｙ_n-2 は零とす
る。同様に二番目のサンプリング（ｎ＝１）において、
Ｘｙ_n-2 ，Ｙｙ_n-2 は零とする。

【００３０】次いで、ステップ＃１１５において、ＭＰ
Ｕ１はＹｙ_n から補正レンズ１２の駆動位置を求める。
上記の様にこの実施の形態では、ムービングマグネット
（ＭＭ）を用いたコイルに流す電流に比例した位置に補
正レンズ１２が移動する駆動装置を用いている。ＭＰＵ
１はＹｙ_n の値からコイルに与える電流値を求める。今
はコイルに流す電流はアナログ量として与えるのではな
く、ＰＷＭ（パルス幅変調）したものとディジタル量と
して与えるようにしている。よって、Ｙｙ_n の値からＰ
ＷＭのデュティーを求めるテーブルを用意しておき、Ｍ
ＰＵ１はＹｐ_nの値から該当するＰＷＭのデュティーの
値が格納されているメモリのアドレスを求め、その値を
読み込むことでＰＷＭのデュティーを設定する。

【００３１】このようにしてＰＷＭの周期，デュティー
が求まったならば、ＭＰＵ１は所定のレジスタにこの値
を設定する。これにより、ＰＷＭされた駆動信号が補正
レンズ駆動装置１１に与えられる。駆動信号を与えられ
た補正レンズ駆動装置１１は、与えられた信号に比例す
る電流値をコイルに流し、補正レンズ１２をヨー方向
（水平方向）の所定位置に駆動する。すなわち、次の駆
動信号が与えられるまでは、いま与えられた駆動信号に
従って補正レンズ１２を所定位置に保持する。

【００３２】上記の様にして補正レンズ１２の駆動が開
始されたならば、一定時間、補正レンズ１２の駆動安定
化のための防振処理を行う。すなわち、上述の様に、タ
イマからの割り込みが生じる度にピッチ，ヨー両方の振
れセンサ６，７の出力を交互にＡ／Ｄ変換端子から読み
取り、ディジタルフィルタリング演算を行い、その結果
から所望の補正レンズの駆動位置を与えるコイルに流す
電流値（ＰＷＭのデュティー）を求め、その値を所定の
レジスタに設定することで、補正レンズ１２を駆動す
る。

【００３３】この処理中にＡＦ演算処理を行う要求が生
じている間は、前記サンプリングのタイミングを得るた
めのタイマによる割り込みが発生した際に、上記のよう
なディジタルフィルタ処理は行わず、Ａ／Ｄ変換入力端
子から振れセンサ６，７の出力を読み込み、その値をメ
モリ２に記憶する処理のみを行う（図２（ｂ）のステッ
プ＃１１１→＃１１６）。

【００３４】この処理に要する時間は、全処理時間の
0.01 ％以下なので、ＡＦ演算処理に悪影響を与えるこ
とはない。但し、既にディジタルフィルタリング処理を
始めた場合は次の割り込みのタイミングから処理の中断
を開始するものとする。

【００３５】この中断中は、補正レンズ１２の駆動も中
断する（＃１１３〜＃１１５を通過せず）。補正レンズ
１２の駆動の再開は、メモリ２に記憶したデータを用い
たディジタルフィルタ演算が終了し、Ａ／Ｄ変換入力端
子からの入力値によるディジタルフィルタ演算が開始さ
れたサンプリングタイミングから行うものとする。すな
わち、ディジタルフィルタ出力のない空白区間が記憶さ
れたデータによる演算によってすべて満たされ、ディジ
タルフィルタ出力のリアルタイム性が確立された時点か
ら駆動が再開される。これは、ディジタルフィルタ演算
中断中や、再開直後は、ディジタルフィルタの出力値が
中断せずに継続した場合の値とは異なるからである。

【００３６】ＡＦ演算処理を行う要求がなくなったなら
ば、メモリ２に記憶された値を用いたディジタルフィル
タ演算を行う（図２（ａ）のステップ＃１０６→＃１０
７）。

【００３７】そして、この処理中（＃１０７の処理
中）、前記サンプリングのタイミングを得るためのタイ
マによる割り込みが発生した際には、メモリ２にステッ
プ＃１０７で処理すべきデータがあるのでステップ＃１
１２からステップ＃１１６へ進み、Ａ／Ｄ変換入力端子
から振れセンサ６又は７の出力を読み込み、その値をメ
モリ２に記憶する処理を行い、Ａ／Ｄ変換入力端子から
読み込んだ値を用いたディジタルフィルタ処理は行わな
い。

【００３８】今、ディジタルフィルタ演算に要する時間
は振れセンサの出力のサンプリングタイミングよりは十
分短いので、Ａ／Ｄ変換入力端子から読み込んだ振れセ
ンサ６，７の出力の記憶する周期より、該メモリ２に記
憶された値を用いてのディジタルフィルタ演算の周期の
方が遥かに短いので、この処理は比較的早い段階で終了
する。メモリ２に記憶された値がなくなったならば、こ
のメモリ２に記憶された値を用いたディジタルフィルタ
演算は終了し、通常の処理に戻る。すなわち、前記サン
プリングのタイミングを得るためのタイマによる割り込
みが発生した際に、Ａ／Ｄ変換入力端子から振れセンサ
６，７の出力を読み込み、その値を用いて上記のような
ディジタルフィルタ処理を行う。

【００３９】前述のように、この段階で補正レンズ１２
の駆動を再開する。

【００４０】このように、ＡＦ演算処理を行うＭＰＵ１
における防振制御以外の処理の負荷が重いときに、手振
れ信号のディジタルフィルタ処理を中断し、中断中は振
れセンサ６，７からの出力の取り込みを行い、ＡＦ演算
処理が終了し、ＭＰＵ１の負荷が軽くなったなら、防振
演算を再開し、再開後は中断中に取り込んだデータを用
いて手振れ信号の演算処理を行うことにより、不十分な
手振れ補正の制御により像を劣化させてしまうといった
問題点を防止することを可能にした。

【００４１】（実施の第２の形態）図３は本発明の実施
の第２の形態に係るカメラの主要部分の構成を示すブロ
ック図であり、図１と異なるのは、カメラの姿勢を検出
するための姿勢センサ１３を付加した点のみである。

【００４２】この実施の第２の形態においては、振れセ
ンサ６，７によって検出されたカメラの手振れの角速度
を積分して位置信号を求め、その値を用いて制御を行っ
ている。すなわち、手振れ量に相当する量だけ手振れを
補正する方向に補正レンズ１２を駆動する事で、手振れ
を補正している。振れセンサ６，７の出力の積分は、Ａ
／Ｄ変換前にＭＰＵ１の外部に設けられた積分回路で行
ってもよいが、この実施の形態ではＡ／Ｄ変換後に、Ｍ
ＰＵ１によって行う、いわゆるディジタルフィルタによ
って行うこととする。

【００４３】また、この実施の形態では、ＡＦ演算処理
など、ＭＰＵ１の防振処理以外の処理の負荷が重いとき
に、一軸方向（ピッチまたはヨー方向）のディジタルフ
ィルタ演算を中断し、振れセンサ６，７の出力値を記憶
するのみの処理を行う軸方向を姿勢センサ１３の出力に
より決定する。

【００４４】その手振れ補正のシーケンスを、図４及び
図５に示すフローチャートを用いて説明する。

【００４５】カメラのメインスイッチがオンするなどし
てメインシーケンスが開始されると、まずステップ＃２
０１において、ＭＰＵ１は初期処理の一連の動作の中で
不図示のＥＥＰＲＯＭから各種のパラメータを読み込
み、メモリ２の所定のアドレスに格納する。そして、次
のステップ＃２０２において、補正レンズ１２のセンタ
リングを行う。続くステップ＃２０３において、シャッ
タボタンの第１ストロークによって不図示のスイッチＳ
Ｗ１がオンされるなどして防振システムの一連の動作の
開始指示が撮影者によってなされたことを判定するとス
テップ＃２０４へ進み、以下の処理で用いる変数の初期
化などのを行う。

【００４６】次のステップ＃２０５においては、ＭＰＵ
１はサンプリングのタイミングを得るためのタイマを起
動する。このタイマは、一定間隔毎に割り込みを発生す
るものである。その間隔は手振れの防止能力によって決
定されるが、通常は５００μsec 〜１ｍsec 程度にな
る。

【００４７】ステップ＃２０７は、ＡＦ処理中などに記
憶したデータを用いた処理を行う部分である。

【００４８】後述する様に、ＡＦ処理要求がなくなった
時点でＡＦ処理中に記憶したデータを用いたディジタル
フィルタ演算を開始する。よって、ＡＦ処理の要求が生
じる前はステップ＃２０６を含む部分をループし、割り
込みが生じるのを待っている。ステップ＃２０７のディ
ジタルフィルム演算はＡＦ処理中でなく、かつＡＦ処理
中などに記憶されたデータがメモリ２にある間、実行さ
れる。

【００４９】ＭＰＵ１はＡＦ処理中でなくかつメモリ２
にデータのない場合は、このタイマからの割り込みが発
生する度に、ピッチ方向の振れを検出する振れセンサ
６，７の出力をＡ／Ｄ変換入力端子から交互に読み込む
が、まずはピッチ方向の振れを検出する振れセンサ６の
出力をＡ／Ｄ変換入力端子から増幅器８を介して読み込
む（＃２１４）。この手振れ信号は、手振れの角速度が
零のときにＡ／Ｄ変換の入力範囲の中心値になり、手振
れの角速度が正のとき中心値より大きい出力に、手振れ
の角速度が負のとき中心値より小さい出力に、なるよう
になっている。よって、ＭＰＵ１はＡ／Ｄ変換入力端子
から読み込んだ出力値（Ｖin）からＡ／Ｄ変換の入力範
囲の中心値（Ｖｏ）を引いた値（Ｖｐ）を求め、この値
（Ｖｐ）を積分した値を用いて補正レンズ１２の制御を
行う。

【００５０】次いで、ＭＰＵ１はＶｐを用いてディジタ
ルフィルタリングを行う（＃２１６）。これは積分とそ
の前段で行うハイパスフィルタリングを同時に行う。ハ
イパスフィルタリングはＶｐに重畳するわずかなオフセ
ット成分が積分されることによって、積分された値がオ
ーバーフローすることを防止するために行われる。ディ
ジタルフィルタの設計は対象とする手振れの周波数帯域
やカメラの性能から要求される手振れ補正に精度などに
より変化するが、今回はハイパスフィルタ，積分器とも
にポールが１０Ｈｚ，２Ｈｚ，１Ｈｚ， 0.1Ｈｚのもの
を設計し、制御中にポールが１０Ｈｚのものからポール
が 0.1Ｈｚのものに順次切り換える。これによっては制
御中の位相誤差をなくすとともに、早期にフィルタ出力
を安定化させることが可能になる。実際にはＭＰＵは次
式に従って出力を順次求めていく。

【００５１】Ｙｐ_n ＝ａ１×（Ｘｐ_n-2 −Ｘｐ_n ）＋ａ
２×Ｙｐ_n-1 ＋ａ３×Ｙｐ_n-2 上式におけるパラメータａ１，ａ２，ａ３が時定数切り
換え時に変更される。この切り換えは積分開始後１秒く
らいの間に順次行われる。例えば、積分開始 0.1秒後に
ポール周波数１０Ｈｚから２Ｈｚに、 0.3秒後に１Ｈｚ
に、そして１秒後に 0.1Ｈｚに切替える。また、Ｘｐ_n
はｎ番目のサンプリング点ｎにおけるピッチ方向のフィ
ルタの入力値、すなわちＶｐである。また、Ｘｐ_n ，Ｙ
ｐ_n はｎ番目のサンプリング点ｎにおけるピッチ方向の
フィルタの出力値、Ｘｐ_n-1 ，Ｙｐ_n-1 はｎ−１番目の
サンプリング点ｎ−１におけるピッチ方向のフィルタの
入力値，出力値、Ｘ_n-2 ，Ｙ_n-2 はｎ−２番目のサンプ
リング点ｎ−２におけるピッチ方向のフィルタの入力
値，出力値である。最初のサンプリング（ｎ＝０）にお
いて、Ｘｐ_n-2 ，Ｙｐ_n-1 ，Ｙｐ_n-2 には零とする。同
様に二番目のサンプリング（ｎ＝１）において、Ｘｐ
_n-2 ，Ｙｐ_n-2 には零とする。なお、この実施の形態に
おいては、ハイパスフィルタと積分器を一体にしたフィ
ルタを用いているが、この二つのフィルタを別々に計算
しても構わない。

【００５２】次のタイマからの割り込みが生じたら、Ａ
Ｆ処理中でなくかつメモリ２にデータがない場合は、Ｍ
ＰＵ１はヨー方向の振れを検出する振れセンサ７の出力
を増幅器９を介してＡ／Ｄ変換入力端子から読み込む
（＃２１５）。ここで、ＭＰＵ１はＡ／Ｄ変換入力端子
から読み込んだ出力値（Ｖin）からＡ／Ｄ変換の入力範
囲の中心値（Ｖｏ）を引いた値（Ｖｙ）を求め、この値
（Ｖｙ）を用いて補正レンズの制御を行う。

【００５３】次いで、ＭＰＵ１はＶｙを用いてディジタ
ルフィルタリングを行う（＃２１７）。これは積分とそ
の前段で行うハイパスフィルタリングを同時に行う。今
回はハイパスフィルタ、積分器ともにポールが１０Ｈ
ｚ，２Ｈｚ，１Ｈｚ， 0.1Ｈｚのものを設計し、制御中
にポールが１０Ｈｚのものからポールが 0.1Ｈｚのもの
に順次切り換える。実際にはＭＰＵは次式に従って出力
を順次求めていく。

【００５４】Ｙｙ_n ＝ａ１×（Ｘｙ_n-2 −Ｘｙ_n ）＋ａ
２×Ｙｙ_n-1 ＋ａ３×Ｙｙ_n-2 上式におけるパラメータａ１，ａ２，ａ３が時定数切り
換え時に変更される。この切り換えは積分開始後１秒く
らいの間に順次行われる。例えば、積分開始 0.1秒後に
ポール周波数１０Ｈｚから２Ｈｚに、 0.3秒後に１Ｈｚ
に、そして１秒後に 0.1Ｈｚに切り換える。また、Ｘｙ
_n はｎ番目のサンプリング点ｎにおけるヨー方向のフィ
ルタの入力値、すなわちＶｙである。また、Ｙｙ_n はｎ
番目のサンプリング点ｎにおけるヨー方向のフィルタの
出力値、Ｘｙ_n-1 ，Ｙｙ_n-1 はｎ−１番目のサンプリン
グ点ｎ−１におけるヨー方向のフィルタの入力値，出力
値、Ｘｙ_n-2 ，Ｙｙ_n-2 はｎ−２番目のサンプリング点
ｎ−２におけるヨー方向のフィルタの入力値，出力値で
ある。最初のサンプリング（ｎ＝０）において、Ｘｙ
_n-2 ，Ｙｙ_n-1 ，Ｙｙ_n-2 には零とする。同様に二番目
のサンプリング（ｎ＝１）において、Ｘｙ_n-2 ，Ｙｙ
_n-2 には零とする。

【００５５】この処理中にＡＦ演算処理を行う要求が生
じている間は（＃２１１のＹ（ＹＥＳを意味する））、
ピッチ軸，ヨー軸のどちらかは前記サンプリングのタイ
ミングを得るためのタイマによる割り込みが発生した際
に上記のようなディジタルフィルタ処理は行わず、Ａ／
Ｄ変換入力端子から振れセンサの出力を読み込み、その
値をメモリ２に記憶する処理のみを行う（＃２２０→＃
２２１→＃２２５、＃２２６→＃２２７→＃２３１）。
もう一方の軸に関しては、前記サンプリングのタイミン
グを得るためのタイマによる割り込みが発生した際に、
上記のようなディジタルフィルタ処理は行う（＃２２２
又は＃２２８）。これにより防振処理に要する時間は半
分近くになり、ＡＦ演算処理に十分の時間を与えること
が可能になる。

【００５６】ピッチ軸，ヨー軸のどちらの軸のディジタ
ルフィルタ処理を中断するかは、姿勢センサ１３の出力
による。もし姿勢センサ１３の出力よりカメラがいわゆ
る横位置である事がわかったなら（＃２２１のＹ）、ヨ
ー軸方向のディジタルフィルタ演算を中断し、ピッチ軸
方向のディジタルフィルタ演算は継続する（＃２２
２）。逆に姿勢センサ１３の出力よりカメラがいわゆる
縦位置である事がわかったなら（＃２２７のＹ）、ピッ
チ軸方向のディジタルフィルタ演算を中断し、ヨー軸方
向のディジタルフィルタ演算は継続する（＃２２８）。
但し、既にディジタルフィルタリング処理を始めた場合
は次の割り込みのタイミングから処理の中断を開始する
ものとする。

【００５７】ＡＦ演算処理を行う要求がなくなったなら
ばＡＦ処理中に記憶されたデータがメモリ２にあるので
（＃２０６のＮ）、メモリ２に記憶された値を用いたデ
ィジタルフィルタ演算を行う（＃２０７）。そして、前
記サンプリングのタイミングを得るためのタイマ２によ
る割り込みが発生した際には、ＡＦ処理中などに記憶さ
れたデータがメモリ２にあるので（＃２１２→＃２１
９）、Ａ／Ｄ変換入力端子から振れセンサ６又は７の出
力を読み込み、その値をメモリ２に記憶する処理を行
い、Ａ／Ｄ変換入力端子から読み込んだ値を用いたディ
ジタルフィルタ処理は行わない。すなわち、メモリ２に
振れセンサ６又は７の出力を記憶しながら、記憶された
値を用いたディジタルフィルタ演算を行っていく。

【００５８】今、ディジタルフィルタ演算に要する時間
は振れセンサ６，７の出力のサンプリングタイミングよ
りは十分短いので、Ａ／Ｄ変換入力端子から読み込んだ
振れセンサ６，７の出力の記憶する周期より、メモリ２
に記憶された値を用いてのディジタルフィルタ演算の周
期の方が遥かに短いので、この処理は比較的早い段階で
終了する。メモリ２に記憶された値がなくなったなら
ば、このメモリ２に記憶された値を用いたディジタルフ
ィルタ演算は終了し、通常の処理に戻る。すなわち、前
記サンプリングのタイミングを得るためのタイマによる
割り込みが発生した際に、Ａ／Ｄ変換入力端子から振れ
センサの出力を読み込み、その値を用いて上記のような
ディジタルフィルタ処理を行う。

【００５９】このディジタルフィルタ処理中にシャッタ
ボタンが第２ストロークまで押されて不図示のスイッチ
ＳＷ２がオンしたならば（＃２１７のＹ，＃２２３の
Ｙ，＃２２９のＹ）、ディジタルフィルタの出力を基に
ＭＰＵ１は補正レンズ１２を駆動する（＃２１８，＃２
２４，＃２３０）。具体的には、まずＭＰＵ１はＹｐ_n
から補正レンズの駆動位置を求める。この実施の形態で
はムービングマグネット（ＭＭ）を用いたコイルに流す
電流に比例した位置に補正レンズが移動する駆動装置を
用いている。ＭＰＵ１はＹｐ_n （またはＹｙ_n ) の値か
らコイルに与える電流値を求める。今はコイルに流す電
流はアナログ量として与えるのではなく、ＰＷＭ（パル
ス幅変調）したものとディジタル量として与えるように
している。これはＭＰＵ１を用いて電流を制御する際は
コスト的に有利であるなどの理由による。よって、Ｙｐ
_n （またはＹｙ_n ) の値からＰＷＭのデュティーを求め
るテーブルを用意しておき、ＭＰＵはＹｐ_n （またはＹ
ｙ_n ) の値から該当するＰＷＭのデュティーの値が格納
されているメモリのアドレスと求め、その値を読み込む
ことでＰＷＭのデュティーを設定する。なお、このテー
ブルはＥＥＰＲＯＭに設定しておくことが望ましい。

【００６０】このようにしてＰＷＭの周期、デュティー
が求まったならば、ＭＰＵ１は所定のレジスタにこの値
を設定する。これにより、ＰＷＭされた駆動信号が補正
レンズ駆動装置１０（または補正レンズ駆動装置１１）
に与えられる。駆動信号を与えられた補正レンズ駆動装
置１０（または補正レンズ駆動装置１１）は、与えられ
た信号に比例する電流値をコイルに流し、補正レンズ１
２をピッチ方向（垂直方向）（またはヨー方向（水平方
向））の所定位置に駆動する。すなわち、次の駆動信号
が与えられるまでは、いま与えられた駆動信号に従って
補正レンズ１２を所定位置に保持する。

【００６１】このようにして補正レンズ１２の駆動を行
う。すなわち、上述のようにタイマからの割り込みが生
じる度にピッチ，ヨー両方の振れセンサ６，７の出力を
交互にＡ／Ｄ変換端子から読み取り、ディジタルフィル
タリング演算を行い、その結果から所望の補正レンズ１
２の駆動位置を与えるコイルに流す電流値（ＰＷＭのデ
ュティー）を求め、その値を所定のレジスタに設定する
ことで、補正レンズ１２を駆動する。

【００６２】なお、いわゆる一気押しがなされ、シャッ
タボタンの第１，第２のストロークが同時にオンになっ
た場合は、ＡＦ処理の終了後、ディジタルフィルタ処理
を中断した軸に関しては、メモリ２に記憶された値を用
いたディジタルフィルタ演算を行う。そして、メモリ２
に記憶された値がなくなった後に補正レンズ１２の駆動
を行う。これは、ディジタルフィルタ演算中断中（ＡＦ
処理中）や、再開直後は、ディジタルフィルタの出力値
が中断せずに継続した場合の値とは異なるからである。

【００６３】このように、ＡＦ演算処理を行うＭＰＵ１
における防振制御以外の処理の負荷が重いときに、姿勢
センサ１３の出力に応じて一軸方向（ピッチまたはヨー
方向）の手振れ信号のディジタルフィルタ処理を中断
し、中断中は振れセンサ６，７からの出力の取り込みを
行い、ＡＦ演算処理が終了し、ＭＰＵ１の負荷が軽くな
ったならＩＳ演算を再開し、再開後は中断中に取り込ん
だデータを用いて手振れ信号の演算処理を行うことによ
り、不十分な手振れ補正の制御により像を劣化させてし
まうといった問題点を防止することを可能にした。

【００６４】ここで、改めて以上の実施の各形態による
効果を述べる。

【００６５】１）ＡＦ演算処理を行うためにＭＰＵ１の
負荷が重くなるような場合には、手振れ信号の演算処理
を中断し、中断中は振れセンサ６，７からのデータの取
り込みを行い、前記ＡＦ演算処理が終了し、ＭＰＵ１の
負荷が軽くなったなら、防振演算を再開し、再開後は前
記中断中に取り込んだデータを用いて手振れ信号の演算
処理を行うようにしているので、不十分な手振れ補正の
制御より像を劣化させてしまうといった問題点を防止で
き、さらにＡＦ演算の精度を確保することが可能とな
る。

【００６６】２）姿勢センサ１３を有し、ＭＰＵ１の負
荷の状況とその姿勢センサ１３の出力に応じて、ピッチ
またはヨー方向の手振れ信号の演算処理を中断し、中断
中は振れセンサ６又は７からのデータの取り込みを行
い、前記ＡＦ演算処理が終了してＭＰＵ１の負荷が軽く
なったなら、ピッチまたはヨー方向のの防振演算を再開
し、再開後は前記中断中に取り込んだデータを用いて手
振れ信号の演算処理を行うようにしている。

【００６７】すなわち、姿勢センサ１３の出力から手振
れ防止装置の姿勢がいわゆる縦位置の際には、ピッチ方
向の手振れ信号の演算処理を中断し、中断中は振れセン
サ６からの出力の取り込みを行い、前記ＡＦ演算処理が
終了しＭＰＵ１の負荷が軽くなったなら、ピッチ方向の
防振演算を再開し、再開後は前記中断中に取り込んだデ
ータを用いて手振れ信号の演算処理を行い、逆に姿勢セ
ンサ１３のデータから手振れ防止装置の姿勢がいわゆる
横位置の際には、ヨー方向の手振れ信号の演算処理を中
断し、中断中は振れ検出センサ７からの出力の取り込み
を行い、前記ＡＦ演算処理が終了しＭＰＵ１の負荷が軽
くなったなら、ヨー方向の防振演算を再開し、再開後は
前記中断中に取り込んだデータを用いて手振れ信号の演
算処理を行うようにしている。これにより、不十分な手
振れ補正の制御より像を劣化させてしまうといった問題
点を防止でき、さらにＡＦ演算の精度を確保することが
可能となる。

【００６８】（変形例）上記実施の各形態では、カメラ
に適用した例を述べているが、防振機能を有する装置
や、更に焦点調節機能を有する装置にも同様に適用でき
るものである。

【００６９】また、ＭＰＵの負荷が重くなる例として、
ＡＦ演算処理を例にしているが、これに限定されるもの
ではなく、例えば被写体輝度を測定する為の測光演算
等、手振れ信号の演算以外のＭＰＵの負荷となる演算で
あれば、何れの演算であっても良い。

【００７０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
不十分な振れ補正制御を行った為に却って像を劣化させ
てしまうといったことを防止すると共に、光学系の焦点
調節の為の情報の算出精度を確保することができる光学
機器を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の第１の形態に係るカメラの主要
部分の回路構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の実施の第１の形態に係るカメラの主要
部分の動作を示すフローチャートである。

【図３】本発明の実施の第２の形態に係るカメラの主要
部分の回路構成を示すブロック図である。

【図４】本発明の実施の第２の形態に係るカメラの主要
部分の動作を示すフローチャートである。

【図５】同じく本発明の実施の第２の形態に係るカメラ
の主要部分の動作を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ＭＰＵ２メモリ３ＡＦセンサ４焦点調節用レンズ６，７振れセンサ１０，１１補正レンズ駆動装置１２補正レンズ１３姿勢センサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】振れを検出する振れ検出手段と、該振れ
検出手段の出力より振れ補正情報を算出する演算やその
他の動作制御に用いる情報を算出する為の演算を行う演
算手段と、該演算手段にて算出された振れ補正情報に基
づいて像振れ補正を行う像振れ補正手段とを有する光学
機器において、前記演算手段での演算負荷が重いとき
は、前記補正情報の算出の為の演算は中断し、前記振れ
検出手段からの出力の取り込みは行うように、前記演算
手段を制御する演算制御手段を有することを特徴とする
光学機器。
【請求項２】第１の方向の振れを検出する第１の振れ
検出手段と、前記第１の方向とは異なる第２の方向の振
れを検出する第２の振れ検出手段と、前記第１及び第２
の振れ検出手段の出力より振れ補正情報を算出する為の
演算やその他の動作制御に用いる情報を算出する為の演
算を行う演算手段と、該演算手段にて算出された振れ補
正情報に基づいて第１及び第２の方向の像振れ補正を行
う像振れ補正手段とを有する光学機器において、前記演
算手段での演算負荷が重いときは、前記第１と第２の振
れ検出手段のうちの一方の出力より振れ補正情報の算出
を行う為の演算は中断し、前記第１と第２の振れ検出手
段のうちの一方からの出力の取り込みは行うように、前
記演算手段を制御する演算制御手段を有することを特徴
とする光学機器。
【請求項３】第１の方向の振れを検出する第１の振れ
検出手段と、前記第１の方向とは異なる第２の方向の振
れを検出する第２の振れ検出手段と、前記第１及び第２
の振れ検出手段の出力より振れ補正情報を算出する為の
演算やその他の動作制御に用いる情報を算出する為の演
算を行う演算手段と、該演算手段にて算出された振れ補
正情報に基づいて第１及び第２の方向の像振れ補正を行
う像振れ補正手段と、姿勢検知手段とを有する光学機器
において、前記演算手段での演算負荷が重いときは、前
記姿勢センサにより検知される該光学機器の姿勢情報に
応じて、前記第１と第２の振れ検出手段のうちの一方の
出力より振れ補正情報の算出を行う為の演算は中断し、
前記第１と第２の振れ検出手段のうちの一方からの出力
の取り込みは行うように、前記演算手段を制御する演算
制御手段を有することを特徴とする光学機器。
【請求項４】前記演算制御手段は、前記演算手段での
演算負荷が重く、かつ、前記姿勢センサにより第１の姿
勢情報が検知されている場合は、前記第１の方向の振れ
補正情報の算出の為の演算は中断し、前記第１の振れ検
出手段からの出力の取り込みは行うように、前記演算手
段を制御することを特徴とする請求項３に記載の光学機
器。
【請求項５】前記演算制御手段は、前記演算手段の演
算負荷が重く、かつ、前記姿勢センサにより第２の姿勢
情報が検知されている場合は、前記第２の方向の振れ補
正情報の算出の為の演算は中断し、前記第２の振れ検出
手段からの出力の取り込みは行うように、前記演算手段
を制御することを特徴とする請求項３に記載の光学機
器。
【請求項６】前記演算制御手段は、前記演算手段での
演算負荷が軽くなる事により、前記中断中に取り込んだ
データにより前記振れ補正情報の算出の為の演算を再開
するように前記演算手段に指示することを特徴とする請
求項１〜５の何れかに記載の光学機器。
【請求項７】振れを検出する振れ検出手段と、該振れ
検出手段の出力より振れ補正情報を算出する為の演算や
その他の動作制御に用いる情報を算出する為の演算を行
う演算手段と、該演算手段にて算出された振れ補正情報
に基づいて像振れ補正を行う像振れ補正手段とを有する
光学機器において、前記演算手段での演算負荷が重いと
きは、前記振れ補正情報の算出の為の処理は中断し、前
記振れ検出手段からのデータの取り込みは行うように、
前記演算手段を制御し、演算負荷が軽くなる事により、
前記演算手段に前記中断中に取り込んだデータにより前
記振れ補正情報の算出の為の演算を再開するように指示
する演算制御手段を有することを特徴とする光学機器。
【請求項８】前記中断中に取り込んだデータにより振
れ補正情報の算出の為の演算が行われている間は、前記
像振れ補正手段の駆動を禁止することを特徴とする請求
項１〜８の何れかに記載の光学機器。
【請求項９】前記演算制御手段は、前記演算手段にて
光学系の焦点調節の為の情報算出の為の演算が行われる
場合に、前記演算手段の演算負荷が重いと判定すること
を特徴とする請求項１〜３，７の何れかに記載の光学機
器。