JP3757573B2 - 振れ補正機能付きカメラ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮影時の手振れ等により生じるカメラ本体と被写体像との相対的な振れを補正する振れ補正機能付きカメラに関するものである。
【０００２】
【従来技術】
近年、ＣＣＤ等を用いて、手振れ等により生じる被写体と撮像光学系との間の振れ量を検出して、この振れ量を打ち消すように補正する機能を有するビデオカメラや電子スチルカメラ等が販売されており、またカメラに適用されたものが提案されている。
【０００３】
特開平８−５１５６６号公報には、振れ検出用として設けられたＣＣＤ等の固体撮像素子を用いて被写体像を取り込んで振れ量を検出するとともに、検出時点から振れ量を打ち消すための補正光学系の駆動が完了するまでに要する、演算処理や駆動のための時間を考慮して振れ量を予測し、この予測振れ量を用いて、補正光学系を駆動する振れ補正機能付きカメラが記載されている。この場合の予測には、２個間隔と４個間隔となるデータが用いられる。
【０００４】
なお、手振れ等の振れ量の予測ではないが、最適な合焦を得るための動体予測の技術に関して提案がなされている。例えば、特開昭６０−２１４３２５号公報には、デフォーカス量を検出する検出手段と、この出力に基づいて対象物体の移動を検出する移動検出手段とを具備し、デフォーカス量をその移動検出手段の出力で時々刻々補正して、この補正されたデフォーカス量に基づいて結像レンズを駆動して自動焦点調節を行うものが開示されている。この場合の補正量は、時間の関数として定義される。一次関数を用いた補正の場合、その傾きの算出には、検出されたデフォーカス量と前に検出されたデフォーカス量とが利用される。即ち、その傾きは、過去のデータから最適なデータを選択抽出することなく、最近の複数回に亘るＣＣＤ積分時間の中央時点におけるデフォーカス量を用いて、傾きを複数算出し、これらを加重平均して、求められる。また、２次関数を用いた補正の場合には、その関数は、最近の３回以上に亘るＣＣＤ積分時間の中央時点におけるデータに最も適合するものが選定され、この関数に０から１の範囲内の定数が用いられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の２個間隔と４個間隔となるデータを用いて予測を行うカメラでは、最近検出された複数のデータから、予測で用いるデータとして所定個間隔のデータが選択されるので、これらの選択されたデータの各々の間隔は、検出時点の被写体の明るさによりＣＣＤの積分時間が異なるため、振れ検出には関係のない撮影時の明るさの状態によって、大きくばらついてしまうという課題があった。
【０００６】
また、予測用に選択されたデータの間隔は、狭くなると振れ検出系の誤差の影響が大きくなり、広くなると予測の誤差が大きくなる。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、最適なデータ間隔を保てる振れ量の選択抽出を可能にして、撮影時の明るさに左右されない検出振れ量データを得て、実際の手振れに適合する振れ予測、即ち振れ補正を可能にする振れ補正機能付きカメラを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための請求項１記載の発明は、光電変換素子を備え、カメラ本体と被写体像との相対的な振れ量を検出するための画像データを周期的に得る振れ検出手段と、前記振れ検出手段で検出された過去の複数時点での前記画像データに基づく検出振れ量を比較して、現在の振れ量を予測する予測演算手段と、前記予測演算手段で得られた予測振れ量だけ前記カメラ本体と被写体像との相対的な振れを補正する振れ補正手段とを備え、前記振れ検出手段の光電変換素子は、前記被写体像を受光するものであって、前記周期的な検出時点における前記被写体像の明るさによりその積分時間が異なるものとされた振れ補正機能付きカメラにおいて、振れの予測演算に用いられるべく過去に検出された振れ量データを時間間隔の基準値をもとに選択する選択手段を備えたものである。
【０００９】
この構成では、検出された振れ量データは基準値をもとに選択されるので、選択される個々のデータ同士の間隔はほぼ一定となる。これにより、撮影時の明るさに左右されない検出振れ量データが得られ、基準値を、例えばシミュレーション等で最適となる時間に設定することで、実際の手振れに適合する振れ予測、即ち振れ補正が可能になる。
【００１０】
請求項２記載の発明は、光電変換素子を備え、カメラ本体と被写体像との相対的な振れ量を検出するための画像データを周期的に得る振れ検出手段と、前記振れ検出手段で検出された過去の複数時点での前記画像データに基づく検出振れ量を比較して、現在の振れ量を予測する予測演算手段と、前記予測演算手段で得られた予測振れ量だけ前記カメラ本体と被写体像との相対的な振れを補正する振れ補正手段とを備え、前記振れ検出手段の光電変換素子は、前記被写体像を受光するものであって、前記周期的な検出時点における前記被写体像の明るさによりその積分時間が異なるものとされた振れ補正機能付きカメラにおいて、前記検出振れ量データを用いて、振れ速度及びその振れ速度から得られる振れ加速度のうち、少なくとも振れ速度データを算出し、少なくとも前記振れ速度データから現在の振れ量を算出する算出手段と、前記振れ速度データを算出する元になる前記検出振れ量データを時間間隔の基準値をもとに選択する選択手段とを備えたものである。
【００１１】
この構成では、検出振れ量データは基準値をもとに選択されるので、選択される個々のデータ同士の間隔はほぼ一定となる。これにより、上記同様に、実際の手振れに適合する振れ予測、即ち振れ補正が可能になる。
【００１２】
なお、前記選択手段は、前記基準値を越える最小の時間間隔をなす時点における検出振れ量データを選択するものであってもよい。この構成では、予測された現在の振れ量は、前記基準値により適合するものとなる。
【００１３】
また、前記選択手段は、前記基準値を超えない最大の時間間隔をなす時点における検出振れ量データを選択するものであってもよい。この構成では、予測された現在の振れ量は、前記基準値により適合するものとなる。
【００１４】
更に、前記選択手段は、前記基準値に最も近い時間間隔をなす時点における検出振れ量データを選択するものであってもよい。この構成では、予測された現在の振れ量は、前記基準値に最も適合するものとなる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施形態のブロック図である。カメラ１は、撮影部２、補正レンズ部３、振れ検出部４、振れ補正量設定部５、駆動部６及び位置検出部７により構成されている。
【００１６】
撮影部２は、光軸Ｌを有する撮影レンズ２１、及び装填されたフィルム２２を光軸Ｌ上の結像位置に給送する図略の機構部を備え、被写体像を撮影するものである。
【００１７】
補正レンズ部３は、撮影レンズ２１の前方に配置された横振れ補正レンズ３１及び縦振れ補正レンズ３２で構成され、被写体像振れをプリズム方式で補正するものである。横振れ補正レンズ３１及び縦振れ補正レンズ３２は、それぞれ、光軸Ｌに平行な光軸を有し、光軸Ｌと直交する面上を互いに直交する横及び縦方向に移動可能に支持されている。
【００１８】
図２は、鏡胴内に収納された縦振れ補正レンズ３２等の斜視図である。本実施形態では、縦振れ補正レンズ３２は、鏡胴２４内に収納され、支点Ｏで回動可能に支持されたフレーム３２１に取り付けられている。フレーム３２１の外周部における支点Ｏの反対側には、ギヤ部３２２が形成されている。このギヤ部３２２と噛合するギヤ６３１を有するモータ６３２が駆動することで、縦振れ補正レンズ３２は略縦方向に移動する。図２から理解されるように、縦振れ補正レンズ３２は、鏡胴２４の内径に当たる可動範囲Ｒ内において、略縦方向に移動可能である。横振れ補正レンズ３１についても同様である。
【００１９】
図１に示す振れ検出部４は、検出用レンズ４１、振れセンサ４２、振れセンサ制御部４３及び信号処理部４４により構成されており、被写体に対するカメラ１本体の相対的な振れにより生じる被写体像振れを検出するための画像データを得るものである。検出用レンズ４１は、撮影レンズ２１の光軸Ｌと平行な光軸を有し、被写体像を後方の振れセンサ４２上に結像させるものである。振れセンサ４２は、複数のＣＣＤ等の光電変換素子が二次元状に配列されたエリアセンサであり、検出用レンズ４１により結像された被写体像を受光し、受光量に応じた電気信号を得るものである。被写体像の画像信号は、各光電変換素子で受光されて得られた電気信号である画素信号の平面的な集合として得られる。振れセンサ制御部４３は、振れセンサ４２に対して所定の電荷蓄積時間（積分時間）で受光動作を周期的に行わせ、各受光動作で得られた画像信号を信号処理部４４に送出させるものである。信号処理部４４は、振れセンサ４２からの各画素信号に対し、所定の信号処理（信号増幅及びオフセット調整等の処理）を施して画素データにＡ／Ｄ変換するものである。
【００２０】
振れ補正量設定部５は、振れ量検出部５１、係数変換部５２、目標位置設定部５３、補正ゲイン設定部５４、温度センサ５５、メモリ５６及び位置データ入力部５７によって構成され、振れ補正駆動のための振れ補正データを生成するものである。なお、温度センサ５５は、カメラ１の環境温度を検出するものである。また、メモリ５６は、振れ量検出部５１で用いられる画像データや振れ量等のデータを一時記憶するＲＡＭや、係数変換部５２で用いられる変換係数等を記憶するＲＯＭにより構成される。
【００２１】
図３は、振れ量検出部５１の構成を説明するためのブロック図である。振れ量検出部５１は、振れ量算出部５１１、データ選択部５１２及び予測振れ量算出部５１３によって構成され、信号処理部４４からの画像データを用いて振れ量を求め、この振れ量を利用して予測振れ量を更に求めるものである。
【００２２】
振れ量算出部５１１は、画像データダンプ部５１１ａ，画像比較演算部５１１ｃ及び平均化処理部５１１ｄにより構成されている。画像データダンプ部５１１ａは、信号処理部４４からの画像データをメモリ５６（ＲＡＭ）にダンプするものである。
【００２３】
画像比較演算部５１１ｃは、メモリ５６にダンプされた画像データと基準画像とを用いて、振れ量を求めるものである。
【００２４】
この振れ量を求める演算処理について説明すると、まず、画像比較演算部５１１ｃは、メモリ５６にダンプされた画像データから、所要領域のブロック（図４では、破線で示されている。）毎に、注目画像の抽出作業を実行し、特徴点等を有する画像を含むブロックＢを基準画像として選定する。この選定時、補正レンズ部３の各レンズは、所定の基準位置、例えば各レンズが互いに逆向きに等距離移動可能な中央位置（図２ではＲａ＝Ｒｂとなる位置）に固定されている。この中央位置を基準にすることで、一方の可動範囲が他方よりも短い場合に生じやすくなる振れ補正レンズが終端に当たりやすくなるという問題が回避される。
【００２５】
次いで、画像比較演算部５１１ｃは、メモリ５６に記憶されている最新画像データから、基準画像に対応する画像を参照画像として抽出し、基準画像の位置に対する参照画像位置の変化量から画素数単位の振れ量を求める。振れ量は、横及び縦方向の各々（ＥH [ｉ]，ＥV [ｉ]）について求められ、メモリ５６に一時記憶される。但し、ｉ（ｉ＝０，１，２，３，…）は、周期番号（周期が既知であるから時間に相当）を示し、最新の振れ量をＥH [ｉ]，ＥV [ｉ]（ｉ＝０）とする。
【００２６】
図５は、画像比較演算部５１１ｃの演算処理により得られた振れ量に対し、平均化処理部５１１ｄにより施される平均化処理の説明図で、図６は、画像比較演算部５１１ｃの演算処理により得られた振れ量と平均化処理部５１１ｄにより平均化された振れ量のグラフである。
平均化処理部５１１ｄは、画像比較演算部５１１ｃの演算処理で得られた振れ量に対して、振れ検出部４の検出のバラツキを抑えるための平均化処理を施すものである。即ち、平均化処理部５１１ｄは、図５に示されるように、時間的に連続する各２つの振れ量（図では丸印で示されている。）を利用して、その中間時点における平均化振れ量（図では三角印で示されている。）を算出する。この平均化の効果により振れ検出部４の検出のバラツキが抑圧されて、画像比較演算部５１１ｃにより算出された振れ量を用いるよりも、平均化処理部５１１ｄで平均化された振れ量を用いる方が、より実際の振れ量に近づくのが図６から理解される。平均化振れ量は、横及び縦方向の各々（ＥH [ｊ]，ＥV [ｊ]；ｊ＝０，１，２，３，…）について求められ、メモリ５６に一時記憶される。
【００２７】
図７は、予測振れ量算出部５１３で用いられる振れ速度Ｖ１，Ｖ２及び振れ加速度αと、これらを求めるために必要となる振れ量との関係を示す図である。図７に示されるように、横及び縦方向の各々について、振れ加速度αを求めるには２つの振れ速度Ｖ１，Ｖ２が必要となり、これら振れ速度Ｖ１，Ｖ２を求めるにはそれぞれ２個の振れ量が必要となる。従って、振れ速度Ｖ１，Ｖ２及び振れ加速度αを求めるには４個の振れ量が必要となる。
【００２８】
そこで、本実施形態では、データ選択部５１２が、所定の基準時間間隔（速度演算時間Ｔｖ及び加速度演算時間Ｔα）を用いて、最新の振れ量を含む４個の振れ量をメモり５６から選択抽出するようにしている。この選択抽出に最新の振れ量（ＥH [ｉ]，ＥV [ｉ]；ｉ＝０）を含めるようにした理由は、含めないときよりも良好な振れ予測が可能になるのをシミュレーションで確認したことによる。
【００２９】
図８は、データ選択部５１２による振れ量の選択抽出の説明図である。データ選択部５１２は、最新時点（ｉ＝０）における振れ量（ＥH [ｉ]，ＥV [ｉ]；ｉ＝０）を選択抽出し、この最新時点（ｔａとする。）に対してＴｖよりも長く且つ最短となる時点（ｊ＝１）を検索し、この時点（ｔｂとする。）における振れ量（ＥH [ｊ]，ＥV [ｊ]；ｊ＝１）を選択抽出する。また、最新時点ｔａに対してＴαよりも長く且つ最短となる時点（ｊ＝３）を検索し、この時点（ｔｃとする。）における振れ量（ＥH [ｊ]，ＥV [ｊ]；ｊ＝３）を選択抽出する。更に、時点ｔｃに対して上記Ｔｖよりも長く且つ最短となる時点（ｊ＝５）を検索し、この時点（ｔｄとする。）における振れ量（ＥH [ｊ]，ＥV [ｊ]；ｊ＝５）を選択抽出する。
【００３０】
但し、速度演算時間Ｔｖは、所定の精度以上の振れ速度Ｖ１，Ｖ２を得るための離間時間で、加速度演算時間Ｔαは、所定の精度以上の振れ加速度αを得るための離間時間である。このように、基準時間を用いて振れ量を選択抽出することにより、被写体の明るさに左右されない振れ補正が可能になるとともに、基準時間の時間間隔を例えばシミュレーション等で所定精度の振れ補正が得られる値に設定することにより、実際の振れに対して適切な振れ補正が実行されるようになる。ところで、振れ量検出部５１の演算処理時間は、これら基準時間Ｔｖ，Ｔαに比して極めて高速である。
【００３１】
なお、データ選択部５１２は、上記選択方法に限らず、所定の基準時間間隔に最も近い離間時間となる時点における振れ量を選択するものでもよく、或いは所定の基準時間間隔よりも短く且つ最長となる離間時間となる時点における振れ量を選択するものでもよい。
【００３２】
図３に戻って、予測振れ量算出部５１３は、横及び縦方向の各々について、データ選択部５１２で選択抽出された４個の振れ量を用いて予測振れ量を算出するものである。
【００３３】
この予測振れ量を算出するための演算処理について説明する。まず、予測振れ量算出部５１３は、予測振れ量算出に必要な振れ速度及び振れ加速度を求める。この求め方について図８を例にして説明すると、時点ｔａにおける最新の振れ量（ＥH [ｉ]，ＥV [ｉ]；ｉ＝０）と時点ｔｂにおける平均化振れ量（ＥH [ｊ]，ＥV [ｊ]；ｊ＝１）から（数１）により振れ速度（Ｖ1H，Ｖ1V）が求められる。
【００３４】
【数１】
【００３５】
また、時点ｔｃ，ｔｄにおける平均化振れ量（ＥH [ｊ]，ＥV [ｊ]；ｊ＝３及びＥH [ｊ]，ＥV [ｊ]；ｊ＝５）から（数２）により振れ速度（Ｖ2H，Ｖ2V）が求められる。
【００３６】
【数２】
【００３７】
更に、振れ速度（Ｖ1H，Ｖ1V），（Ｖ2H，Ｖ2V）から（数３）により振れ加速度（αH ，αV ）が求められる。
【００３８】
【数３】
【００３９】
次いで、予測振れ量算出部５１３は、手振れによる振れはほぼ等加速度運動に従って推移していくとの仮定に基づいて、最新の振れ量（ＥH [ｉ]，ＥV [ｉ]；ｉ＝０）、振れ速度（Ｖ1H，Ｖ1V）及び振れ加速度（αH ，αV ）から、（数４）により予測振れ量（ＥPH，ＥPV）を算出する。
【００４０】
【数４】
【００４１】
図９は、予測振れ量を求める上記演算式（数４）に使用される時間Ｔの説明図である。本実施の形態では、積分時間（Ｔ１）の中間時点ｔ１で、振れ検出部４による振れ検出がなされたとして予測演算が行われる。この場合、中間時点ｔ１から、積分時間Ｔ１の後半時間（Ｔ１／２）、得られた各画素信号の転送に要する時間（Ｔ２）及び予測演算の処理時間（Ｔ３）が経過した時点ｔ２、或いはより正確には、駆動部６により補正レンズ部３を実際に駆動させて振れ補正が完了するのに要する時間（Ｔ４）が更に経過した時点ｔ３において、振れ検出で得られた振れ量に応じた実際の振れ補正が実行されることとなる。
【００４２】
本実施形態では、予測振れ量算出部５１３は、（数４）に示されるように、時点ｔ１を基準にして、将来方向である時間Ｔ＝（Ｔ１／２）＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４が経過した時点ｔ３における振れを予測する予測演算を実行するようになっている。
【００４３】
なお、上記時間Ｔは、時間Ｔ３内で計算される。また、時間Ｔ１は、積分の開始時点と終了時点から求められ、時間Ｔ２は、転送の開始時点と終了時点から求められる。また、時間Ｔ４は、駆動部６の設計仕様により決まる一定値が使用される。更に、時間Ｔ３は、厳密には演算処理過程の分岐によっては異なる値になるものの、その差は数〜数十μｓオーダーであることから、本実施形態では予め定められた一定値が使用される。
【００４４】
また、本実施形態では、（数４）に示されるように、加速度項に係数ｋ（０＜ｋ＜１）を含めるようにしている。
【００４５】
図１０は、加速度項に含まれる係数ｋの必要性を示す図である。等加速度運動に基づく予測の場合には、瞬間的にはかなり良好な予測が可能となるが、手振れの振幅はさほど大きいものではなく、加速度は常に変化し、非常に複雑な動きを示す。特に、手振れ波形の頂点付近では、速度が急激に変化し、その符号も変化する。このため、等加速度運動に基づく予測では、時間Ｔの自乗で乗算される加速度を含む加速度項の効果が過剰となり、その予測結果は、図１０に示されるように、実際の振れから遠ざかるものとなる。このため、本実施形態では、加速度項に係数ｋを含め（具体的には、等加速度運動による移動量演算式の加速度項に係数ｋを乗じ）、予測振れ量（ＥPH，ＥPV）が実際の振れに適合するようにしている。なお、係数ｋは、シミュレーションで確認したところ０．５程度が望ましい。
【００４６】
図１に戻って、係数変換部５２は、横及び縦方向の予測振れ量を、メモリ５６に記憶されている変換係数を用いて、補正レンズ部３に対する横及び縦方向の目標角度位置（駆動量）に変換するものである。また、係数変換部５２は、温度センサ５５で検出された環境温度に応じて補正係数を算出し、この補正係数で横及び縦方向の目標角度位置を補正する。この補正係数は、環境温度変化に伴って生じる検出用レンズ４１の焦点距離や補正レンズ部３による光の屈折率（パワー）の変動分を補正するためのものである。
【００４７】
目標位置設定部５３は、温度補正された横及び縦方向の目標角度位置を目標位置情報（駆動終了位置）に変換するものである。これら横及び縦方向の目標位置情報は、それぞれ設定データＳＤPH，ＳＤPVとして駆動部６にセットされる。
【００４８】
補正ゲイン設定部５４は、温度センサ５５で検出された環境温度に応じて、横及び縦方向のゲイン補正量を求め、それぞれを設定データＳＤGH，ＳＤGVとして駆動部６にセットするものである。横及び縦方向のゲイン補正量は、それぞれ横及び縦方向の基本ゲインを補正するものである。設定データＳＤGH，ＳＤGV及び基本ゲインの詳細については後述する。
【００４９】
位置データ入力部５７は、位置検出部７の各出力信号をＡ／Ｄ変換し、得られた各出力データから、横振れ補正レンズ３１及び縦振れ補正レンズ３２の各位置をモニターするものである。この位置データをモニターすることで、補正レンズ部３用の駆動メカの異常状態等が検出可能となる。
【００５０】
駆動部６は、駆動制御回路６１、横アクチュエータ６２及び縦アクチュエータ６３により構成されている。駆動制御回路６１は、目標位置設定部５３及び補正ゲイン設定部５４からの設定データＳＤPH，ＳＤPV，ＳＤGH，ＳＤGVに応じて、横及び縦方向の駆動信号を生成するものである。横アクチュエータ６２及び縦アクチュエータ６３は、コアレスモータ等（図２のモータ６３２及びギヤ６３１参照）で構成され、それぞれ駆動制御回路６１で生成された横及び縦方向の駆動信号に応じて、横振れ補正レンズ３１及び縦振れ補正レンズ３２を駆動するものである。
【００５１】
図１１は、サーボ回路の一部を構成する駆動制御回路６１の一例を示すブロック図である。まず、駆動制御回路６１にセットされる設定データＳＤGH，ＳＤGVについて説明する。カメラ１は、その環境温度が変化すると、振れ補正の駆動系に関する種々の特性が変化する。例えば、環境温度の変化に伴って、モータ（図２のモータ６３２参照）の各トルク定数、補正レンズ部３及び駆動部６における駆動系（可動メカ）のバックラッシュ、及びその駆動系のギヤ（図２のギヤ部３２２及びギヤ６３１参照）の硬さなどが変化する。
【００５２】
図１２は、この変化の一要因となるモータトルクの温度特性図である。図１２から理解されるように、環境温度が基準温度（例えば２５℃）から外れると、モータトルクは基準温度での値とは異なる値を示す。この結果、振れ補正に関する駆動特性が変化してしまうこととなる。このように、横及び縦方向の基本ゲイン（基準温度における駆動ゲイン）による駆動特性は、温度センサ５５で得た環境温度が基準温度から外れると、変動するようになる。
【００５３】
そこで、補正ゲイン設定部５４は、温度センサ５５で得た環境温度に応じて、横及び縦方向の各基本ゲインによる駆動特性の変動を補正するゲイン補正量を生成する。本実施形態では、環境温度が基準温度から外れることにより生じるモータトルク、バックラッシュ及びギヤの硬さ等の各変動を個別に補正するゲイン補正量を求めるための関数（環境温度を引数とする。）が、横及び縦方向の各々について予め求められている。そして、横及び縦方向の各々について、各補正関数に温度センサ５５で検出された環境温度が入力され、得られた各値の合計値がゲイン補正量として求められる。これら横及び縦方向のゲイン補正量は、それぞれ設定データＳＤGH，ＳＤGVとして、駆動制御回路６１にセットされる。
【００５４】
次に、駆動制御回路６１について説明する。図１では、説明の便宜上、設定データＳＤGH，ＳＤGVは、２本の信号線で伝送されるように図示しているが、実際には、図略の２本のデータ線（ＳＣＫ，ＳＤ）及び３本の制御線（ＣＳ，ＤＡ／ＧＡＩＮ，Ｘ／Ｙ）によりシリアル伝送されてセットされる。同様に、設定データＤPH，ＳＤPVも交互に駆動制御回路６１に送出される。
【００５５】
このため、駆動制御回路６１は、バッファ及びサンプルホールド回路等を備えている。即ち、図１１において、バッファ６０１，６０２は、それぞれ目標位置設定部５３から交互にセットされる設定データＳＤPH，ＳＤPVを記憶するメモリである。
【００５６】
ＤＡＣ６０３は、Ｄ／Ａ変換器であり、バッファ６０１にセットされた設定データＳＤPHを目標位置電圧ＶPHに変換する。また、ＤＡＣ６０３は、バッファ６０２にセットされた設定データＳＤPVを目標位置電圧ＶPVに変換する。
【００５７】
Ｓ／Ｈ６０４，６０５はサンプルホールド回路である。Ｓ／Ｈ６０４は、ＤＡＣ６０３で変換された目標位置電圧ＶPHをサンプリングし、次のサンプリングまでその値をホールドする。同様に、Ｓ／Ｈ６０５は、ＤＡＣ６０３で変換された目標位置電圧ＶPVをサンプリングし、次のサンプリングまでその値をホールドする。
【００５８】
加算回路６０６は、目標位置電圧ＶPHと横位置検出部７１の出力電圧ＶH との差電圧を求めるものである。加算回路６０７は、目標位置電圧ＶPVと縦位置検出部７２の出力電圧ＶV との差電圧を求めるものである。加算回路６０６，６０７は、横位置検出部７１及び縦位置検出部７２から出力される負電圧である出力電圧ＶH，ＶVと目標位置電圧ＶPH，ＶPVとを加算することにより差電圧を求めている。
【００５９】
Ｖ／Ｖ６０８は、入力電圧を、基準温度に対して予め設定された比率で、横方向の比例ゲインとしての電圧に増幅するものであり、Ｖ／Ｖ６０９は、入力電圧を、基準温度に対して予め設定された比率で、縦方向の比例ゲインとしての電圧に増幅するものである。ここで、横方向の比例ゲインとは、横振れ補正レンズ３１の目標位置と横位置検出部７１により検出された横振れ補正レンズ３１の位置との差に比例するゲインのことである。また、縦方向の比例ゲインとは、縦振れ補正レンズ３２の目標位置と縦位置検出部７２により検出された縦振れ補正レンズ３２の位置との差に比例するゲインのことである。
【００６０】
微分回路６１０は、基準温度に対して予め設定された時定数による微分を、加算回路６０６で求められた差電圧に施して、横方向の微分ゲインとしての電圧を得るものである。この得られた電圧は、横方向の速度差（目標の駆動速度と現在の駆動速度との差）に相当する。同様に、微分回路６１１は、基準温度に対して予め設定された時定数による微分を、加算回路６０７で求められた差電圧に施して、縦方向の微分ゲインとしての電圧を得るものである。この得られた電圧は、縦方向の速度差（目標の駆動速度と現在の駆動速度との差）に相当する。
【００６１】
このように、Ｖ／Ｖ６０８，６０９及び微分回路６１０，６１１によって、横及び縦方向の各々について、基準温度に対する基本ゲインとしての比例及び微分ゲインの設定が行われる。
【００６２】
バッファ６１２は、補正ゲイン設定部５４からの設定データＳＤGHを記憶するメモリである。この設定データＳＤGHとは、横方向の基本ゲイン（比例及び微分ゲイン）を補正するゲイン補正量（比例及び微分ゲイン補正量）である。バッファ６１３は、補正ゲイン設定部５４からの設定データＳＤGVを記憶するメモリである。この設定データＳＤGVとは、縦方向の基本ゲイン（比例及び微分ゲイン）を補正するゲイン補正量（比例及び微分ゲイン補正量）である。
【００６３】
ＨＰゲイン補正回路６１４は、Ｖ／Ｖ６０８で得られた横方向の比例ゲインに対して、バッファ６１２からの横方向の比例ゲイン補正量に相当するアナログ電圧を加えて、温度補正後における横方向の比例ゲインを出力するものである。また、ＶＰゲイン補正回路６１５は、Ｖ／Ｖ６０９で得られた縦方向の比例ゲインに対して、バッファ６１３からの縦方向の比例ゲイン補正量に相当するアナログ電圧を加えて、温度補正後における縦方向の比例ゲインを出力するものである。
【００６４】
ＨＤゲイン補正回路６１６は、微分回路６１０で得られた横方向の微分ゲインに対して、バッファ６１２からの横方向の微分ゲイン補正量に相当するアナログ電圧を加えて、温度補正後における横方向の微分ゲインを出力するものである。また、ＶＤゲイン補正回路６１７は、微分回路６１１で得られた縦方向の微分ゲインに対して、バッファ６１３からの縦方向の微分ゲイン補正量に相当するアナログ電圧を加えて、温度補正後における縦方向の微分ゲインを出力するものである。
【００６５】
このように、ＨＰゲイン補正回路６１４、ＶＰゲイン補正回路６１５、ＨＤゲイン補正回路６１６及びＶＤゲイン補正回路６１７によって、基本ゲインとしての比例及び微分ゲインが温度補正される。
【００６６】
ＬＰＦ６１８は、ＨＰゲイン補正回路６１４及びＨＤゲイン補正回路６１６の各出力電圧に含まれる高周波ノイズを除去するローパスフィルタである。ＬＰＦ６１９は、ＶＰゲイン補正回路６１５及びＶＤゲイン補正回路６１７の各出力電圧に含まれる高周波ノイズを除去するローパスフィルタである。
【００６７】
ドライバー６２０は、ＬＰＦ６１８、６１９の出力電圧に対応した駆動電力を、それぞれ横アクチュエータ６２及び縦アクチュエータ６３に供給するモータ駆動用のＩＣである。
【００６８】
図１に示される位置検出部７は、横位置検出部７１及び縦位置検出部７２により構成されている。横位置検出部７１及び縦位置検出部７２は、それぞれ横振れ補正レンズ３１及び縦振れ補正レンズ３２の現在位置を検出するものである。
【００６９】
図１３は、横位置検出部７１の構成図である。横位置検出部７１は、発光ダイオード（ＬＥＤ）７１１、スリット７１２及び位置検出素子（ＰＳＤ）７１３を有している。ＬＥＤ７１１は、横振れ補正レンズ３１のフレーム３１１におけるギヤ部の形成位置に取り付けられている（図２のＬＥＤ７２１参照）。スリット７１２は、ＬＥＤ７１１の発光部から射出される光の指向性を鋭くするためのものである。ＰＳＤ７１３は、鏡胴２４の内壁側におけるＬＥＤ７１１に対向する位置に取り付けられ、ＬＥＤ７１１からの射出光束の受光位置（重心位置）に応じた値の光電変換電流Ｉ１，Ｉ２を出力するものである。光電変換電流Ｉ１，Ｉ２の差が測定されることで、横振れ補正レンズ３１の位置が検出されるようになっている。縦位置検出部７２も、同様にして縦振れ補正レンズ３２の位置を検出するように構成されている。
【００７０】
図１４は、横位置検出部７１のブロック図である。横位置検出部７１は、ＬＥＤ７１１及びＰＳＤ７１３に加えて、Ｉ／Ｖ変換回路７１４，７１５、加算回路７１６、電流制御回路７１７、減算回路７１８及びＬＰＦ７１９等により構成されている。Ｉ／Ｖ変換回路７１４，７１５は、それぞれＰＳＤ７１３の出力電流Ｉ１，Ｉ２を電圧Ｖ１，Ｖ２に変換するものである。加算回路７１６は、Ｉ／Ｖ変換回路７１４，７１５の出力電圧Ｖ１，Ｖ２の加算電圧Ｖ３を求めるものである。電流制御回路７１７は、加算回路７１６の出力電圧Ｖ３、即ちＬＥＤ７１１の発光量を一定に保持するようにトランジスタＴｒ１のベース電流を増減するものである。減算回路７１８は、Ｉ／Ｖ変換回路７１４，７１５の出力電圧Ｖ１，Ｖ２の差電圧Ｖ４を求めるものである。ＬＰＦ７１９は、減算回路７１８の出力電圧Ｖ４に含まれる高周波成分をカットするものである。
【００７１】
次に、横位置検出部７１による検出動作について説明する。ＰＳＤ７１３から送出された電流Ｉ１，Ｉ２は、それぞれＩ／Ｖ変換回路７１４，７１５で電圧Ｖ１，Ｖ２に変換される。
【００７２】
次いで、電圧Ｖ１，Ｖ２は加算回路７１６で加算される。電流制御回路７１７は、この加算により得られた電圧Ｖ３が常に一定となる電流を、トランジスタＴｒ１のベースに供給する。ＬＥＤ７１１は、このベース電流に応じた光量で発光する。
【００７３】
他方、電圧Ｖ１，Ｖ２は、減算回路７１８で減算される。この減算により得られた電圧Ｖ４は、横振れ補正レンズ３１の位置を示す値になっている。例えば、ＰＳＤ７１３の中心から右側に長さｘ離れた位置に受光位置（重心位置）がある場合、長さｘ，電流Ｉ１，Ｉ２及びＰＳＤ７１３の受光エリア長Ｌは、（数５）の関係を満たす。
【００７４】
【数５】
【００７５】
同様に、長さｘ，電圧Ｖ１，Ｖ２及び受光エリア長Ｌは（数６）の関係を満たす。
【００７６】
【数６】
【００７７】
これより、Ｖ２＋Ｖ１の値、即ち電圧Ｖ３の値が常に一定となるように制御すれば（数７）の関係が得られ、Ｖ２−Ｖ１の値、即ち電圧Ｖ４の値が長さｘを示すものとなり、電圧Ｖ４をモニターすれば横振れ補正レンズ３１の位置を検出することが可能となる。
【００７８】
【数７】
【００７９】
なお、振れセンサ制御部４３、信号処理部４４、振れ量検出部５１、係数変換部５２、目標位置設定部５３、補正ゲイン設定部５４及び位置データ入力部５７は、上記処理を行うためのプログラム及びこれをを実行するＭＰＵ（マイクロプロセッサユニット）によって構成される。また、上記各部は、１個或いは複数個のＭＰＵで構成されたものでもよい。
【００８０】
次に、本実施形態の動作について説明する。
被写体から到来する光は、検出用レンズ４１を通過して、振れセンサ４２の受光面上に被写体像として結像する。この被写体像は、振れセンサ制御部４３の制御により、積分時間毎に、振れセンサ４２から画像信号として取り出される。この画像信号は、信号処理部４４により画像データに変換される。
【００８１】
この画像データは、メモリ５６にダンプされ、画像比較演算部５１１ｃの演算処理により横及び縦方向の振れ量（ＥH [ｉ]，ＥV [ｉ]）が求められ、平均化処理部５１１ｄにより、その直前に求められた振れ量で平均化され、メモリ５６に記憶される。
【００８２】
この後、横及び縦方向の各々について、メモリ５６から最新の振れ量を含む４個の振れ量が選択抽出される。
【００８３】
図１５は、「振れ量の選択抽出」のサブルーチンである。このサブルーチンがコールされると、カウンタｎは、“１”が設定され（＃５）、“１”だけインクリメントされて（＃１０）、時間間隔Ｔ1n（＝ｔ１−ｔｎ）が算出される（＃１５）。但し、時点ｔ１は、図８のｉ＝０の時点に対応し、時点ｔｎ（ｎは上記カウンタｎの値に対応）は、図８の時点ｊに対応している。
【００８４】
次いで、時間間隔Ｔ1nがＴαより短いか否かの判定が行われる（＃２０）。時間間隔Ｔ1nがＴαより短いときは（＃２０でＹＥＳ）、ステップ＃１０に戻る。これに対して、時間間隔Ｔ1nがＴαより短くないときは（＃２０でＮＯ）、カウンタｍはカウンタｎの値が設定される（＃２５）。これにより、カウンタｎの値が保存され、図８に示される時点ｔｃの検索が完了する。
【００８５】
この後、カウンタｍが“１”だけインクリメントされて（＃３０）、時間間隔Ｔnm（＝ｔｎ−ｔｍ）が算出される（＃３５）。但し、時点ｔｍ（ｍは上記カウンタｍの値に対応）は、図８の時点ｊに対応している。
【００８６】
次いで、時間間隔ＴnmがＴｖより短いか否かの判定が行われる（＃４０）。時間間隔ＴnmがＴｖより短いときは（＃４０でＹＥＳ）、ステップ＃３０に戻る。これに対して、時間間隔ＴnmがＴｖより短くないときは（＃４０でＮＯ）、カウンタｈは“１”が設定される（＃４５）。これにより、カウンタｍの値が保存され、図８に示される時点ｔｄの検索が完了する。
【００８７】
この後、カウンタｈが“１”だけインクリメントされて（＃５０）、時間間隔Ｔ1h（＝ｔ１−ｔｈ）が算出される（＃５５）。但し、時点ｔｈ（ｈは上記カウンタｈの値に対応）は、図８の時点ｊに対応している。
【００８８】
次いで、時間間隔Ｔ1hがＴｖより短いか否かの判定が行われる（＃６０）。時間間隔Ｔ1hがＴｖより短いときは（＃６０でＹＥＳ）、ステップ＃５０に戻る。これに対して、時間間隔Ｔ1hがＴｖより短くないとき（＃６０でＮＯ）、次のデータの抽出に進む（＃６５）。このとき、図８に示される時点ｔｂの検索が完了し、この時点ｔｂはカウンタｈの値により特定される。
【００８９】
ステップ＃６５では、ステップ＃２０の判定がＮＯとなったときのカウンタｎの値で特定される時点ｔｎにおける振れ量が、図８に示される時点ｔｃにおける振れ量として抽出される。また、ステップ＃４０の判定がＮＯとなったときのカウンタｍの値で特定される時点ｔｍにおける振れ量が、図８に示される時点ｔｄにおける振れ量として抽出される。更に、ステップ＃６０の判定がＮＯとなったときのカウンタｈの値で特定される時点ｔｈにおける振れ量が、図８に示される時点ｔｂにおける振れ量として抽出される。なお、最新時点ｔ１における振れ量は常に抽出される。この後リターンする。
【００９０】
横及び縦方向の各々について、最新の振れ量を含む４個の振れ量が選択抽出されると、これらから振れ速度及び振れ加速度が求められ、（数４）の演算で予測振れ量が求められる。
【００９１】
横及び縦方向の各々について、予測振れ量は、目標角度位置（駆動量）に変換され、温度補正が施され、目標位置情報（駆動終了位置）に変換された後、設定データ（ＳＤPH，ＳＤPV）として駆動部６にセットされる。一方、補正ゲイン設定部５４により設定データＳＤGH，ＳＤGVが駆動部６にセットされる。これにより、補正レンズ部３は、これら設定データＳＤPH，ＳＤPV，ＳＤGH，ＳＤGVに応じた駆動部６の駆動により、カメラ本体と被写体像との相対的な振れ量を補正するように駆動する。
【００９３】
【発明の効果】
以上のことから明らかなように、請求項１及び２記載の発明によれば、最適なデータ間隔を保てる振れ量の選択抽出が可能になる。これにより、撮影時の明るさに左右されない検出振れ量データを得ることが可能となる。また、基準値を、例えばシミュレーション等で最適となる時間に設定することで、振れ検出手段の誤差及び予測振れ量の誤差の双方を最適な値に抑えることができ、実際の手振れに適合する振れ予測、即ち振れ補正が可能になる。
【００９４】
請求項３及び４記載の発明によれば、基準値の時間間隔により近くなる振れ量の選択抽出を迅速に実行させることが可能となる。
【００９５】
請求項５記載の発明によれば、基準値の時間間隔に最も近くなる振れ量の選択抽出が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態のブロック図である。
【図２】鏡胴内に収納された縦振れ補正レンズ等の斜視図である。
【図３】振れ量検出部の構成を説明するためのブロック図である。
【図４】基準画像選定の説明図である。
【図５】画像比較演算部の演算処理により得られた振れ量に対し、平均化処理部により施される平均化処理の説明図である。
【図６】画像比較演算部の演算処理により得られた振れ量と平均化処理部により平均化された振れ量のグラフである。
【図７】予測振れ量算出部で用いられる振れ速度及び振れ加速度と、これらを求めるために必要となる振れ量との関係を示す図である。
【図８】データ選択部による振れ量の選択抽出の説明図である。
【図９】予測振れ量を求める演算式に使用される時間Ｔの説明図である。
【図１０】加速度項に含まれる係数ｋの必要性を示す図である。
【図１１】サーボ回路の一部を構成する駆動制御回路の一例を示すブロック図である。
【図１２】駆動特性変化の一要因となるモータトルクの温度特性図である。
【図１３】横位置検出部の構成図である。
【図１４】横位置検出部のブロック図である。
【図１５】「振れ量の選択抽出」のサブルーチンである。
【符号の説明】
１ カメラ
２ 撮像部
３ 補正レンズ部（振れ補正手段）
４ 振れ検出部（振れ検出手段）
５ 振れ補正量設定部
６ 駆動部（振れ補正手段）
７ 位置検出部（振れ補正手段）
２１ 撮像レンズ
２２ フィルム
３１ 横振れ補正レンズ
３２ 縦振れ補正レンズ
４１ 検出用レンズ
４２ 振れセンサ
４３ 振れセンサ制御部
４４ 信号処理部
５１ 振れ量検出部
５２ 係数変換部
５３ 目標位置設定部
５４ 補正ゲイン設定部
５５ 温度センサ
５６ メモリ
５７ 位置データ入力部
６１ 駆動制御回路
６２ 横アクチュエータ
６３ 縦アクチュエータ
７１ 横位置検出部
７２ 縦位置検出部
５１１ 振れ量算出部
５１２ データ選択部（選択手段）
５１３ 予測振れ量算出部（予測演算手段，算出手段）
５１１ａ 画像データダンプ部
５１１ｃ 画像比較演算部
５１１ｄ 平均化処理部
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮影時の手振れ等により生じるカメラ本体と被写体像との相対的な振れを補正する振れ補正機能付きカメラに関するものである。
【０００２】
【従来技術】
近年、ＣＣＤ等を用いて、手振れ等により生じる被写体と撮像光学系との間の振れ量を検出して、この振れ量を打ち消すように補正する機能を有するビデオカメラや電子スチルカメラ等が販売されており、またカメラに適用されたものが提案されている。
【０００３】
特開平８−５１５６６号公報には、振れ検出用として設けられたＣＣＤ等の固体撮像素子を用いて被写体像を取り込んで振れ量を検出するとともに、検出時点から振れ量を打ち消すための補正光学系の駆動が完了するまでに要する、演算処理や駆動のための時間を考慮して振れ量を予測し、この予測振れ量を用いて、補正光学系を駆動する振れ補正機能付きカメラが記載されている。この場合の予測には、２個間隔と４個間隔となるデータが用いられる。
【０００４】
なお、手振れ等の振れ量の予測ではないが、最適な合焦を得るための動体予測の技術に関して提案がなされている。例えば、特開昭６０−２１４３２５号公報には、デフォーカス量を検出する検出手段と、この出力に基づいて対象物体の移動を検出する移動検出手段とを具備し、デフォーカス量をその移動検出手段の出力で時々刻々補正して、この補正されたデフォーカス量に基づいて結像レンズを駆動して自動焦点調節を行うものが開示されている。この場合の補正量は、時間の関数として定義される。一次関数を用いた補正の場合、その傾きの算出には、検出されたデフォーカス量と前に検出されたデフォーカス量とが利用される。即ち、その傾きは、過去のデータから最適なデータを選択抽出することなく、最近の複数回に亘るＣＣＤ積分時間の中央時点におけるデフォーカス量を用いて、傾きを複数算出し、これらを加重平均して、求められる。また、２次関数を用いた補正の場合には、その関数は、最近の３回以上に亘るＣＣＤ積分時間の中央時点におけるデータに最も適合するものが選定され、この関数に０から１の範囲内の定数が用いられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の２個間隔と４個間隔となるデータを用いて予測を行うカメラでは、最近検出された複数のデータから、予測で用いるデータとして所定個間隔のデータが選択されるので、これらの選択されたデータの各々の間隔は、検出時点の被写体の明るさによりＣＣＤの積分時間が異なるため、振れ検出には関係のない撮影時の明るさの状態によって、大きくばらついてしまうという課題があった。
【０００６】
また、予測用に選択されたデータの間隔は、狭くなると振れ検出系の誤差の影響が大きくなり、広くなると予測の誤差が大きくなる。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、最適なデータ間隔を保てる振れ量の選択抽出を可能にして、撮影時の明るさに左右されない検出振れ量データを得て、実際の手振れに適合する振れ予測、即ち振れ補正を可能にする振れ補正機能付きカメラを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための請求項１記載の発明は、光電変換素子を備え、カメラ本体と被写体像との相対的な振れ量を検出するための画像データを周期的に得る振れ検出手段と、前記振れ検出手段で検出された過去の複数時点での前記画像データに基づく検出振れ量を比較して、現在の振れ量を予測する予測演算手段と、前記予測演算手段で得られた予測振れ量だけ前記カメラ本体と被写体像との相対的な振れを補正する振れ補正手段とを備え、前記振れ検出手段の光電変換素子は、前記被写体像を受光するものであって、前記周期的な検出時点における前記被写体像の明るさによりその積分時間が異なるものとされた振れ補正機能付きカメラにおいて、振れの予測演算に用いられるべく過去に検出された振れ量データを時間間隔の基準値をもとに選択する選択手段を備えたものである。
【０００９】
この構成では、検出された振れ量データは基準値をもとに選択されるので、選択される個々のデータ同士の間隔はほぼ一定となる。これにより、撮影時の明るさに左右されない検出振れ量データが得られ、基準値を、例えばシミュレーション等で最適となる時間に設定することで、実際の手振れに適合する振れ予測、即ち振れ補正が可能になる。
【００１０】
請求項２記載の発明は、光電変換素子を備え、カメラ本体と被写体像との相対的な振れ量を検出するための画像データを周期的に得る振れ検出手段と、前記振れ検出手段で検出された過去の複数時点での前記画像データに基づく検出振れ量を比較して、現在の振れ量を予測する予測演算手段と、前記予測演算手段で得られた予測振れ量だけ前記カメラ本体と被写体像との相対的な振れを補正する振れ補正手段とを備え、前記振れ検出手段の光電変換素子は、前記被写体像を受光するものであって、前記周期的な検出時点における前記被写体像の明るさによりその積分時間が異なるものとされた振れ補正機能付きカメラにおいて、前記検出振れ量データを用いて、振れ速度及びその振れ速度から得られる振れ加速度のうち、少なくとも振れ速度データを算出し、少なくとも前記振れ速度データから現在の振れ量を算出する算出手段と、前記振れ速度データを算出する元になる前記検出振れ量データを時間間隔の基準値をもとに選択する選択手段とを備えたものである。
【００１１】
この構成では、検出振れ量データは基準値をもとに選択されるので、選択される個々のデータ同士の間隔はほぼ一定となる。これにより、上記同様に、実際の手振れに適合する振れ予測、即ち振れ補正が可能になる。
【００１２】
なお、前記選択手段は、前記基準値を越える最小の時間間隔をなす時点における検出振れ量データを選択するものであってもよい。この構成では、予測された現在の振れ量は、前記基準値により適合するものとなる。
【００１３】
また、前記選択手段は、前記基準値を超えない最大の時間間隔をなす時点における検出振れ量データを選択するものであってもよい。この構成では、予測された現在の振れ量は、前記基準値により適合するものとなる。
【００１４】
更に、前記選択手段は、前記基準値に最も近い時間間隔をなす時点における検出振れ量データを選択するものであってもよい。この構成では、予測された現在の振れ量は、前記基準値に最も適合するものとなる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施形態のブロック図である。カメラ１は、撮影部２、補正レンズ部３、振れ検出部４、振れ補正量設定部５、駆動部６及び位置検出部７により構成されている。
【００１６】
撮影部２は、光軸Ｌを有する撮影レンズ２１、及び装填されたフィルム２２を光軸Ｌ上の結像位置に給送する図略の機構部を備え、被写体像を撮影するものである。
【００１７】
補正レンズ部３は、撮影レンズ２１の前方に配置された横振れ補正レンズ３１及び縦振れ補正レンズ３２で構成され、被写体像振れをプリズム方式で補正するものである。横振れ補正レンズ３１及び縦振れ補正レンズ３２は、それぞれ、光軸Ｌに平行な光軸を有し、光軸Ｌと直交する面上を互いに直交する横及び縦方向に移動可能に支持されている。
【００１８】
図２は、鏡胴内に収納された縦振れ補正レンズ３２等の斜視図である。本実施形態では、縦振れ補正レンズ３２は、鏡胴２４内に収納され、支点Ｏで回動可能に支持されたフレーム３２１に取り付けられている。フレーム３２１の外周部における支点Ｏの反対側には、ギヤ部３２２が形成されている。このギヤ部３２２と噛合するギヤ６３１を有するモータ６３２が駆動することで、縦振れ補正レンズ３２は略縦方向に移動する。図２から理解されるように、縦振れ補正レンズ３２は、鏡胴２４の内径に当たる可動範囲Ｒ内において、略縦方向に移動可能である。横振れ補正レンズ３１についても同様である。
【００１９】
図１に示す振れ検出部４は、検出用レンズ４１、振れセンサ４２、振れセンサ制御部４３及び信号処理部４４により構成されており、被写体に対するカメラ１本体の相対的な振れにより生じる被写体像振れを検出するための画像データを得るものである。検出用レンズ４１は、撮影レンズ２１の光軸Ｌと平行な光軸を有し、被写体像を後方の振れセンサ４２上に結像させるものである。振れセンサ４２は、複数のＣＣＤ等の光電変換素子が二次元状に配列されたエリアセンサであり、検出用レンズ４１により結像された被写体像を受光し、受光量に応じた電気信号を得るものである。被写体像の画像信号は、各光電変換素子で受光されて得られた電気信号である画素信号の平面的な集合として得られる。振れセンサ制御部４３は、振れセンサ４２に対して所定の電荷蓄積時間（積分時間）で受光動作を周期的に行わせ、各受光動作で得られた画像信号を信号処理部４４に送出させるものである。信号処理部４４は、振れセンサ４２からの各画素信号に対し、所定の信号処理（信号増幅及びオフセット調整等の処理）を施して画素データにＡ／Ｄ変換するものである。
【００２０】
振れ補正量設定部５は、振れ量検出部５１、係数変換部５２、目標位置設定部５３、補正ゲイン設定部５４、温度センサ５５、メモリ５６及び位置データ入力部５７によって構成され、振れ補正駆動のための振れ補正データを生成するものである。なお、温度センサ５５は、カメラ１の環境温度を検出するものである。また、メモリ５６は、振れ量検出部５１で用いられる画像データや振れ量等のデータを一時記憶するＲＡＭや、係数変換部５２で用いられる変換係数等を記憶するＲＯＭにより構成される。
【００２１】
図３は、振れ量検出部５１の構成を説明するためのブロック図である。振れ量検出部５１は、振れ量算出部５１１、データ選択部５１２及び予測振れ量算出部５１３によって構成され、信号処理部４４からの画像データを用いて振れ量を求め、この振れ量を利用して予測振れ量を更に求めるものである。
【００２２】
振れ量算出部５１１は、画像データダンプ部５１１ａ，画像比較演算部５１１ｃ及び平均化処理部５１１ｄにより構成されている。画像データダンプ部５１１ａは、信号処理部４４からの画像データをメモリ５６（ＲＡＭ）にダンプするものである。
【００２３】
画像比較演算部５１１ｃは、メモリ５６にダンプされた画像データと基準画像とを用いて、振れ量を求めるものである。
【００２４】
この振れ量を求める演算処理について説明すると、まず、画像比較演算部５１１ｃは、メモリ５６にダンプされた画像データから、所要領域のブロック（図４では、破線で示されている。）毎に、注目画像の抽出作業を実行し、特徴点等を有する画像を含むブロックＢを基準画像として選定する。この選定時、補正レンズ部３の各レンズは、所定の基準位置、例えば各レンズが互いに逆向きに等距離移動可能な中央位置（図２ではＲａ＝Ｒｂとなる位置）に固定されている。この中央位置を基準にすることで、一方の可動範囲が他方よりも短い場合に生じやすくなる振れ補正レンズが終端に当たりやすくなるという問題が回避される。
【００２５】
次いで、画像比較演算部５１１ｃは、メモリ５６に記憶されている最新画像データから、基準画像に対応する画像を参照画像として抽出し、基準画像の位置に対する参照画像位置の変化量から画素数単位の振れ量を求める。振れ量は、横及び縦方向の各々（ＥH [ｉ]，ＥV [ｉ]）について求められ、メモリ５６に一時記憶される。但し、ｉ（ｉ＝０，１，２，３，…）は、周期番号（周期が既知であるから時間に相当）を示し、最新の振れ量をＥH [ｉ]，ＥV [ｉ]（ｉ＝０）とする。
【００２６】
図５は、画像比較演算部５１１ｃの演算処理により得られた振れ量に対し、平均化処理部５１１ｄにより施される平均化処理の説明図で、図６は、画像比較演算部５１１ｃの演算処理により得られた振れ量と平均化処理部５１１ｄにより平均化された振れ量のグラフである。
平均化処理部５１１ｄは、画像比較演算部５１１ｃの演算処理で得られた振れ量に対して、振れ検出部４の検出のバラツキを抑えるための平均化処理を施すものである。即ち、平均化処理部５１１ｄは、図５に示されるように、時間的に連続する各２つの振れ量（図では丸印で示されている。）を利用して、その中間時点における平均化振れ量（図では三角印で示されている。）を算出する。この平均化の効果により振れ検出部４の検出のバラツキが抑圧されて、画像比較演算部５１１ｃにより算出された振れ量を用いるよりも、平均化処理部５１１ｄで平均化された振れ量を用いる方が、より実際の振れ量に近づくのが図６から理解される。平均化振れ量は、横及び縦方向の各々（ＥH [ｊ]，ＥV [ｊ]；ｊ＝０，１，２，３，…）について求められ、メモリ５６に一時記憶される。
【００２７】
図７は、予測振れ量算出部５１３で用いられる振れ速度Ｖ１，Ｖ２及び振れ加速度αと、これらを求めるために必要となる振れ量との関係を示す図である。図７に示されるように、横及び縦方向の各々について、振れ加速度αを求めるには２つの振れ速度Ｖ１，Ｖ２が必要となり、これら振れ速度Ｖ１，Ｖ２を求めるにはそれぞれ２個の振れ量が必要となる。従って、振れ速度Ｖ１，Ｖ２及び振れ加速度αを求めるには４個の振れ量が必要となる。
【００２８】
そこで、本実施形態では、データ選択部５１２が、所定の基準時間間隔（速度演算時間Ｔｖ及び加速度演算時間Ｔα）を用いて、最新の振れ量を含む４個の振れ量をメモり５６から選択抽出するようにしている。この選択抽出に最新の振れ量（ＥH [ｉ]，ＥV [ｉ]；ｉ＝０）を含めるようにした理由は、含めないときよりも良好な振れ予測が可能になるのをシミュレーションで確認したことによる。
【００２９】
図８は、データ選択部５１２による振れ量の選択抽出の説明図である。データ選択部５１２は、最新時点（ｉ＝０）における振れ量（ＥH [ｉ]，ＥV [ｉ]；ｉ＝０）を選択抽出し、この最新時点（ｔａとする。）に対してＴｖよりも長く且つ最短となる時点（ｊ＝１）を検索し、この時点（ｔｂとする。）における振れ量（ＥH [ｊ]，ＥV [ｊ]；ｊ＝１）を選択抽出する。また、最新時点ｔａに対してＴαよりも長く且つ最短となる時点（ｊ＝３）を検索し、この時点（ｔｃとする。）における振れ量（ＥH [ｊ]，ＥV [ｊ]；ｊ＝３）を選択抽出する。更に、時点ｔｃに対して上記Ｔｖよりも長く且つ最短となる時点（ｊ＝５）を検索し、この時点（ｔｄとする。）における振れ量（ＥH [ｊ]，ＥV [ｊ]；ｊ＝５）を選択抽出する。
【００３０】
但し、速度演算時間Ｔｖは、所定の精度以上の振れ速度Ｖ１，Ｖ２を得るための離間時間で、加速度演算時間Ｔαは、所定の精度以上の振れ加速度αを得るための離間時間である。このように、基準時間を用いて振れ量を選択抽出することにより、被写体の明るさに左右されない振れ補正が可能になるとともに、基準時間の時間間隔を例えばシミュレーション等で所定精度の振れ補正が得られる値に設定することにより、実際の振れに対して適切な振れ補正が実行されるようになる。ところで、振れ量検出部５１の演算処理時間は、これら基準時間Ｔｖ，Ｔαに比して極めて高速である。
【００３１】
なお、データ選択部５１２は、上記選択方法に限らず、所定の基準時間間隔に最も近い離間時間となる時点における振れ量を選択するものでもよく、或いは所定の基準時間間隔よりも短く且つ最長となる離間時間となる時点における振れ量を選択するものでもよい。
【００３２】
図３に戻って、予測振れ量算出部５１３は、横及び縦方向の各々について、データ選択部５１２で選択抽出された４個の振れ量を用いて予測振れ量を算出するものである。
【００３３】
この予測振れ量を算出するための演算処理について説明する。まず、予測振れ量算出部５１３は、予測振れ量算出に必要な振れ速度及び振れ加速度を求める。この求め方について図８を例にして説明すると、時点ｔａにおける最新の振れ量（ＥH [ｉ]，ＥV [ｉ]；ｉ＝０）と時点ｔｂにおける平均化振れ量（ＥH [ｊ]，ＥV [ｊ]；ｊ＝１）から（数１）により振れ速度（Ｖ1H，Ｖ1V）が求められる。
【００３４】
【数１】
また、時点ｔｃ，ｔｄにおける平均化振れ量（ＥH [ｊ]，ＥV [ｊ]；ｊ＝３及びＥH [ｊ]，ＥV [ｊ]；ｊ＝５）から（数２）により振れ速度（Ｖ2H，Ｖ2V）が求められる。
【００３６】
【数２】
更に、振れ速度（Ｖ1H，Ｖ1V），（Ｖ2H，Ｖ2V）から（数３）により振れ加速度（αH ，αV ）が求められる。
【００３８】
【数３】
次いで、予測振れ量算出部５１３は、手振れによる振れはほぼ等加速度運動に従って推移していくとの仮定に基づいて、最新の振れ量（ＥH [ｉ]，ＥV [ｉ]；ｉ＝０）、振れ速度（Ｖ1H，Ｖ1V）及び振れ加速度（αH ，αV ）から、（数４）により予測振れ量（ＥPH，ＥPV）を算出する。
【００４０】
【数４】
図９は、予測振れ量を求める上記演算式（数４）に使用される時間Ｔの説明図である。本実施の形態では、積分時間（Ｔ１）の中間時点ｔ１で、振れ検出部４による振れ検出がなされたとして予測演算が行われる。この場合、中間時点ｔ１から、積分時間Ｔ１の後半時間（Ｔ１／２）、得られた各画素信号の転送に要する時間（Ｔ２）及び予測演算の処理時間（Ｔ３）が経過した時点ｔ２、或いはより正確には、駆動部６により補正レンズ部３を実際に駆動させて振れ補正が完了するのに要する時間（Ｔ４）が更に経過した時点ｔ３において、振れ検出で得られた振れ量に応じた実際の振れ補正が実行されることとなる。
【００４２】
本実施形態では、予測振れ量算出部５１３は、（数４）に示されるように、時点ｔ１を基準にして、将来方向である時間Ｔ＝（Ｔ１／２）＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４が経過した時点ｔ３における振れを予測する予測演算を実行するようになっている。
【００４３】
なお、上記時間Ｔは、時間Ｔ３内で計算される。また、時間Ｔ１は、積分の開始時点と終了時点から求められ、時間Ｔ２は、転送の開始時点と終了時点から求められる。また、時間Ｔ４は、駆動部６の設計仕様により決まる一定値が使用される。更に、時間Ｔ３は、厳密には演算処理過程の分岐によっては異なる値になるものの、その差は数〜数十μｓオーダーであることから、本実施形態では予め定められた一定値が使用される。
【００４４】
また、本実施形態では、（数４）に示されるように、加速度項に係数ｋ（０＜ｋ＜１）を含めるようにしている。
【００４５】
図１０は、加速度項に含まれる係数ｋの必要性を示す図である。等加速度運動に基づく予測の場合には、瞬間的にはかなり良好な予測が可能となるが、手振れの振幅はさほど大きいものではなく、加速度は常に変化し、非常に複雑な動きを示す。特に、手振れ波形の頂点付近では、速度が急激に変化し、その符号も変化する。このため、等加速度運動に基づく予測では、時間Ｔの自乗で乗算される加速度を含む加速度項の効果が過剰となり、その予測結果は、図１０に示されるように、実際の振れから遠ざかるものとなる。このため、本実施形態では、加速度項に係数ｋを含め（具体的には、等加速度運動による移動量演算式の加速度項に係数ｋを乗じ）、予測振れ量（ＥPH，ＥPV）が実際の振れに適合するようにしている。なお、係数ｋは、シミュレーションで確認したところ０．５程度が望ましい。
【００４６】
図１に戻って、係数変換部５２は、横及び縦方向の予測振れ量を、メモリ５６に記憶されている変換係数を用いて、補正レンズ部３に対する横及び縦方向の目標角度位置（駆動量）に変換するものである。また、係数変換部５２は、温度センサ５５で検出された環境温度に応じて補正係数を算出し、この補正係数で横及び縦方向の目標角度位置を補正する。この補正係数は、環境温度変化に伴って生じる検出用レンズ４１の焦点距離や補正レンズ部３による光の屈折率（パワー）の変動分を補正するためのものである。
【００４７】
目標位置設定部５３は、温度補正された横及び縦方向の目標角度位置を目標位置情報（駆動終了位置）に変換するものである。これら横及び縦方向の目標位置情報は、それぞれ設定データＳＤPH，ＳＤPVとして駆動部６にセットされる。
【００４８】
補正ゲイン設定部５４は、温度センサ５５で検出された環境温度に応じて、横及び縦方向のゲイン補正量を求め、それぞれを設定データＳＤGH，ＳＤGVとして駆動部６にセットするものである。横及び縦方向のゲイン補正量は、それぞれ横及び縦方向の基本ゲインを補正するものである。設定データＳＤGH，ＳＤGV及び基本ゲインの詳細については後述する。
【００４９】
位置データ入力部５７は、位置検出部７の各出力信号をＡ／Ｄ変換し、得られた各出力データから、横振れ補正レンズ３１及び縦振れ補正レンズ３２の各位置をモニターするものである。この位置データをモニターすることで、補正レンズ部３用の駆動メカの異常状態等が検出可能となる。
【００５０】
駆動部６は、駆動制御回路６１、横アクチュエータ６２及び縦アクチュエータ６３により構成されている。駆動制御回路６１は、目標位置設定部５３及び補正ゲイン設定部５４からの設定データＳＤPH，ＳＤPV，ＳＤGH，ＳＤGVに応じて、横及び縦方向の駆動信号を生成するものである。横アクチュエータ６２及び縦アクチュエータ６３は、コアレスモータ等（図２のモータ６３２及びギヤ６３１参照）で構成され、それぞれ駆動制御回路６１で生成された横及び縦方向の駆動信号に応じて、横振れ補正レンズ３１及び縦振れ補正レンズ３２を駆動するものである。
【００５１】
図１１は、サーボ回路の一部を構成する駆動制御回路６１の一例を示すブロック図である。まず、駆動制御回路６１にセットされる設定データＳＤGH，ＳＤGVについて説明する。カメラ１は、その環境温度が変化すると、振れ補正の駆動系に関する種々の特性が変化する。例えば、環境温度の変化に伴って、モータ（図２のモータ６３２参照）の各トルク定数、補正レンズ部３及び駆動部６における駆動系（可動メカ）のバックラッシュ、及びその駆動系のギヤ（図２のギヤ部３２２及びギヤ６３１参照）の硬さなどが変化する。
【００５２】
図１２は、この変化の一要因となるモータトルクの温度特性図である。図１２から理解されるように、環境温度が基準温度（例えば２５℃）から外れると、モータトルクは基準温度での値とは異なる値を示す。この結果、振れ補正に関する駆動特性が変化してしまうこととなる。このように、横及び縦方向の基本ゲイン（基準温度における駆動ゲイン）による駆動特性は、温度センサ５５で得た環境温度が基準温度から外れると、変動するようになる。
【００５３】
そこで、補正ゲイン設定部５４は、温度センサ５５で得た環境温度に応じて、横及び縦方向の各基本ゲインによる駆動特性の変動を補正するゲイン補正量を生成する。本実施形態では、環境温度が基準温度から外れることにより生じるモータトルク、バックラッシュ及びギヤの硬さ等の各変動を個別に補正するゲイン補正量を求めるための関数（環境温度を引数とする。）が、横及び縦方向の各々について予め求められている。そして、横及び縦方向の各々について、各補正関数に温度センサ５５で検出された環境温度が入力され、得られた各値の合計値がゲイン補正量として求められる。これら横及び縦方向のゲイン補正量は、それぞれ設定データＳＤGH，ＳＤGVとして、駆動制御回路６１にセットされる。
【００５４】
次に、駆動制御回路６１について説明する。図１では、説明の便宜上、設定データＳＤGH，ＳＤGVは、２本の信号線で伝送されるように図示しているが、実際には、図略の２本のデータ線（ＳＣＫ，ＳＤ）及び３本の制御線（ＣＳ，ＤＡ／ＧＡＩＮ，Ｘ／Ｙ）によりシリアル伝送されてセットされる。同様に、設定データＤPH，ＳＤPVも交互に駆動制御回路６１に送出される。
【００５５】
このため、駆動制御回路６１は、バッファ及びサンプルホールド回路等を備えている。即ち、図１１において、バッファ６０１，６０２は、それぞれ目標位置設定部５３から交互にセットされる設定データＳＤPH，ＳＤPVを記憶するメモリである。
【００５６】
ＤＡＣ６０３は、Ｄ／Ａ変換器であり、バッファ６０１にセットされた設定データＳＤPHを目標位置電圧ＶPHに変換する。また、ＤＡＣ６０３は、バッファ６０２にセットされた設定データＳＤPVを目標位置電圧ＶPVに変換する。
【００５７】
Ｓ／Ｈ６０４，６０５はサンプルホールド回路である。Ｓ／Ｈ６０４は、ＤＡＣ６０３で変換された目標位置電圧ＶPHをサンプリングし、次のサンプリングまでその値をホールドする。同様に、Ｓ／Ｈ６０５は、ＤＡＣ６０３で変換された目標位置電圧ＶPVをサンプリングし、次のサンプリングまでその値をホールドする。
【００５８】
加算回路６０６は、目標位置電圧ＶPHと横位置検出部７１の出力電圧ＶH との差電圧を求めるものである。加算回路６０７は、目標位置電圧ＶPVと縦位置検出部７２の出力電圧ＶV との差電圧を求めるものである。加算回路６０６，６０７は、横位置検出部７１及び縦位置検出部７２から出力される負電圧である出力電圧ＶH，ＶVと目標位置電圧ＶPH，ＶPVとを加算することにより差電圧を求めている。
【００５９】
Ｖ／Ｖ６０８は、入力電圧を、基準温度に対して予め設定された比率で、横方向の比例ゲインとしての電圧に増幅するものであり、Ｖ／Ｖ６０９は、入力電圧を、基準温度に対して予め設定された比率で、縦方向の比例ゲインとしての電圧に増幅するものである。ここで、横方向の比例ゲインとは、横振れ補正レンズ３１の目標位置と横位置検出部７１により検出された横振れ補正レンズ３１の位置との差に比例するゲインのことである。また、縦方向の比例ゲインとは、縦振れ補正レンズ３２の目標位置と縦位置検出部７２により検出された縦振れ補正レンズ３２の位置との差に比例するゲインのことである。
【００６０】
微分回路６１０は、基準温度に対して予め設定された時定数による微分を、加算回路６０６で求められた差電圧に施して、横方向の微分ゲインとしての電圧を得るものである。この得られた電圧は、横方向の速度差（目標の駆動速度と現在の駆動速度との差）に相当する。同様に、微分回路６１１は、基準温度に対して予め設定された時定数による微分を、加算回路６０７で求められた差電圧に施して、縦方向の微分ゲインとしての電圧を得るものである。この得られた電圧は、縦方向の速度差（目標の駆動速度と現在の駆動速度との差）に相当する。
【００６１】
このように、Ｖ／Ｖ６０８，６０９及び微分回路６１０，６１１によって、横及び縦方向の各々について、基準温度に対する基本ゲインとしての比例及び微分ゲインの設定が行われる。
【００６２】
バッファ６１２は、補正ゲイン設定部５４からの設定データＳＤGHを記憶するメモリである。この設定データＳＤGHとは、横方向の基本ゲイン（比例及び微分ゲイン）を補正するゲイン補正量（比例及び微分ゲイン補正量）である。バッファ６１３は、補正ゲイン設定部５４からの設定データＳＤGVを記憶するメモリである。この設定データＳＤGVとは、縦方向の基本ゲイン（比例及び微分ゲイン）を補正するゲイン補正量（比例及び微分ゲイン補正量）である。
【００６３】
ＨＰゲイン補正回路６１４は、Ｖ／Ｖ６０８で得られた横方向の比例ゲインに対して、バッファ６１２からの横方向の比例ゲイン補正量に相当するアナログ電圧を加えて、温度補正後における横方向の比例ゲインを出力するものである。また、ＶＰゲイン補正回路６１５は、Ｖ／Ｖ６０９で得られた縦方向の比例ゲインに対して、バッファ６１３からの縦方向の比例ゲイン補正量に相当するアナログ電圧を加えて、温度補正後における縦方向の比例ゲインを出力するものである。
【００６４】
ＨＤゲイン補正回路６１６は、微分回路６１０で得られた横方向の微分ゲインに対して、バッファ６１２からの横方向の微分ゲイン補正量に相当するアナログ電圧を加えて、温度補正後における横方向の微分ゲインを出力するものである。また、ＶＤゲイン補正回路６１７は、微分回路６１１で得られた縦方向の微分ゲインに対して、バッファ６１３からの縦方向の微分ゲイン補正量に相当するアナログ電圧を加えて、温度補正後における縦方向の微分ゲインを出力するものである。
【００６５】
このように、ＨＰゲイン補正回路６１４、ＶＰゲイン補正回路６１５、ＨＤゲイン補正回路６１６及びＶＤゲイン補正回路６１７によって、基本ゲインとしての比例及び微分ゲインが温度補正される。
【００６６】
ＬＰＦ６１８は、ＨＰゲイン補正回路６１４及びＨＤゲイン補正回路６１６の各出力電圧に含まれる高周波ノイズを除去するローパスフィルタである。ＬＰＦ６１９は、ＶＰゲイン補正回路６１５及びＶＤゲイン補正回路６１７の各出力電圧に含まれる高周波ノイズを除去するローパスフィルタである。
【００６７】
ドライバー６２０は、ＬＰＦ６１８、６１９の出力電圧に対応した駆動電力を、それぞれ横アクチュエータ６２及び縦アクチュエータ６３に供給するモータ駆動用のＩＣである。
【００６８】
図１に示される位置検出部７は、横位置検出部７１及び縦位置検出部７２により構成されている。横位置検出部７１及び縦位置検出部７２は、それぞれ横振れ補正レンズ３１及び縦振れ補正レンズ３２の現在位置を検出するものである。
【００６９】
図１３は、横位置検出部７１の構成図である。横位置検出部７１は、発光ダイオード（ＬＥＤ）７１１、スリット７１２及び位置検出素子（ＰＳＤ）７１３を有している。ＬＥＤ７１１は、横振れ補正レンズ３１のフレーム３１１におけるギヤ部の形成位置に取り付けられている（図２のＬＥＤ７２１参照）。スリット７１２は、ＬＥＤ７１１の発光部から射出される光の指向性を鋭くするためのものである。ＰＳＤ７１３は、鏡胴２４の内壁側におけるＬＥＤ７１１に対向する位置に取り付けられ、ＬＥＤ７１１からの射出光束の受光位置（重心位置）に応じた値の光電変換電流Ｉ１，Ｉ２を出力するものである。光電変換電流Ｉ１，Ｉ２の差が測定されることで、横振れ補正レンズ３１の位置が検出されるようになっている。縦位置検出部７２も、同様にして縦振れ補正レンズ３２の位置を検出するように構成されている。
【００７０】
図１４は、横位置検出部７１のブロック図である。横位置検出部７１は、ＬＥＤ７１１及びＰＳＤ７１３に加えて、Ｉ／Ｖ変換回路７１４，７１５、加算回路７１６、電流制御回路７１７、減算回路７１８及びＬＰＦ７１９等により構成されている。Ｉ／Ｖ変換回路７１４，７１５は、それぞれＰＳＤ７１３の出力電流Ｉ１，Ｉ２を電圧Ｖ１，Ｖ２に変換するものである。加算回路７１６は、Ｉ／Ｖ変換回路７１４，７１５の出力電圧Ｖ１，Ｖ２の加算電圧Ｖ３を求めるものである。電流制御回路７１７は、加算回路７１６の出力電圧Ｖ３、即ちＬＥＤ７１１の発光量を一定に保持するようにトランジスタＴｒ１のベース電流を増減するものである。減算回路７１８は、Ｉ／Ｖ変換回路７１４，７１５の出力電圧Ｖ１，Ｖ２の差電圧Ｖ４を求めるものである。ＬＰＦ７１９は、減算回路７１８の出力電圧Ｖ４に含まれる高周波成分をカットするものである。
【００７１】
次に、横位置検出部７１による検出動作について説明する。ＰＳＤ７１３から送出された電流Ｉ１，Ｉ２は、それぞれＩ／Ｖ変換回路７１４，７１５で電圧Ｖ１，Ｖ２に変換される。
【００７２】
次いで、電圧Ｖ１，Ｖ２は加算回路７１６で加算される。電流制御回路７１７は、この加算により得られた電圧Ｖ３が常に一定となる電流を、トランジスタＴｒ１のベースに供給する。ＬＥＤ７１１は、このベース電流に応じた光量で発光する。
【００７３】
他方、電圧Ｖ１，Ｖ２は、減算回路７１８で減算される。この減算により得られた電圧Ｖ４は、横振れ補正レンズ３１の位置を示す値になっている。例えば、ＰＳＤ７１３の中心から右側に長さｘ離れた位置に受光位置（重心位置）がある場合、長さｘ，電流Ｉ１，Ｉ２及びＰＳＤ７１３の受光エリア長Ｌは、（数５）の関係を満たす。
【００７４】
【数５】
同様に、長さｘ，電圧Ｖ１，Ｖ２及び受光エリア長Ｌは（数６）の関係を満たす。
【００７６】
【数６】
これより、Ｖ２＋Ｖ１の値、即ち電圧Ｖ３の値が常に一定となるように制御すれば（数７）の関係が得られ、Ｖ２−Ｖ１の値、即ち電圧Ｖ４の値が長さｘを示すものとなり、電圧Ｖ４をモニターすれば横振れ補正レンズ３１の位置を検出することが可能となる。
【００７８】
【数７】
なお、振れセンサ制御部４３、信号処理部４４、振れ量検出部５１、係数変換部５２、目標位置設定部５３、補正ゲイン設定部５４及び位置データ入力部５７は、上記処理を行うためのプログラム及びこれをを実行するＭＰＵ（マイクロプロセッサユニット）によって構成される。また、上記各部は、１個或いは複数個のＭＰＵで構成されたものでもよい。
【００８０】
次に、本実施形態の動作について説明する。
被写体から到来する光は、検出用レンズ４１を通過して、振れセンサ４２の受光面上に被写体像として結像する。この被写体像は、振れセンサ制御部４３の制御により、積分時間毎に、振れセンサ４２から画像信号として取り出される。この画像信号は、信号処理部４４により画像データに変換される。
【００８１】
この画像データは、メモリ５６にダンプされ、画像比較演算部５１１ｃの演算処理により横及び縦方向の振れ量（ＥH [ｉ]，ＥV [ｉ]）が求められ、平均化処理部５１１ｄにより、その直前に求められた振れ量で平均化され、メモリ５６に記憶される。
【００８２】
この後、横及び縦方向の各々について、メモリ５６から最新の振れ量を含む４個の振れ量が選択抽出される。
【００８３】
図１５は、「振れ量の選択抽出」のサブルーチンである。このサブルーチンがコールされると、カウンタｎは、“１”が設定され（＃５）、“１”だけインクリメントされて（＃１０）、時間間隔Ｔ1n（＝ｔ１−ｔｎ）が算出される（＃１５）。但し、時点ｔ１は、図８のｉ＝０の時点に対応し、時点ｔｎ（ｎは上記カウンタｎの値に対応）は、図８の時点ｊに対応している。
【００８４】
次いで、時間間隔Ｔ1nがＴαより短いか否かの判定が行われる（＃２０）。時間間隔Ｔ1nがＴαより短いときは（＃２０でＹＥＳ）、ステップ＃１０に戻る。これに対して、時間間隔Ｔ1nがＴαより短くないときは（＃２０でＮＯ）、カウンタｍはカウンタｎの値が設定される（＃２５）。これにより、カウンタｎの値が保存され、図８に示される時点ｔｃの検索が完了する。
【００８５】
この後、カウンタｍが“１”だけインクリメントされて（＃３０）、時間間隔Ｔnm（＝ｔｎ−ｔｍ）が算出される（＃３５）。但し、時点ｔｍ（ｍは上記カウンタｍの値に対応）は、図８の時点ｊに対応している。
【００８６】
次いで、時間間隔ＴnmがＴｖより短いか否かの判定が行われる（＃４０）。時間間隔ＴnmがＴｖより短いときは（＃４０でＹＥＳ）、ステップ＃３０に戻る。これに対して、時間間隔ＴnmがＴｖより短くないときは（＃４０でＮＯ）、カウンタｈは“１”が設定される（＃４５）。これにより、カウンタｍの値が保存され、図８に示される時点ｔｄの検索が完了する。
【００８７】
この後、カウンタｈが“１”だけインクリメントされて（＃５０）、時間間隔Ｔ1h（＝ｔ１−ｔｈ）が算出される（＃５５）。但し、時点ｔｈ（ｈは上記カウンタｈの値に対応）は、図８の時点ｊに対応している。
【００８８】
次いで、時間間隔Ｔ1hがＴｖより短いか否かの判定が行われる（＃６０）。時間間隔Ｔ1hがＴｖより短いときは（＃６０でＹＥＳ）、ステップ＃５０に戻る。これに対して、時間間隔Ｔ1hがＴｖより短くないとき（＃６０でＮＯ）、次のデータの抽出に進む（＃６５）。このとき、図８に示される時点ｔｂの検索が完了し、この時点ｔｂはカウンタｈの値により特定される。
【００８９】
ステップ＃６５では、ステップ＃２０の判定がＮＯとなったときのカウンタｎの値で特定される時点ｔｎにおける振れ量が、図８に示される時点ｔｃにおける振れ量として抽出される。また、ステップ＃４０の判定がＮＯとなったときのカウンタｍの値で特定される時点ｔｍにおける振れ量が、図８に示される時点ｔｄにおける振れ量として抽出される。更に、ステップ＃６０の判定がＮＯとなったときのカウンタｈの値で特定される時点ｔｈにおける振れ量が、図８に示される時点ｔｂにおける振れ量として抽出される。なお、最新時点ｔ１における振れ量は常に抽出される。この後リターンする。
【００９０】
横及び縦方向の各々について、最新の振れ量を含む４個の振れ量が選択抽出されると、これらから振れ速度及び振れ加速度が求められ、（数４）の演算で予測振れ量が求められる。
【００９１】
横及び縦方向の各々について、予測振れ量は、目標角度位置（駆動量）に変換され、温度補正が施され、目標位置情報（駆動終了位置）に変換された後、設定データ（ＳＤPH，ＳＤPV）として駆動部６にセットされる。一方、補正ゲイン設定部５４により設定データＳＤGH，ＳＤGVが駆動部６にセットされる。これにより、補正レンズ部３は、これら設定データＳＤPH，ＳＤPV，ＳＤGH，ＳＤGVに応じた駆動部６の駆動により、カメラ本体と被写体像との相対的な振れ量を補正するように駆動する。
【００９３】
【発明の効果】
以上のことから明らかなように、請求項１及び２記載の発明によれば、最適なデータ間隔を保てる振れ量の選択抽出が可能になる。これにより、撮影時の明るさに左右されない検出振れ量データを得ることが可能となる。また、基準値を、例えばシミュレーション等で最適となる時間に設定することで、振れ検出手段の誤差及び予測振れ量の誤差の双方を最適な値に抑えることができ、実際の手振れに適合する振れ予測、即ち振れ補正が可能になる。
【００９４】
請求項３及び４記載の発明によれば、基準値の時間間隔により近くなる振れ量の選択抽出を迅速に実行させることが可能となる。
【００９５】
請求項５記載の発明によれば、基準値の時間間隔に最も近くなる振れ量の選択抽出が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態のブロック図である。
【図２】鏡胴内に収納された縦振れ補正レンズ等の斜視図である。
【図３】振れ量検出部の構成を説明するためのブロック図である。
【図４】基準画像選定の説明図である。
【図５】画像比較演算部の演算処理により得られた振れ量に対し、平均化処理部により施される平均化処理の説明図である。
【図６】画像比較演算部の演算処理により得られた振れ量と平均化処理部により平均化された振れ量のグラフである。
【図７】予測振れ量算出部で用いられる振れ速度及び振れ加速度と、これらを求めるために必要となる振れ量との関係を示す図である。
【図８】データ選択部による振れ量の選択抽出の説明図である。
【図９】予測振れ量を求める演算式に使用される時間Ｔの説明図である。
【図１０】加速度項に含まれる係数ｋの必要性を示す図である。
【図１１】サーボ回路の一部を構成する駆動制御回路の一例を示すブロック図である。
【図１２】駆動特性変化の一要因となるモータトルクの温度特性図である。
【図１３】横位置検出部の構成図である。
【図１４】横位置検出部のブロック図である。
【図１５】「振れ量の選択抽出」のサブルーチンである。
【符号の説明】
１ カメラ
２ 撮像部
３ 補正レンズ部（振れ補正手段）
４ 振れ検出部（振れ検出手段）
５ 振れ補正量設定部
６ 駆動部（振れ補正手段）
７ 位置検出部（振れ補正手段）
２１ 撮像レンズ
２２ フィルム
３１ 横振れ補正レンズ
３２ 縦振れ補正レンズ
４１ 検出用レンズ
４２ 振れセンサ
４３ 振れセンサ制御部
４４ 信号処理部
５１ 振れ量検出部
５２ 係数変換部
５３ 目標位置設定部
５４ 補正ゲイン設定部
５５ 温度センサ
５６ メモリ
５７ 位置データ入力部
６１ 駆動制御回路
６２ 横アクチュエータ
６３ 縦アクチュエータ
７１ 横位置検出部
７２ 縦位置検出部
５１１ 振れ量算出部
５１２ データ選択部（選択手段）
５１３ 予測振れ量算出部（予測演算手段，算出手段）
５１１ａ 画像データダンプ部
５１１ｃ 画像比較演算部
５１１ｄ 平均化処理部
Claims (5)
- 光電変換素子を備え、カメラ本体と被写体像との相対的な振れ量を検出するための画像データを周期的に得る振れ検出手段と、
前記振れ検出手段で検出された過去の複数時点での前記画像データに基づく検出振れ量を比較して、現在の振れ量を予測する予測演算手段と、
前記予測演算手段で得られた予測振れ量だけ前記カメラ本体と被写体像との相対的な振れを補正する振れ補正手段とを備え、
前記振れ検出手段の光電変換素子は、前記被写体像を受光するものであって、前記周期的な検出時点における前記被写体像の明るさによりその積分時間が異なるものとされた振れ補正機能付きカメラにおいて、
振れの予測演算に用いられるべく過去に検出された振れ量データを時間間隔の基準値をもとに選択する選択手段を備えたことを特徴とする振れ補正機能付きカメラ。 - 光電変換素子を備え、カメラ本体と被写体像との相対的な振れ量を検出するための画像データを周期的に得る振れ検出手段と、
前記振れ検出手段で検出された過去の複数時点での前記画像データに基づく検出振れ量を比較して、現在の振れ量を予測する予測演算手段と、
前記予測演算手段で得られた予測振れ量だけ前記カメラ本体と被写体像との相対的な振れを補正する振れ補正手段とを備え、
前記振れ検出手段の光電変換素子は、前記被写体像を受光するものであって、前記周期的な検出時点における前記被写体像の明るさによりその積分時間が異なるものとされた振れ補正機能付きカメラにおいて、
前記検出振れ量データを用いて、振れ速度及びその振れ速度から得られる振れ加速度のうち、少なくとも振れ速度データを算出し、少なくとも前記振れ速度データから現在の振れ量を算出する算出手段と、
前記振れ速度データを算出する元になる前記検出振れ量データを時間間隔の基準値をもとに選択する選択手段とを備えたことを特徴とする振れ補正機能付きカメラ。 - 前記選択手段は、前記基準値を越える最小の時間間隔をなす時点における検出振れ量データを選択するものであることを特徴とする請求項１又は２記載の振れ補正機能付きカメラ。
- 前記選択手段は、前記基準値を超えない最大の時間間隔をなす時点における検出振れ量データを選択するものであることを特徴とする請求項１又は２記載の振れ補正機能付きカメラ。
- 前記選択手段は、前記基準値に最も近い時間間隔をなす時点における検出振れ量データを選択するものであることを特徴とする請求項１又は２記載の振れ補正機能付きカメラ。
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