JP2008020703A - 像ブレ補正装置 - Google Patents

Abstract

【課題】撮像装置が固定手段に設定された場合であっても、正しく像ブレ補正処理を行うことができる像ブレ補正装置を提供する。
【解決手段】像ブレ補正装置は、撮像手段を有する撮像装置に用いられる像ブレ補正装置である。角速度センサを備える。角速度センサを制御し、角速度センサから出力された信号に基づいて像ブレ補正処理を行う制御部を備える。制御部は、撮像装置が固定手段に設置されていると判断した場合に、固定手段に設置されていないと判断した場合における像ブレ補正処理の感度に比べて低い感度で像ブレ補正処理を行う。
【選択図】図５

Description

本発明は、撮像装置における像ブレ補正装置に関し、三脚などの固定手段に設置された場合でも、正しく像ブレ補正処理を行う像ブレ補正装置に関する。

従来、カメラなどの撮像装置において撮像中に生じた手ブレ量に応じて、像ブレ補正レンズまたは撮像素子を光軸と垂直な平面上を移動させることにより結像面上での像ブレを抑制する像ブレ補正処理を行う装置が提案されている。

特許文献１は、撮像装置が三脚に取り付けられたか否かを判断し、取り付けられたと判断された場合には、像ブレ補正処理を行わない像ブレ補正装置を開示する。
特開２００６−８４５４０号公報

しかし、撮像装置が三脚などの固定手段に設置された場合には、手持ち撮影状態とは異なる振動的な衝撃を受けて像ブレ補正処理に悪影響を及ぼすおそれがある。特許文献１の装置では、像ブレ補正処理を行わないため、上述の悪影響を排除することが出来るが、像ブレ補正処理が行われないため、像ブレが生じるおそれがある。

したがって本発明の目的は、撮像装置が固定手段に設定された場合であっても、正しく像ブレ補正処理を行うことができる像ブレ補正装置を提供することである。

本発明に係る像ブレ補正装置は、撮像手段を有する撮像装置に用いられる像ブレ補正装置であって、角速度センサと、角速度センサを制御し、角速度センサから出力された信号に基づいて像ブレ補正処理を行う制御部とを備え、制御部は、撮像装置が固定手段に設置されていると判断した場合に、固定手段に設置されていないと判断した場合における像ブレ補正処理の感度に比べて低い感度で像ブレ補正処理を行う。

好ましくは、角速度センサから出力された信号に乗算して像ブレ量を算出する位置変換係数を小さくすることにより、像ブレ補正処理の感度は低く設定される。

また、好ましくは、撮像装置が前記固定手段に設置されたか否かの判断は、角速度センサから出力された信号が、一定のレベルを超えたか否かを判断することにより行われる。

さらに好ましくは、撮像装置がＡＦ駆動を行っている間は、撮像装置が固定手段に設置されたか否かを判断しない。

さらに好ましくは、ＡＦ駆動を行っている間は、焦点調節時に焦点位置に向けて撮像装置に取り付けられた撮影レンズを移動させるＡＦ駆動動作、ＡＦ駆動動作における変位方向と逆方向に駆動させて焦点位置近くで撮影レンズを急激に減速させるＡＦ逆転ブレーキ動作、及び焦点位置に撮影レンズを停止させるＡＦブレーキ動作のいずれかが行われている間である。

以上のように本発明によれば、撮像装置が固定手段に設定された場合であっても、正しく像ブレ補正処理を行うことができる像ブレ補正装置を提供することができる。

以下、本実施形態について、図を用いて説明する。撮像装置１は、デジタルカメラであるとして説明する。なお、方向を説明するために、撮像装置１において光軸ＬＸと直交する水平方向を第１方向ｘ、光軸ＬＸと直交する鉛直方向を第２方向ｙ、光軸ＬＸと平行な水平方向を第３方向ｚとして説明する。

撮像装置１の撮像に関する部分は、主電源のオンオフ切り替えを行うＰｏｎボタン１１、レリーズボタン１３、像ブレ補正ボタン１４、光学ファインダ１５、ファインダ表示部１５ａ、ＬＣＤモニタ１７、ミラー絞りシャッタ部１８、ＤＳＰ１９、ＣＰＵ２１、ＡＥ部２３、ＡＦ部２４、像ブレ補正部３０の撮像部３９ａ、及び撮影レンズ６７から構成される（図１〜３参照）。Ｐｏｎボタン１１の押下に対応してＰｏｎスイッチ１１ａのオンオフ状態が切り替えられ、これにより撮像装置１の主電源のオンオフ状態が切り替えられる。被写体像は、撮像部３９ａによって撮影レンズ６７を介した光学像として撮像され、ＬＣＤモニタ１７によって撮像された画像が表示される。また被写体像は光学ファインダ１５によって光学的に観察することも可能である。

レリーズボタン１３は、半押しすることにより測光スイッチ１２ａがオン状態にされ測光や測距及び合焦動作が行われ、全押しすることによりレリーズスイッチ１３ａがオン状態にされ撮像部３９ａ（撮像手段）による撮像（撮像動作）が行われ、撮影像がメモリされる。本実施形態では、レリーズスイッチ１３ａがオン状態にされた後でレリーズシーケンス動作が完了するまでの間、像ブレ補正処理が行われる。

ファインダ表示部１５ａは、ＣＰＵ２１のポートＰ８と接続され、光学ファインダ１５内に表示される。ファインダ表示部１５ａは、被写体像表示領域、像ブレ補正動作表示領域、カメラ動作状態表示領域を有する（不図示）。被写体表示領域は、被写体像が投影される領域で、像ブレ補正動作表示領域は、“手”を表すマーク等が表示されて、像ブレ補正動作が行われているか否かを表示する領域で、カメラ動作状態表示領域は、撮像装置１の動作状態（シャッタースピード、絞りなど）を表示する領域である。像ブレ補正動作表示領域に表示される“手”のマーク（像ブレ補正動作表示マーク）は、像ブレ補正パラメータＩＳが１に設定されて像ブレ補正動作が行われる場合に表示され、像ブレ補正パラメータＩＳが０に設定されて像ブレ補正動作が行われない場合には非表示にされる。

なお、像ブレ補正動作表示マークは、光学ファインダ１５内のファインダ表示部１５ａでなく、ＬＣＤモニタ１７に表示してもよいし、音声などで案内してもよい。

ミラー絞りシャッタ部１８は、ＣＰＵ２１のポートＰ７と接続され、レリーズスイッチ１３ａのオン状態に連動して、ミラー１８ａのＵＰ／ＤＯＷＮ、絞りの開閉（閉開）、及びシャッタ１８ｂの開閉動作を行う。ミラー１８ａのミラーアップ動作が行われる間、ミラーアップスイッチ（不図示）がオン状態にされるシャッタ１８ｂの先幕移動が行われている間、先幕移動信号（不図示）がオン状態にされる。

ＤＳＰ１９は、ＣＰＵ２１のポートＰ９、及び撮像部３９ａと接続され、ＣＰＵ２１の指示に基づいて、撮像部３９ａにおける撮像により得られた画像信号について、画像処理などの演算処理を行う。

ＣＰＵ２１は、撮像に関する各部の制御、後述する像ブレ補正に関する各部の制御を行う制御手段である。また、ＣＰＵ２１は、後述する補正モードか否かを判断する像ブレ補正パラメータＩＳの値、三脚検知パラメータＴＤ、角速度基準レベルＬＶＬ、及びレリーズ状態管理パラメータＲＰの値をメモリする。

レリーズ状態管理パラメータＲＰは、レリーズシーケンス動作に連動して値が切り替えられ、レリーズシーケンス動作中に値が１に設定され（図４のステップＳ２３〜Ｓ３１参照）、レリーズシーケンス動作終了の時に値が０に設定される（図４のステップＳ１３、Ｓ３１参照）。

三脚検知パラメータＴＤは、撮像装置１が三脚に設置された場合に１に設定され（図４のステップＳ１４参照）、設置されていない場合に０に設定される（図７のステップＳ７５、Ｓ７７参照）。撮像装置１が三脚に設置されたか否かは、第１、第２デジタル角速度ＶＶｘ_ｎ、ＶＶｙ_ｎの値が角速度基準レベルＬＶＬを超えたか否かによって判断される。具体的には、第１、第２デジタル角速度ＶＶｘ_ｎ、ＶＶｙ_ｎのいずれかの値が角速度基準レベルＬＶＬを超えた場合に、撮像装置１が三脚に設置されていないとして、三脚検知パラメータＴＤの値が０に設定される。その他の場合、すなわち第１、第２デジタル角速度ＶＶｘ_ｎ、ＶＶｙ_ｎの値がいずれも角速度基準レベルＬＶＬを超えていない場合に、撮像装置１が三脚に設置されているとして、三脚検知パラメータＴＤの値が１に設定される。

撮像装置１が三脚に設置されたか否かを判断する、三脚検知チェックは、一定時間間隔（１ｍｓ）ごとの割り込み処理において一定条件下で、割り込み処理が行われるたびに行われる。一定条件とは、レンズが移動することによる振動が第１、第２角速度センサ２６ａ、２６ｂに伝わり正しく三脚検知（角速度検出）が行われない間を除く期間である。具体的には、ＡＦ駆動が行われている期間、具体的にはＡＦ駆動動作、ＡＦ逆転ブレーキ動作、ＡＦブレーキ動作の間は三脚検知チェックが行われない（図７のステップＳ７１〜Ｓ７３参照）。

ＣＰＵ２１は、レリーズスイッチ１３ａがオン状態にされてから、後述する一連のレリーズシーケンス動作を実行する。

また、ＣＰＵ２１は、第１、第２デジタル角速度信号Ｖｘ_ｎ、Ｖｙ_ｎ、第１、第２デジタル角速度ＶＶｘ_ｎ、ＶＶｙ_ｎ、第１、第２デジタル角度Ｂｘ_ｎ、Ｂｙ_ｎ、位置Ｓ_ｎの第１方向ｘ成分Ｓｘ_ｎ、第２方向ｙ成分Ｓｙ_ｎ、第１駆動力Ｄｘ_ｎ、第２駆動力Ｄｙ_ｎ、Ａ／Ｄ変換後の位置Ｐ_ｎの第１方向ｘ成分ｐｄｘ_ｎ、第２方向ｙ成分ｐｄｙ_ｎ、第１、第２減算値ｅｘ_ｎ、ｅｙ_ｎ、第１、第２比例係数Ｋｘ、Ｋｙ、像ブレ補正処理のサンプリング周期θ、第１、第２積分係数Ｔｉｘ、Ｔｉｙ、及び第１、第２微分係数Ｔｄｘ、Ｔｄｙをメモリする。

ＡＥ部２３は、被写体の測光動作を実行して露光値を演算し、この露光値に基づき撮影に必要となる絞り値及び露光時間を演算する。ＡＦ部２４は、測距を行い、この測距結果に基づき撮影レンズ６７を光軸方向に変位させ焦点調節を行う。

焦点調節時、撮影レンズ６７の光軸方向への変位のために、焦点位置に向けて撮影レンズ６７を移動させるＡＦ駆動動作、ＡＦ駆動動作の変位方向と逆方向に駆動させて焦点位置近くで撮影レンズ６７を急激に減速させるＡＦ逆転ブレーキ動作、及び焦点位置に撮影レンズ６７を停止させるＡＦブレーキ動作の３つの動作が行われる。

撮像装置１の像ブレ補正装置すなわち像ブレ補正に関する部分は、像ブレ補正ボタン１４、ファインダ表示部１５ａ、ＬＣＤモニタ１７、ＣＰＵ２１、角速度検出部２５、駆動用ドライバ回路２９、像ブレ補正部３０、磁界変化検出素子の信号処理回路としてのホール素子信号処理回路４５、及び撮影レンズ６７から構成される。

像ブレ補正ボタン１４は、押下することにより像ブレ補正スイッチ１４ａがオン状態にされ、測光など他の動作と独立して、一定時間ごとに、角速度検出部２５、及び像ブレ補正部３０が駆動されて像ブレ補正処理が行われる。像ブレ補正スイッチ１４ａがオン状態にされた補正モードの場合に像ブレ補正パラメータＩＳが１に設定され、像ブレ補正スイッチ１４ａがオフ状態にされた補正モードでない場合に像ブレ補正パラメータＩＳが０に設定する。本実施形態ではこの一定時間を１ｍｓであるとして説明する。

これらのスイッチの入力信号に対応する各種の出力はＣＰＵ２１によって制御される。測光スイッチ１２ａ、レリーズスイッチ１３ａ、像ブレ補正スイッチ１４ａのオン／オフ情報は、それぞれ１ビットのデジタル信号としてＣＰＵ２１のＰ１２、Ｐ１３、Ｐ１４に入力される。ＡＥ部２３、ＡＦ部２４、ＬＣＤモニタ１７は、それぞれポートＰ４、Ｐ５、Ｐ６で信号の入出力が行われる。

次に、角速度検出部２５、駆動用ドライバ回路２９、像ブレ補正部３０、ホール素子信号処理回路４５についての詳細、及びＣＰＵ２１との入出力関係について説明する。

角速度検出部２５は、第１、第２角速度センサ２６ａ、２６ｂ、第１、第２ハイパスフィルタ回路２７ａ、２７ｂ、及び第１、第２アンプ２８ａ、２８ｂを有する。第１、第２角速度センサ２６ａ、２６ｂは、撮像装置１の第１方向ｘ（第２方向ｙに平行な軸周りのヨーイング）及び第２方向ｙ（第１方向ｘに平行な軸周りのピッチング）の角速度を検出する。第１角速度センサ２６ａは、第１方向ｘの角速度（ヨーイング角速度）を、第２角速度センサ２６ｂは第２方向ｙの角速度（ピッチング角速度）を検出するジャイロセンサである。第１、第２ハイパスフィルタ回路２７ａ、２７ｂは、第１、第２角速度センサ２６ａ、２６ｂからの出力のヌル電圧やパンニングである低周波成分をカットする（アナログハイパスフィルタ処理）。第１、第２アンプ２８ａ、２８ｂは、低周波成分がカットされた角速度に関する信号を増幅し、第１、第２角速度ｖｘ、ｖｙとしてアナログ信号をＣＰＵ２１のＡ／Ｄ０、Ａ／Ｄ１に入力する。

低周波成分のカットは、第１、第２ハイパスフィルタ回路２７ａ、２７ｂにおけるアナログハイパスフィルタ処理、及びＣＰＵ２１におけるデジタルハイパスフィルタ処理が行われる。後段のデジタルハイパスフィルタ処理においては、アナログハイパスフィルタ処理におけるカットオフ周波数以上のカットオフ周波数が設定される。後段のデジタルハイパスフィルタ処理では、時定数（第１、第２ハイパスフィルタ時定数ｈｘ、ｈｙ）の値の変更が、容易に行えるメリットを有する。

ＣＰＵ２１、及び角速度検出部２５の各部への電力供給は、Ｐｏｎスイッチ１１ａがオン状態にされた（主電源がオン状態にされた）後に開始される。角速度検出部２５におけるブレ量検出演算は、Ｐｏｎスイッチ１１ａがオン状態にされた（主電源がオン状態にされた）後に開始される。

ＣＰＵ２１は、Ａ／Ｄ０、Ａ／Ｄ１に入力された第１、第２角速度ｖｘ、ｖｙをＡ／Ｄ変換し（第１、第２デジタル角速度信号Ｖｘ_ｎ、Ｖｙ_ｎ）、ヌル電圧やパンニングである低周波成分をカットし（デジタルデジタルハイパスフィルタ処理、第１、第２デジタル角速度ＶＶｘ_ｎ、ＶＶｙ_ｎ）、及び積分演算を行い、像ブレ量（像ブレ角度）を求める（第１、第２デジタル角度Ｂｘ_ｎ、Ｂｙ_ｎ）。従って、角速度検出部２５とＣＰＵ２１は、像ブレ量演算機能を有する。

ｎは、０以上の整数であり、タイマ割り込み処理（ｔ＝１、図４のステップＳ１２参照）から、最新のタイマ割り込み処理を行った時点（ｔ＝ｎ）までの時間（ｍｓ）を示す。

第１方向ｘに関するデジタルハイパスフィルタ処理は、第１デジタル角速度信号Ｖｘ_ｎを、一定時間（１ｍｓ）前までのタイマ割り込み処理で求められた第１デジタル角速度ＶＶｘ_１〜ＶＶｘ_ｎ―１の和ΣＶＶｘ_ｎ−１を第１ハイパスフィルタ時定数ｈｘで割ったもので減算して、第１デジタル角速度ＶＶｘ_ｎを求めることにより行われる（ＶＶｘ_ｎ＝Ｖｘ_ｎ―（ΣＶＶｘ_ｎ−１）／ｈｘ、図６の（１）参照）。第２方向ｙに関するデジタルハイパスフィルタ処理は、第２デジタル角速度信号Ｖｙ_ｎを、一定時間（１ｍｓ）前までのタイマ割り込み処理で求められた第２デジタル角速度ＶＶｙ_１〜ＶＶｙ_ｎ―１の和ΣＶＶｙ_ｎ−１を第２ハイパスフィルタ時定数ｈｙで割ったもので減算して、第２デジタル角速度ＶＶｙ_ｎを求めることにより行われる（ＶＶｙ_ｎ＝Ｖｙ_ｎ―（ΣＶＶｙ_ｎ−１）／ｈｙ）。

本実施形態では、タイマ割り込み処理における角速度検出処理は、角速度検出部２５における処理、及び角速度検出部２５からＣＰＵ２１への第１、第２角速度ｖｘ、ｖｙの入力処理を言うものとする。

第１方向ｘに関する積分演算処理は、タイマ割り込み処理開始（ｔ＝１、図４のステップＳ１２参照）から、最新の時点（ｔ＝ｎ）の第１デジタル角速度ＶＶｘ_１〜ＶＶｘ_ｎの和を求めることにより行われる（Ｂｘ_ｎ＝ΣＶＶｘ_ｎ、図６の（３）参照）。第２方向ｙに関する積分演算処理は、タイマ割り込み処理の開始後から最新の第２デジタル角速度ＶＶｙ_１〜ＶＶｙ_ｎの和を求めることにより行われる（Ｂｙ_ｎ＝ΣＶＶｙ_ｎ）。

ＣＰＵ２１は、演算により求められた像ブレ量（像ブレ角度：第１、第２デジタル角度Ｂｘ_ｎ、Ｂｙ_ｎ）に応じた撮像部３９ａの移動すべき位置Ｓ_ｎを、焦点距離などを考慮した位置変換係数ｚｚに基づいて、第１方向ｘ、第２方向ｙごとに演算し設定する。位置Ｓ_ｎの第１方向ｘ成分をＳｘ_ｎ、第２方向ｙ成分をＳｙ_ｎとする。撮像部３９ａを含む可動部３０ａの移動は、後述する電磁力によって行われる。可動部３０ａをこの位置Ｓ_ｎまで移動させるために駆動用ドライバ回路２９を介して第１駆動用コイル３１ａを駆動する駆動力Ｄ_ｎの第１方向ｘ成分を第１駆動力Ｄｘ_ｎ（Ｄ／Ａ変換後は第１ＰＷＭデューティｄｘ）、第２駆動用コイル３２ａを駆動する第２方向ｙ成分を第２駆動力Ｄｙ_ｎ（Ｄ／Ａ変換後は第２ＰＷＭデューティｄｙ）とする。

第１方向ｘに関する位置設定演算処理は、最新の第１デジタル角度Ｂｘ_ｎに第１位置変換係数ｚｘを乗算することにより求められる（位置Ｓ_ｎの第１方向ｘ成分Ｓｘ_ｎ＝ｚｘ×Ｂｘ_ｎ、図６の（３）参照）。第２方向ｙに関する位置設定演算処理は、最新の第２デジタル角度Ｂｙ_ｎに第２位置変換係数ｚｙを乗算することにより求められる（位置Ｓ_ｎの第２方向ｙ成分Ｓｙ_ｎ＝ｚｙ×Ｂｙ_ｎ）。

第１、第２位置変換係数ｚｘ、ｚｙは、変数である。三脚検知パラメータＴＤの値が０に設定されている場合、第１、第２位置変換係数ｚｘ、ｚｙは、位置変換固定値Ｚｉｎに設定され（図５のステップＳ５８参照）、三脚検知パラメータＴＤの値が１に設定されている場合、第１、第２位置変換係数ｚｘ、ｚｙは、位置変換固定値Ｚｉｎに０．１を乗算した値に設定され（図５のステップＳ５７参照）、三脚検知パラメータＴＤの値が０に設定されている場合に比べて、像ブレ補正処理における感度が低く設定される（像ブレ補正処理で検出される像ブレ量の範囲が狭く設定される）。

第１、第２、位置変換係数ｚｘ、ｚｙ、及び位置変換固定値ＺｉｎはＣＰＵ２１にメモリされる。位置変換固定値Ｚｉｎは、撮影レンズ６７のＲＯＭに書き込まれたレンズ種類ごとに設定された値で、ＣＰＵ２１と撮影レンズ６７とのレンズ通信動作（図４のステップＳ２１参照）によって撮影レンズ６７のＲＯＭから読み込むことによって得られる。

撮像装置１が三脚に設置（固定）された場合、固定により、撮像装置１を使用者の手により保持する手持ち撮影状態に生じる手ブレは生じにくいが、手持ち撮影状態では生じにくい振動的な衝撃が加わる。この振動的な衝撃は、像ブレ補正部３０で補正できないため、手持ち撮影状態と同じように像ブレ補正処理を行うことが出来なかった。本実施形態では、撮像装置１が三脚に設置された場合には、手持ち撮影状態に比べて、像ブレ補正処理における感度を低く抑え、上記振動的な衝撃を検知しにくくすることによって、正しく像ブレ補正処理が行える。

また、本実施形態では、撮像装置１が三脚に設置された場合であっても、感度が低い状態で像ブレ補正処理は行われるため、像ブレ補正処理を行わない形態に比べて、像ブレの少ない画像を得ることが可能になる。

像ブレ補正部３０は、露光時間内であって、像ブレ補正処理を行う場合（ＩＳ＝１）に、ＣＰＵ２１が演算した移動すべき位置Ｓ_ｎに撮像部３９ａを移動させることによって、ブレによって生じた被写体像の結像面における光軸ＬＸのずれを無くし、被写体像と結像面位置を一定に保ち、像ブレを補正する像ブレ補正処理を行う装置であり、撮像部３９ａを含みｘｙ平面上に移動可能領域をもつ可動部３０ａと、固定部３０ｂとを備える。露光時間内であって、像ブレ補正処理を行わない場合（ＩＳ＝０）は、可動部３０ａは、第２特定位置（本実施形態では移動範囲中心）に固定される。

像ブレ補正部３０は、駆動オフ状態で可動部３０ａを固定する機構を有しない。

像ブレ補正部３０の可動部３０ａの駆動（第２特定位置への固定を含む）は、ＣＰＵ２１のＰＷＭ０から第１ＰＷＭデューティｄｘ、ＰＷＭ１から第２ＰＷＭデューティｄｙの出力を受けた駆動用ドライバ回路２９を介して、駆動手段に含まれる駆動用コイル部、駆動用磁石部による電磁力によって行われる（図６の（５）参照）。可動部３０ａの移動前または移動後の位置Ｐ_ｎはホール素子部４４ａ、ホール素子信号処理回路４５によって検出される。検出された位置Ｐ_ｎの情報は、第１検出位置信号ｐｘが第１方向ｘ成分として、第２検出位置信号ｐｙが第２方向ｙ成分としてそれぞれＣＰＵ２１のＡ／Ｄ２、Ａ／Ｄ３に入力される（図６の（２）参照）。第１、第２検出位置信号ｐｘ、ｐｙはＡ／Ｄ２、Ａ／Ｄ３を介してＡ／Ｄ変換される。第１、第２検出位置信号ｐｘ、ｐｙに対してＡ／Ｄ変換後の位置Ｐ_ｎの第１方向ｘ成分、第２方向ｙ成分をそれぞれｐｄｘ_ｎ、ｐｄｙ_ｎとする。検出された位置Ｐ_ｎ（ｐｄｘ_ｎ、ｐｄｙ_ｎ）のデータと移動すべき位置Ｓ_ｎ（Ｓｘ_ｎ、Ｓｙ_ｎ）のデータによりＰＩＤ制御（第１、第２駆動力Ｄｘ_ｎ、Ｄｙ_ｎの算出）が行われる。

第１駆動力Ｄｘ_ｎは、位置Ｓ_ｎの第１方向ｘ成分Ｓｘ_ｎを、Ａ／Ｄ変換後の位置Ｐ_ｎの第１方向ｘ成分ｐｄｘ_ｎで減算した第１減算値ｅｘ_ｎ、第１比例係数Ｋｘ、サンプリング周期θ、第１積分係数Ｔｉｘ、第１微分係数Ｔｄｘに基づいて算出される（Ｄｘ_ｎ＝Ｋｘ×｛ｅｘ_ｎ＋θ÷Ｔｉｘ×Σｅｘ_ｎ＋Ｔｄｘ÷θ×（ｅｘ_ｎ―ｅｘ_ｎ−１）｝、図６の（４）参照）。

第２駆動力Ｄｙ_ｎは、位置Ｓ_ｎの第２方向ｙ成分Ｓｙ_ｎを、Ａ／Ｄ変換後の位置Ｐ_ｎの第２方向ｙ成分ｐｄｙ_ｎで減算した第２減算値ｅｙ_ｎ、第２比例係数Ｋｙ、サンプリング周期θ、第２積分係数Ｔｉｙ、第２微分係数Ｔｄｙに基づいて算出される（Ｄｙ_ｎ＝Ｋｙ×｛ｅｙ_ｎ＋θ÷Ｔｉｙ×Σｅｙ_ｎ＋Ｔｄｙ÷θ×（ｅｙ_ｎ―ｅｙ_ｎ−１）｝）。

サンプリング周期θの値は、一定時間：１ｍｓに設定される。

像ブレ補正処理すなわちＰＩＤ制御による像ブレ補正に対応した移動すべき位置Ｓ_ｎ（Ｓｘ_ｎ、Ｓｙ_ｎ）への可動部３０ａの駆動は、像ブレ補正スイッチ１４ａがオン状態にされた補正モード（ＩＳ＝１）の時に行われる。像ブレ補正パラメータＩＳが０の時には、可動部３０ａは、像ブレ補正処理に対応しない第２特定位置へのＰＩＤ制御が行われ、移動中心位置に移動せしめられる。

可動部３０ａは、駆動用コイル部として２つの第１、第２駆動用コイル３１ａ、３２ａ、撮像素子を有する撮像部３９ａ、及び磁界変化検出素子部としてのホール素子部４４ａを有する。本実施形態では、撮像素子がＣＣＤであるとして説明するが、ＣＭＯＳなど他の撮像素子であってもよい。

固定部３０ｂは、駆動用磁石部として２つの第１、第２位置検出及び駆動用磁石４１１ｂ、４１２ｂ、第１、第２位置検出及び駆動用ヨーク４３１ｂ、４３２ｂを有する。

固定部３０ｂは、可動部３０ａを第１方向ｘ、第２方向ｙに移動自在に支持する。

撮像素子の撮像範囲を最大限活用して像ブレ補正を行うために、撮影レンズ６７の光軸ＬＸが撮像素子の中心近傍を通る位置関係にある時に、第１方向ｘ、第２方向ｙともに可動部３０ａが移動範囲の中心に位置する（移動中心位置にある）ように可動部３０ａと固定部３０ｂの位置関係を設定する。撮像素子の中心とは、撮像素子の撮像面を形成する矩形が有する２つの対角線の交点をいう。

可動部３０ａには、シート状でかつ渦巻き状のコイルパターンが形成された第１、第２駆動用コイル３１ａ、３２ａ、及びホール素子部４４ａとが取り付けられている。第１駆動用コイル３１ａのコイルパターンは、第１駆動用コイル３１ａの電流の方向と第１位置検出及び駆動用磁石４１１ｂの磁界の向きから生じる電磁力により第１駆動用コイル３１ａを含む可動部３０ａを第１方向ｘに移動させるべく、第２方向ｙと平行な線分を有する。第２駆動用コイル３２ａのコイルパターンは、第２駆動用コイル３２ａの電流の方向と第２位置検出及び駆動用磁石４１２ｂの磁界の向きから生じる電磁力により第２駆動用コイル３２ａを含む可動部３０ａを第２方向ｙに移動させるべく、第１方向ｘと平行な線分を有する。ホール素子部４４ａについては後述する。

第１、第２駆動用コイル３１ａ、３２ａは、フレキシブル基板（不図示）を介してこれらを駆動する駆動用ドライバ回路２９と接続される。駆動用ドライバ回路２９は、ＣＰＵ２１のＰＷＭ０、ＰＷＭ１から第１、第２ＰＷＭデューティｄｘ、ｄｙのそれぞれが入力される。駆動用ドライバ回路２９は、入力された第１、第２ＰＷＭデューティｄｘ、ｄｙの値に応じて第１、第２駆動用コイル３１ａ、３２ａに電力を供給し、可動部３０ａを駆動する。

第１位置検出及び駆動用磁石４１１ｂは、第１駆動用コイル３１ａ及び水平方向ホール素子ｈｈ１０と対向するように固定部３０ｂの可動部３０ａ側に取り付けられる。第２位置検出及び駆動用磁石４１２ｂは、第２駆動用コイル３２ａ及び鉛直方向ホール素子ｈｖ１０と対向するように固定部３０ｂの可動部３０ａ側に取り付けられる。

第１位置検出及び駆動用磁石４１１ｂは、第３方向ｚにおいて固定部３０ｂ上で且つ可動部３０ａ側に取り付けられた第１位置検出及び駆動用ヨーク４３１ｂの上であって、第１方向ｘにＮ極とＳ極が並べて取り付けられる。

第２位置検出及び駆動用磁石４１２ｂは、第３方向ｚにおいて固定部３０ｂ上で且つ可動部３０ａ側に取り付けられた第２位置検出及び駆動用ヨーク４３２ｂの上であって、第２方向ｙにＮ極とＳ極が並べて取り付けられる。

第１位置検出及び駆動用ヨーク４３１ｂは、軟磁性体材料で構成され、固定部３０ｂ上に取り付けられる。第１位置検出及び駆動用ヨーク４３１ｂは、第１位置検出及び駆動用磁石４１１ｂの磁界が周囲に漏れないようにする役目、及び第１位置検出及び駆動用磁石４１１ｂと第１駆動用コイル３１ａ、及び第１位置検出及び駆動用磁石４１１ｂと水平方向ホール素子ｈｈ１０との間の磁束密度を高める役目を果たす。

第２位置検出及び駆動用ヨーク４３２ｂは、軟磁性体材料で構成され、固定部３０ｂ上に取り付けられる。第２位置検出及び駆動用ヨーク４３２ｂは、第２位置検出及び駆動用磁石４１２ｂの磁界が周囲に漏れないようにする役目、及び第２位置検出及び駆動用磁石４１２ｂと第２駆動用コイル３２ａ、及び第２位置検出及び駆動用磁石４１２ｂと鉛直方向ホール素子ｈｖ１０との間の磁束密度を高める役目を果たす。

ホール素子部４４ａは、ホール効果を利用した磁電変換素子であるホール素子を２つ有し、可動部３０ａの第１方向ｘ、第２方向ｙの現在位置Ｐ_ｎ（第１検出位置信号ｐｘ、第２検出位置信号ｐｙ）を検出する１軸ホール素子である。２つのホール素子のうち第１方向ｘの位置検出用のホール素子を水平方向ホール素子ｈｈ１０、第２方向ｙの位置検出用のホール素子を鉛直方向ホール素子ｈｖ１０とする。

水平方向ホール素子ｈｈ１０は、第３方向ｚから見て可動部３０ａ上であって、固定部３０ｂの第１位置検出及び駆動用磁石４１１ｂと対向する位置に取り付けられる。鉛直方向ホール素子ｈｖ１０は、第３方向ｚから見て可動部３０ａ上であって、固定部３０ｂの第２位置検出及び駆動用磁石４１２ｂと対向する位置に取り付けられる。

直線的な変化量を使って精度の高い位置検出が行える範囲を最大限活用して位置検出を行うため、水平方向ホール素子ｈｈ１０の第１方向ｘの位置は、撮像素子の中心近傍が光軸ＬＸを通る位置関係にある時に、第１位置検出及び駆動用磁石４１１ｂのＮ極、Ｓ極と等距離近傍にあるのが望ましい。同様に、鉛直方向ホール素子ｈｖ１０の第２方向ｙの位置は、撮像素子の中心近傍が光軸ＬＸを通る位置関係にある時に、第２位置検出及び駆動用磁石４１２ｂのＮ極、Ｓ極と等距離近傍にあるのが望ましい。

ホール素子信号処理回路４５は、水平方向ホール素子ｈｈ１０の出力信号から水平方向ホール素子ｈｈ１０における出力端子間の水平方向電位差ｘ１０を検出し、これから第１方向ｘの位置を特定する第１検出位置信号ｐｘをＣＰＵ２１のＡ／Ｄ２に出力する第１ホール素子信号処理回路４５０と、鉛直方向ホール素子ｈｖ１０の出力信号から、鉛直方向ホール素子ｈｖ１０における出力端子間の鉛直方向電位差ｙ１０を検出し、これから第２方向ｙの位置を特定する第２検出位置信号ｐｙをＣＰＵ２１のＡ／Ｄ３に出力する第２ホール素子信号処理回路４６０とを有する。

次に、撮像装置１のメイン動作について図４のフローチャートで説明する。

撮像装置１の電源がオンにされると、ステップＳ１１で、角速度検出部２５に電力が供給され、電源オン状態にされる。ステップＳ１２で、一定時間（１ｍｓ）間隔でタイマ割り込み処理が開始される。ステップＳ１３で、レリーズ状態管理パラメータＲＰの値が０に設定される。タイマの割り込み処理の詳細については、図５のフローチャートを使って後述する。

ステップＳ１４で、三脚検知パラメータＴＤの値が１に設定される。

ステップＳ１５で、測光スイッチ１２ａがオン状態にされているか否かが判断される。オン状態にされていない場合は、ステップＳ１４、Ｓ１５が繰り返され、オン状態にされている場合は、ステップＳ１６に進められる。

ステップＳ１６で、像ブレ補正スイッチ１４ａがオン状態にされたか否かが判断される。像ブレ補正スイッチ１４ａがオン状態にされていない場合は、ステップＳ１７で、像ブレ補正パラメータＩＳの値が０に設定され、光学ファインダ１５内のファインダ表示部１５ａにおける像ブレ補正動作表示マークが消灯状態にされる。像ブレ補正スイッチ１４ａがオン状態にされている場合は、ステップＳ１８で、像ブレ補正パラメータＩＳの値が１に設定され、光学ファインダ１５内のファインダ表示部１５ａにおける像ブレ補正動作表示マークが点灯状態にされる。

本実施形態では、撮像装置１が三脚に設置されたと判断された場合であっても、感度の低い状態で像ブレ補正処理が行われるため、この場合も像ブレ補正動作表示マークは点灯状態にされる。

ステップＳ１９で、ＡＥ部２３のＡＥセンサ駆動により測光が行われ、絞り値や露光時間が演算される。ステップＳ２０で、ＡＦ部２４のＡＦセンサが駆動され測距が行われ、ＡＦ部２４のレンズ制御回路駆動により合焦動作が行われる。

ステップＳ２１で、位置変換固定値Ｚｉｎなど、撮影レンズ６７のＲＯＭに記録されたレンズ情報が、ＣＰＵ２１によって読み込まれる。

ステップＳ２２で、レリーズスイッチ１３ａがオン状態にされたか否かが判断される。レリーズスイッチ１３ａがオン状態にされていない場合には、ステップＳ１４に戻される（ステップＳ１４〜２１を繰り返す）。レリーズスイッチ１３ａがオン状態にされている場合は、ステップＳ２３に進められ、レリーズシーケンス動作が開始される。

ステップＳ２３で、レリーズ状態管理パラメータＲＰの値が１に設定される。ステップＳ２４で、ミラー絞りシャッタ部１８により、ミラーアップ動作、及び絞りの絞り込み動作が行われる。ミラーアップ動作終了後、ステップＳ２５で、ミラー絞りシャッタ部１８により、シャッタ開動作（先幕移動動作）が行われる。

ステップＳ２６で、ＣＣＤの電荷蓄積すなわち露光が行われる。露光時間終了後、ステップＳ２７で、ミラー絞りシャッタ部１８により、シャッタ閉動作（後幕移動動作）、ミラーダウン動作、及び絞り開放動作が行われる。

ステップＳ２８で、ＣＣＤ入力、すなわち露光時間内の間ＣＣＤに蓄積された電荷が移動せしめられる。ステップＳ２９で、ＣＰＵ２１とＤＳＰ１９との間で通信が行われ、移動された電荷に基づいて画像処理が行われ、画像処理された画像が撮像装置１内の映像メモリに記憶される。ステップＳ３０で、記憶された画像信号は、ＬＣＤモニタ１７によって表示される。ステップＳ３１で、レリーズ状態管理パラメータＲＰの値が０に設定され、レリーズシーケンス動作が完了する。その後、ステップＳ１４に戻される（次の撮像動作が可能な状態にされる）。

次に、図４のステップＳ１２で開始され、一定時間（１ｍｓ）間隔で行われるタイマ割り込み処理について図５のフローチャートを用いて説明する。タイマ割り込み処理が開始されると、ステップＳ５１で、角速度検出部２５から出力された第１、第２角速度ｖｘ、ｖｙが、ＣＰＵ２１のＡ／Ｄ０、Ａ／Ｄ１を介しＡ／Ｄ変換され入力される（第１、第２デジタル角速度信号Ｖｘ_ｎ、Ｖｙ_ｎ）。第１、第２デジタル角速度信号Ｖｘ_ｎ、Ｖｙ_ｎは、ヌル電圧やパンニングである低周波成分がカットされる（第１、第２デジタル角速度ＶＶｘ_ｎ、ＶＶｙ_ｎ、デジタルハイパスフィルタ処理）。

ステップＳ５２で、撮像蔵置１が三脚に設置されたか否かの判断（三脚検知チェック）が行われる。三脚検知チェックの詳細については、図７を使って後述する。

ステップＳ５３で、レリーズ状態管理パラメータＲＰの値が１に設定されているか否かが判断される。１に設定されていない場合は、ステップＳ５４で、可動部３０ａの駆動がオフ状態、すなわちコイルをつかった可動部３０ａへの駆動制御が行われない状態にされる。１に設定されている場合はステップＳ５５に進められる。

ステップＳ５５で、ホール素子部４４ａで位置検出され、ホール素子信号処理回路４５で演算された第１、第２検出位置信号ｐｘ、ｐｙがＣＰＵ２１のＡ／Ｄ２、Ａ／Ｄ３を介しＡ／Ｄ変換され入力され、現在位置Ｐ_ｎ（ｐｄｘ_ｎ、ｐｄｙ_ｎ）が求められる。

ステップＳ５６で、三脚検知パラメータＴＤの値が、１に設定されているか否かが判断される。三脚検知パラメータＴＤの値が１に設定されている場合、ステップＳ５７で、第１、第２位置変換係数ｚｘ、ｚｙは、位置変換固定値Ｚｉｎに０．１を乗算した値に設定される。三脚検知パラメータＴＤの値が１に設定されていない場合（三脚検知パラメータＴＤの値が０に設定されている場合）、ステップＳ５８で、第１、第２位置変換係数ｚｘ、ｚｙは、位置変換固定値Ｚｉｎに設定される。

ステップＳ５９で、像ブレ補正パラメータＩＳの値が０か否かが判断される。ＩＳ＝０すなわち補正モードでない場合は、ステップＳ６０で、可動部３０ａの移動すべき位置Ｓ_ｎ（Ｓｘ_ｎ、Ｓｙ_ｎ）が可動部３０ａの移動中心位置と同じに設定される。ＩＳ＝１すなわち補正モードの場合は、ステップＳ６１で、ステップＳ５１で求めた第１、第２角速度ｖｘ、ｖｙから可動部３０ａの移動すべき位置Ｓ_ｎ（Ｓｘ_ｎ、Ｓｙ_ｎ）が演算され設定される。

ステップＳ６２で、ステップＳ６０、またはＳ６１で設定した位置Ｓ_ｎ（Ｓｘ_ｎ、Ｓｙ_ｎ）と現在位置Ｐ_ｎ（ｐｄｘ_ｎ、ｐｄｙ_ｎ）より可動部３０ａの移動に必要な駆動力Ｄ_ｎすなわち第１、第２駆動用コイル３１ａ、３２ａを駆動するのに必要な第１駆動力Ｄｘ_ｎ（第１ＰＷＭデューティｄｘ）、第２駆動力Ｄｙ_ｎ（第２ＰＷＭデューティｄｙ）が演算される。ステップＳ６３で第１、第２ＰＷＭデューティｄｘ、ｄｙにより駆動用ドライバ回路２９を介し第１、第２駆動用コイル３１ａ、３２ａが駆動され可動部３０ａが移動せしめられる。ステップＳ６２、Ｓ６３の動作は、一般的な比例、積分、微分演算を行うＰＩＤ自動制御で用いられる自動制御演算である。

次に、図５のステップＳ５２における三脚検知チェックの詳細について、図７のフローチャートを用いて説明する。三脚検知チェックが開始されると、ステップＳ７１で、焦点位置に向けて撮影レンズ６７を移動させるＡＦ駆動動作中であるか否かが判断される。ＡＦ駆動動作中でない場合は、ステップＳ７２に進められ、ＡＦ駆動動作中である場合は、三脚検知チェックが終了される。

ステップＳ７２で、ＡＦ駆動動作の変位方向と逆方向に駆動させて焦点位置近くで撮影レンズ６７を急激に減速させるＡＦ逆転ブレーキ動作中であるか否かが判断される。ＡＦ逆転ブレーキ動作中でない場合は、ステップＳ７３に進められ、ＡＦ逆転ブレーキ動作中である場合は、三脚検知チェックが終了される。

ステップＳ７３で、焦点位置に撮影レンズ６７を停止させるＡＦブレーキ動作中であるか否かが判断される。ＡＦブレーキ動作中でない場合は、ステップＳ７４に進められ、ＡＦブレーキ動作中である場合は、三脚検知チェックが終了される。

ステップＳ７４で、第１デジタル角速度ＶＶｘ_ｎの値が角速度基準レベルＬＶＬを超えているか否かが判断される。超えている場合はステップＳ７５に進められ、超えていない場合はステップＳ７６に進められる。ステップＳ７５で、三脚検知パラメータＴＤの値が０に設定される。

ステップＳ７６で、第２デジタル角速度ＶＶｙ_ｎの値が角速度基準レベルＬＶＬを超えているか否かが判断される。超えている場合はステップＳ７７に進められ、超えていない場合は三脚検知チェックが終了される。ステップＳ７７で、三脚検知パラメータＴＤの値が０に設定され、三脚検知チェックが終了される。

本実施形態では、三脚検知チェックによって撮像装置１が三脚に設定されている場合には、三脚に設置されていない場合に比べて、像ブレ補正処理における感度が低く設定される。撮像装置１が三脚に設置（固定）された場合、固定により、撮像装置１を使用者の手により保持する手持ち撮影状態に生じる手ブレは生じにくいが、手持ち撮影状態では生じにくい振動的な衝撃が加わる。この振動的な衝撃は、像ブレ補正部３０で補正できないため、手持ち撮影状態と同じように正しく像ブレ補正処理を行うことが出来なくなる問題があった。本実施形態では、撮像装置１が三脚に設置された場合には、手持ち撮影状態に比べて、像ブレ補正処理における感度を低く抑え、上記振動的な衝撃を検知しにくくすることによって、正しく像ブレ補正処理が行える。

また、撮像装置１を設置する固定手段は、三脚に限られない。

また、撮像素子を含む撮像部３９ａが可動部３０ａに配置されて移動する形態を説明したが、撮像部３９ａは固定で、像ブレ補正レンズを可動部３０ａに配置して移動させる形態でも同様の効果が得られる。

また、磁界変化検出素子としてホール素子を利用したホール素子部４４ａによる位置検出を説明したが、磁界変化検出素子として別の検出素子を利用してもよい。具体的には、磁界の変化を検出することにより可動部の位置検出情報を求めることが可能なＭＩセンサ（高周波キャリア型磁界センサ）、または磁気共鳴型磁界検出素子、ＭＲ素子（磁気抵抗効果素子）であり、ホール素子を利用した本実施形態と同様の効果が得られる。

本実施形態における撮像装置の外観を示す背面からみた斜視図である。 撮像装置の正面図である。 撮像装置の回路構成図である。 撮像装置のメイン動作処理を示すフローチャートである。 割り込み処理を示すフローチャートである。 像ブレ補正処理における各手順の演算式を示す図である。 割り込み処理における三脚検知チェックの詳細を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 撮像装置
１１ Ｐｏｎボタン
１２ａ 測光スイッチ
１３ レリーズボタン
１３ａ レリーズスイッチ
１４ 像ブレ補正ボタン
１４ａ 像ブレ補正スイッチ
１７ ＬＣＤモニタ
１８ ミラー絞りシャッタ部
１８ａ ミラー
１８ｂ シャッタ
１９ ＤＳＰ
２１ ＣＰＵ
２３ ＡＥ部
２４ ＡＦ部
２５ 角速度検出部
２６ａ、２６ｂ 第１、第２角速度センサ
２７ａ、２７ｂ 第１、第２ハイパスフィルタ回路
２８ａ、２８ｂ 第１、第２アンプ回路
２９ 駆動用ドライバ回路
３０ 像ブレ補正部
３０ａ 可動部
３０ｂ 固定部
３１ａ、３２ａ 第１、第２駆動用コイル
３９ａ 撮像部
４１１ｂ、４１２ｂ 第１、第２位置検出及び駆動用磁石
４３１ｂ、４３２ｂ 第１、第２位置検出及び駆動用ヨーク
４４ａ ホール素子部
４５ ホール素子信号処理回路
６７ 撮影レンズ
Ｂｘ_ｎ、Ｂｙ_ｎ 第１、第２デジタル角度位置
ｄｘ、ｄｙ 第１、第２ＰＷＭデューティ
Ｄｘ_ｎ、Ｄｙ_ｎ 第１、第２駆動力
ｅｘ_ｎ、ｅｙ_ｎ 第１、第２減算値
ｈｈ１０ 水平方向ホール素子
ｈｖ１０ 鉛直方向ホール素子
ｈｘ、ｈｙ 第１、第２ハイパスフィルタ時定数
Ｋｘ、Ｋｙ 第１、第２比例係数
ＬＶＬ 角速度基準レベル
ＬＸ 撮影レンズの光軸
ｐｄｘ_ｎ Ａ／Ｄ変換後の位置Ｐ_ｎの第１方向ｘ成分
ｐｄｙ_ｎ Ａ／Ｄ変換後の位置Ｐ_ｎの第２方向ｙ成分
ｐｘ、ｐｙ 第１、第２検出位置信号
ＲＰ レリーズ状態管理パラメータ
Ｓｘ_ｎ Ｓ_ｎの第１方向ｘ成分
Ｓｙ_ｎ Ｓ_ｎの第２方向ｙ成分
ＴＤ 三脚検知パラメータ
Ｔｄｘ、Ｔｄｙ 第１、第２微分係数
Ｔｉｘ、Ｔｉｙ 第１、第２積分係数
ｖｘ、ｖｙ 第１、第２角速度
Ｖｘ_ｎ、Ｖｙ_ｎ 第１、第２デジタル角速度信号
ＶＶｘ_ｎ、ＶＶｙ_ｎ 第１、第２デジタル角速度
Ｚｉｎ 位置変換固定値
ｚｘ、ｚｙ 第１、第２位置変換係数
θ サンプリング周期

Claims (5)

1. 撮像手段を有する撮像装置に用いられる像ブレ補正装置であって、
   角速度センサと、
   前記角速度センサを制御し、前記角速度センサから出力された信号に基づいて像ブレ補正処理を行う制御部とを備え、
   前記制御部は、前記撮像装置が固定手段に設置されていると判断した場合に、前記固定手段に設置されていないと判断した場合における前記像ブレ補正処理の感度に比べて低い感度で前記像ブレ補正処理を行うことを特徴とする像ブレ補正装置。
2. 前記角速度センサから出力された信号に乗算して像ブレ量を算出する位置変換係数を小さくすることにより、前記像ブレ補正処理の感度は低く設定されることを特徴とする請求項１に記載の像ブレ補正装置。
3. 前記撮像装置が前記固定手段に設置されたか否かの判断は、前記角速度センサから出力された信号が、一定のレベルを超えたか否かを判断することにより行われることを特徴とする請求項１に記載の像ブレ補正装置。
4. 前記撮像装置がＡＦ駆動を行っている間は、前記撮像装置が前記固定手段に設置されたか否かを判断しないことを特徴とする請求項３に記載の像ブレ補正装置。
5. 前記ＡＦ駆動を行っている間は、前記焦点調節時に焦点位置に向けて前記撮像装置に取り付けられた撮影レンズを移動させるＡＦ駆動動作、前記ＡＦ駆動動作における変位方向と逆方向に駆動させて前記焦点位置近くで前記撮影レンズを急激に減速させるＡＦ逆転ブレーキ動作、及び前記焦点位置に前記撮影レンズを停止させるＡＦブレーキ動作のいずれかが行われている間であることを特徴とする請求項４に記載の像ブレ補正装置。

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