JP2010054985A - 光学機器及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 撮影者の撮影姿勢によらず、マクロ撮影時の手ブレによる画面ズレを適正に補正する。
【解決手段】 撮影に先立って角度ブレとシフトブレを夫々角速度計と加速度計より検出し、周波数抽出した後で比較する事で周波数毎の手ブレの回転半径を算出する。
算出された複数の回転半径に重み付けをし、最終的な回転半径を算出する。
算出された回転半径と角度ぶれ出力より撮影光学系の主点位置におけるブレ変位量を求め、ブレ補正手段を駆動することでシフトブレの補正を行う。
撮影者の姿勢により前記複数の回転半径に対する重み付けを変更する。
撮影姿勢により各周波数成分の寄与率が変化するため、上記のように重み付けを変更することでより適正にシフトブレを補正することが可能である。
【選択図】 図５

Description

本発明は、像ブレを補正することでブレによる撮影画像の劣化を防止する防振システムに関し、特に撮影倍率の大きな撮影条件においても良好な像ブレ補正を行える像ブレ補正機能を有する光学機器に関するものである。

カメラ等の撮影装置に加わるブレは、しばしば像ブレとなって撮影画像の像劣化を引き起こす。そのブレの影響を低減するために、角速度計を用いてブレを検知し、レンズの一部を動かすことによって撮像素子面上の像ブレを低減させる、像ブレ補正の技術がある。撮影装置に加わるブレの中で、この技術で検出できるいわゆる角度ブレは、ほとんどの撮影条件においてその影響が大きいので、この技術は現在有効な像ブレ補正機能として様々な光学機器に搭載されている。

しかし、至近距離での撮影（撮影倍率の高い撮影条件）では、角速度計のみでは検出できない、カメラの光軸に対して平行あるいは垂直な方向に加わる、いわゆるシフトブレによる像劣化も無視できない。例えば被写体に２０ｃｍ程度まで接近して撮影する条件や、被写体は１ｍ程度に位置していても、撮影光学系の焦点距離が非常に大きい場合（例えば４００ｍｍ）では、積極的にシフトブレを検出して補正を行う必要がでてくる。

特許文献１では、カメラ本体の加速度を検出する加速度計を設け、加速度計の出力の二階積分からシフトブレを求め、別に設けた角速度計出力の積分から角度ブレを求め、それらの合成信号でブレ補正を行う開示が有る。しかし加速度計の出力は、特に手ブレの周波数域において外乱ノイズや温度などの環境変化の影響を受けやすい。二階積分することでそれらの不安定要因はさらに拡大され、シフトブレの高精度な補正が難しいという問題がある。

また特許文献２では、シフトブレをカメラから離れた場所に回転中心がある時の角度ブレとみなして求める開示が有る。この方法は角速度計と加速度計を設け、それらの出力から角度ブレの回転半径と角度を求め、ブレ補正を行う。この方法では、加速度計の出力の１階積分の出力から回転半径の算出ができるため、上記のような加速度計の不安定要因を軽減することができる。

また、被写体を観察するためのファインダには、現在、従来からの接眼ファインダ（光学式ファインダ）の他に、液晶ディスプレイ等の表示装置に被写体を表示する非接眼ファインダ（電子ファインダ）を搭載した撮影装置が広く普及している。これらのファインダは使用者が好みや撮影環境に応じて使い分けることが可能である。

更に電子ファインダ搭載の撮影装置光学機器の中には、ファインダの向きが可変であるタイプのものもある。このタイプの撮影装置では、ファインダの向きを変えることで、ファインダを観察しながら様々な姿勢で撮影することができる。例えば手を真上に伸ばして高所の被写体を撮影したり、しゃがみ込んで地面すれすれの被写体を撮影したりでき、撮影スタイルがより多様になってきている。
特開平７−２２５４０５号公報 特開２００５−１１４８４５号公報

角度ブレの回転半径を用いてシフトブレを求める方法においては、回転半径を正確に求める必要がある。しかし、カメラに加わるブレは通常複数の周波数成分を持ち、各周波数において回転半径が異なる場合が多い。従って各周波数に応じた回転半径を求めなければ、正確な補正が難しいという問題がある。

更に、単一の周波数から求めた回転半径のみを使用すると、他の周波数成分のシフトブレが正確に補正できず大きな補正残りとなってしまう場合がある。また、ファインダの向きが可変であるカメラにおいては、手を真上に伸ばしての撮影や、しゃがみ込んでの撮影等、撮影姿勢が多様なため、常に単一の周波数から求めた回転半径のみを使用したのでは適正なブレ補正効果が得られないという問題があった。

上記問題に鑑み、本発明の目的は、電子ファインダの向きが可変であるカメラにおいて、至近距離での撮影（撮影倍率の高い撮影条件）時、撮影者の姿勢に応じた最適なブレ補正を行える防振システムを実現することである。

上記課題を解決するために、本発明は請求項１に記載の通り、像ブレ補正機能を有する光学機器であって、前記光学機器の角速度を検出する角速度検出手段と、前記光学機器の加速度を検出する加速度検出手段と、前記像ブレを補正するために必要な補正量を決定する補正量決定手段と、前記補正量に基づいて前記像ブレを補正するブレ補正手段と、表示画面の向きが変更可能な非接眼ファインダと、前記非接眼ファインダの前記向きを判定するファインダ判定手段を有し、前記補正量決定手段は、異なる複数の周波数において前記光学機器に加わるブレの回転半径をそれぞれ取得し、前記ファインダ判定手段の判定結果に応じて、前記複数の回転半径にそれぞれ重みを付けて、その結果を基に前記補正量を決定することを特徴とする。

また、本発明は請求項８に記載の通り、像ブレ補正機能を有する光学機器の制御方法であって、前記光学機器の角速度を検出する角速度検出ステップと、前記光学機器の加速度を検出する加速度検出ステップと、前記像ブレを補正するために必要な補正量を決定する補正量決定ステップと、前記補正量に基づいて前記像ブレを補正するブレ補正ステップと、前記光学機器の非接眼ファインダの表示画面の向きを判定するファインダ判定ステップを有し、前記補正量決定ステップは、異なる複数の周波数において前記光学機器に加わるブレの回転半径をそれぞれ取得し、前記ファインダ判定ステップの判定結果に応じて、前記複数の回転半径にそれぞれ重みを付けて、その結果を基に前記補正量を決定することを特徴とする。

撮影者が撮影倍率の高い撮影条件において、撮影者の姿勢に応じた好適なブレ補正を行える防振システムを実現することが可能である。

本発明に利用できる像ブレ補正機能を有する光学機器の例を示す。図１は一眼レフカメラの平面図であり、図２はその側面図である。このカメラに装着される交換レンズ１０１に搭載される防振システムは、光軸１０２に対して矢印１０３ｐ、１０３ｙで示すブレ（以下角度ブレ）、及び矢印１０４ｐａ、１０４ｙａで示すブレ（以下、シフトブレ）に対しブレ補正を行う。

カメラ本体１０５の中で１０５ａはレリーズボタン、１０５ｂはモードダイアル（メインスイッチを含む）、１０５ｃはリトラクタブルストロボ、１０５ｄはカメラＣＰＵ、１０５ｅは非接眼ファインダである電子ファインダである。電子ファインダ１０５ｅは後述する表示画面の向きが変更可能である機構をもって、カメラ本体１０５に取り付けられている。１０６は撮像素子、１０７ｐ、１０７ｙは各々矢印１０３ｐ、１０３ｙ回りの角度ブレを検出する角速度検出手段（以下角速度計）である。（矢印１０７ｐａ、１０７ｙａは各々の検出感度方向である。）また、１０４ｐ、１０４ｙは各々矢印１０４ｐａ、１０４ｙａで示すシフトブレを検出する加速度検出手段（以下加速度計）である。ブレ補正レンズ１０８ａを図１、図２の矢印１０８ｐ、１０８ｙ方向に自在に駆動して、角度ブレ、シフトブレの両方を加味したブレ補正を行う。

ここで角速度計１０７ｐ、１０７ｙ、及び加速度計１０４ｐ、１０４ｙの出力は、レンズＣＰＵ１０９でその信号を演算されて像ブレ補正に必要な補正量が取得される。すなわち本実施例ではレンズＣＰＵ１０９が補正量決定手段として機能する。レリーズボタン１０５ａの半押し（以降Ｓ１：撮影準備の為に測光、ピント合わせを指令する操作）に同期して、ブレ補正目標値に従い、アクチュエータ１１０がコイル１０８を介してブレ補正レンズ１０８ａを駆動する。すなわち本実施例ではアクチュエータ１１０、コイル１０８、ブレ補正レンズ１０８ａをもってブレ補正手段とし、レンズＣＰＵ１０９によって制御し、ブレ補正を行う。

本発明では、シフトブレを、カメラから離れた場所に回転中心がある時の角度ブレとみなして求める。図３はカメラに加わるシフトブレＹ（１０４ｂ）と角度ブレθ（１０３ｂ）を示した図である。撮影光学系の主点位置におけるシフトブレＹ（１０４ｂ）と角度ブレθ（１０３ｂ）と、ブレの回転中心Ｏ（３０２ｐ）を定めた場合の回転半径Ｌ（３０１）は下記の式で表すことができる。なお、回転半径Ｌ（３０１）は回転中心Ｏ（３０２ｐ）から加速度計１０４ｐまでの距離である。
Ｌ＝Ｙ／ｔａｎθ・・・・（１）
Ｌ＝Ｖ／ｔａｎω・・・・（２）
式（１）は加速度計１０４ｐの出力を２回積分して算出したシフトブレＹ（１０４ａ）と、角速度計１０７ｐの出力を１回積分した角度ブレθ（１０３ｂ）から回転半径Ｌ（３０１）を求めた式である。式（２）は加速度計１０４ｐの出力を１回積分して算出した速度Ｖと角速度計１０７ｐの出力である角速度ωから回転半径Ｌ（３０１）を求めた式であり、式（１）、（２）のいずれの方法でも回転半径Ｌ（３０１）を求めることができる。

ここで、ブレの角度、角速度は小さいため、式（１）、（２）は下記の式で近似することができる。
Ｌ＝Ｙ／θ・・・・（３）
Ｌ＝Ｖ／ω・・・・（４）
式（３）は加速度計１０４ｐの出力を２回積分して求めた変位Ｙと、角速度計１０７ｐの出力を１回積分して求めた角度θから求めた回転半径Ｌである。式（４）は加速度計１０４ｐの出力を１回積分して求めた速度Ｖと、角速度計１０７ｐの出力である角速度ωから回転半径Ｌを求めたものであるが、式（３）、式（４）のいずれの方法でも回転半径を求めることができる。

ここで、撮影光学系の撮像面に生じるブレδについて説明する。撮影光学系の主点位置におけるシフトブレＹと撮影光学系の角度ブレθ及び、撮影光学系の焦点距離ｆ、撮影倍率βより撮像面に生じるブレδは下記の式（５）で求められる。
δ＝（１＋β）ｆθ＋βＹ・・・・（５）
ここで、右辺第１項は角度ブレ量であり、右辺第２項はシフトブレ量である。右辺第１項の焦点距離ｆ、撮影倍率βは撮影光学系のズーム及びフォーカス情報により得られ、角度θは角速度計の積分結果より求まるため、その情報に応じて後述する図４のブロック図のように角度ブレ補正を行うことができる。右辺第２項では、加速度計の２回積分値であるシフトブレＹとズーム及びフォーカス情報によって得られる撮影倍率βから、シフトブレ量を求めることができる。

しかし、本発明においては、式（５）を下記の式（６）のように書き直したブレδに対してブレ補正を行っている。
δ＝（１＋β）ｆθ＋βＬθ・・・・（６）
即ち、一度式（４）により、回転半径Ｌを求める。そして、回転半径Ｌと、角速ブレθとズーム及びフォーカス情報によって得られる撮影倍率βによりシフトブレ補正量を算出している。

前述した通り、シフトブレは複数の周波数成分を含んでおり、そのそれぞれで回転半径が異なる場合が多い。そこで本実施例ではシフトブレによる像ブレを補正する補正量の決定において、複数の周波数それぞれにおいて回転半径を取得する。以下に示す各実施例では、異なる３つの周波数においてそれぞれ回転半径を取得している。さらに得られた複数の回転半径を合成し、補正量を決定する。

また回転半径の合成を行う際、ファインダ判定手段の判定結果に基づいて回転半径に重み付けをして合成を行うことを特徴とする。ここで重み付けとは複数の成分を合成する際、各成分に、ある指標に基づいた係数を掛けて演算を行うことを指す。

以下に実施例を示し、詳細に説明する。

図４は本実施例における防振システムのブロック図である。尚、このブロック図ではカメラの鉛直方向に生じるブレ（ピッチ方向）の構成を示しており、同様なブロックはカメラの水平方向に生じるブレ（ヨー方向）にも設けられている。この２つのブロックは基本的には同じ構成になっているので、ここではピッチ方向のみ説明する。

まず、先行技術にも開示がある角度ブレの補正について説明を行う。角速度計１０７の出力はレンズＣＰＵ１０９に取り込まれる。そしてその出力はハイパスフィルタ（以下、ＨＰＦ）４０１に入力され、直流成分がカットされる。ＨＰＦ４０１の出力は、積分フィルタ４０２により積分され、角度出力θに変換される。なお、これらＨＰＦや積分フィルタ処理は、量子化された角速度計１０７ｐの出力をレンズＣＰＵ１０９内で演算処理することで得られ、公知の差分方程式などで実現可能である。また、レンズＣＰＵ１０９に入力される前に、コンデンサや抵抗を利用してアナログ回路で実現することも可能である。

ここで、ＨＰＦ４０１と積分フィルタ４０２のカットオフ周波数について説明する。一般的にブレの周波数域は１Ｈｚから１０Ｈｚであるため、カットオフ周波数はブレの周波数域から離れた、０．１Ｈｚ以下の周波数成分をカットする１次のフィルタ特性にしている。積分フィルタ４０２の出力は敏感度調整手段４０３に入力される。敏感度調整手段４０３は不図示のフォーカスエンコーダやズームエンコーダからレンズＣＰＵ１０９に入力される、ズーム及びフォーカス情報４０４の出力に基づいて積分フィルタ２０２の出力を調整して、角度ブレ補正の目標値を算出する。敏感度調整手段２０３で調整を行う理由は、ズームやフォーカスなどレンズの光学状態の変化によって、ブレ補正レンズ１０８ａのブレ補正ストロークに対する、カメラ像面でのブレ補正の敏感度が変化するためである。

角度ブレ補正の目標値である敏感度調整手段４０３の出力は、ブレ補正の目標値としてレンズＣＰＵ１０９から出力される。レンズＣＰＵ１０９から出力された補正量は、アクチェータ１１０によってコイル１０８に入力され、ブレ補正レンズ１０８ａを駆動させてブレ補正が行われる。

なお、本発明では、角度ブレ補正の目標値である敏感度調整手段４０３の出力と、後述するシフトブレ補正の目標値である出力補正手段２２１の出力が、ＣＰＵ１１０で加算されて、駆動手段１０９に出力される。

次にシフトブレ補正のブロックについて説明する。角速度計１０７ｐの出力はレンズＣＰＵ１０９に取り込まれる。そしてその出力は、ＨＰＦ４０１に入力され、直流成分がカットされる。ＨＰＦ４０１の出力は、位相調整フィルタ４０５により位相調整が行われる。ここで位相調整フィルタ４０５で位相調整を行うのは、後述する積分フィルタ２１０の出力との位相を合わせるためである。積分フィルタ４１０のカットオフ周波数は０．１Ｈｚであるため、位相調整フィルタ４０５も０．１ＨｚのＨＰＦとなっている。位相調整フィルタ４０５の出力は、帯域抽出手段としてバンドパスフィルタ（以下、ＢＰＦ）である角速度ＢＰＦ４０６、４０７、４０８に入力され、それぞれのフィルタに設定された帯域の周波数成分が抽出され、出力される。

加速度計１０４ｐの出力はＨＰＦ４０９に入力され、直流成分がカットされる。ＨＰＦ４０９の出力は、積分フィルタ４１０（速度算出手段）に入力され、速度に変換される。このときのＨＰＦ４０９のカットオフ周波数は、ＨＰＦ４０１と同じ０．１Ｈｚであり、積分フィルタ４１０のカットオフ周波数は前述した通り、位相調整フィルタ４０５と同じ０．１Ｈｚとなっている。積分フィルタ４１０はローパスフィルタ（以下、ＬＰＦ）で構成されている。また位相調整フィルタ４０５は入力からＬＰＦ演算結果を減算することによってＨＰＦ演算を行っているため、積分フィルタ４１０と出力の位相は一致している。積分フィルタ４１０の出力は、速度ＢＰＦ４１１、４１２、４１３に入力され、それぞれ設定されたあるピークを有する所定帯域の周波数成分が出力される。

ここで、第１の角速度ＢＰＦ４０６、第１の速度ＢＰＦ４１１は透過帯域が等しくピークが２Ｈｚの信号を出力する。第２の角速度ＢＰＦ４０７、第２の速度ＢＰＦ４１２は透過帯域が等しくピークが５Ｈｚの信号、第３の角速度ＢＰＦ４０８、第３の速度ＢＰＦ４１３は透過帯域が等しくピークが１０Ｈｚの信号を出力する。

第１の角速度ＢＰＦ４０６と第１の速度ＢＰＦ４１１の出力は第１の回転半径演算手段４１４に入力される。同様に第２の角速度ＢＰＦ４０７と第２の速度ＢＰＦ４１２の出力は第２の回転半径演算手段４１５に入力される。さらに第３の角速度ＢＰＦ４０８と第３の速度ＢＰＦ４１３の出力は第３の回転半径演算手段４１６に入力されて、それぞれの回転半径が算出される。ここで算出される回転半径の演算方法が本発明の特徴であり、後述する。回転半径演算手段４１４、４１５、４１６の出力は合成比補正手段４１９に入力される。

次に、ファインダ判定手段４１７は判定結果に基づいた信号を演算変更手段４１８に出力する。演算変更手段４１８はファインダ判定手段の結果を回転半径の合成に反映させる信号を、合成比補正手段４１９に出力する。合成比補正手段４１９内で、回転半径演算手段４１４、４１５、４１６の出力の合成比を調整し、出力補正手段４２０に出力する。合成比補正手段４１９での処理については後述する。

出力補正手段４２０では、積分フィルタ４０２の出力である角度θと合成比補正手段４１９の出力である回転半径Ｌから、シフトブレ量Ｙを算出する。さらに、ズーム及びフォーカス情報４０４の出力に基づいてシフトブレ量Ｙを補正し、シフトブレ補正目標値を算出する。

出力補正手段４２０の出力である補正量は、敏感度調整手段４０３の出力である角度ブレ補正目標値と加算され、補正量としてレンズＣＰＵ１０９より出力される。レンズＣＰＵ１０９の出力はアクチェータ１１０によってコイル１０８に入力され、ブレ補正レンズ１０８ａを駆動させてブレ補正が行われる。

合成比補正手段４１９での演算方法について説明する。回転半径演算手段４１４、４１５、４１６により得られる回転半径をそれぞれＬ＿２Ｈｚ、Ｌ＿５Ｈｚ、Ｌ＿１０Ｈｚとすると、合成比補正手段４１９で求められる最終的な回転半径Ｌは以下のように表される。
Ｌ＝０．２×Ｌ＿２Ｈｚ＋０．３×Ｌ＿５Ｈｚ＋０．５×Ｌ＿１０Ｈｚ＋・・・（８）
式（８）における各回転半径に掛かる係数が、各周波数成分に対する重み付けを表している。このように各周波数毎の回転半径を平均的に用いることで安定したシフトブレ補正が行える。しかしながら上記のように構成しただけでは、回転半径Ｌを、カメラの構え方の差による、シフトブレの周波数成分の変化に追従させることは難しい。

図１２において、電子ファインダ１０５ｅは、撮影者が必要に応じて表示画面の角度を上向き、あるいは下向きに変更することができるファインダである。例えば、図５に示すようにファインダを下向きに回転させ、手を真上に伸ばして構えれば、高所にある被写体を脚立等の台に乗らなくともファインダで像を確認しながら撮影することができる。

また、図６に示すようにファインダを上向きに回転させ、しゃがみ込んで構えれば、地上すれすれの被写体を地面に這わなくともファインダで像を確認しながら撮影することができる。上記のような撮影者の構え方の違いによってカメラのぶれ方は大きく異なる。

すなわち、図５に示すように手を真上に伸ばした構え方では、脇が開き肘も伸びていることが多い上、撮影者が上を見上げた不安定な体勢のため大きなブレが生じる可能性が高く、特に腕の付け根や足首を支点とした低周波のブレが生じやすい。第１の実施例における図３は、その時カメラに加わる角度ぶれと平行ブレを示しており、回転半径は比較的カメラから遠い値となる。

一方、図６に示すようにしゃがみ込んだ構え方では、腕あるいは肘が太もも等に固定されているため低周波で大きなブレは少なく、手首を支点とした高周波のブレが生じやすい。第１の実施例における図７はその時カメラに加わる角度ぶれと平行ブレを示した図であり、回転半径は比較的カメラに近い値となる。

以上のように構え方によってブレの周波数成分が異なるため、それぞれの構え方に応じた適切な回転半径を求める必要がある。そこで、本実施例では、ファインダ判定手段４１７により、電子ファインダ１０５ｅの向きを判定し、判定結果に応じて演算変更手段４１８により各周波数成分の重み付けを変更している。

その結果、合成比補正手段４１９で求められる最終的な回転半径Ｌは以下のように表される。
電子ファインダが下向きの場合。
Ｌ＝０．５×Ｌ＿２Ｈｚ＋０．３×Ｌ＿５Ｈｚ＋０．２×Ｌ＿１０Ｈｚ＋・・・（１０）
電子ファインダが上向きの場合。
Ｌ＝０．２×Ｌ＿２Ｈｚ＋０．３×Ｌ＿５Ｈｚ＋０．５×Ｌ＿１０Ｈｚ＋・・・（１１）
式（１０）では、ファインダが下向きと判定される場合に支配的とされる低周波成分のブレの回転半径に、より重み付けがなされていることが分かる。式（１１）では、ファインダが上向きと判定される場合に支配的とされる高周波成分のブレの回転半径に、より重み付けがなされていることが分かる。

次に、ファインダの向きの判定方法について説明する。図８は本実施例における電子ファインダ１０５ｅの角度変更機構を示す図である。図８（ａ）は上向き、（ｂ）は下向きの状態を示している。８０１は磁気センサであり、例えばホール素子やＭＲセンサが使用される。８０２は磁石である。本実施例では、図８（ｂ）で示すように上側の磁気センサでのみ磁気が検出されればファインダは上向きであると判別し、（ｃ）で示すように下側の磁気センサでのみ磁気が検出されればファインダは下向きであると判別することができる。

次に、図９を用いてファインダの向きを判定する別の方法について説明する。図９（ａ）に示すように、このカメラはファインダが横に開き、さらに回転方向に可動させることができる構造をしている。そして、図９（ｂ）に示すようにファインダの回転中心には回転検出素子９０１が備えられており、これによってファインダの向きを検出することができる。回転検出素子９０１は、例えばボリューム抵抗が使用される。ファインダの回転位置によってボリューム抵抗の抵抗値が変化するため、抵抗に発生する電圧によりファインダの角度から向きを検出することができる。

以上のようにファインダの向きを判定する方法や構成には様々なものが考えられるが、撮影時にファインダの向きが判定できるものであれば全て本発明を適用することができる。

次に、ブレ補正のための具体的な流れを図１０のフローチャートを用いて説明する。なお、ここでもピッチ方向のみのブレについて示しているが、ヨー方向も同様である。ブレ補正は一定周期毎に発生するタイマー割り込み処理により行われる。本実施例ではステップ１０００が角速度検出ステップ、ステップ１００１加速度検出ステップ、ステップ１００６が速度取得ステップ、ステップ１００７〜１０１２が帯域抽出ステップを担っている。また、ステップ１０１３〜１０１５が回転半径取得ステップ、ステップ１０１６がファインダ判定ステップ、ステップ１０１７、１０１８が重み付けステップ、ステップ１０１９が決定ステップである。

（ステップ１０００）角速度計１０７ｐの信号をＡ／Ｄ変換する。Ａ／Ｄ変換結果は、ＶＡＤ＿ＤＡＴで設定される不図示のＲＡＭ領域に格納する。

（ステップ１００１）加速度計１０４ｐの信号をＡ／Ｄ変換する。Ａ／Ｄ変換結果は、ＡＣＣＡＤ＿ＤＡＴで設定される不図示のＲＡＭ領域に格納する。

（ステップ１００２）角速度計１０７ｐの信号ＶＡＤ＿ＤＡＴを入力として、ＨＰＦ４０１で演算を行う。

（ステップ１００３）ステップ１００２の演算結果を入力として、積分フィルタ４０２で積分演算を行う。その結果をＤＥＧ＿ＤＡＴで設定される不図示のＲＡＭ領域に格納する。ＤＥＧ＿ＤＡＴはブレ角変位信号である。

（ステップ１００４）ステップ１００２の演算結果を入力として、位相調整フィルタ４０５で位相調整の演算を行う。この処理は、この後行われる加速度計１０４ｐの信号処理（ＨＰＦ及び積分）と位相を合わせるために行われる。

（ステップ１００５）ＡＣＣＡＤ＿ＤＡＴを入力として、ＨＰＦ４０９で演算を行う。

（ステップ１００６）ステップ１００５の演算結果を入力として、積分フィルタ４１０で積分演算を行う。この演算結果はシフトブレの速度Ｖを表す信号ということになる。

（ステップ１００７）ステップ１００４の演算結果を入力として、透過率のピークを２Ｈｚとする角速度ＢＰＦ１（４０６）で演算を行う。この結果をＷ＿ＢＰＦ２ＨＺ＿ＤＡＴで設定される不図示のＲＡＭ領域に格納する。

（ステップ１００８）ステップ４０４の演算結果を入力として、透過率のピークを５Ｈｚとする角速度ＢＰＦ２（４０７）演算を行う。この結果をＷ＿ＢＰＦ５ＨＺ＿ＤＡＴで設定される不図示のＲＡＭ領域に格納する。

（ステップ１００９）ステップ１００４の演算結果を入力として、透過率のピークを１０Ｈｚとする角速度ＢＰＦ３（４０８）で演算を行う。この結果をＷ＿ＢＰＦ１０ＨＺ＿ＤＡＴで設定される不図示のＲＡＭ領域に格納する。

（ステップ１０１０）ステップ１００６の演算結果を入力として、透過率のピークを２Ｈｚとする速度ＢＰＦ１（４１１）で演算を行う。この結果をＶ＿ＢＰＦ２ＨＺ＿ＤＡＴで設定される不図示のＲＡＭ領域に格納する。

（ステップ１０１１）ステップ１００６の積分演算結果を入力として、透過率のピークを５Ｈｚとする速度ＢＰＦ２（４１２）で演算を行う。この結果をＶ＿ＢＰＦ５ＨＺ＿ＤＡＴで設定される不図示のＲＡＭ領域に格納する。

（ステップ１０１２）ステップ１００６の積分演算結果を入力として、透過率のピークを１０Ｈｚとする速度ＢＰＦ３（４１３）で演算を行う。この結果をＶ＿ＢＰＦ１０ＨＺ＿ＤＡＴで設定される不図示のＲＡＭ領域に格納する。

（ステップ１０１３）Ｗ＿ＢＰＦ２ＨＺ＿ＤＡＴとＶ＿ＢＰＦ２ＨＺ＿ＤＡＴを比較し、回転半径Ｌ＿２Ｈｚを取得する。

（ステップ１０１４）Ｗ＿ＢＰＦ５ＨＺ＿ＤＡＴとＶ＿ＢＰＦ５ＨＺ＿ＤＡＴを比較し、回転半径Ｌ＿５Ｈｚを取得する。

（ステップ１０１５）Ｗ＿ＢＰＦ１０ＨＺ＿ＤＡＴとＶ＿ＢＰＦ１０ＨＺ＿ＤＡＴを比較し、回転半径Ｌ＿１０Ｈｚを取得する。

（ステップ１０１６）ファインダ判定手段４１７によりファインダが上向きか下向きかの判定を行う。ファインダが上向きならばステップ１０１７へ、下向きならばステップ１０１８へ進む。

（ステップ１０１７）ファインダが上向きなので、高周波の周波数成分に対応する回転半径に低周波の周波数成分に対応する回転半径に比べて大きい重み付けを行った回転半径Ｌを取得する。
Ｌ＝０．２×Ｌ＿２Ｈｚ＋０．３×Ｌ＿５Ｈｚ＋０．５×Ｌ＿１０Ｈｚ

（ステップ１０１８）ファインダが下向きなので、低周波の周波数成分に対応する回転半径に高周波の周波数成分に対応する回転半径に比べて大きい重み付けを行った回転半径Ｌを取得する。
Ｌ＝０．５×Ｌ＿２Ｈｚ＋０．３×Ｌ＿５Ｈｚ＋０．２×Ｌ＿１０Ｈｚ

（ステップ１０１９）ズーム・フォーカスのポジションから算出される撮影倍率β、焦点距離ｆ、ステップ１００３で算出されたブレ角変位ＤＥＧ＿ＤＡＴ、光学防振敏感度補正値αから、以下のような演算を行い、補正量を決定する。その演算結果は、ＳＦＴＤＲＶで設定される不図示のＲＡＭ領域に格納する。
α{（１＋β）×ｆ×ＤＥＧ＿ＤＡＴ＋β×Ｌ×ＤＥＧ＿ＤＡＴ}

（ステップ１０２０）ブレ補正レンズの変位信号をＡ／Ｄ変換し、Ａ／Ｄ結果をＳＦＴＰＳＴで設定される不図示のＲＡＭ領域に格納する。

（ステップ１０２１）フィードバック演算（ＳＦＴＤＲＶ−ＳＦＴＰＳＴ）を行う。演算結果はＳＦＴ＿ＤＴで設定される不図示のＲＡＭ領域に格納する。

（ステップ１０２２）ループゲインＬＰＧ＿ＤＴとＳＦＴ＿ＤＴを乗算する。演算結果はＳＦＴ＿ＰＷＭで設定される不図示のＲＡＭ領域に格納する。

（ステップ１０２３）安定な制御系にするために位相補償演算を行う。

（ステップ１０２４）ステップ１０２３の演算結果をブレ補正駆動信号としてアクチュエータ１１０に出力しブレ補正を行う。

以上のように非接眼ファインダの向きを判定することによって、使用状況により各周波数成分に対応した回転半径の重み付けを変更することで、それぞれの使用状況に応じたより適正なシフトブレ補正を行うことが可能となる。

本実施例では２つの撮影姿勢に応じた重み付けの変更例を示したが、上記に限らず、様々な姿勢において適宜設定、仕様の変更を行うことができる。また、機器の持つ特性に合わせて適切な値を適用するのも望ましい。ここで言う機器の持つ特性とは、例えばカメラ、レンズの重量、大きさ、形状や、レンズの焦点距離等である。従って本実施例に示した重み付けの数値はほんの一例に過ぎず、ファインダ判定手段の判定結果が反映されていれば、他のパラメータ等を考慮した上で、最終的な重み付けの数値が決定されても差し支えない。

また、回転半径の算出は、その瞬間ごとに行っても良いし、所定のサンプリング時間でサンプリングした波形の振幅等から算出しても良い。

更に回転半径の更新は算出された瞬間ごとに行っても良いし、時系列的に平均化（例えば移動平均等）を行っても良い。

本発明はデジタル一眼レフカメラやデジタルコンパクトカメラの防振システム限らず、デジタルビデオカメラの撮影や、携帯電話などの撮影装置にも搭載できる。

本発明における防振システムを搭載したカメラの上面図。 本発明における防振システムを搭載したカメラの側面図。 回転中心がカメラ本体から離れた位置にある場合のカメラのブレ状態説明図。 本発明における防振システムのブロック図。 ファインダが下向きとなる撮影姿勢の１例の説明図。 ファインダが下向きとなる撮影姿勢の１例の説明図。 回転中心がカメラ本体から近い位置にある場合のカメラのブレ状態説明図。 向きが可変であるファインダの機構例 向きが可変であるファインダの機構例 本実施例の制御のフローチャート図

符号の説明

１０１ レンズ
１０２ 光軸
１０３ｙ ヨー方向の角度ブレ
１０３ｐ ピッチ方向の角度ブレ
１０４ｐ 加速度計
１０４ｐａ 加速度計の検出方向
１０４ｐｂ 縦方向の検出方向
１０４ｙ 加速度計
１０４ｙａ 加速度計の検出方向
１０４ｙｂ 横方向の検出方向
１０５ カメラ
１０５ａ レリーズスイッチ
１０５ｂ モードダイアル
１０５ｃ リトラクタブルストロボ
１０５ｄ カメラＣＰＵ
１０５ｅ 電子ファインダ
１０６ 撮像素子
１０７ｐ 角速度計
１０７ｐａ 角速度計の検出方向
１０７ｙ 角速度計
１０７ｙａ 角速度計の検出方向
１０８ コイル
１０８ａ ブレ補正レンズ
１０８ｙ ブレ補正レンズ駆動方向
１０８ｐ ブレ補正レンズ駆動方向
１１０ アクチュエータ

Claims (14)

1. 像ブレ補正機能を有する光学機器であって、
   前記光学機器の角速度を検出する角速度検出手段と、
   前記光学機器の加速度を検出する加速度検出手段と、
   前記像ブレを補正するために必要な補正量を決定する補正量決定手段と、
   前記補正量に基づいて前記像ブレを補正するブレ補正手段と、
   表示画面の向きが変更可能な非接眼ファインダと、
   前記非接眼ファインダの前記向きを判定するファインダ判定手段を有し、
   前記補正量決定手段は、異なる複数の周波数において前記光学機器に加わるブレの回転半径をそれぞれ取得し、前記ファインダ判定手段の判定結果に応じて、前記複数の回転半径にそれぞれ重みを付けて、その結果を基に前記補正量を決定することを特徴とする光学機器。
2. 前記ファインダ判定手段は、前記非接眼ファインダの角度を判定することで、前記向きを判定することを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
3. 前記補正量決定手段は、前記ファインダ判定手段によって前記非接眼ファインダが上向きと判定された場合には、前記複数の周波数のうち高い周波数における回転半径に、低い周波数における回転半径に比べて大きい重みを付けて、その結果を基に前記補正量を決定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光学機器。
4. 前記補正量決定手段は、前記ファインダ判定手段によって前記非接眼ファインダが下向きと判定された場合には、前記複数の周波数のうち低い周波数における回転半径に、高い周波数における回転半径に比べて大きい重みを付けて、その結果を基に前記補正量を決定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の光学機器。
5. 前記補正量決定手段は、前記加速度の情報を基に前記光学機器の速度を決定し、前記複数の周波数における前記角速度と前記速度の比によって前記ブレの回転半径を取得することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の光学機器。
6. 前記補正量決定手段は、前記角速度及び前記速度の複数の組に基づいて前記複数の周波数のおける回転半径の各々を決定することを特徴とする請求項５に記載の光学機器。
7. 前記補正量決定手段は、帯域抽出手段により前記角速度検出手段及び前記加速度検出手段の出力から異なる複数の周波数の成分をそれぞれ抽出した出力に基づいて求められた前記回転半径を取得することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つに記載の光学機器。
8. 像ブレ補正機能を有する光学機器の制御方法であって、
   前記光学機器の角速度を検出する角速度検出ステップと、
   前記光学機器の加速度を検出する加速度検出ステップと、
   前記光学機器の非接眼ファインダの表示画面の向きを判定するファインダ判定ステップと、
   異なる複数の周波数において前記光学機器に加わるブレの回転半径をそれぞれ取得する回転半径取得ステップと、
   前記ファインダ判定ステップの判定結果に応じて前記複数の周波数における回転半径にそれぞれ重みを付ける重み付けステップと、
   前記重み付けステップにより得られた結果を基に像ブレを補正するために必要な補正量を決定する決定ステップと、
   を有することを特徴とする光学機器の制御方法。
9. 前記ファインダ判定ステップは、前記非接眼ファインダの角度を判定することで、前記向きを判定することを特徴とする請求項８に記載の光学機器の制御方法。
10. 前記重み付けステップは、前記ファインダ判定ステップによって前記非接眼ファインダが上向きと判定された場合には、前記複数の周波数のうち高い周波数における回転半径に、低い周波数における回転半径に比べて大きい重みを付けることを特徴とする請求項８または請求項９に記載の光学機器の制御方法。
11. 前記重み付けステップは、前記ファインダ判定ステップによって前記非接眼ファインダが下向きと判定された場合には、前記複数の周波数のうち低い周波数における回転半径に、高い周波数における回転半径に比べて大きい重みを付けることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１つに記載の光学機器の制御方法。
12. 前記加速度の情報を基に前記光学機器の速度を取得する速度取得ステップを有し、前記回転半径取得ステップは前記複数の周波数における前記角速度と前記速度の比によって前記ブレの回転半径を取得することを特徴とする請求項８乃至１１のいずれか１つに記載の光学機器の制御方法。
13. 前記回転半径取得ステップは、前記角速度及び前記速度の複数の組に基づいて決定された前記複数の周波数のおける回転半径の各々を取得することを特徴とする請求項１２に記載の光学機器の制御方法。
14. 前記回転半径取得ステップは、帯域抽出ステップにより前記角速度検出ステップ及び前記加速度検出ステップの出力から異なる複数の周波数の成分をそれぞれ抽出した出力に基づいて求められた前記回転半径を取得することを特徴とする請求項８乃至１３のいずれか１つに記載の光学機器の制御方法。

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