JP2009008858A - ブレ補正装置及び撮像装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】如何なる状況下においても、正常に撮影を行うことができる、振動波モータを用いたブレ補正装置及びそれを備える撮像装置を提供すること。
【解決手段】Ｘ軸ジャイロセンサ３５０ｘ及びＹ軸ジャイロセンサ３５０ｙから検出されるブレ信号に基づいて算出される目標駆動位置と位置検出センサ３５３において検出される位置検出値との差分である偏差が所定の閾値を超えた回数をカウントし、このカウント結果が所定カウント数に達した場合に、ブレ補正装置が不安定状態となっていると判定して、Ｔｕｃｏｍ４０２は、ブレ補正を停止させるように制御する。
【選択図】図１２

Description

本発明は、振動子の楕円振動を利用して移動体を所定の方向に移動させることでブレを補正するブレ補正装置及びそれを備える撮像装置に関する。
従来、ブレ補正機能を備える撮像装置として、例えばカメラがある。カメラが備えるブレ補正機能としては、カメラ本体のピッチ方向のブレ振動とヨー方向のブレ振動とを角速度センサ等のブレ検出手段を用いて検出し、検出したブレに基づいて、ブレを打ち消す方向に撮像光学系の一部のレンズ若しくは撮像素子そのものを撮影光軸に直交する平面内で水平方向及び垂直方向にそれぞれ独立に移動させることで、撮像素子の光電変換面上での像のブレを補正する機能が知られている。
このようなブレ補正機能を実現するためのブレ補正装置において、レンズ若しくは撮像素子を移動させるための駆動装置には、手ブレに追随して動作させるための高い応答性と、精密駆動性（微小駆動可能）と、電源を切っても移動体の位置が保持される自己保持性が要求される。
このような要求に対して、特許文献１では、インパクトアクチュエータを用いた手ブレ補正機構が開示されている。また、特許文献２では、表面に楕円振動を発生する２つの振動子をシャフトに対して押圧させることで、振動子に対してシャフトをリニア駆動させる振動波リニアモータが開示されている。特許文献２の振動波リニアモータによる駆動機構では、円柱状のシャフトを振動子によって相対移動させ、この相対移動に応じてシャフトに設けられた突起によりレンズ枠を駆動させることで、レンズ枠がレンズ枠用に設けられたガイド機構によってガイドされて移動するように構成されている。
特開２００５−３３１５４９号公報 特開２００６−６７７１２号公報
上述のアクチュエータを駆動源としたブレ補正装置では、高い応答性、精密駆動性、自己保持性を実現することが可能である。しかしながら、手ブレ補正のために上述したアクチュエータで重い撮像ユニットの駆動を行うと、撮像ユニットの駆動時の振動がカメラに伝達され、その振動をも手ブレ検出手段が検出してしまう可能性がある。このカメラの振動信号が手ブレ信号に対してある一定レベルよりも大きい場合には、その振動信号に追従するようにアクチュエータが駆動される。それによってさらにメカ振動が増大され、最悪の場合、手ブレが発生していなくても振動し続ける状態（以下、発振状態とする）に陥り、手ブレ補正を行うことができないばかりか、逆にブレ画像が撮影されてしまう危険性がある。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、如何なる状況下においても、正常に撮影を行うことができる振動波モータを用いたブレ補正装置及びそれを備える撮像装置を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明の第１の態様のブレ補正装置は、移動体を移動させて撮像素子の光電変換面上におけるブレを補正するためのブレ補正手段と、上記移動体の位置を検出する位置検出手段と、上記撮像素子の光電変換面上におけるブレを検出するブレ検出手段と、上記ブレ検出手段の出力から上記移動体の目標駆動位置を求め、この目標駆動位置と上記位置検出手段の出力との差に基づき上記ブレ補正手段を動作させるブレ補正動作を行う制御手段と、上記制御手段のブレ補正動作中に、上記目標駆動位置と上記位置検出手段の出力との差が正負の所定値を超える回数をカウントし、このカウントした回数が第１所定期間中に所定カウント数に達したときに上記制御手段によるブレ補正動作を停止させる安定性判定手段と具備することを特徴とする。
また、上記の目的を達成するために、本発明の第２の態様のブレ補正装置は、移動体を移動させて撮像素子の光電変換面上におけるブレを補正するためのブレ補正手段と、上記移動体の位置を検出する位置検出手段と、上記撮像素子の光電変換面上におけるブレを検出するブレ検出手段と、上記ブレ検出手段の出力から上記移動体の目標駆動位置を求め、この目標駆動位置と上記位置検出手段の出力との差に基づき上記ブレ補正手段を動作させるブレ補正動作を行う制御手段と、上記制御手段のブレ補正動作中に、上記目標駆動位置の微分値を求め、この微分値が正負の所定値を超える回数をカウントし、このカウントした回数が第１所定期間中に所定カウント数に達したときに上記制御手段によるブレ補正動作を停止させる安定性判定手段とを具備することを特徴とする。
また、上記の目的を達成するために、本発明の第３の態様のブレ補正装置は、移動体を移動させて撮像素子の光電変換面上におけるブレを補正するためのブレ補正手段と、上記移動体の位置を検出する位置検出手段と、上記撮像素子の光電変換面上におけるブレを検出するブレ検出手段と、上記ブレ検出手段の出力から上記移動体の目標駆動位置を求め、この目標駆動位置と上記位置検出手段の出力との差に基づき上記ブレ補正手段を動作させるブレ補正動作を行う制御手段と、上記制御手段のブレ補正動作中に、上記位置検出手段の出力の微分値を求め、この微分値が正負の所定値を超える回数をカウントし、このカウントした回数が第１所定期間中に所定カウント数に達したときに上記制御手段によるブレ補正動作を停止させる安定性判定手段とを具備することを特徴とする。
また、上記の目的を達成するために、本発明の第４の態様のブレ補正装置は、移動体を移動させて撮像素子の光電変換面上におけるブレを補正するためのブレ補正手段と、上記移動体の位置を検出する位置検出手段と、上記撮像素子の光電変換面上におけるブレを検出するブレ検出手段と、上記ブレ検出手段の出力から上記移動体の目標駆動位置を求め、この目標駆動位置と上記位置検出手段の出力との差に基づき上記ブレ補正手段を動作させるブレ補正動作を行う制御手段と、上記制御手段のブレ補正動作中に、上記目標駆動位置と上記位置検出手段の出力との差が正負の第１所定値を超える回数をカウントしこのカウントした回数が第１所定期間中に第１所定カウント数に達したときにブレ補正動作の停止を指示する第１判定動作と、上記目標駆動位置の微分値を求めこの微分値が正負の第２所定値を超える回数をカウントしこのカウントした回数が第２所定期間中に第２所定カウント数に達したときにブレ補正動作の停止を指示する第２判定動作とを実行し、上記第１判定動作と上記第２判定動作の双方で上記ブレ補正動作の停止が指示された際に、上記制御手段によるブレ補正動作を停止させる安定性判定手段とを具備することを特徴とする。
また、上記の目的を達成するために、本発明の第５の態様の撮像装置は、第１乃至第４の態様の何れかに記載のブレ補正装置を有することを特徴とする。
本発明によれば、如何なる状況下においても、正常に撮影を行うことができる振動波モータを用いたブレ補正装置及びそれを備える撮像装置を提供することができる。
以下、本発明に係るブレ補正装置及びそれを備える撮像装置を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する本発明の各実施形態の撮像装置は、光電変換によって画像信号を得る撮像素子を含む撮像ユニットの手ブレ補正を行うブレ補正装置を備えたものであり、ここでは、一例としてレンズ交換可能な一眼レフレックス式電子カメラ（デジタルカメラ）への適用例として説明する。
［第１の実施形態］
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る撮像装置の一例としてのデジタルカメラ（以下、カメラと記す）の主に電気的なシステム構成を概略的に示すブロック図である。本実施形態のカメラは、カメラ本体としてのボディユニット１００と、交換レンズとしてのレンズユニット１０とを有するカメラシステムとして構成されている。
レンズユニット１０は、ボディユニット１００の前面に設けられた図示しないレンズマウントを介して着脱自在に構成されている。レンズユニット１０の制御は、自身が有するレンズ制御用マイクロコンピュータ（以下、“Ｌｕｃｏｍ”と称する）５が行う。ボディユニット１００の制御は、ボディ制御用マイクロコンピュータ（以下、“Ｂｕｃｏｍ”と称する）５０が行う。これらＬｕｃｏｍ５とＢｕｃｏｍ５０とは、ボディユニット１００にレンズユニット１０が装着された状態において通信コネクタ６を介して通信可能に接続される。そして、カメラシステムとして、Ｌｕｃｏｍ５がＢｕｃｏｍ５０に従属的に協働しながら稼動するように構成されている。
また、レンズユニット１０は、撮影レンズ１と、レンズ駆動機構２と、絞り３と、絞り駆動機構４とを備えている。撮影レンズ１は、レンズ駆動機構２内に設けられた図示しないＤＣモータによって駆動され、図示しない被写体からの光像（被写体像）をボディユニット１００方向に集光する。絞り３は、絞り駆動機構４内に設けられた図示しないステッピングモータによって駆動され、撮影レンズ１を介して入射する光の入射量を制御する。Ｌｕｃｏｍ５は、Ｂｕｃｏｍ５０の指令に基づいてレンズ駆動機構２及び絞り駆動機構４の各モータを制御する。レンズメモリ５ａは、例えば電気的にデータの書き込み及び消去が可能なＥＥＰＲＯＭから構成され、焦点距離、レンズタイプ、最大ＦＮｏ、最小ＦＮｏ等のレンズユニット１０に係る特性情報をレンズ情報として記憶している。
また、ボディユニット１００内の撮影光軸上には、ハーフミラーで構成されたクイックリターンミラー１１が配置されている。そして、クイックリターンミラー１１による光の反射方向（図示上方向）にはペンタプリズム１２が配置され、ペンタプリズム１２の光の射出部には接眼レンズ１３が配置されている。このようにして、一眼レフレックス方式の光学系が構成されている。
また、クイックリターンミラー１１の背面中央部付近にはサブミラー１１ａが設置されている。さらに、クイックリターンミラー１１の後方には例えばフォーカルプレーン方式のシャッタ１５が配置され、サブミラー１１ａによる光の反射方向（図示下方向）には、焦点検出のためのデフォーカス量を検出するＡＦセンサユニット１６が設けられている。
また、ＡＦセンサユニット１６には、ＡＦセンサユニット１６を駆動制御するためのＡＦセンサ駆動回路１７が接続されている。クイックリターンミラー１１には、クイックリターンミラー１１を駆動制御するためのミラー駆動機構１８が接続されている。さらに、フォーカルプレーン方式のシャッタ１５の先幕と後幕を駆動するばねはシャッタチャージ機構によってチャージされるようになされており、シャッタチャージ機構１９の動作はシャッタ制御回路２０によって制御される。
また、ペンタプリズム１２の光射出部近傍には、ペンタプリズム１２から出射した光束を検出する測光センサ２１ａが配置されている。測光センサ２１ａには、測光処理を行うための測光回路２１が接続されている。
また、シャッタ１５の後方には、撮影レンズ１及び上述の一眼レフレックス方式の光学系を通過した被写体像を光電変換するための撮像ユニット３０が設けられている。撮像ユニット３０は、詳細については後述するが、撮像素子の一例であるＣＣＤと、ＣＣＤの前面に配設された光学ローパスフィルタ（ＬＰＦ）と、所定の周波数で振動するように構成された防塵フィルタとをユニットとして一体化させて構成されている。防塵フィルタの周縁部には圧電素子が取り付けられており、防塵フィルタに取り付けられた圧電素子を防塵フィルタ制御回路４８によって振動させることで防塵フィルタを振動させ、防塵フィルタの表面に付着した塵を除去することが可能になされている。
また、撮像ユニット３０には、ブレ補正手段の一例としての防振ユニット３００が取り付けられている。防振ユニット３００には振動子が設けられており、振動子を振動子駆動回路３５４によって振動させることによって撮像ユニット３０を移動体として撮影光軸に対して直交する平面上で移動させることで、手ブレ等によってＣＣＤの光電変換面上に発生するブレを抑制する。このようなブレ補正の際の撮像ユニット３０の移動位置は位置検出手段の一例としての位置検出センサ３５３によって検出される。この位置検出センサ３５３は、例えばホール素子とマグネットとを用いて構成される。
また、当該カメラに発生する手ブレはブレ検出手段の一例としてのＸ軸ジャイロセンサ３５０ｘ及びＹ軸ジャイロセンサ３５０ｙによって検出される。Ｘ軸ジャイロセンサ３５０ｘは、ボディユニット１００のＸ軸周りのブレ（ピッチ方向のブレ）を検出する角速度センサ等から構成される。また、Ｙ軸ジャイロセンサ３５０ｙはボディユニット１００のＹ軸周りのブレ（ヨー方向のブレ）を検出する角速度センサ等から構成される。
制御手段及び安定性判定手段の一例としての防振制御回路３５５は、Ｂｕｃｏｍ５０からの指示に従ってブレ補正に係る制御動作を開始し、位置検出センサ３５３、Ｘ軸ジャイロセンサ３５０ｘ及びＹ軸ジャイロセンサ３５０ｙの出力に従って振動子駆動回路３５４を制御する。
また、撮像ユニット３０のＣＣＤにはＣＣＤインターフェイス回路２３が接続され、ＣＣＤインターフェイス回路２３は画像処理コントローラ２８に接続されている。さらに画像処理コントローラ２８には、液晶モニタ２４と、記憶領域として機能するＳＤＲＡＭ２５と、Ｆｌａｓｈ ＲＯＭ２６と、記録メディア２７とが接続されている。このような構成により、ボディユニット１００は、電子撮像機能とともに電子記録表示機能を提供できるように構成されている。ここで、記録メディア２７は、各種のメモリカードや外付けのハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等の外部記録媒体であり、通信コネクタを介してボディユニット１００の画像処理コントローラ２８と通信可能かつ交換可能に装着される。そして、この記録メディア２７には、撮影により得られた画像データが記録される。
また、その他の記憶領域としては、カメラ制御に必要な所定の制御パラメータを記憶する、例えばＥＥＰＲＯＭからなる不揮発性メモリ２９がＢｕｃｏｍ５０からアクセス可能に設けられている。
また、Ｂｕｃｏｍ５０には、動作表示用ＬＣＤ５１と、動作表示用ＬＥＤ５１ａと、カメラ操作スイッチ（ＳＷ）５２とが接続されている。動作表示用ＬＣＤ５１及び動作表示用ＬＥＤ５１ａはそれぞれ、当該カメラの動作状態を表示出力によってユーザへ告知するために設けられている。また、カメラ操作ＳＷ５２は、例えばレリーズＳＷ、モード変更ＳＷ及びパワーＳＷ等、ユーザが当該カメラを操作するために必要な操作釦に応じて動作するスイッチ群である。さらに、Ｂｕｃｏｍ５０には、電源回路５３が接続されている。電源回路５３は、電源としての電池５４の電圧を、当該カメラを構成する各回路ユニットが必要とする電圧に変換して供給する。
上述のように構成されたカメラシステムの各部は、概略的には以下のように稼動する。まず、撮像ユニット３０のＣＣＤにおける露出動作が実行されると、画像処理コントローラ２８は、Ｂｕｃｏｍ５０の指令に従ってＣＣＤインターフェイス回路２３を制御してＣＣＤから画像データを取り込む。画像処理コントローラ２８において取り込まれた画像データはビデオ信号に変換され、このビデオ信号に基づいて液晶モニタ２４で画像表示がなされる。ユーザは、液晶モニタ２４に表示された画像から、撮影された画像を確認できる。
また、画像処理コントローラ２８において処理される画像データは一時的保管用のメモリであるＳＤＲＡＭ２５に格納される。さらに、画像データの記録時には、画像処理コントローラ２８によって取り込まれた画像データが例えばＪＰＥＧ形式等の圧縮データに変換された後、記録メディア２７に記録される。
ミラー駆動機構１８は、クイックリターンミラー１１をダウン位置（図１に示す位置）とアップ位置（図１に示す位置から退避する位置）とへ駆動するための機構である。撮影前にはクイックリターンミラー１１がダウン位置にあり、撮影レンズ１からの光束はＡＦセンサユニット１６側とペンタプリズム１２側へと分割されて導かれる。ＡＦセンサユニット１６内のＡＦセンサからの出力は、ＡＦセンサ駆動回路１７を介してＢｕｃｏｍ５０へ送信される。そして、ＡＦセンサからの出力に基づき、Ｂｕｃｏｍ５０において位相差方式等の周知の測距処理が行われる。一方、ペンタプリズム１２を通過した光束の一部は測光回路２１内の測光センサ２１ａへ導かれる。測光センサ２１ａからの出力は測光回路２１へ送信される。そして、測光センサ２１ａからの出力に基づき周知の測光処理が行われる。その後、クイックリターンミラー１１がアップ位置に退避すると、撮像ユニット３０のＣＣＤにおける露光が行われる。
次に、図２を参照して撮像ユニット３０の詳細について説明する。図２は、撮像ユニット３０の構成例を示す縦断側面図である。上述したように、撮像ユニット３０は、ＣＣＤ３１と、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）３２と、防塵フィルタ３３と、圧電素子３４とを主に備えている。ＣＣＤ３１は、光電変換面を有し、撮影レンズ１を透過して光電変換面上に照射される被写体からの光束を電気信号（画像信号）に変換する撮像素子である。光学ＬＰＦ３２は、ＣＣＤ３１の光電変換面側に配設され、撮影レンズ１を透過して照射される被写体からの光束における高周波成分を取り除く。防塵フィルタ３３は、光学ＬＰＦ３２の前面に対して所定間隔を空けるように配置され、光学ＬＰＦ３２及びＣＣＤ３１への塵埃の付着を防止する。圧電素子３４は、防塵フィルタ３３の周縁部に配設され、防塵フィルタ３３に対して所定の振動を与えることによって防塵フィルタ３３に付着した塵埃を払い落とす。
ここで、図２に示すＣＣＤ３１は、光電変換面等を構成するＣＣＤチップ３１ａを固定板３５上に配設されたフレキシブル基板３１ｂ上に直接実装し、また、フレキシブル基板３１ｂの両端に設けられた接続部３１ｃ、３１ｄと主回路基板３６に設けられたコネクタ３６ａ、３６ｂとを導電接続し、さらに、フレキシブル基板３１ｂ上にスペーサ３１ｆを介して保護ガラス３１ｅを固着して構成されている。
また、ＣＣＤ３１と光学ＬＰＦ３２との間には、弾性部材等からなるフィルタ受け部材３７が配設されている。このフィルタ受け部材３７は、ＣＣＤ３１の前面側周縁部で光電変換面の有効範囲を避ける位置に、かつ、光学ＬＰＦ３２の背面側周縁部の近傍に当接するように配設される。このような構成により、ＣＣＤ３１と光学ＬＰＦ３２との間が略気密に保持されている。さらに、光学ＬＰＦ３２の周囲にはＣＣＤ３１と光学ＬＰＦ３２とを気密的に覆うためのホルダ３８が配設されている。このホルダ３８は、撮影光軸周りの略中央部分に矩形状の開口３８ａを有している。そして、この開口３８ａの防塵フィルタ３３側の内周縁部には断面が略Ｌ字形状の段部３８ｂが形成されている。また、開口３８ａに対してその後方側から光学ＬＰＦ３２及びＣＣＤ３１が配設されている。ここで、光学ＬＰＦ３２の前面側周縁部を段部３８ｂに対して略気密的に接触させるように配置することで、光学ＬＰＦ３２は段部３８ｂによって撮影光軸方向における位置規制がなされ、ホルダ３８の内部から前面側に対する抜け止めがなされる。
また、ホルダ３８の前面側の周縁部には、防塵フィルタ３３を光学ＬＰＦ３２の前面に所定間隔だけ空けて保持するために、段部３８ｂの周りでかつ段部３８ｂよりも前面側に突出させた防塵フィルタ受け部３８ｃが全周に亘って形成されている。さらに、全体として円形ないしは多角形の板状に形成された防塵フィルタ３３は、押圧部材４０によって押圧された状態で防塵フィルタ受け部３８ｃに支持されている。押圧部材４０は、板ばね等の弾性体によって形成され、ねじ３９によって防塵フィルタ受け部３８ｃに固定されている。また、防塵フィルタ３３の背面側の外周縁部には圧電素子３４が配設され、これら圧電素子３４と防塵フィルタ受け部３８ｃとの間には環状のシール４１が介在されている。このような構成により、光学ＬＰＦ３２と防塵フィルタ３３との間の気密状態が確保されている。撮像ユニット３０は、以上のようにして、ＣＣＤ３１を搭載するための所望の大きさに形成されたホルダ３８を備える気密構造に構成されている。
次に、本実施形態のカメラの手ブレ補正機能について説明する。本実施形態における手ブレ補正機能は、撮影光軸の方向をＺ軸方向（図２参照）とした場合、該Ｚ軸に直交するＸ軸方向及びＹ軸方向にＣＣＤ３１を変位移動させてブレを補償するものである。そして、手ブレ補正用の駆動装置を含む防振ユニット３００は、所定の周波電圧が印加されることにより駆動部に楕円振動を生ずる振動子を駆動源として用い、撮像ユニット３０を移動対象物として構成されている。
まず、本実施形態の振動波モータを用いたブレ補正装置において駆動源として用いられる振動子の動作原理について説明する。図３は、振動子の動作原理を示す模式図である。振動子２００は、図３（ｂ）に示すように、所定の大きさの矩形状に形成された圧電体２０１と、この圧電体２０１の片面側中心位置に対して対称となるように分極作用によって形成された一対の駆動電極２０２、２０３と、駆動電極２０２、２０３に対応する圧電体２０１の表面位置に設けられた駆動子２０４、２０５とを備える。駆動電極２０２に正（＋）の電圧を印加すると、図３（ａ）に示すように、分極構造の駆動電極２０２部分が伸びるように変形する一方、その背面側の圧電体２０１部分は伸びるように変形しないので全体として円弧状に変形する。逆に、駆動電極２０２に負（−）の電圧を印加すると、図３（ｃ）に示すように、分極構造の駆動電極２０２部分が縮むように変形する一方、その背面側の圧電体２０１部分は縮まないので全体として、図３（ａ）とは逆向きの円弧状に変形する。駆動電極２０３側でも同様である。
駆動子２０４、２０５の表面に楕円振動を発生させるには、圧電体２０１の一方の駆動電極２０２に所定周波数の正弦波による周波電圧を印加するととともに、他方の駆動電極２０３に駆動電極２０２に印加する周波電圧の周波数と同じ周波数で位相のずれた正弦波による周波電圧を印加する。印加する周波電圧の周波数は、圧電体２０１の中心が屈曲振動の節となり、圧電体２０１の駆動子２０４、２０５が設けられた部分が屈曲振動の腹となり、かつ、圧電体２０１の縦振動の節が屈曲振動の節と一致するような所定の数値に設定する。すると、印加する周波電圧の正、負の変化に伴い、振動子２００は、図３（ｂ）に示す復元状態を含めて、図３（ａ）〜（ｃ）に示す屈曲振動を繰り返し、駆動子２０４、２０５の表面には楕円振動が発生する。よって、振動子２００の駆動子２０４、２０５側に移動対象物となる移動体（ここでは撮像ユニット３０）を押圧接触させて配設しておけば、移動体は駆動子２０４、２０５の表面に生ずる楕円振動の向きに従い移動することとなる。
この際、駆動電極２０２、２０３に印加する周波電圧の位相差を変えることで、駆動子２０４、２０５の表面に発生する楕円振動の形状を変えることが可能であり、これにより振動子２００に駆動されて移動する移動体の移動速度を変えることができる。例えば、周波電圧の位相差が０°のときの速度は０である。そして、位相差を増やすと速度は次第に上昇して位相差９０°で最大速度となる。また、９０°を超えて位相差を大きくすると逆に速度は次第に下降して位相差１８０°では再び速度が０となる。さらに、位相差を負の値にすると、駆動子２０４、２０５に発生する楕円振動の回転方向が逆転し、移動体を逆方向に駆動することが可能となる。この場合も、位相差−９０°のときに最大速度となる。
次に、振動子の速度特性について図４及び図５を用いて説明する。図４は、駆動電極２０２、２０３の印加する駆動信号の周波数と振動子の駆動速度との関係を示す図である。ここで、図４は駆動電極２０２、２０３に互いに位相が９０°ずれた駆動信号を印加したときの例を示している。図４に示すように、振動子の駆動速度は、駆動信号の周波数が共振周波数に小さい方から近づくにつれて急激に速くなり、駆動信号の周波数が共振周波数から大きいほうにずれていくにつれてなだらかに遅くなる。また、図５は、駆動信号の周波数を固定とし、位相差を−９０°から９０°まで変動させたときの振動子の駆動速度特性を示す図である。図５に示すように、位相差が０°のとき速度が０であり、位相差が±９０°になるまでほぼリニアに速度が増加していく特性となる。
続いて、図３〜図５で説明したような振動子を駆動源として用いる防振ユニットについて図６〜図９を参照して説明する。図６は防振ユニットの構成例を示す分解斜視図であり、図７は図６に示す各部の形状を簡略化して示す防振ユニットの概略側面図であり、図８は図７中のＸ軸駆動機構部を抽出し拡大して示す概略側面図であり、図９はＸ軸駆動機構部のガイド軸受構造を示す断面図である。なお、図６及び図７には説明の都合上、撮像ユニット３０も図示している。
以下、防振ユニット３００の構成について説明する。上述したように、防振ユニット３００は、ＣＣＤ３１、光学ＬＰＦ３２、防塵フィルタ３３等が搭載された撮像ユニット３０を移動体とし、撮像ユニット３０を図示Ｘ軸方向及びＹ軸方向に移動させる機構である。
まず、防振ユニット３００は、Ｘ枠３０１と、フレーム３０２とを有している。Ｘ枠３０１には、撮影光軸周りに形成された開口３０１ａを有する枠部３０１ｂが形成されている。この枠部３０１ｂの開口３０１ａは、撮像ユニット３０を図６に示すＹ軸方向に移動可能なように搭載できるだけの所望の大きさに形成されている。また、フレーム３０２には、撮影光軸周りに形成された開口３０２ａを有する枠部３０２ｂが形成されている。そして、フレーム３０２は、図示しないカメラ本体に固着されている。枠部３０２ｂの開口３０２ａはＸ枠３０１を撮像ユニット３０とともに図６に示すＸ軸方向に移動可能なように搭載できるだけの所望の大きさに形成されている。
そして、Ｘ枠３０１には、Ｘ軸駆動機構部３１０ｘが取り付けられる。そして、このＸ軸駆動機構部３１０ｘにより、撮像ユニット３０をＸ枠３０１とともにフレーム３０２に対してＸ軸方向に変位移動自在に構成されている。また、撮像ユニット３０には、Ｙ軸駆動機構部３１０ｙが取り付けられる。そして、このＹ軸駆動機構部３１０ｙにより、撮像ユニット３０をＸ枠３０１に対してＹ軸方向に変位移動自動に構成なされている。すなわち、Ｘ軸駆動機構部３１０ｘ及びＹ軸駆動機構部３１０ｙにより、撮像ユニット３０は、撮影光軸と図６に示すＸ軸方向及びＹ軸方向にブレを補償するように変位移動自在になされている。
ここで、Ｘ軸駆動機構部３１０ｘの構成について説明する。Ｘ軸駆動機構部３１０ｘは、Ｘ軸振動子３２０ｘと、摺動体３３０ｘと、押圧機構３４０ｘとを主に備えている。
Ｘ軸振動子３２０ｘは、矩形状の圧電体３２３ｘを有している。この圧電体３２３ｘの片面側には、図３で説明した動作原理に従い、所定の周波電圧が印加されることにより楕円振動を発生させる駆動子３２１ｘ、３２２ｘが設けられている。また、圧電体３２３ｘの駆動子３２１ｘ、３２２ｘと相反する面側の中央位置には振動子ホルダ３２４ｘが設けられている。この振動子ホルダ３２４ｘには突起３２５ｘが形成されている。この突起３２５ｘはフレーム３０２の溝３４２ｘに嵌合されており、Ｘ軸振動子３２０ｘは、Ｘ軸方向の移動が規制されるようにフレーム３０２に位置決めされて保持されている。このような構成により駆動子３２１ｘ、３２２ｘに生じる楕円振動による駆動力がＸ軸方向に作用する。
摺動体３３０ｘは、軸受け３３１ｘ上に摺動板３３２ｘが固着されて構成されており、Ｘ枠３０１に一体に固定されている。すなわち、摺動体３３０ｘの軸受け３３１ｘは、Ｘ軸振動子３２０ｘに設けられた駆動子３２１ｘ、３２２ｘを摺動板３３２ｘに押圧接触させた位置でＸ枠３０１の一部に対して一体となるように、例えばビス３３３ｘにより固定されている。なお、Ｘ枠３０１に対する摺動体３３０ｘの固定は、ビス止めに限らず、接着等であってもよく、固定方式は特に問わない。ここで、摺動体３３０ｘは、図６等からも明らかなように、Ｘ枠３０１に比して小さな大きさ（Ｘ軸振動子３２０ｘ相当の大きさ）で形成されている。また、Ｘ枠３０１が剛性の低い樹脂材料やアルミニウム等により形成されているのに対して、摺動体３００ｘの摺動板３３２ｘは耐磨耗性を有して剛性の高いセラミックス等の材質で形成されている。さらに、軸受け３３１ｘは、フェライト系のステンレス等の焼入れ可能な材質に焼入れをして剛性を高めて構成されている。
押圧機構３４０ｘは、Ｘ軸振動子３２０ｘを摺動体３３０ｘ側に付勢するように構成されている。この押圧機構３４０ｘは、スペーサ３４３ｘを介して一端がビス３４４ｘによりフレーム３０２に固定されてＸ軸振動子３２０ｘを保持する押圧板３４１ｘが設けられている。そして、この押圧板３４１ｘの他端は、間にスペーサ３４６ｘを介在させたビス３４５ｘによってフレーム３０２に固定されている。さらに、スペーサ３４６ｘの周囲には、Ｘ軸振動子３２０ｘの駆動子３２１ｘ、３２２ｘを摺動板３３２ｘに押圧接触させるように押圧板３４１ｘを付勢する押圧ばね３４７ｘが取り付けられている。なお、押圧機構３４０ｘによる押圧力は、１５Ｎ（ニュートン）程度の非常に大きな力に設定されている。
また、フレーム３０２には、フレーム３０２に形成された開口形状の取付部に配置され摺動体３３０ｘの軸受け３３１ｘに対向するようにビス３０３ｘで固定された軸受け３０４ｘが設けられている。この軸受け３０４ｘには、図９に示すように、Ｘ軸方向に沿わせたＶ溝３０５ｘが、磨耗防止用のＶ溝板３０６ｘを固着して形成されている。また、軸受け３３１ｘには、図９に示すように、軸受け３０４ｘのＶ溝３０５ｘ（Ｖ溝板３０６ｘ）に対向するＶ溝３３４ｘが形成されている。ここで、リテーナ３３５ｘで位置決めされた２個のボール３３６ｘをＶ溝３０５ｘとＶ溝３３４ｘとの間に挟み込ませることにより、軸受け３０４ｘ、３３１ｘは、Ｘ軸方向に沿って１列に配列された２個のボール（転動体）３３６ｘを有する構造とされている。２個のボール３３６ｘはそれぞれ、図８等に示すように、駆動子３２１ｘ、３２２ｘの直下となる位置付近に位置決めされており、リテーナ３３５ｘによりＸ軸方向の移動が規制されている。なお、転動体としてはボールに限らず、ローラでもよい。また、フレーム３０２には、ホール素子３５１が設けられ、このホール素子３５１に対向するようにして撮像ユニット３０にはマグネット３５２が取り付けられている。これらホール素子３５１とマグネット３５２とによって図１に示す位置検出センサ３５３が構成されている。
また、軸受け３３１ｘは、ボール３３６ｘの中心を通りＶ溝３３４ｘに平行な軸周りにボール３３６ｘを回転可能なように構成されている。さらに、軸受け３３１ｘはＸ枠３０１に一体的に構成され、軸受け３３１ｘからＸ軸方向とは異なる方向の離れた位置（枠部３０２ｂ上で最も離れた、ほぼ対角位置）でフレーム３０２とＸ枠３０１との間に１つのボール（転動体）３０７ｘが配設されている。ボール３０７ｘは、ボール３０７ｘの近傍でフレーム３０２とＸ枠３０１との間に係止させたばね３０８ｘによる付勢力で挟持状態に維持され、フレーム３０２に対するＸ枠３０１の撮影光軸（Ｚ軸）方向の間隔を維持するように位置決めする。ここで、ばね３０８ｘの付勢力は、ボール３０７ｘの挟持状態を維持できればよく、押圧ばね３４７ｘの付勢力に比して数段弱く設定されている。これにより、摺動体３３０ｘ及びそれに一体的に固定されたＸ枠３０１は、フレーム３０２に対して２個のボール３３６ｘと１個のボール３０７ｘとによる３点支持で移動し得る構成とされている。ここで、ボール３０７ｘをボール３３６ｘに対して、撮影光軸及び開口３０１ａを挟んで反対側に配することで、ボール３０７ｘとボール３３６ｘとの距離を離間させることができるので、安定した３点支持構造とすることができる。このようにして、３つのボール（転動体）で、Ｘ枠３０１の移動方向のガイドを行うとともに傾きをも規定することができ、安定した駆動が可能となる。
次に、Ｘ軸駆動機構部３１０ｘの動作について説明する。Ｘ軸振動子３２０ｘに所定の駆動信号を印加して駆動子３２１ｘ、３２２ｘに楕円振動を発生させると、Ｘ軸振動子３２０ｘの駆動子３２１ｘ、３２２ｘが押圧機構３４０による強い付勢力で摺動板３３２ｘに押圧接触しているので、摺動体３３０ｘは駆動子３２１ｘ、３２２ｘの楕円振動の回転方向に従って摺動する。
ところで、Ｘ軸振動子３２０ｘに加わる押圧力は強いため、仮に、摺動体３３０ｘを構成する摺動板３３２ｘや軸受け３３１ｘの剛性が弱いと、図１０中に仮想線で示すように、Ｘ軸振動子３２０ｘからの押圧力により摺動板３３２ｘや軸受け３３１ｘが撓んでしまい、これによって、駆動子３２１ｘ、３２２ｘと摺動板３３２ｘとが片当りして動作が不安定になったり、動作しなくなったりするおそれがある。
この点、本実施形態では、摺動体３３０ｘを構成する摺動板３３２ｘ及び軸受け３３１ｘの剛性をＸ軸振動子３２０ｘに対して高くしているため、駆動子３２１ｘ、３２２ｘと摺動板３３２ｘとの押圧接触状態が安定する。これにより、駆動子３２１ｘ、３２２ｘの楕円振動に伴う駆動力を摺動板３３２ｘに確実に伝達させて、摺動板３２２ｘを高効率で楕円振動の回転方向に駆動することができる。また、摺動板３３２ｘはフレーム３０２に対して面接触ではなく、軸受け３３１ｘと軸受け３０４ｘとの間に介在されたボール３３６ｘによる転動方式で接触しているので、Ｘ軸振動子３２０ｘに対する押圧力が強くても摺動体３３０ｘはフレーム３０２に対して摩擦の少ない状態で確実に移動することとなる。また、軸受け３３１ｘ、３０４ｘは、Ｘ軸方向に沿った１列のボールベアリング軸受構造で構成されているので、摺動体３３０ｘはＸ軸振動子３２０ｘによる駆動を受けた場合にＸ軸方向にのみ移動する。このように摺動体３３０ｘが移動すると、摺動体３３０ｘが固定されたＸ枠３０１も、摺動体３３０ｘと一体となってＸ軸方向に移動する。すなわち、Ｘ枠３０１ｘの移動方向も、Ｘ軸方向に沿った１列のボールベアリング軸受構造からなる軸受け３３１ｘ、３０４ｘによってガイドされる。
さらに、軸受け３３１ｘは、ボール３３６ｘの中心を通り、Ｖ溝３３４ｘに平行な軸周りにボール３３６ｘを回転可能なように構成されている。そして、軸受け３３１ｘがＸ枠３０１に一体化され、軸受け３３１ｘからＸ軸方向とは異なる方向の離れた位置でフレーム３０２とＸ枠３０１との間に１つのボール３０７ｘが配設され、Ｘ枠３０１と摺動体３３０ｘとが、フレーム３０２に対して２個のボール３３６ｘと１個のボール３０７ｘとによる離れた位置での３点支持とされているので、Ｖ溝３３４ｘに平行な軸周りの回転による煽りを生ずることなく安定してフレーム３０２上をＸ軸方向に移動する。よって、Ｘ軸振動子３２０ｘに対する強い押圧部分のガイド支持機構が、軸受け３３１ｘ、３０４ｘによるＸ軸方向に沿った１列のボールベアリング軸受構造で済み、小型化・構造単純化が可能となる。
以上、Ｘ軸駆動機構部３１０ｘについて説明したが、Ｙ軸駆動機構部３１０ｙも、基本構造はＸ軸駆動機構部３１０ｘと同様である。したがって、図６〜図８においてＸ軸駆動機構部３１０ｘと同一または対応する部分の構成には同一符号に添え字ｙを付して示すことで説明を省略する。ただし、Ｙ軸駆動機構部３１０ｙは、フレーム３０２に代えてＸ枠３０１を固定部材とし、Ｘ枠３０１に代えて撮像ユニット３０を移動対象とするものである。つまり、摺動体３３０ｙは、軸受け３３１ｙ上に摺動板３３２ｙが固着されて構成されており、撮像ユニット３０に一体に固定されている。
次に、上述したような防振ユニット３００を用いた手ブレ補正について説明する。カメラ操作ＳＷ５２の図示しない手ブレ補正ＳＷがオンされており、図示しないメインＳＷがオンされると、手ブレ補正が実行される。手ブレ補正においては、まず、Ｂｕｃｏｍ５０から防振制御回路３５５に対して振動子駆動回路３５４の初期動作を実行させるための信号が伝達される。この初期動作を実行させるための信号を受けて、振動子駆動回路３５４からＸ軸振動子３２０ｘ及びＹ軸振動子３２０ｙに所定の駆動信号が印加される。これにより、ＣＣＤ３１の中心が撮影光軸上にくるように撮像ユニット３０がＸ軸方向及びＹ軸方向に駆動される。以下、このような動作をセンタリングと称する。
次に、Ｘ軸ジャイロセンサ３５０ｘ、Ｙ軸ジャイロセンサ３５０ｙによって検出されるボディユニット１００のブレ信号が防振制御回路３５５に取り込まれる。ここで、防振制御回路３５５は、Ｘ軸ジャイロセンサ３５０ｘ、Ｙ軸ジャイロセンサ３５０ｙからの出力信号をそれぞれ増幅した後、デジタル信号に変換して取り込むように構成されている。
防振制御回路３５５では、Ｘ軸ジャイロセンサ３５０ｘ、Ｙ軸ジャイロセンサ３５０ｙの出力信号に基づきブレ補正量が演算され、演算されたブレ補正量に応じた信号が振動子駆動回路３５４に出力される。撮像ユニット３０及びＸ枠３０１は、振動子駆動回路３５４によって生成される電気信号によって動作するＹ軸振動子３２０ｙ、Ｘ軸振動子３２０ｘによって駆動される。撮像ユニット３０（ＣＣＤ３１）の駆動位置は、位置検出センサ３５３によって検出される。位置検出センサ３５３によって検出される撮像ユニット３０の駆動位置は防振制御回路３５５にフィードバックされる。なお、手ブレ補正制御の詳細については後述する。
続いて、静止画撮影時の補正動作に関してＢｕｃｏｍ５０において行われる動作について図１１を参照して説明する。図１１は、静止画撮影時の補正動作の概略を示すフローチャートである。なお、図１１の動作は、レリーズＳＷの第１レリーズ（１Ｒ）ＳＷがオンされて撮影準備開始が指示される前は行われず、第１レリーズＳＷがオンされて撮影準備開始が指示されると行われるものである。
１ＲＳＷがオンされて本動作が開始されると、Ｂｕｃｏｍ５０は、レンズメモリ５ａとの通信によりブレ補正駆動に必要なレンズ情報を取得し、取得したレンズ情報を防振制御回路３５５に送信する（ステップＳ１１）。その後、Ｂｕｃｏｍ５０は、防振制御回路３５５に対してブレ補正駆動の開始を指示する（ステップＳ１２）。続いて、Ｂｕｃｏｍ５０は、１ＲＳＷがオフされて撮影準備開始指示が解除されたか否かを判定する（ステップＳ１３）。ステップＳ１３の判定において、撮影準備開始指示が解除された場合（ステップＳ１３；Ｙｅｓ）には、ステップＳ１９に移行し、Ｂｕｃｏｍ５０は、ブレ補正駆動を停止させる指示を防振制御回路３５５へ送信する（ステップＳ１９）。その後、Ｂｕｃｏｍ５０は、防振制御回路３５５に対してセンタリング指示を行った後（ステップＳ２０）、撮影準備開始の指示待ち状態（１Ｒ待ち状態）となる。
また、ステップＳ１３の判定において、１ＲＳＷがオンのままである場合（ステップＳ１３；Ｎｏ）には、Ｂｕｃｏｍ５０は、レリーズＳＷの第２レリーズ（２Ｒ）ＳＷがオンされて撮影開始が指示されたか否かを判定する（ステップＳ１４）。ステップＳ１４の判定において、撮影開始が指示されていない場合には（ステップＳ１４；Ｎｏ）、ステップＳ１３に戻り、指示待ち状態で待機する。一方、ステップＳ１４の判定において、２ＲＳＷがオンされて撮影開始が指示された場合（ステップＳ１４；Ｙｅｓ）には、Ｂｕｃｏｍ５０はステップＳ１２で開始されたブレ補正駆動を停止させる指示を防振制御回路３５５に送信する（ステップＳ１５）。その後、Ｂｕｃｏｍ５０は、センタリング指示を防振制御回路３５５に送信する（ステップＳ１６）。センタリングの終了後、Ｂｕｃｏｍ５０は、ブレ補正駆動開始の指示を防振制御回路３５５へ送信する（ステップＳ１７）。その後、Ｂｕｃｏｍ５０は、ミラー駆動機構１８、シャッタ制御回路２０、画像処理コントローラ２８等を制御して撮像ユニット３０のＣＣＤ３１の露光を行う（ステップＳ１８）。露光終了後、Ｂｕｃｏｍ５０は、ブレ補正駆動を停止させる指示を防振制御回路３５５に送信する（ステップＳ１９）。その後、Ｂｕｃｏｍ５０は、センタリング指示を防振制御回路３５５に送信した後（ステップＳ２０）、撮影準備開始の指示待ち状態（１Ｒ待ち状態）となる。
ここで、手ブレ補正制御の詳細について、図１２のブロック図を用いて説明する。図１２は、図１に示す構成において特に手ブレ補正制御に係るブレ補正装置の構成の詳細を示したブロック図である。なお、Ｘ軸に係るブレ補正とＹ軸に係るブレ補正とはそれぞれ独立に行われるが、制御の内容自体は同様であるので、図１２ではＸ軸に係るブレ補正に係る構成のみについて示している。
図１２に示すブレ補正装置は、上述のＸ軸ジャイロセンサ３５０ｘと、防振制御回路３５５と、振動子駆動回路３５４と、防振ユニット３００と、位置検出センサ３５３と、電源回路５３を有して構成されている。また、防振制御回路３５５は、増幅回路４０１と、手ブレ補正制御用マイクロコンピュータ(以下“Ｔｕｃｏｍ”と称する)４０２と、増幅回路４０３とを有している。
ボディユニット１００のＸ軸方向のブレは、Ｘ軸ジャイロセンサ３５０ｘによって検出される。Ｘ軸ジャイロセンサ３５０ｘによって検出されるブレ信号は、防振制御回路３５５内部の増幅回路４０１において増幅される。この増幅された信号は、Ａ／Ｄ変換されてＴｕｃｏｍ４０２に取り込まれる。Ｔｕｃｏｍ４０２ではデジタル化されたブレ信号とレンズ情報とに基づいてブレ補正量の演算が行われる。そして、この演算されたブレ補正量の信号は、後述する偏差の演算及びゲインアップを経た後、振動子駆動回路３５４へ送られる。振動子駆動回路３５４においては、Ｔｕｃｏｍ４０２からのブレ補正量の信号に基づいてブレ補正のための駆動信号が生成される。この駆動信号に従って防振ユニット３００のＸ軸振動子３２０ｘが動作する。これに伴って上述したようにして撮像ユニット３０がＸ軸方向に移動する。なお、Ｘ軸振動子３２０ｘを駆動するための駆動信号を生成するのに必要なエネルギーは電源回路５３より供給される。
また、撮像ユニット３０、すなわちＣＣＤ３１の駆動位置は、位置検出センサ３５３によって検出される。位置検出センサ３５３の出力信号は増幅回路４０３において増幅された後、Ａ／Ｄ変換されてＴｕｃｏｍ４０２にフィードバックされる。
ここで、振動子駆動回路３５４へ与える信号の算出方法について説明する。振動子の速度特性については図４及び図５を用いて説明を行った。図４及び図５からは、所望の速度が出力される周波数で振動子を振動させた状態で位相差を変更すると、移動体の速度制御を行うことが可能となることが分かる。つまり、補正量演算部４０２ａにおけるブレ補正量の演算結果に基づいて、Ｘ軸振動子３２０ｘの駆動電極２０２と駆動電極２０３に与える周波電圧の駆動信号の位相差をリアルタイムに変更することによって、ブレ補正駆動を行うことが可能となる。
次に、駆動電極２０２、２０３に与える駆動信号の位相差の決定方法について説明する。図１２において、駆動信号の位相差は、Ｘ軸ジャイロセンサ３５０ｘの出力信号に基づいて補正量演算部４０２ａで演算されたブレ補正量と位置検出センサ３５３によって検出された位置検出値との差分（以下、“偏差”と称する）を演算し、演算して得られた偏差に所定の係数（以下、“ゲイン”と称する）を掛け算することによって導き出される値「偏差×ゲイン」に対応する。つまり、偏差が大きければ大きいほど、より大きな位相差の駆動信号が振動子駆動回路３５４へ入力されることになり、より速く撮像ユニット３０を駆動できることになる。このような制御方法は、一般的にフィードバック制御と呼ばれている。
このようなブレ補正装置において、撮像ユニット３０が比較的大きくて重い場合には、ブレ補正駆動の際に撮像ユニット３０の駆動時の振動（メカ振動）がボディユニット１００全体に伝達されて、その振動をＸ軸ジャイロセンサ３５０ｘが検出してしまう可能性がある。この場合には、図１３の破線に示すように、撮像ユニット３０で発生するメカ振動をＸ軸ジャイロセンサ３５０ｘが検出する正帰還ループが生じてしまう。Ｘ軸ジャイロセンサ３５０ｘが同じ角速度を検出したとしても、装着した撮影レンズ１の焦点距離が長いほど、ＣＣＤ３１の光電変換面上でのブレ量が大きくなる。このブレ量は、Ｘ軸ジャイロセンサ３５０ｘによって検出したブレ角度をθ、撮影レンズ１の焦点距離をfとすると、f・tanθと近似される。したがって、特に長焦点距離の撮影レンズ１を有するレンズユニット１０の装着時には、メカ振動の影響が大きくなり、Ｘ軸ジャイロセンサ３５０ｘの出力が発振してしまう危険性が高くなる。発振が生じると制御不能となり、手ブレが生じていなくともブレ補正がなされ、結果としてブレ画像が撮影されてしまうため、発振の発生は必ず回避しなければならない。
上述した問題を解決するために、本実施形態では、ブレ補正装置の安定性判定を行うことにより、ブレ補正装置が不安定な状態となる発振の兆候を検知し、発振が生じて撮影画像にブレが発生する前にブレ補正を停止させるようにする。なお、ブレ補正を停止することによる、ユーザへの実害は、下記の理由によりほとんど生じない。
第１に、発振が生じる危険性が高いのは、撮影レンズ１の焦点距離が非常に長いときである。一般に、焦点距離が長い望遠レンズは大きくて重いため、通常は、三脚に固定して撮影を行うことが多い。よって、手ブレ補正がそもそも不要である場合が多い。
第２に、発振が生じる危険性が高いのは、三脚にレンズユニット１０を固定する場合の撮影（ボディユニット１００がマウントのみで支えられている状態での撮影）やカメラをテーブル等の上に置いた不安定な状態での撮影等の、カメラが自己振動を受け易い状態で撮影した場合である。手持ち撮影では、カメラ自身の振動がカメラをホールドすることによって吸収されるので発振が生じる危険性が低い。つまり、発振は、手ブレ補正が不要な状態で主に生じるので、ブレ補正を停止しても問題にはならない。
次に、ブレ補正装置の安定性判定を行う第１の方法について説明する。ブレ補正装置が不安定状態になると、図１４（ａ）に示すようにＸ軸ジャイロセンサ３５０ｘの出力及び撮影レンズ１の焦点距離から求めたブレ補正目標駆動位置と位置検出センサ３５３で検出された位置検出値とが時間とともにずれていく。したがって、ブレ補正目標駆動位置と位置検出値との差分である追従誤差（すなわち、上述の偏差である）の波形は図１４（ｂ）に示すように時間とともに徐々に振幅が大きくなっていく波形となる。
そこで、図１５に示すように、追従誤差の正負に閾値Thresh_1を設定しておき、追従誤差が閾値に達した回数（以下、閾値オーバー回数と称する）をカウントして、閾値オーバー回数が所定回数（所定カウント数）StbTime_1に至ったときに、ブレ補正装置が不安定状態であるという判定を行うことでブレ補正装置の安定性判定を行うことが可能である。例えば、図１５は所定カウント数StbTime_1を４に設定している例であり、追従誤差が４回閾値Thresh_1に達した時点でブレ補正装置が不安定状態であるという判定がなされる。
ここで、所定期間StbPeriodが経過しても、偏差が閾値に達した回数が所定回数に至らない場合には閾値オーバー回数をリセットする。これは、例えば図１６（ａ）に示すように大きな手ブレが入力されたときに、発振状態でないにも関わらずに図１６（ｂ）で示すようにして追従誤差が閾値に達してしまう場合があり、例えば露光時間が長いとき等において実際にはブレ補正装置が不安定状態に至っていないのにも関わらず、不安定状態であると判定してしまう不具合を防ぐためである。ここで、手ブレの周波数帯域は０〜２０Ｈｚ程度であり、発振を引き起こすメカ振動の周波数帯域は１００Ｈｚ〜２００Ｈｚ程度である。つまり、メカ振動の周波数帯域は手ブレの周波数帯域よりも高周波であるため、上述した所定期間StbPeriodをメカ振動の周波数に合わせて設定することにより、安定性判定の誤判定を防ぐことが可能となる。
次に図１７及び図１８のフローチャートを用いて、ブレ補正装置の第１の安定性判定方法の詳細について説明する。なお、図１７及び図１８のフローチャートに示す処理は、図１１において、手ブレ補正駆動の開始指示がなされてから手ブレ補正駆動の停止指示がなされるまでの間にＴｕｃｏｍ４０２で行われる処理である。
まず、図１７のフローチャートについて説明する。図１７は、手ブレ補正駆動の開始指示がなされたときに、Ｔｕｃｏｍ４０２で行われる手ブレ補正制御の処理について示したフローチャートである。
Ｂｕｃｏｍ５０よりＴｕｃｏｍ４０２に、手ブレ補正駆動開始の指示が送られると、Ｔｕｃｏｍ４０２は、ブレ補正装置の不安定状態判定時に使用するフラグStbflag_1と、追従誤差（偏差）の閾値オーバー回数OverCount_1と、後述するブレ補正装置の不安定状態判定に用いる変数StbSign_1とをそれぞれゼロにクリアする（ステップＳ３１）。次に、Ｔｕｃｏｍ４０２は、Ｘ軸ジャイロセンサ３５０ｘ及びＹ軸ジャイロセンサ３５０ｙの出力とＢｕｃｏｍ５０より受け取ったレンズ情報とから、ブレ補正目標駆動位置Targetの演算を行う（ステップＳ３２）。その後、Ｔｕｃｏｍ４０２は、位置検出センサ３５３により撮像ユニット３０（ＣＣＤ３１）の現在位置Positionを取得する（ステップＳ３３）。そして、Ｔｕｃｏｍ４０２は、ブレ補正目標駆動位置と位置検出センサ３５３の出力との差分である偏差Error（＝Target−Position)を算出する（ステップＳ３４）。
その後、Ｔｕｃｏｍ４０２は、Stbflag_1が１かどうかの判定を行う（ステップＳ３５）。ステップＳ３５の判定において、Stbflag_1が１の場合はブレ補正装置が不安定状態に至っていることを示すので、Ｔｕｃｏｍ４０２は、ブレ補正目標駆動位置を不安定状態であると判定されたときの位置StbPositionとして偏差Errorの値を再計算する（ステップＳ３６）。なお、StbPositionの値を求める方法については後述する。不安定状態であると判定された場合には、不安定状態であると判定されたときの位置に撮像ユニット３０が保持されるように偏差を再計算する。これは手ブレ補正駆動を禁止している状態に相当する。一方、ステップＳ３５の判定において、Stbflag_1が１でない場合はブレ補正装置が不安定状態に至っているかどうかが不明な状態であるため、Ｔｕｃｏｍ４０２は、詳細は後述する偏差不安定状態判定を行う（ステップＳ３７）。
ステップＳ３６又はステップＳ３７の後、Ｔｕｃｏｍ４０２は、偏差Errorに応じた信号を振動子駆動回路３５４に出力して防振ユニット３００のＸ軸振動子３２０ｘ及びＹ軸振動子３２０ｙを駆動するフィードバック制御を行う（ステップＳ３８）。そして、フィードバック制御の後、Ｔｕｃｏｍ４０２は、Ｂｕｃｏｍ５０から手ブレ補正駆動停止指示がなされた否かを判定する（ステップＳ３９）。ステップＳ３９の判定において、手ブレ補正駆動停止の指示がなされていない場合には、ステップＳ３２に戻って手ぶれ補正を再開する。一方、ステップＳ３９の判定において、手ブレ補正駆動停止の指示がなされた場合には、防振ユニット３００のＸ軸振動子３２０ｘ及びＹ軸振動子３２０ｙの動作を停止させる（ステップＳ４０）。
次に、図１８のフローチャートを用いて偏差不安定状態判定処理についての詳細を説明する。まず、Ｔｕｃｏｍ４０２は、StbSign_1＝0かどうかの判定を行う（ステップＳ５１）。ステップＳ５１の判定において、StbSign_1＝0の場合に、Ｔｕｃｏｍ４０２は、偏差が閾値を負の方向にオーバーしたかどうか（Error≦−Thresh_1）を判定する（ステップＳ５２）。ステップＳ５２の判定において、負の方向にオーバーしていない場合、Ｔｕｃｏｍ４０２は、偏差が閾値を正の方向にオーバーしたかどうか（Error≧Thresh_1）を判定する（ステップＳ５３）。ステップＳ５３の判定において正の方向にオーバーした場合、Ｔｕｃｏｍ４０２は、StbSign_1＝2とする（ステップＳ５５）。一方、ステップＳ５２の判定において、負の方向にオーバーした場合に、Ｔｕｃｏｍ４０２は、StbSign_1＝1とする（ステップＳ５４）。ステップＳ５４又はステップＳ５５においてStbSign_1を設定した後、Ｔｕｃｏｍ４０２は、閾値オーバー回数OverCount_1＝1とする（ステップＳ５６）。その後、Ｔｕｃｏｍ４０２は、所定期間StbPeriodが経過したかどうかの計時を開始した後（ステップＳ５７）、図１８に示す処理を終了させる。
また、ステップＳ５１の判定においてStbSign_1＝0でない場合に、Ｔｕｃｏｍ４０２は、まず所定期間StbPeriodが経過したかどうかを判定する（ステップＳ５８）。ステップＳ５８の判定において、所定期間StbPeriodが経過していた場合に、Ｔｕｃｏｍ４０２は、StbSign_1＝0、OverCount_1＝0として、初期状態に戻す（ステップＳ５９）。一方、ステップＳ５８の判定において、所定期間StbPeriodが経過していない場合に、Ｔｕｃｏｍ４０２は、StbSign_1が１か２かの判定を行う（ステップＳ６０）。ステップＳ６０の判定において、StbSign_1＝1のとき、前回の偏差が閾値を負の方向にオーバーしたことを示すので、次に、Ｔｕｃｏｍ４０２は、偏差が閾値を正の方向にオーバーしたかどうか（Error≧Thresh_1）を判定する（ステップＳ６１）。ステップＳ６１の判定において、正の方向にオーバーした場合、Ｔｕｃｏｍ４０２は、StbSign_1＝2とする（ステップＳ６２）。そして、Ｔｕｃｏｍ４０２は、閾値オーバー回数OverCount_1に１を加算する（ステップＳ６５）。一方、ステップＳ６１の判定において、正の方向にオーバーしていない場合には何もしない。この場合にはステップＳ６２、Ｓ６５の処理をスキップする。また、ステップＳ６０の判定において、StbSign_1＝2のとき、前回の偏差が閾値を正の方向にオーバーしたことを示すので、次に、Ｔｕｃｏｍ４０２は、偏差が閾値を負の方向にオーバーしたかどうか（Error≦−Thresh_1）を判定する（ステップＳ６３）。ステップＳ６３の判定において、負の方向にオーバーした場合、Ｔｕｃｏｍ４０２は、StbSign_1＝1とする（ステップＳ６４）。その後、Ｔｕｃｏｍ４０２は、閾値オーバー回数OverCount_1に１を加算する（ステップＳ６５）。一方、ステップＳ６３の判定において、負の方向にオーバーしていない場合には何もしない。この場合にはステップＳ６４、Ｓ６５の処理をスキップする。
次に、Ｔｕｃｏｍ４０２は、閾値オーバー回数OverCount_1が所定カウント数StbTime_1以上となったかどうか(OverCount_1≧StbTime_1)を判定する（ステップＳ６６）。ステップＳ６６の判定において、閾値オーバー回数が所定カウント数に満たない場合にＴｕｃｏｍ４０２は、図１８の処理を終了させる。一方、ステップＳ６６の判定において、閾値オーバー回数が所定カウント数以上の場合は、ブレ補正装置が不安定状態に至っているとみなす。この場合に、Ｔｕｃｏｍ４０２は、Stbflag_1＝1とする（ステップＳ６７）。さらに、Ｔｕｃｏｍ４０２は、ステップＳ６７において不安定状態であると判定されたときの撮像ユニット３０の位置Positionに、StbPositionの値を更新する（ステップＳ６８）。その後、Ｔｕｃｏｍ４０２は、図１８の処理を終了させる。この場合には、上述したように、Ｂｕｃｏｍ５０よりＴｕｃｏｍ４０２に手ブレ補正駆動停止の指示がなされるまで、不安定状態であると判定されたときの位置に撮像ユニット３０を保持するようなフィードバック制御が行われる。
以上説明したように、本発明の第１の実施形態によれば、ブレ補正の目標駆動位置と実際の撮像ユニット３０の位置との差である偏差が所定値以上となった回数をカウントすることでブレ補正装置が不安定状態であることを検知し、ブレ補正装置が発振状態に至る前にブレ補正を停止させるようにしている。これにより、重い撮像ユニットの駆動を行うブレ補正装置においても、駆動時の振動による悪影響を引き起こすことなく、ブレ補正を行うことができる。また、ブレ補正装置によって、逆にブレ画像が撮影されてしまう事態を防ぎ、如何なる撮影状況下においても正常に撮影可能な撮像装置を提供することができる。
さらに、所定期間の間、偏差が閾値以上とならなかった場合には、閾値オーバー回数をリセットするようにしているので、手ブレと発振を引き起こすメカ振動とそれ以外の要因による偏差の閾値オーバーとを正しく区別することが可能である。
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態は、ブレ補正装置の安定性判定を行う第２の方法である。ブレ補正装置が不安定状態になると、Ｘ軸ジャイロセンサ３５０ｘ及びＹ軸ジャイロセンサ３５０ｙの出力と撮影レンズ１の焦点距離とから求めたブレ補正目標駆動位置の振幅が、図１４（ａ）に示すようにして、メカ振動周波数帯域の周波数で徐々に大きくなっていく現象が生じることは上述した。
第２の実施形態では、図１９に示すように、ブレ補正目標駆動位置の微分値（所定期間当たりのブレ補正目標駆動位置の変化量でも同じ）の正負に閾値Thresh_2を設定し、ブレ補正目標駆動位置の微分値が正負の微分閾値に達した回数が所定回数StbTime_2に至ったときに、ブレ補正装置が不安定であるという判定を行う。ただし、所定期間StbPeriodが経過しても、ブレ補正目標駆動位置が正負の微分閾値に達した回数が所定回数に至らない場合は、ブレ補正目標駆動位置の微分値の閾値オーバー回数をリセットする。これは、図１６（ａ）に示すような大きな手ブレが入力されたときには、追従誤差（偏差）が閾値をオーバーするだけでなく、ブレ補正目標駆動位置の微分値が閾値をオーバーする場合もあるため、露光時間が長いとき等に、ブレ補正装置が不安定状態に至っていないにも関わらず、不安定状態であると判定してしまう不具合を防ぐためである。
次に図２０及び図２１のフローチャートを用いてブレ補正装置の第２の安定性判定方法の詳細について説明する。なお、図２０及び図２１のフローチャートに示す処理は、図１１において、手ブレ補正駆動の開始指示がなされてから手ブレ補正駆動の停止指示がなされるまでの間にＴｕｃｏｍ４０２で行われる処理である。また、図２０及び図２１のフローチャートに示す処理はそれぞれ、図１７及び図１８のフローチャートにおいて、Stbflag_1、OverCount_1、StbSign_1、Thresh_1、StbTime_1をそれぞれ、Stbflag_2、OverCount_2、StbSign_2、Thresh_2、StbTime_2と置き換えた点と、図２０のステップＳ７２のブレ補正目標駆動位置演算の後に前回のブレ補正目標駆動位置と今回のブレ補正目標駆動位置の差分Target_Diff（＝今回の目標駆動位置−１回前の目標駆動位置）を算出する処理（ステップＳ７３）を行う点と、図２１の目標駆動位置不安定状態判定において、ブレ補正目標駆動位置の差分Target_Diffが閾値に達した回数をカウントする点のみが異なるだけであるので詳細な説明は省略する。
以上説明した第２の実施形態によれば、ブレ補正目標駆動目位置の微分値（変化量）が所定の微分閾値に達した回数をカウントすることでもブレ補正装置が不安定状態であることを検知することができる。これによって、重い撮像ユニットの駆動を行うブレ補正装置が発振状態に至る前にブレ補正を停止させることができ、手ブレが生じていないのにも関わらずブレ画像が撮影されてしまうことを回避することができる。
［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。第３の実施形態は、ブレ補正装置の安定性判定を行う第３の方法である。ブレ補正装置が不安定状態になると、位置検出センサ３５３の位置検出値の振幅が、図１４（ａ）に示すように、メカ振動周波数帯域の周波数で徐々に振幅が大きくなっていく現象が生じることは上述した。
第３の実施形態では、図２２に示すように、位置検出センサ３５３による位置検出値の微分値（所定期間当たりの変化量でも同じ）の正負に閾値Thresh_3を設定し、位置検出値の微分値が正負の微分閾値に達した回数が所定回数StbTime_3に至ったときに、ブレ補正装置が不安定であるという判定を行う。ただし、所定期間StbPeriodが経過しても、位置検出値が微分閾値に達した回数が所定回数に至らない場合は、位置検出値の微分値の閾値オーバー回数をリセットする。これは、図１６（ａ）に示すような大きな手ブレが入力されて、その手ブレに追従したときに、位置検出値も急速に変化し、その結果、位置検出値の微分値が閾値をオーバーする場合もあるため、露光時間が長いとき等に、ブレ補正装置が不安定状態に至っていないのにも関わらず、不安定状態であると判定してしまう不具合を防ぐためである。
次に図２３及び図２４のフローチャートを用いて、ブレ補正装置の第３の安定性判定方法の詳細について説明する。なお、図２３及び図２４のフローチャートに示す処理は、図１１において、手ブレ補正駆動の開始指示がなされてから手ブレ補正駆動の停止指示がなされるまでの間にＴｕｃｏｍ４０２で行われる処理である。また、図２３及び図２４のフローチャートに示す処理はそれぞれ、図１７及び図１８のフローチャートにおいて、Stbflag_1、OverCount_1、StbSign_1、Thresh_1、StbTime_1をそれぞれ、Stbflag_3 、OverCount_3、StbSign_3、Thresh_3、StbTime_3と置き換えた点と、図２３のステップ１１３の撮像ユニット３０の現在位置検出の後に前回の位置検出値と今回の位置検出値の差分Position_Diff（＝今回の現在位置−１回前の現在位置）を算出する処理（ステップＳ１１４）を行う点と、図２４の位置検出不安定状態判定において位置検出値の差分Position_Diffが閾値に達した回数をカウントする点のみが異なるだけであるので詳細な説明は省略する。
以上説明した第３の実施形態によれば、位置検出センサ３５３の位置検出値の微分値（変化量）が所定の微分閾値に達した回数をカウントすることでもブレ補正装置が不安定状態であることを検知することができる。これによって、重い撮像ユニットの駆動を行うブレ補正装置が発振状態に至る前にブレ補正を停止させることができ、手ブレが生じていないのにも関わらずブレ画像が撮影されてしまうことを回避することができる。
［第４の実施形態］
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。上述した第１〜第３のブレ補正装置の安定性判定方法では、以下に示すような波形が生じた場合に誤検知してしまう可能性がある。
まず、図２５（ａ）に示すように、フィードバック制御系が定常状態に至っていない駆動初期に大きなブレが生じて急激に目標駆動位置が変化したときに、図２５（ｂ）に示すようなリンギングが生じる場合がある。ここで、第１の安定性判定方法で説明した偏差を不安定状態判定に用いる場合と第３の安定性判定方法で説明した位置検出値の微分値を不安定状態判定に用いる場合には、このリンギング量が大きいと、リンギングが収束する途中で不安定状態であると判定してしまう危険性が高い。また、図２６（ａ）に示すように、露光開始時のシャッタ駆動の衝撃をＸ軸ジャイロセンサ３５０ｘ又はＹ軸ジャイロセンサ３５０ｙが検出してしまい、目標駆動位置が振動的になってしまう場合もある。このとき、第２の安定性判定方法で説明した目標駆動位置の微分値を不安定状態判定に用いると、シャッタ駆動の衝撃が大きいときに、シャッタ駆動による衝撃振動が減衰する途中で不安定状態であると判定してしまう危険性が高い。
そこで、上記不安定状態誤判定の問題を解決する第４のブレ補正装置の安定性判定方法を第４の実施形態として説明する。図１４（ａ）及び図１４（ｂ）に示したように、ブレ補正装置が不安定状態になると、偏差、目標駆動位置、位置検出値が全て正負方向に振れ続ける。当然、目標駆動位置と位置検出値の微分値も正負方向に振れ続ける。一方、図２５（ｂ）に示すようなリンギングが発生した場合は、目標駆動位置は一方向（図では正方向）にしか振れない。したがって、目標駆動位置の微分値も同様に一方向のみに振れることとなる。よって、上述した偏差による不安定状態判定と、目標駆動位置の微分値による不安定状態判定を同時に行い、両者が同時に不安定状態であると判定された場合のみ、ブレ補正を停止すれば、誤検知の危険性を低くすることができる。
このような手ブレ補正制御を図２７のフローチャートに示す。Ｂｕｃｏｍ５０よりＴｕｃｏｍ４０２に、手ブレ補正駆動開始の指示が送られると、Ｔｕｃｏｍ４０２は、不安定状態判定時に使用する変数（Stbflag_1、OverCount_1、StbSign_1、Stbflag_2、OverCount_2、StbSign_2）をそれぞれゼロに初期化する（ステップＳ１５１）。次に、Ｔｕｃｏｍ４０２は、Ｘ軸ジャイロセンサ３５０ｘ及びＹ軸ジャイロセンサ３５０ｙの出力とＢｕｃｏｍ５０より受け取ったレンズ情報とから、ブレ補正目標駆動位置Targetの演算を行う（ステップＳ１５２）。その後、Ｔｕｃｏｍ４０２は、前回のブレ補正目標駆動位置と今回のブレ補正目標駆動位置の差分Target_Diff（＝今回の目標駆動位置−１回前の目標駆動位置）を算出する（ステップＳ１５３）。次に、Ｔｕｃｏｍ４０２は、位置検出センサ３５３により撮像ユニット３０（ＣＣＤ３１）の現在位置Positionを取得する（ステップＳ１５４）。そして、Ｔｕｃｏｍ４０２は、ブレ補正目標駆動位置と位置検出センサ３５３の出力との差分である偏差Error（＝Target−Position)を算出する（ステップＳ１５５）。
その後、Ｔｕｃｏｍ４０２は、Stbflag_1が１でかつStbflag_2が１かどうかの判定を行う（ステップＳ１５６）。ステップＳ１５６の判定において、Stbflag_1が１かつStbflag_2が１の場合は偏差と目標駆動位置の微分値（変化量）の何れも不安定状態であることを示している。この場合には、ブレ補正装置が不安定状態に至っていることを示すので、Ｔｕｃｏｍ４０２は、ブレ補正目標駆動位置を不安定状態であると判定されたときの位置StbPositionとして偏差Errorの値を再計算する（ステップＳ１５７）。この場合には、不安定状態であると判定されたときの位置に撮像ユニット３０が保持される（ブレ補正動作が停止される）ようにフィードバック制御されるようにする。一方、ステップＳ１５６の判定において、Stbflag_1又はStbflag_2が１でない場合はブレ補正装置が不安定状態に至っているかどうか不明な状態であるため、Ｔｕｃｏｍ４０２は、偏差不安定状態判定（ステップＳ１５８）及び目標駆動位置情報体判定（ステップＳ１５９）を行う。ここで、偏差不安定情報判定は図１８で示した処理、目標駆動位置不安定状態判定は図２１で示した処理であるので説明を省略する。また、ステップＳ１６０以降の処理についても図１７と同様であるので説明を省略する。
以上説明したように第４の実施形態によれば、第１及び第２の実施形態で説明した効果に加え、２種類の安定性判定方法を併用することにより、不安定状態の誤検知により手ブレ補正が効かなくなってしまう状況を回避することが可能となる。
［第５の実施形態］
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。図２５及び図２６を用いて説明した不安定状態の誤検知を引き起こす現象は図２５及び図２６にも示すように駆動開始初期に生じる。よって、駆動開始から所定期間StartPeriodの間、不安定状態判定の条件を変更することによって不安定状態の誤検知を回避することができる。不安定状態判定の条件変更には以下の方法があり、何れの方法を用いても良い。
１．不安定状態判定を行わない
２．閾値Thresh_1、Thresh_2、Thresh_3を所定期間が経過するまでの間だけ大きくする
３．所定カウント数StbTime_1、StbTime_2、StbTime_3を所定期間が経過するまでの間だけ大きくする
このような手ブレ補正制御を図２８のフローチャートに示す。Ｂｕｃｏｍ５０よりＴｕｃｏｍ４０２に、手ブレ補正駆動開始の指示が送られると、Ｔｕｃｏｍ４０２は、不安定状態判定時に使用する変数（Stbflag_1、OverCount_1、StbSign_1）をそれぞれゼロに初期化する（ステップＳ１７１）。次に、Ｔｕｃｏｍ４０２は、駆動開始からの所定期間の計時を開始する（ステップＳ１７２）。次に、Ｔｕｃｏｍ４０２は、Ｘ軸ジャイロセンサ３５０ｘ及びＹ軸ジャイロセンサ３５０ｙの出力とＢｕｃｏｍ５０より受け取ったレンズ情報とから、ブレ補正目標駆動位置Targetの演算を行う（ステップＳ１７３）。その後、Ｔｕｃｏｍ４０２は、位置検出センサ３５３により撮像ユニット３０（ＣＣＤ３１）の現在位置Positionを取得する（ステップＳ１７４）。そして、Ｔｕｃｏｍ４０２は、ブレ補正目標駆動位置と位置検出センサ３５３の出力との差分である偏差Error（＝Target−Position)を算出する（ステップＳ１７５）。
その後、Ｔｕｃｏｍ４０２は、Stbflag_1が１かどうかの判定を行う（ステップＳ１７６）。ステップＳ１７６の判定において、Stbflag_1が１の場合はブレ補正装置が不安定状態に至っていることを示すので、Ｔｕｃｏｍ４０２は、ブレ補正目標駆動位置を不安定状態であると判定されたときの位置StbPositionとして偏差Errorの値を再計算する（ステップＳ１７７）。不安定状態であると判定された場合には、不安定状態であると判定されたときの位置に撮像ユニット３０が保持されるように（ブレ補正動作が停止されるように）偏差を再計算する。一方、ステップＳ３５の判定において、Stbflag_1が１でない場合に、Ｔｕｃｏｍ４０２は、手ブレ補正駆動開始から所定期間StartPeriodが経過したかどうかを判定する（ステップＳ１７８）。ステップＳ１７８の判定において、所定期間が経過していない場合に、Ｔｕｃｏｍ４０２は、上述の何れかの手法によって不安定状態判定条件の変更を行う（ステップＳ１７９）。これによって、不安定状態誤判定を防止する。一方、ステップＳ１７８の判定において、所定期間が経過していた場合は、図１８で説明した通常の偏差不安定状態判定処理を行う（ステップＳ１８０）。ここで、ステップＳ１８１以降の処理については図１７と同様であるので説明を省略する。
なお、図２８の例では、第１の方法で説明した偏差を不安定状態判定に用いる方法を説明したが、目標駆動位置の微分値、位置検出値の微分値、偏差と目標駆動位置の微分値を不安定状態判定に用いる方法の場合に第５の実施形態の方法を適用できることは言うまでもない。
以上説明したように第５の実施形態によれば、第１〜第４の実施形態で説明した効果に加えて、不安定状態の誤検知をしやすい駆動開始からの所定期間の間だけ不安定状態判定条件を変更することにより、不安定状態の誤検知により手ブレ補正が効かなくなってしまう状況を回避することが可能となる。
以上実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。例えば、上述した各実施形態ではブレ補正装置として撮像ユニット３０を移動体としてブレの量に応じて変移させることでブレ補正動作を行う例について説明した。この他に、撮影レンズの一部をあるいは全体を移動体としてブレの量に応じて変位させることでブレ補正動作が可能な撮影装置や観測装置（双眼鏡等）も存在する。このような装置においても上述した各実施形態において示した手法を適用することが可能である。
さらに、上記した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適当な組合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、上述したような課題を解決でき、上述したような効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。
本発明の第１の実施形態に係る撮像装置の一例としてのデジタルカメラの主に電気的なシステム構成を概略的に示すブロック図である。 撮像ユニットの構成例を示す縦断側面図である。 振動子の動作原理を示す模式図である。 駆動電極の印加電圧の周波数と振動子の駆動速度との関係を示す図である。 印加電圧の周波数を固定とし、位相差を−９０°から９０°まで変動させたときの振動子の駆動速度特性を示す図である。 防振ユニットの構成例を示す分解斜視図である。 図６に示す各部の形状を簡略化して示す防振ユニットの概略側面図である。 図７中のＸ軸駆動機構部を抽出し拡大して示す概略側面図である。 Ｘ軸駆動機構部のガイド軸受構造を示す断面図である。 摺動体の剛性が弱い場合の摺動板及び軸受けの撓みについて示した図である。 静止画撮影時の補正動作の概略を示すフローチャートである。 図１に示す構成において特に手ブレ補正制御に係るブレ補正装置の構成の詳細を示したブロック図である。 メカ振動による発振について示した図である。 偏差と発振との関係について示した図である。 第１の安定性判定方法の概要について示した図である。 大きな手ブレが入力されたときの不安定状態の誤検知について説明するための図である。 第１の実施形態において手ブレ補正駆動の開始指示がなされたときに、Ｔｕｃｏｍで行われる手ブレ補正制御の処理について示したフローチャートである。 偏差不安定状態判定処理について示したフローチャートである。 本発明の第２の実施形態としての第２の安定性判定方法の概要について示した図である。 第２の実施形態において手ブレ補正駆動の開始指示がなされたときに、Ｔｕｃｏｍで行われる手ブレ補正制御の処理について示したフローチャートである。 目標駆動位置不安定状態判定処理について示したフローチャートである。 本発明の第３の実施形態としての第３の安定性判定方法の概要について示した図である。 第３の実施形態において手ブレ補正駆動の開始指示がなされたときに、Ｔｕｃｏｍで行われる手ブレ補正制御の処理について示したフローチャートである。 位置検出不安定状態判定処理について示したフローチャートである。 リンギングが生じたときの不安定状態の誤検知について説明するための図である。 シャッタ振動の検知による不安定状態の誤検知について説明するための図である。 第４の実施形態において手ブレ補正駆動の開始指示がなされたときに、Ｔｕｃｏｍで行われる手ブレ補正制御の処理について示したフローチャートである。 第５の実施形態において手ブレ補正駆動の開始指示がなされたときに、Ｔｕｃｏｍで行われる手ブレ補正制御の処理について示したフローチャートである。
符号の説明
１…撮影レンズ、２…レンズ駆動機構、４…絞り駆動機構、５…レンズ制御用マイクロコンピュータ（Ｌｕｃｏｍ）、５ａ…レンズメモリ、６…通信コネクタ、１０…レンズユニット、１１…クイックリターンミラー、１１ａ…サブミラー、１２…ペンタプリズム、１３…接眼レンズ、１５…シャッタ、１６…ＡＦセンサユニット、１７…ＡＦセンサ駆動回路、１８…ミラー駆動機構、１９…シャッタチャージ機構、２０…シャッタ制御回路、２１ａ…測光センサ、２１…測光回路、２３…ＣＣＤインターフェイス回路、２４…液晶モニタ、２５…ＳＤＲＡＭ、２６…ＲＯＭ、２７…記録メディア、２８…画像処理コントローラ、２９…不揮発性メモリ、３０…撮像ユニット、４８…防塵フィルタ制御回路、５０…ボディ制御用マイクロコンピュータ（Ｂｕｃｏｍ）、５１…動作表示用ＬＣＤ、５１ａ…動作表示用ＬＥＤ、５２…カメラ操作スイッチ（ＳＷ）、５３…電源回路、５４…電池、１００…ボディユニット、３００…防振ユニット、３５０ｘ…Ｘ軸ジャイロセンサ、３５０ｙ…Ｙ軸ジャイロセンサ、３５３…位置検出センサ、３５４…振動子駆動回路、３５５…防振制御回路

Claims (17)

  1. 移動体を移動させて撮像素子の光電変換面上におけるブレを補正するためのブレ補正手段と、
    上記移動体の位置を検出する位置検出手段と、
    上記撮像素子の光電変換面上におけるブレを検出するブレ検出手段と、
    上記ブレ検出手段の出力から上記移動体の目標駆動位置を求め、この目標駆動位置と上記位置検出手段の出力との差に基づき上記ブレ補正手段を動作させるブレ補正動作を行う制御手段と、
    上記制御手段のブレ補正動作中に、上記目標駆動位置と上記位置検出手段の出力との差が正負の所定値を超える回数をカウントし、このカウントした回数が第１所定期間中に所定カウント数に達したときに上記制御手段によるブレ補正動作を停止させる安定性判定手段と、
    を具備することを特徴とするブレ補正装置。
  2. 上記制御手段によるブレ補正動作の開始後、第２所定期間中は上記安定性判定手段の動作を禁止する禁止手段をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載のブレ補正装置。
  3. 上記制御手段によるブレ補正動作の開始後、第２所定期間中は上記安定性判定手段で用いる上記所定値を上記第２所定期間後に設定される値より大きく設定する設定手段をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載のブレ補正装置。
  4. 上記制御手段によるブレ補正動作の開始後、第２所定期間中は上記安定性判定手段で用いる上記所定カウント数を上記第２所定期間後に設定される値より大きく設定する設定手段をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載のブレ補正装置。
  5. 移動体を移動させて撮像素子の光電変換面上におけるブレを補正するためのブレ補正手段と、
    上記移動体の位置を検出する位置検出手段と、
    上記撮像素子の光電変換面上におけるブレを検出するブレ検出手段と、
    上記ブレ検出手段の出力から上記移動体の目標駆動位置を求め、この目標駆動位置と上記位置検出手段の出力との差に基づき上記ブレ補正手段を動作させるブレ補正動作を行う制御手段と、
    上記制御手段のブレ補正動作中に、上記目標駆動位置の微分値を求め、この微分値が正負の所定値を超える回数をカウントし、このカウントした回数が第１所定期間中に所定カウント数に達したときに上記制御手段によるブレ補正動作を停止させる安定性判定手段と、
    を具備することを特徴とするブレ補正装置。
  6. 上記制御手段によるブレ補正動作の開始後、第２所定期間中は上記安定性判定手段の動作を禁止する禁止手段をさらに具備することを特徴とする請求項５に記載のブレ補正装置。
  7. 上記制御手段によるブレ補正動作の開始後、第２所定期間中は上記安定性判定手段で用いる上記所定値を上記第２所定期間後に設定される値より大きく設定する設定手段をさらに具備することを特徴とする請求項５に記載のブレ補正装置。
  8. 上記制御手段によるブレ補正動作の開始後、第２所定期間中は上記安定性判定手段で用いる上記所定カウント数を上記第２所定期間後に設定される値より大きく設定する設定手段をさらに具備することを特徴とする請求項５に記載のブレ補正装置。
  9. 移動体を移動させて撮像素子の光電変換面上におけるブレを補正するためのブレ補正手段と、
    上記移動体の位置を検出する位置検出手段と、
    上記撮像素子の光電変換面上におけるブレを検出するブレ検出手段と、
    上記ブレ検出手段の出力から上記移動体の目標駆動位置を求め、この目標駆動位置と上記位置検出手段の出力との差に基づき上記ブレ補正手段を動作させるブレ補正動作を行う制御手段と、
    上記制御手段のブレ補正動作中に、上記位置検出手段の出力の微分値を求め、この微分値が正負の所定値を超える回数をカウントし、このカウントした回数が第１所定期間中に所定カウント数に達したときに上記制御手段によるブレ補正動作を停止させる安定性判定手段と、
    を具備することを特徴とするブレ補正装置。
  10. 上記制御手段によるブレ補正動作の開始後、第２所定期間中は上記安定性判定手段の動作を禁止する禁止手段をさらに具備することを特徴とする請求項９に記載のブレ補正装置。
  11. 上記制御手段によるブレ補正動作の開始後、第２所定期間中は上記安定性判定手段で用いる上記所定値を上記第２所定期間後に設定される値より大きく設定する設定手段をさらに具備することを特徴とする請求項９に記載のブレ補正装置。
  12. 上記制御手段によるブレ補正動作の開始後、第２所定期間中は上記安定性判定手段で用いる上記所定カウント数を上記第２所定期間後に設定される値より大きく設定する設定手段をさらに具備することを特徴とする請求項９に記載のブレ補正装置。
  13. 移動体を移動させて撮像素子の光電変換面上におけるブレを補正するためのブレ補正手段と、
    上記移動体の位置を検出する位置検出手段と、
    上記撮像素子の光電変換面上におけるブレを検出するブレ検出手段と、
    上記ブレ検出手段の出力から上記移動体の目標駆動位置を求め、この目標駆動位置と上記位置検出手段の出力との差に基づき上記ブレ補正手段を動作させるブレ補正動作を行う制御手段と、
    上記制御手段のブレ補正動作中に、上記目標駆動位置と上記位置検出手段の出力との差が正負の第１所定値を超える回数をカウントしこのカウントした回数が第１所定期間中に第１所定カウント数に達したときにブレ補正動作の停止を指示する第１判定動作と、上記目標駆動位置の微分値を求めこの微分値が正負の第２所定値を超える回数をカウントしこのカウントした回数が第２所定期間中に第２所定カウント数に達したときにブレ補正動作の停止を指示する第２判定動作とを実行し、上記第１判定動作と上記第２判定動作の双方で上記ブレ補正動作の停止が指示された際に、上記制御手段によるブレ補正動作を停止させる安定性判定手段と、
    を具備することを特徴とするブレ補正装置。
  14. 上記制御手段によるブレ補正動作の開始後、第３所定期間中は上記安定性判定手段の動作を禁止する禁止手段をさらに具備することを特徴とする請求項１３に記載のブレ補正装置。
  15. 上記制御手段によるブレ補正動作の開始後、第３所定期間中は上記安定性判定手段で用いる上記第１所定値及び上記第２所定値を上記第３所定期間後に設定される値より大きく設定する設定手段をさらに具備することを特徴とする請求項１３に記載のブレ補正装置。
  16. 上記制御手段によるブレ補正動作の開始後、第３所定期間中は上記安定性判定手段で用いる上記第１所定カウント数及び第２所定カウント数を上記第３所定期間後に設定される値より大きく設定する設定手段をさらに具備することを特徴とする請求項１３に記載のブレ補正装置。
  17. 請求項１乃至１６の何れか１項に記載のブレ補正装置を有することを特徴とする撮像装置。
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