JP4288726B2 - ブレ補正装置及びブレ補正方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カメラ、交換レンズ、ビデオ、双眼鏡などの光学装置における撮影者の手ブレなどによって生ずる像のブレを補正するブレ補正装置及びブレ補正方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、カメラのブレを検出し、カメラのブレを打ち消す方向に撮影光学系の一部又は全部を移動して、フィルム面上の像ブレを補正するブレ補正装置が知られている。カメラに生ずるブレは、ピッチング、ヨーイング及びローリング運動からなる３自由度の回転運動、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向の運動からなる３自由度の並進運動の合計６自由度を有する。ブレ補正装置は、通常、ピッチング及びヨーイング運動からなる２自由度の運動によるブレを補正する。
【０００３】
特開平１０−３１０１号公報は、ブレ補正レンズと、ブレ補正レンズを保持するレンズ枠と、ブレ補正レンズが光軸に対して傾かないように、レンズ枠を移動自在にガイドするガイド部材と、レンズ枠を光軸方向に付勢して、レンズ枠をガイド部材に押し付けるばねとを備えるブレ補正装置を開示している。このブレ補正装置は、ブレ補正レンズ及びレンズ枠などの可動部分の重さの１．５倍〜３倍程度に、付勢部材の付勢力を設定している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このようなブレ補正装置は、ブレ補正レンズが駆動すると、レンズ枠とガイド部材との間に、ばねの付勢力に摩擦係数を掛けた摩擦力が発生する。このために、摩擦力を考慮しないでブレ補正レンズを駆動制御すると、この摩擦力の影響によって制御誤差が大きくなってしまうという問題点があった。
【０００５】
図９は、従来のブレ補正装置における目標駆動波形及びレンズ駆動波形を示す図である。
ここで、目標駆動波形は、ブレ補正レンズを目標位置に駆動するための波形であり、レンズ駆動波形は、ブレ補正レンズの実際の駆動状態を示す波形である。図９では、目標駆動波形は、理解を容易にするために、正弦波としている。図９に示すように、目標駆動波形の速度がゼロになると、ブレ補正レンズは、一端停止してから再度動きはじめている。この現象は、静摩擦力と動摩擦力との差によって生じる。目標駆動波形の速度がゼロになって、ブレ補正レンズが一旦停止してしまうと、静摩擦力以上の力をブレ補正レンズに与えない限り、ブレ補正レンズを動かすことができない。ブレ補正レンズが静摩擦力以上の力を受けて動き始めると、摩擦力は、静摩擦力から動摩擦力に変化する。
【０００６】
また、この摩擦力は、ブレ補正レンズの姿勢によって大きく変化する。例えば、ブレ補正レンズを上方に向けたときには、レンズ枠とガイド部材との間に、光軸方向の付勢力に加えて可動部分の重量が加わる。光軸方向の付勢力が可動部分の重量の１．５倍である場合に、ブレ補正レンズを上方に向けたときには、ガイド部材に加わる力は、可動部分の重量が加わって２．５倍になる。一方、ブレ補正レンズを下方に向けたときには、ばねの付勢力から可動部分の重量を引いた分の力がガイド部材に加わり、この力の大きさは、可動部分の重量の０．５倍になる。このように、ブレ補正レンズを上方に向けた場合と下方に向けた場合とでは、摩擦力の変動が５倍も生じてしまう。このために、ブレ補正レンズの姿勢によって、ブレ補正制御の成績が変動してしまうという問題点があった。
【０００７】
本発明の課題は、ブレ補正制御の誤差を少なくしてブレを正確に補正することができるブレ補正装置及びブレ補正方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定するものではない。すなわち、請求項１記載の発明は、ブレを検出するブレ検出部と、ブレを補正するブレ補正光学系（１２）と、前記ブレ補正光学系を保持する保持部材（１４）と、前記保持部材を移動自在にガイドするガイド部材（１５）と、前記ブレ補正光学系を駆動する駆動部（４０，４１）と、前記ブレ検出部の出力信号に基づいて、前記ブレ補正光学系の目標駆動位置を演算する目標位置演算部と、前記目標位置演算部の出力信号に基づいて、前記摩擦力の変動を打ち消すように前記ブレ補正光学系を駆動するためのフィードフォワード値を演算するフィードフォワード演算部と、前記駆動部を駆動制御する制御部（６）とを含み、前記制御部は、前記目標位置演算部及び前記フィードフォワード演算部の出力信号に基づいて、前記保持部材と前記ガイド部材との間に発生する摩擦力の変動を打ち消すように、前記駆動部の制御を変更することを特徴とするブレ補正装置である。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載のブレ補正装置において、前記目標位置演算部の出力信号の微分値を演算する微分値演算部（８０ａ）と、前記微分値演算部の出力レベルを所定範囲内に制限する微分値制限部（８０ｂ）とを含み、前記フィードフォワード演算部は、前記微分値制限部の出力信号に基づいて、前記フィードフォワード値を演算することを特徴とするブレ補正装置である。
【００１１】
請求項３記載の発明は、ブレを検出するブレ検出部（３０，３１）と、ブレを補正するブレ補正光学系と、前記ブレ補正光学系を保持する保持部材と、前記保持部材を移動自在にガイドするガイド部材と、前記ブレ補正光学系を駆動する駆動部と、前記ブレ検出部の出力信号に基づいて、前駆ブレ補正光学系の目標駆動位置を演算する目標位置演算部（７）と、前記ブレ補正光学系の現在位置を検出する位置検出部（５０，５１）と、前記目標位置演算部の出力信号に基づいて、前記摩擦力の変動を打ち消すように前記ブレ補正光学系を駆動するためのフィードフォワード値を演算するフィードフォワード演算部（８２）と、前記ブレ補正光学系の姿勢変動に応じて、前記フィードフォワード値を調整するフィードフォワード調整部（８２ｉ）と、前記駆動部を駆動制御する制御部とを含み、前記制御部は、前記目標位置演算部、前記位置検出部及び前記フィードフォワード調整部の出力信号に基づいて、前記保持部材と前記ガイド部材との間に発生する摩擦力の変動を打ち消すように、前記駆動部を駆動制御することを特徴としているブレ補正装置である。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項３に記載のブレ補正装置において、前記目標位置演算部の出力信号の微分値を演算する微分値演算部（８２ａ）と、前記微分値演算部の出力レベルを所定範囲内に制限する微分値制限部（８２ｂ）とを含み、前記フィードフォワード演算部は、前記微分値制限部の出力信号に基づいて、前記フィードフォワード値を演算し、前記フィードフォワード調整部は、前記目標位置演算部及び前記位置検出部の出力信号に基づいて、前記フィードフォワード値を調整することを特徴とするブレ補正装置である。
【００１３】
請求項５記載の発明は、請求項３又は請求項４に記載のブレ補正装置において、前記目標位置演算部の出力信号の絶対値と前記位置検出部の出力信号の絶対値との差分に基づいて、前記摩擦力と前記フィードフォワード値とを比較する比較部（８２ｅ）を備え、前記フィードフォワード調整部は、前記比較部の比較結果に応じて、前記フィードフォワード値を調整することを特徴とするブレ補正装置である。
【００１４】
請求項６記載の発明は、請求項３から請求項５までのいずれか１項に記載のブレ補正装置において、ブレ補正動作終了後に、前記フィードフォワード調整部によって調整されたフィードフォワード値を記憶する記憶部（８３）を備えることを特徴とするブレ補正装置である。
【００１５】
請求項７記載の発明は、請求項３から請求項６までのいずれか１項に記載のブレ補正装置において、前記制御部は、撮影動作を開始するときには、撮影動作を開始する直前の前記フィードフォワード値を保持して、前記駆動部を駆動制御することを特徴とするブレ補正装置である。
【００１６】
請求項８記載の発明は、ブレ補正光学系（１２）を駆動部（４０，４１）によって駆動してブレを補正するブレ補正方法において、ブレ検出部の出力信号に基づいて、前記ブレ補正光学系を目標位置に駆動するための目標位置情報を演算し、前記目標位置情報に基づいて、前記ブレ補正光学系を保持する保持部材（１４）とこの保持部材を移動自在にガイドするガイド部材（１５）との間に発生する摩擦力の変動を打ち消すように、前記ブレ補正光学系を駆動するためのフィードフォワード値を演算し、前記目標位置情報及び前記フィードフォワード値に基づいて、前記駆動部を駆動制御することを特徴とするブレ補正方法である。
【００１８】
請求項９記載の発明は、請求項８に記載のブレ補正方法において、前記目標位置情報の微分値を演算し、この微分値の出力レベルを所定範囲内に制限して前記フィードフォワード値を演算することを特徴とするブレ補正方法である。
【００１９】
請求項１０記載の発明は、ブレ補正光学系を駆動部によって駆動してブレを補正するブレ補正方法において、ブレ検出部（３０，３１）の出力信号に基づいて、前記ブレ補正光学系を目標位置に駆動するための目標位置情報を演算し、前記目標位置情報に基づいて、前記ブレ補正光学系を保持する保持部材とこの保持部材を移動自在にガイドするガイド部材との間に発生する摩擦力の変動を打ち消すように前記ブレ補正光学系を駆動するためのフィードフォワード値を演算し、前記ブレ補正光学系の姿勢変動に応じて、前記フィードフォワード値を調整（Ｓ１０４）し、前記目標位置情報、現在位置情報及び調整後のフィードフォワード値に基づいて、前記摩擦力の変動を打ち消すように、前記駆動部を駆動制御（Ｓ１１１）することを特徴とするブレ補正方法である。
【００２０】
請求項１１記載の発明は、請求項１０に記載のブレ補正方法において、前記目標位置情報の微分値を演算し、この微分値の出力レベルを所定範囲内に制限して前記フィードフォワード値を演算し、前記目標位置情報及び前記現在位置情報に基づいて、前記フィードフォワード値を調整することを特徴とするブレ補正方法である。
【００２１】
請求項１２記載の発明は、請求項１０又は請求項１１に記載のブレ補正方法において、前記目標位置情報の絶対値と前記現在位置情報の絶対値との差分に基づいて、前記摩擦力と前記フィードフォワード値とを比較し、その比較結果に応じて前記フィードフォワード値を調整することを特徴としているブレ補正方法である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、図面などを参照して、本発明の第１実施形態に係るブレ補正装置を一眼レフカメラに搭載した場合を例に挙げて、さらに詳しく説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係るブレ補正装置を搭載したカメラシステムの斜視図である。図２は、本発明の第１実施形態に係るブレ補正装置を搭載したカメラシステムのブロック図である。図３は、本発明の第１実施形態に係るブレ補正装置における支持機構部の断面図である。
なお、図２は、カメラシステムに生ずるピッチングを検出して、ブレを補正する場合のブロックを示す。
【００２３】
（交換レンズ）
交換レンズ１は、図１及び図２に示すように、固定筒１ａと、移動筒１ｂと、レンズ側ＣＰＵ６と、目標位置変換部７と、制御部８と、撮影光学系を構成する第１のレンズ群１０、第２のレンズ群１１、第３のレンズ群１２及び第４のレンズ群１３と、レンズ枠１４と、支持機構部１５と、絞り機構部１６と、角速度センサ３０，３１と、駆動力発生装置４０，４１と、位置検出装置５０，５１と、フィルタ６０と、ＰＷＭドライバ６１と、ＥＥＰＲＯＭ６２と、焦点距離検出部６３と、被写体距離検出部６４とを備えている。
【００２４】
固定筒１ａは、移動筒１ｂを移動自在に支持する部材である。固定筒１ａは、第４のレンズ群１３を収納している。固定筒１ａは、カメラボディ２に着脱自在に取り付けられている。移動筒１ｂは、第１のレンズ群１０、第２のレンズ群１１及び第３のレンズ群１２ととともに光軸Ｉ方向に移動する部材である。移動筒１ｂは、第１のレンズ群１０、第２のレンズ群１１及び第３のレンズ群１２を収納している。
【００２５】
第１のレンズ群１０は、光軸Ｉ方向に移動して、フィルム面２０に被写体の像を結ぶための焦点調整をする。第１のレンズ群１０、第２のレンズ群１１、第３のレンズ群１２及び第４のレンズ群１３は、これらの全部又は一部が光軸Ｉ方向に移動して、焦点距離を連続的に可変する。第３のレンズ群（以下、ブレ補正レンズという）１２は、光軸Ｉに対して直交する方向（図中矢印方向）に駆動してブレを補正する。
【００２６】
ブレ補正レンズ１２は、光軸Ｉに対して直交する平面内（ＸＹ平面内）で駆動して、ブレを補正するレンズである。ブレ補正レンズ１２は、レンズ枠１４の内周部に嵌め込まれている。レンズ枠１４は、ブレ補正レンズ１２を保持する保持部材である。レンズ枠１４は、図３に示すように、光軸Ｉに対して垂直なガイド面１４ａを備える。
【００２７】
支持機構部１５は、光軸Ｉに対して垂直な平面内でレンズ枠１４を移動自在に支持する支持部材である。支持機構部１５は、図３に示すように、ガイド面１４ａと接触しつつレンズ枠１４をガイドする鋼球１５ａと、この鋼球１５ａを収納する鋼球収納部１５ｂと、ガイド面１４ａと鋼球１５ａとが加圧接触するように光軸Ｉ方向にレンズ枠１４を付勢し、かつ、レンズ枠１４を支持するばね１５ｃとを備えている。
【００２８】
図２に示す絞り機構部１６は、撮影時における光線束、光量などを制限する部材である。絞り機構部１６は、例えば、絞り径の大きさを連続的に変えることができる虹彩絞り機構などである。
【００２９】
角速度センサ３０，３１は、カメラに生ずるブレを検出するセンサである。角速度センサ３０，３１は、例えば、回転により生ずるコリオリ力を検出する圧電振動式角速度センサである。角速度センサ３０は、Ｘ軸回りの角速度を検出するピッチング検出用のセンサであり、角速度センサ３１は、Ｙ軸回りの角速度を検出するヨーイング検出用のセンサである。角速度センサ３０は、図２に示すように、検出した角速度に応じた角速度信号をフィルタ６０に出力する。角速度センサ３１は、フィルタ６０に接続されている。
【００３０】
駆動力発生装置４０，４１は、光軸Ｉに対して垂直な平面内（ＸＹ平面内）でブレ補正レンズ１２を駆動するための駆動力を発生する装置である。駆動力発生装置４０，４１は、例えば、ボイスコイルモータのようなムービングコイル方式の電磁的なアクチュエータである。駆動力発生装置４０は、ブレ補正レンズ１２をＸ軸方向に駆動し、駆動力発生装置４１は、ブレ補正レンズ１２をＹ軸方向に駆動する。駆動力発生装置４０，４１は、いずれも同一構造であり、以下では、駆動力発生装置４１について説明する。
【００３１】
駆動力発生装置４１は、レンズ枠１４に取り付けられたコイル４１ａと、マグネット４１ｂと、マグネット４１ｂを固定するヨーク４１ｃと、マグネット４１ｂとの間に磁界を形成するマグネット４１ｄと、マグネット４１ｄを固定するヨーク４１ｅとを備えている。駆動力発生装置４１は、２極に分割され着磁されたマグネット４１ｂ，４１ｄとの間に磁気回路を形成する。駆動力発生装置４１は、磁力線中にあるコイル４１ａに電流が流れると、電流の流れる方向と磁力線の方向と直角方向に、フレミングの左手の法則により電磁力を発生する。駆動力発生装置４１は、ＰＷＭドライバ６１が出力する駆動電流によって、コイル４１ａが通電状態になると、Ｙ軸方向の駆動力を発生して、ブレ補正レンズ１２を駆動する。
【００３２】
位置検出装置５０，５１は、光軸Ｉに対して垂直な平面内におけるブレ補正レンズ１０の位置を検出する装置である。位置検出装置５０は、ブレ補正レンズ３０のＸ軸方向の位置を検出し、位置検出装置５１は、ブレ補正レンズ３０のＹ軸方向の位置を検出する。位置検出装置５０，５１は、いずれも同一構造であり、以下では、位置検出装置５１について説明する。
【００３３】
位置検出装置５１は、赤外発光ダイオード（以下、ＩＲＥＤという）５１ａと、１次元の位置検出素子（以下、ＰＳＤという）５１ｂと、ＩＲＥＤ５１ａとＰＳＤ５１ｂとの間に配置され、かつ、レンズ枠１４の外周部に取り付けられ、ＩＲＥＤ５１ａからの光束を制限するスリット板５１ｃとを備えている。位置検出装置５１は、ＩＲＥＤ５１ａから投光され、スリット板５１ｃを通してＰＳＤ５１ｂに入射する赤外光を検出する。位置検出装置５１は、スリット板５１ｃが移動することにより、ＰＳＤ５１ｂ上で移動する光の位置を検出し、ブレ補正レンズ１２の実際の駆動位置を検出する。位置検出装置５１は、ブレ補正レンズ１２の現在位置に関する現在位置情報（位置検出信号）を制御部８にフィードバックする。
【００３４】
レンズ側ＣＰＵ６は、交換レンズ１側の種々の制御を行う中央処理部である。レンズ側ＣＰＵ６は、焦点距離検出部６３が出力するパルス信号に基づいて焦点距離を演算したり、被写体距離検出部６４が出力するパルス信号に基づいて被写体距離を演算する。レンズ側ＣＰＵ６は、目標位置変換部７と、制御部８とを備えている。レンズ側ＣＰＵ６は、交換レンズ１とカメラボディ２との間に設けられたレンズ接点９０を介して、ボディ側ＣＰＵ９に接続されている。レンズ側ＣＰＵ６は、ボディ側ＣＰＵ９との間で通信が可能である。
【００３５】
目標位置変換部７は、フィルタ６０の出力信号を、ブレ補正レンズ１２を目標位置に駆動するための目標位置情報に変換するものである。目標位置変換部７は、フィルタ６０の出力信号（アナログ信号）をディジタル信号に変換して取り込み、焦点距離、被写体距離及びレンズデータに基づいて、ブレ補正レンズ１２の目標駆動位置を演算する。目標位置変換部７は、目標位置情報を制御部８に出力する。目標位置変換部７には、制御部８と、フィルタ６０と、ＥＥＰＲＯＭ６２と、焦点距離検出部６３と、被写体距離検出部６４とが接続されている。
【００３６】
制御部８は、駆動力発生装置４１を駆動制御するものである。制御部８は、図３に示すガイド面１４ａと鋼球１５ａとの間に発生する摩擦力の変動を打ち消すように、駆動力発生装置４１の制御を変更する。制御部８は、位置検出装置５１が出力する位置検出信号（アナログ信号）をディジタル信号に変換して取り込む。制御部８は、目標位置情報などに基づいて駆動信号を演算し、この駆動信号（ディジタル信号）をアナログ信号に変換してＰＷＭドライバ６１に出力する。制御部８には、ＰＳＤ５１ｂと、ＰＷＭドライバ６１と、ＥＥＰＲＯＭ６２とが接続されている。
【００３７】
フィルタ６０は、角速度センサ３０の出力信号から所定の周波数成分を除去するものである。フィルタ６０は、高域周波数帯域に含まれるノイズ成分及びＤＣ成分をカットする。フィルタ６０は、所定の周波数成分を除去した後の角速度信号を目標位置変換部７に出力する。
【００３８】
ＰＷＭドライバ６１は、入力した駆動信号（駆動電圧）に応じて、駆動力発生装置４１に電力を供給するものである。ＰＷＭドライバ６１は、電流増幅を行って、コイル４１ａに駆動電流を流す。ＰＷＭドライバ６１は、コイル４１ａに接続されている。
【００３９】
ＥＥＰＲＯＭ６２は、交換レンズ１に関する種々の固有情報であるレンズデータや、被写体距離検出部６４が出力するパルス信号を物理量に変換するための係数などを格納する記憶部である。
【００４０】
焦点距離検出部６３は、焦点距離を検出するズームエンコーダなどである。焦点距離検出部６３は、焦点距離値に応じたパルス信号を目標位置変換部７に出力する。
【００４１】
被写体距離検出部６４は、被写体までの距離を検出するためのエンコーダなどである。被写体距離検出部６４は、撮影光学系の位置を検出し、その位置に応じたパルス信号を目標位置変換部７に出力する。
【００４２】
（カメラボディ）
カメラボディ２は、ボディ側ＣＰＵ９と、ファインダスクリーン２０と、ファインダ光学系２１と、接眼レンズ２２と、ファインダ光学系２１及び接眼レンズ２２に、撮影光学系を透過してきた光束を振り分けるクイックリターンミラー２３と、クイックリターンミラー２３を駆動するミラー駆動部２４と、レンズ接点９０と、レリーズスイッチ９１と、半押しタイマ９２とを備えている。
【００４３】
ボディ側ＣＰＵ９は、カメラシステム全体の種々の制御を行う中央処理部である。ボディ側ＣＰＵ９は、レリーズスイッチ９１のＯＮ動作に基づいて、ブレ補正開始コマンドをレンズ側ＣＰＵ６に送信したり、レリーズスイッチ９１のＯＦＦ動作に基づいて、ブレ補正停止コマンドをレンズ側ＣＰＵ６に送信したり、ミラー駆動部２４を駆動制御したりする。ボディ側ＣＰＵ９には、ミラー駆動部２４と、レリーズスイッチ９１とが接続されている。
【００４４】
レリーズスイッチ９１は、図示しないレリーズボタンの半押し動作を検出して、一連の撮影準備動作を開始させ、レリーズボタンの全押し動作を検出して、ミラー駆動部２４の駆動などの撮影動作を開始させるスイッチである。
【００４５】
半押しタイマ９２は、レリーズスイッチ９１の半押し動作と同時にＯＮ動作するタイマである。半押しタイマ９２は、レリーズスイッチ９１が半押し動作している間はＯＮ状態を維持し、レリーズスイッチ９１がＯＦＦ動作になってからも一定時間は、ＯＮ状態を維持する。
【００４６】
図４は、本発明の第１実施形態に係るブレ補正装置における制御部のブロック図である。
フィードフォワード演算部８０は、レンズ枠１４と支持機構部１５との間に発生する摩擦力の変動を打ち消すようにブレ補正レンズ１２を駆動するためのフィードフォワード値を、目標位置情報に基づいて演算する部分である。フィードフォワード演算部８０は、微分値演算部８０ａと、リミッタ部８０ｂと、乗算部８０ｃとを備えている。
【００４７】
微分値演算部８０ａは、目標位置情報の微分値を演算する部分である。微分値演算部８０ａは、現在の目標位置情報から４サンプリング前の目標位置情報を減算して、目標位置情報の微分値を簡易的に演算する。ここで、Ｚは、Ｚ変換を表し、１／Ｚ4 は、４サンプリング前の情報を意味する。微分値演算部８０ａは、例えば、制御サンプリングが１ｍｓであるときには、現在の目標位置情報から４ｍｓ前の目標位置情報を減算して、目標位置情報に加わるノイズなどの影響を緩和する。
【００４８】
リミッタ部８０ｂは、微分値演算部８０ａの出力レベルを所定範囲内に制限する部分である。リミッタ部８０ｂは、微分値演算部８０ａによる減算結果が、正の値であるか負の値であるかを判定する。リミッタ部８０ｂは、入力信号ｕが正の所定値Ｆmax よりも大きいときには、出力信号ｙを所定値Ｆmax とし、入力信号ｕが負の所定値Ｆmin よりも小さいときには、出力信号ｙを所定値Ｆmin とする。リミッタ部８０ｂは、入力信号ｕが所定値Ｆmin よりも大きく、所定値Ｆmax よりも小さいときには、入力信号ｕを出力信号ｙとしてそのまま出力する。このように、リミッタ部８０ｂは、微分値演算部８０ａによる減算結果の正負を判断することによって、中間的な値を出力することができる。
【００４９】
乗算部８０ｃは、リミッタ部８０ｂの出力信号を増幅する部分である。乗算部８０ｃは、リミッタ部８０ｂの出力信号に所定のゲインＫｆを掛ける。
【００５０】
ＰＩＤ制御部８１は、目標位置情報と現在位置情報との偏差に基づいて、ＰＩＤ制御を行う部分である。ＰＩＤ制御部８１は、乗算部８１ａ，８１ｃ，８１ｅと、積分値演算部８１ｂと、微分値演算部８１ｄとを備えている。ＰＩＤ制御部８１は、目標位置情報から現在位置情報を減算する。乗算部８１ａは、その値に比例定数Ｋｐを乗算する。積分値演算部８１ｂは、目標位置情報から現在位置情報を減算した結果と、１サンプリング前の減算した結果とを加算する。乗算部８１ｃは、その値に積分定数Ｋｉを乗算する。微分値演算部８１ｄは、目標位置情報から現在位置情報を減算した結果と、１サンプリング前の減算した結果とを減算する。乗算部８１ｅは、その値に微分定数Ｋｄを乗算する。ここで、１／Ｚは、１サンプリング前の情報を意味する。ＰＩＤ制御部８１は、乗算部８１ａ，８１ｃ，８１ｅの出力信号を加算する。制御部８は、フィードフォワード演算部８０の出力信号と、ＰＩＤ制御部８１の出力信号とを加算した結果を、駆動信号としてＰＷＭドライバ６０に出力する。
【００５１】
図５は、本発明の第１実施形態に係るブレ補正装置におけるフィードフォワード演算部の出力結果を示す図である。
図５に示すように、目標位置情報の波形の変極点において、フィードフォワード演算部８０の出力が切り替わっている。
【００５２】
本発明の第１実施形態に係るブレ補正装置は、以下に記載するような効果を有する。
（１） ブレ補正装置は、レンズ枠１４のガイド面１４ａと支持機構部１５の鋼球１５ａとの間に発生する摩擦力の変動を打ち消すように、駆動力発生装置４０，４１の制御を変更する制御部８を備えている。
このために、摩擦力の影響による制御誤差を低減して、より良い写真を撮影することができる。
【００５３】
（２） ブレ補正装置は、ガイド面１４ａと鋼球１５ａとの間に発生する摩擦力の変動を打ち消すようにブレ補正レンズ１２を駆動するためのフィードフォワード値を演算するフィードフォワード演算部８０を備えている。
このために、摩擦力の変動分を考慮してブレ補正レンズ１２を駆動することによって、ブレ補正レンズ１２の駆動方向と逆方向に発生する摩擦力を打ち消すことができる。
【００５４】
（３） ブレ補正装置は、所定値Ｆmin よりも大きく、入力信号ｕが所定値Ｆmax よりも小さいときには、入力信号ｕを出力信号ｙとしてそのまま出力するリミッタ部８０ｂを備えている。
例えば、目標位置情報を一定値に保持して駆動力発生装置４０，４１を制御すると、微分値演算部８０ａの出力は、ゼロを中心として僅かに変動する。この場合に、リミッタ部８０ｂは、単純な正負の判断ルーチンを用いていないために、フィードフォワード演算部８０の出力信号が振動的になるのを防止することができる。
【００５５】
（第２実施形態）
図６は、本発明の第２実施形態に係るブレ補正装置における制御部のブロック図である。
なお、図１〜図４に示す部材又はブロックと同一のものは、同一の番号を付して、その詳細な説明は省略する。
本発明の第２実施形態は、第１実施形態と異なり、交換レンズ１及びカメラボディ２の姿勢変動に応じて、図４に示すゲインＫｆを変更し、フィードフォワード値を自動的に調整する他の実施形態である。
【００５６】
フィードフォワード演算部８２は、微分値演算部８２ａと、リミッタ部８２ｂ，８２ｇと、絶対値演算部８２ｃ，８２ｄと、比較部８２ｅと、積分部８２ｆと、加算部８２ｈと、フィードフォワード調整部８２ｉとを備えている。微分値演算部８２ａは、図４に示す微分値演算部８０ａと同一であり、リミッタ部８２ｂは、図４に示すリミッタ部８０ｂと同一である。微分値演算部８２ａは、現在の目標位置情報から４サンプリング前の目標位置情報を減算して、簡易的に目標位置情報の微分値を取得する。リミッタ部８２ｂは、入力信号ｕが正の所定値Ｆmax よりも大きいときには、出力信号ｙを所定値Ｆmax とし、入力信号ｕが負の所定値Ｆmin よりも小さいときには、出力信号ｙを所定値Ｆmin とする。リミッタ部８２ｂは、演算結果Ｕ１をフィードフォワード調整部８２ｉに出力する。
【００５７】
図７は、本発明の第２実施形態に係るブレ補正装置における摩擦力とフィードフォワード量との関係を示す図である。図７（Ａ）は、摩擦力がフィードフォワード量よりも大きい場合を示し、図７（Ｂ）は、摩擦力がフィードフォワード量よりも小さい場合を示す。
図７（Ａ）に示すように、摩擦力がフィードフォワード量よりも大きいときには、ブレ補正レンズ１２の実際の駆動状態を示す波形（以下、レンズ駆動波形という）は、ブレ補正レンズ１２を目標位置に駆動するための波形（以下、目標駆動波形という）の頂点で停止するような挙動を示す。フィードフォワード量が静止摩擦力に比べて小さい場合に、ブレ補正レンズ１２の速度がゼロになって停止したときには、ブレ補正レンズ１２は、静止摩擦力以上の力を受けないと動きださない。図７（Ａ）に示すように、レンズ駆動波形から目標駆動波形を減算した波形が制御誤差であり、ブレ補正レンズ１２の停止位置でこの制御誤差が大きくなっている。
【００５８】
一方、図７（Ｂ）に示すように、摩擦力がフィードフォワード量よりも小さいときには、レンズ駆動波形は、目標駆動波形の頂点付近で強く押されるような挙動を示す。フィードフォワード力は、ブレ補正レンズ１２の速度がゼロになる付近において、逆向きに働き始める。その結果、静止摩擦力がフィードフォワード量よりも小さいときには、ブレ補正レンズ１２は、摩擦力に対抗する方向に摩擦力以上で押されてしまう。図７（Ｂ）に示すように、レンズ駆動波形から目標駆動波形を減算すると、フィードフォワード力が働き始める位置において、図７（Ａ）に示す制御誤差とは反対方向に、制御誤差が現れている。
【００５９】
図７（Ａ）に示すように、摩擦力がフィードフォワード量よりも大きいときには、レンズ駆動波形の絶対値から目標駆動波形の絶対値を減算すると、制御誤差は、正の方向に現れる。一方、図７（Ａ）に示すように、摩擦力がフィードフォワード量よりも小さいときには、レンズ駆動波形の絶対値から目標駆動波形の絶対値を減算すると、制御誤差は、負の方向に現れる。このために、レンズ駆動波形の絶対値から目標駆動波形の絶対値を減算することによって、摩擦力とフィードフォワード量との大小関係を判別することができる。
【００６０】
図６に示す絶対値演算部８２ｃは、目標位置情報の絶対値を演算する部分である。絶対値演算部８２ｃは、目標位置情報（入力信号）ｕの絶対値｜ｕ｜を演算する。絶対値演算部８２ｄは、現在位置情報の絶対値を演算する部分である。絶対値演算部８２ｃは、現在位置情報（入力信号）ｕの絶対値｜ｕ｜を演算する。フィードフォワード演算部８２は、現在位置情報の絶対値から目標位置情報の絶対値を減算する。
【００６１】
比較部８２ｅは、絶対値演算部８２ｃと絶対値演算部８２ｄとの差分に基づいて、摩擦力とフィードフォワード値とを比較するブロックである。比較部８２ｅは、現在位置情報の絶対値から目標位置情報の絶対値を減算した結果に基づいて、摩擦力とフィードフォワード量との大小関係を判断する。比較部８２ｅは、現在位置情報の絶対値から目標位置情報の絶対値を減算した値（入力信号）ｕが所定の範囲内であるか否かを判断する。
【００６２】
比較部８２ｅは、入力信号ｕが所定値ＦＡmin よりも大きく所定値ＦＡmax よりも小さい範囲（図７に示す斜線範囲）である場合には、フィードフォワード量が摩擦力よりも小さいと判断する。その結果、比較部８２ｅは、フィードフォワード量を増加するために、出力信号ｙを正の定数Ｂとする。一方、比較部８２ｅは、入力信号ｕが所定値−ＦＡmax よりも大きく所定値−ＦＡmin よりも小さい範囲（図７に示す斜線範囲）である場合には、フィードフォワード量が摩擦力よりも大きいと判断する。その結果、比較部８２ｅは、フィードフォワード量を減らすために、出力信号ｙを負の定数−Ｂとする。
入力信号ｕは、摩擦力とフィードフォワード量とが釣り合っていてもある程度変動する。この変動（制御誤差）は、制御サンプリング時間、角速度センサ３０，３１の分解能、ノイズなどによって±５〜１０ｍｓ程度である。このために、所定値ＦＡmin は、定常的に発生する制御誤差以上に設定し、所定値−ＦＡmin は、定常的に発生する制御誤差以下に設定することが好ましい。
【００６３】
積分部８２ｆは、比較部８２ｅの出力信号を離散的数値積分により加算する部分である。積分部８２ｆは、リミッタ部８２ｇを備えている。リミッタ部８２ｇは、比較部８２ｅの出力信号と、１サンプリング前の出力信号１／Ｚとを加算する部分である。
【００６４】
リミッタ部８２ｇは、積分部８２ｆの演算結果（出力レベル）を所定範囲内に制限する部分である。リミッタ部８２ｇは、離散的数値積分により加算した演算結果が大きくなりすぎたり小さくなりすぎたりしないように制限する。リミッタ部８２ｇは、入力信号ｕがリミット値Ｌmax よりも大きいときには、出力信号ｙをリミット値Ｌmax とし、入力信号ｕがリミット値Ｌmin よりも小さいときには、出力信号ｙをリミット値Ｌmin とする。リミッタ部８２ｇは、入力信号ｕがリミット値Ｌmax よりも小さくリミット値Ｌmax よりも大きいときには、入力信号ｕを出力信号ｙとしてそのまま出力する。
リミット値Ｌmax は、ブレ補正レンズ１２の使用環境や姿勢などを考慮して設定する。リミット値Ｌmax は、例えば、フィードフォワード量の初期値ＦＦini を加算した値が、ブレ補正レンズ１２に生ずる最大摩擦力に対抗するためのフィードフォワード量に相当する数値になるように設定することが好ましい。また、リミット値Ｌmin は、初期値ＦＦini を加算した値が、ブレ補正レンズ１２に生ずる最小摩擦力に対抗するためのフィードフォワード量に相当する数値になるように設定することが好ましい。
【００６５】
加算部８２ｈは、リミッタ部８２ｆの出力信号ｙに、フィードフォワード量の初期値ＦＦini を加算する部分である。初期値ＦＦini は、常温環境下において、ブレ補正レンズ１２を水平状態で使用するときの摩擦力を基準に決定することが好ましい。初期値ＦＦini は、例えば、ブレ補正レンズ１２を水平状態にしたときに、制御誤差が最も少なくなるフィードフォワード値である。初期値ＦＦini は、工場出荷時に、このフィードフォワード値が演算されて、ＥＥＰＲＯＭ８３に書き込まれる。加算部８２ｈは、ＥＥＰＲＯＭ８３から初期値ＦＦini を読み出して、リミッタ部８２ｆの出力信号ｙに初期値ＦＦini を加算して、フィードフォワード変数Ｕ２を演算する。加算部８２ｈは、フィードフォワード値を決定する際の数値として、このフィードフォワード変数Ｕ２をフィードフォワード調整部８２ｉに出力する。
【００６６】
フィードフォワード調整部８２ｉは、ブレ補精錬合う１２の姿勢変動に応じて、フィードフォワード値を調整する部分である。フィードフォワード調整部８２ｉは、摩擦力とフィードフォワード量との大小関係の判断結果に応じて、フィードフォワード値を調整する。フィードフォワード調整部８２ｉは、演算結果Ｕ１にフィードフォワード変数Ｕ２を乗算する。制御部８は、フィードフォワード調整部８２ｉの出力信号と、ＰＩＤ制御部８１の出力信号とを加算した結果を、駆動信号としてＰＷＭドライバ６０に出力する。
【００６７】
ＥＥＰＲＯＭ８３は、フィードフォワード調整部８２ｉが調整したフィードフォワード値を記憶する記憶部である。ＥＥＰＲＯＭ８３は、半押し動作時における比例定数Ｋｐ、積分定数Ｋｉ及び微分定数Ｋｄと、全押し動作時（露光時）における比例定数Ｋｐ、積分定数Ｋｉ及び微分定数Ｋｄと、フィードフォワード値の初期値ＦＦini とを記憶する。ＥＥＰＲＯＭ８３は、制御部８に接続されている。
【００６８】
つぎに、本発明の第１実施形態に係るブレ補正装置の動作を説明する。
図８は、本発明の第１実施形態に係るブレ補正装置の動作を説明するためのフローチャートである。
以下では、ブレ補正装置によるフィードフォワード値の自動調整を中心に説明する。図２に示すレリーズスイッチ９１が半押し動作されると、カメラボディ２から交換レンズ１に電源が供給される。本フローチャートは、レンズ側ＣＰＵ６及び角速度センサ３０，３１などへの電源供給によってスタートする。
【００６９】
ステップ（以下、Ｓとする）１０１において、レンズ側ＣＰＵ６が初期化する。レンズ側ＣＰＵ６は、電源が供給されて立ち上がった後に初期化を行う。
【００７０】
Ｓ１０２において、レンズ側ＣＰＵ６は、半押し動作時におけるブレ補正制御に必要な初期値を読み込む。半押し動作時には、ファインダスクリーン２０上の像がある程度停止していればよく、ブレ補正制御の誤差が多少大きくてもよい。レンズ側ＣＰＵ６は、半押し動作時における比例定数Ｋｐ、積分定数Ｋｉ及び微分定数Ｋｄと、フィードフォワード値ＦＦini とをＥＥＰＲＯＭ８３から読み込む。
【００７１】
Ｓ１０３において、レンズ側ＣＰＵ６は、半押し動作時におけるブレ補正制御を開始する。ＰＩＤ制御部８１は、ブレ補正レンズ１２の中心が光軸Ｉと一致するように、駆動力発生装置４０，４１を駆動制御する。ＰＩＤ制御部８１は、ブレ補正レンズ１２が可動範囲の中心に移動した後に、目標位置信号のゲインを徐々に上げて、目標位置情報及び現在位置情報に基づいて、ブレ補正制御を開始する。
【００７２】
Ｓ１０４において、レンズ側ＣＰＵ６は、フィードフォワード値の自動調整を開始する。フィードフォワード演算部８２は、目標位置情報及び現在位置情報に基づいて、フィードフォワード値を演算する。フィードフォワード調整部８２ｉは、ブレ補正レンズ１２の姿勢変動に応じて、フィードフォワード値を自動的に調整する。ブレ補正制御の開始と同時に、フィードフォワード調整部８２ｉがフィードフォワード値の自動調整を開始すると、ブレ補正制御の開始直後における制御誤差を検出する可能性がある。このために、フィードフォワード調整部８２ｉは、ブレ補正制御を開始した後に、フィードフォワード値を自動調整する。
【００７３】
Ｓ１０５において、ボディ側ＣＰＵ９は、レリーズスイッチ９１が全押し動作しているか否かを判断する。レリーズスイッチ９１が全押し動作しているときには、Ｓ１０６に進み、レリーズスイッチ９１が全押し動作していないときには、Ｓ１１５に進む。
【００７４】
Ｓ１０６において、レンズ側ＣＰＵ６は、フィードフォワード値の自動調整を終了する。フィードフォワード調整部８２ｉは、フィードフォワード値の自動調整を終了する。
【００７５】
Ｓ１０７において、レンズ側ＣＰＵ６は、フィードフォワード値をＥＥＰＲＯＭ８３に格納する。レンズ側ＣＰＵ６は、ブレ補正制御の終了時に、フィードフォワード値をＥＥＰＲＯＭ８３に記憶する。レンズ側ＣＰＵ６は、ブレ補正制御の終了直後に調整したフィードフォワード値を最終値としてＥＥＰＲＯＭ８３に記憶する。
【００７６】
Ｓ１０８において、クイックリターンミラー２３がアップする。ボディ側ＣＰＵ９は、ミラー駆動部２４にミラーアップを指示し、クイックリターンミラー２３は、図２に示す点線位置まで撮影光路中から退避（ミラーアップ）する。
【００７７】
Ｓ１０９において、レンズ側ＣＰＵ６は、センタリング制御を開始する。露光時には、あらゆる方向のブレを補正可能なように、ブレ補正レンズ１２の可動範囲を確保する必要がある。このために、ＰＩＤ制御部８１は、ブレ補正レンズ１２の中心が光軸Ｉと一致するまで駆動力発生装置４０，４１を駆動制御する。
【００７８】
Ｓ１１０において、レンズ側ＣＰＵ６は、全押し動作時（露光時）におけるブレ補正制御に必要な初期値を読み込む。レンズ側ＣＰＵ６は、全押し動作時における比例定数Ｋｐ、積分定数Ｋｉ及び微分定数Ｋｄと、全押し動作を認識した直後（ブレ補正制御の終了直後）のフィードフォワード値とをＥＥＰＲＯＭ８３から読み込む。
【００７９】
Ｓ１１１において、レンズ側ＣＰＵ６は、露光時におけるブレ補正制御を開始する。交換レンズ１及びカメラボディ２は、露光時には通常停止しており摩擦力の変動も少ないために、フィードフォワード調整部８２ｉは、露光時にはフィードフォワード値を自動調整しない。このために、フィードフォワード値は、露光時には一定値に保持（固定）することが好ましい。制御部８は、ＰＩＤ制御部８１の出力信号と、露光動作を開始する直前のフィードフォワード値とに基づいて、駆動力発生装置４０，４１を駆動制御する。
【００８０】
Ｓ１１２において、露光が行われる。図示しないフィルム巻き上げ機構部によってフィルムの巻き上げなどの一連の撮影動作が行われる。
【００８１】
Ｓ１１３において、レンズ側ＣＰＵ６は、半押し動作時におけるブレ補正制御に必要な初期値を読み込む。レンズ側ＣＰＵ６は、露光時におけるブレ補正制御が終了した後に、半押しタイマ９２がＯＮ動作を維持している間は、半押し動作時のブレ補正制御を行う。レンズ側ＣＰＵ６は、半押し動作時における比例定数Ｋｐ、積分定数Ｋｉ及び微分定数ＫｄをＥＥＰＲＯＭ８３から読み込む。レンズ側ＣＰＵ６は、ＰＩＤ制御部８１の出力信号と、露光動作時に使用したフィードフォワード値とに基づいて、駆動力発生装置４０，４１を駆動制御する。
【００８２】
Ｓ１１４において、レンズ側ＣＰＵ６は、半押し動作時におけるブレ補正制御に移行する。レンズ側ＣＰＵ６は、半押し動作時における比例定数Ｋｐ、積分定数Ｋｉ及び微分定数Ｋｄを使用することにより、露光時におけるブレ補正制御から半押し動作時におけるブレ補正制御に移行して、Ｓ１０４に進む。
【００８３】
Ｓ１１５において、ボディ側ＣＰＵ９は、半押しタイマ９２がタイムアウトしているか否かを判断する。半押しタイマ９２がタイムアウトしているときには、Ｓ１１６に進み、半押しタイマ９２がタイムアウトしていないときには、Ｓ１０５に戻る。
【００８４】
Ｓ１１６において、レンズ側ＣＰＵ６は、フィードフォワード値の自動調整を終了する。フィードフォワード調整部８２ｉは、フィードフォワード値の自動調整を終了する。
【００８５】
Ｓ１１７において、レンズ側ＣＰＵ６は、フィードフォワード値をＥＥＰＲＯＭ８３に格納する。レンズ側ＣＰＵ６は、ブレ補正制御の終了後に、フィードフォワード値を最終値としてＥＥＰＲＯＭ８３に記憶する。
【００８６】
Ｓ１１８において、レンズ側ＣＰＵ６は、半押し動作時におけるブレ補正制御を終了する。
【００８７】
本発明の第２実施形態に係るブレ補正装置は、第１実施形態の効果に加えて、以下に記載するような効果を有する。
（１） ブレ補正装置は、ブレ補正レンズ１２の姿勢変動に応じて、フィードフォワード値を調整するフィードフォワード調整部８２ｉを備えている。
このために、ブレ補正レンズ１２の姿勢が変動して、摩擦力が大きく変動しても、摩擦力の変動を考慮してブレ補正レンズ１２を駆動することができる。
【００８８】
（２） ブレ補正装置は、目標位置情報の絶対値と現在位置情報の絶対値との差分（入力信号）ｕが、所定値ＦＡmin ＜入力信号ｕ＜所定値ＦＡmax の範囲内であるか否か、所定値−ＦＡmax ＜入力信号ｕ＜所定値−ＦＡmin の範囲内であるか否かを判断する比較部８２ｅを備えている。
その結果、制御サンプリング時間、角速度センサ３０，３１の分解能、ノイズなどによって定常的に発生する制御誤差以上又は制御誤差以下に、所定値ＦＡmin ，−ＦＡmax が設定されているために、この制御誤差によってフィードフォワード量が変動するのを防止することができる。
また、外乱やその他の影響によって入力信号ｕが急激に大きくなったときに、フィードフォワード量を一旦大きく動かしてしまうと、このフィードフォワード量を正常な値に引き戻すのに時間がかかる。このために、フィードフォワード量を引き戻すまでに、レリーズスイッチ９１がＯＮ動作すると、ブレ補正が不十分な写真ができてしまう可能性がある。比較部８２ｅは、所定値ＦＡmax ，−ＦＡmin を設定しているために、入力信号ｕが急激に大きくなって、フィードフォワード量が大きく変動するのを防止することができる。
【００８９】
（３） ブレ補正装置は、フィードフォワード調整部８２ｉによって調整されたフィードフォワード値を記憶するＥＥＰＲＯＭ８３を備えている。
このために、経年変化や使用環境などによって摩擦力の定常値が変化して、工場出荷時のフィードフォワード値と、前回のブレ補正制御の終了時に記憶したフィードフォワード値とが毎回変わっても、ＥＥＰＲＯＭ８３にフィードフォワード値の初期値ＦＦini として書き込むことができる。
【００９０】
（他の実施形態）
本発明は、以上説明した実施形態に限定するものではなく、以下に記載するように、種々の変形又は変更が可能であって、これらも本発明の均等の範囲内である。
（１） 本発明の実施形態は、最も基本的なＰＩＤ制御部８１を例に挙げて説明したが、ＰＩＤ制御以外の他の制御方法でもよい。
【００９１】
（２） 本発明の実施形態は、現在の目標位置情報から４サンプリング前の目標位置情報を微分値演算部８２ａによって減算しているが、これに限定するものではない。
例えば、フィードフォワード演算部８２の出力信号の遅れが小さく、かつ、ノイズの影響を緩和できるときには、４サンプリング前の目標位置情報よりもさらに前の目標位置情報を利用してもよい。
【００９２】
（３） 本発明の実施形態は、フィードフォワード調整部８２ｉによってフィードフォワード値を調整する場合を例に挙げて説明したが、これに限定するものではない。
例えば、環境温度や湿度などの変化によって摩擦力が変わらない場合には、ブレ補正レンズ１２の姿勢を検出する姿勢検出センサを設け、この姿勢検出センサの検出結果に応じてフィードフォワード値を調整してもよい。
また、駆動力発生装置４０，４１が電磁的なアクチュエータであるときには、この駆動電圧のＤＣ値からブレ補正レンズ１２の姿勢を推測することができる。例えば、Ｘ軸及びＹ軸のＤＣ成分値が大きく異なる場合には、ブレ補正レンズ１２の姿勢が水平状態である可能性が高い。ＤＣ成分の大きい軸が重力方向であり、ブレ補正レンズ１２の姿勢が変化すると、Ｘ軸及びＹ軸のＤＣ成分値が接近する。このために、Ｘ軸及びＹ軸における駆動電圧のＤＣ成分を比較することによって、ブレ補正レンズ１２の姿勢を間接的に推測し、フィードフォワード値を調整することができる。
さらに、姿勢検出センサによる調整方法とＤＣ成分の比較による調整方法とを利用することもできる。
【００９３】
（４） 本発明の実施形態は、ガイド面１４ａと鋼球１５ａとの間に発生する摩擦力が、ブレ補正レンズ１２の姿勢変動に応じて変化する場合を例に挙げて説明したが、これに限定するものではない。
例えば、温度や湿度の変化などによって摩擦力が変動する場合についても、本発明を適用することができる。
【００９４】
（５） 本発明の実施形態は、比例定数Ｋｐ、積分定数Ｋｉ及び微分定数Ｋｄを半押し動作時と全押し動作時とで異なる値としているが、同じ値でもよい。
また、比例定数Ｋｐ、積分定数Ｋｉ及び微分定数Ｋｄを半押し動作時と全押し動作時とで異なる値にするときには、駆動音が大きくならないように、半押し動作時の値を低めに設定することが好ましい。
【００９５】
（６） 本発明の実施形態は、一眼レフスチルカメラの交換レンズ１にブレ補正装置を搭載した場合を例に挙げて説明したが、レンズ交換が不可能なレンズ一体型のカメラや中間アダプタについても、本発明を適用することができる。
また、ディジタルスチルカメラ、ビデオカメラなどの撮像装置や、双眼鏡、望遠鏡などの光学装置などにも本発明を適用することができる。
【００９６】
【発明の効果】
以上詳しく説明したように、本発明によれば、ブレ補正光学系を保持する保持部材と、この保持部材を移動自在にガイドするガイド部材との間に発生する摩擦力の変動を打ち消すように、ブレ補正光学系を駆動する駆動部の制御を変更するので、ブレ補正制御の誤差が少なくなりブレを正確に補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るブレ補正装置を搭載したカメラシステムの斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るブレ補正装置を搭載したカメラシステムのブロック図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るブレ補正装置の支持機構部の断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係るブレ補正装置の制御部のブロック図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係るブレ補正装置のフィードフォワード演算部の出力結果を示す図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係るブレ補正装置の制御部のブロック図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係るブレ補正装置における摩擦力とフィードフォワード量との関係を示す図である。
【図８】本発明の第１実施形態に係るブレ補正装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図９】従来のブレ補正装置の目標駆動波形及びレンズ駆動波形を示す図である。
【符号の説明】
１ 交換レンズ
２ カメラボディ
６ レンズ側ＣＰＵ
７ 目標位置変換部
８ 制御部
１２ ブレ補正レンズ
１４ レンズ枠
１５ 支持機構部
３０，３１ 角速度センサ
４０，４１ 駆動力発生装置
５０，５１ 位置検出装置
８０，８２ フィードフォワード演算部
８１ ＰＩＤ制御部
８０ａ，８２ａ 微分値演算部
８０ｂ，８２ｂ リミッタ部
８２ｃ，８２ｄ 絶対値演算部
８２ｅ 比較部
８２ｉ フィードフォワード調整部
８３ ＥＥＰＲＯＭ
【発明の属する技術分野】
本発明は、カメラ、交換レンズ、ビデオ、双眼鏡などの光学装置における撮影者の手ブレなどによって生ずる像のブレを補正するブレ補正装置及びブレ補正方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、カメラのブレを検出し、カメラのブレを打ち消す方向に撮影光学系の一部又は全部を移動して、フィルム面上の像ブレを補正するブレ補正装置が知られている。カメラに生ずるブレは、ピッチング、ヨーイング及びローリング運動からなる３自由度の回転運動、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向の運動からなる３自由度の並進運動の合計６自由度を有する。ブレ補正装置は、通常、ピッチング及びヨーイング運動からなる２自由度の運動によるブレを補正する。
【０００３】
特開平１０−３１０１号公報は、ブレ補正レンズと、ブレ補正レンズを保持するレンズ枠と、ブレ補正レンズが光軸に対して傾かないように、レンズ枠を移動自在にガイドするガイド部材と、レンズ枠を光軸方向に付勢して、レンズ枠をガイド部材に押し付けるばねとを備えるブレ補正装置を開示している。このブレ補正装置は、ブレ補正レンズ及びレンズ枠などの可動部分の重さの１．５倍〜３倍程度に、付勢部材の付勢力を設定している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このようなブレ補正装置は、ブレ補正レンズが駆動すると、レンズ枠とガイド部材との間に、ばねの付勢力に摩擦係数を掛けた摩擦力が発生する。このために、摩擦力を考慮しないでブレ補正レンズを駆動制御すると、この摩擦力の影響によって制御誤差が大きくなってしまうという問題点があった。
【０００５】
図９は、従来のブレ補正装置における目標駆動波形及びレンズ駆動波形を示す図である。
ここで、目標駆動波形は、ブレ補正レンズを目標位置に駆動するための波形であり、レンズ駆動波形は、ブレ補正レンズの実際の駆動状態を示す波形である。図９では、目標駆動波形は、理解を容易にするために、正弦波としている。図９に示すように、目標駆動波形の速度がゼロになると、ブレ補正レンズは、一端停止してから再度動きはじめている。この現象は、静摩擦力と動摩擦力との差によって生じる。目標駆動波形の速度がゼロになって、ブレ補正レンズが一旦停止してしまうと、静摩擦力以上の力をブレ補正レンズに与えない限り、ブレ補正レンズを動かすことができない。ブレ補正レンズが静摩擦力以上の力を受けて動き始めると、摩擦力は、静摩擦力から動摩擦力に変化する。
【０００６】
また、この摩擦力は、ブレ補正レンズの姿勢によって大きく変化する。例えば、ブレ補正レンズを上方に向けたときには、レンズ枠とガイド部材との間に、光軸方向の付勢力に加えて可動部分の重量が加わる。光軸方向の付勢力が可動部分の重量の１．５倍である場合に、ブレ補正レンズを上方に向けたときには、ガイド部材に加わる力は、可動部分の重量が加わって２．５倍になる。一方、ブレ補正レンズを下方に向けたときには、ばねの付勢力から可動部分の重量を引いた分の力がガイド部材に加わり、この力の大きさは、可動部分の重量の０．５倍になる。このように、ブレ補正レンズを上方に向けた場合と下方に向けた場合とでは、摩擦力の変動が５倍も生じてしまう。このために、ブレ補正レンズの姿勢によって、ブレ補正制御の成績が変動してしまうという問題点があった。
【０００７】
本発明の課題は、ブレ補正制御の誤差を少なくしてブレを正確に補正することができるブレ補正装置及びブレ補正方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定するものではない。すなわち、請求項１記載の発明は、ブレを検出するブレ検出部と、ブレを補正するブレ補正光学系（１２）と、前記ブレ補正光学系を保持する保持部材（１４）と、前記保持部材を移動自在にガイドするガイド部材（１５）と、前記ブレ補正光学系を駆動する駆動部（４０，４１）と、前記ブレ検出部の出力信号に基づいて、前記ブレ補正光学系の目標駆動位置を演算する目標位置演算部と、前記目標位置演算部の出力信号に基づいて、前記摩擦力の変動を打ち消すように前記ブレ補正光学系を駆動するためのフィードフォワード値を演算するフィードフォワード演算部と、前記駆動部を駆動制御する制御部（６）とを含み、前記制御部は、前記目標位置演算部及び前記フィードフォワード演算部の出力信号に基づいて、前記保持部材と前記ガイド部材との間に発生する摩擦力の変動を打ち消すように、前記駆動部の制御を変更することを特徴とするブレ補正装置である。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載のブレ補正装置において、前記目標位置演算部の出力信号の微分値を演算する微分値演算部（８０ａ）と、前記微分値演算部の出力レベルを所定範囲内に制限する微分値制限部（８０ｂ）とを含み、前記フィードフォワード演算部は、前記微分値制限部の出力信号に基づいて、前記フィードフォワード値を演算することを特徴とするブレ補正装置である。
【００１１】
請求項３記載の発明は、ブレを検出するブレ検出部（３０，３１）と、ブレを補正するブレ補正光学系と、前記ブレ補正光学系を保持する保持部材と、前記保持部材を移動自在にガイドするガイド部材と、前記ブレ補正光学系を駆動する駆動部と、前記ブレ検出部の出力信号に基づいて、前駆ブレ補正光学系の目標駆動位置を演算する目標位置演算部（７）と、前記ブレ補正光学系の現在位置を検出する位置検出部（５０，５１）と、前記目標位置演算部の出力信号に基づいて、前記摩擦力の変動を打ち消すように前記ブレ補正光学系を駆動するためのフィードフォワード値を演算するフィードフォワード演算部（８２）と、前記ブレ補正光学系の姿勢変動に応じて、前記フィードフォワード値を調整するフィードフォワード調整部（８２ｉ）と、前記駆動部を駆動制御する制御部とを含み、前記制御部は、前記目標位置演算部、前記位置検出部及び前記フィードフォワード調整部の出力信号に基づいて、前記保持部材と前記ガイド部材との間に発生する摩擦力の変動を打ち消すように、前記駆動部を駆動制御することを特徴としているブレ補正装置である。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項３に記載のブレ補正装置において、前記目標位置演算部の出力信号の微分値を演算する微分値演算部（８２ａ）と、前記微分値演算部の出力レベルを所定範囲内に制限する微分値制限部（８２ｂ）とを含み、前記フィードフォワード演算部は、前記微分値制限部の出力信号に基づいて、前記フィードフォワード値を演算し、前記フィードフォワード調整部は、前記目標位置演算部及び前記位置検出部の出力信号に基づいて、前記フィードフォワード値を調整することを特徴とするブレ補正装置である。
【００１３】
請求項５記載の発明は、請求項３又は請求項４に記載のブレ補正装置において、前記目標位置演算部の出力信号の絶対値と前記位置検出部の出力信号の絶対値との差分に基づいて、前記摩擦力と前記フィードフォワード値とを比較する比較部（８２ｅ）を備え、前記フィードフォワード調整部は、前記比較部の比較結果に応じて、前記フィードフォワード値を調整することを特徴とするブレ補正装置である。
【００１４】
請求項６記載の発明は、請求項３から請求項５までのいずれか１項に記載のブレ補正装置において、ブレ補正動作終了後に、前記フィードフォワード調整部によって調整されたフィードフォワード値を記憶する記憶部（８３）を備えることを特徴とするブレ補正装置である。
【００１５】
請求項７記載の発明は、請求項３から請求項６までのいずれか１項に記載のブレ補正装置において、前記制御部は、撮影動作を開始するときには、撮影動作を開始する直前の前記フィードフォワード値を保持して、前記駆動部を駆動制御することを特徴とするブレ補正装置である。
【００１６】
請求項８記載の発明は、ブレ補正光学系（１２）を駆動部（４０，４１）によって駆動してブレを補正するブレ補正方法において、ブレ検出部の出力信号に基づいて、前記ブレ補正光学系を目標位置に駆動するための目標位置情報を演算し、前記目標位置情報に基づいて、前記ブレ補正光学系を保持する保持部材（１４）とこの保持部材を移動自在にガイドするガイド部材（１５）との間に発生する摩擦力の変動を打ち消すように、前記ブレ補正光学系を駆動するためのフィードフォワード値を演算し、前記目標位置情報及び前記フィードフォワード値に基づいて、前記駆動部を駆動制御することを特徴とするブレ補正方法である。
【００１８】
請求項９記載の発明は、請求項８に記載のブレ補正方法において、前記目標位置情報の微分値を演算し、この微分値の出力レベルを所定範囲内に制限して前記フィードフォワード値を演算することを特徴とするブレ補正方法である。
【００１９】
請求項１０記載の発明は、ブレ補正光学系を駆動部によって駆動してブレを補正するブレ補正方法において、ブレ検出部（３０，３１）の出力信号に基づいて、前記ブレ補正光学系を目標位置に駆動するための目標位置情報を演算し、前記目標位置情報に基づいて、前記ブレ補正光学系を保持する保持部材とこの保持部材を移動自在にガイドするガイド部材との間に発生する摩擦力の変動を打ち消すように前記ブレ補正光学系を駆動するためのフィードフォワード値を演算し、前記ブレ補正光学系の姿勢変動に応じて、前記フィードフォワード値を調整（Ｓ１０４）し、前記目標位置情報、現在位置情報及び調整後のフィードフォワード値に基づいて、前記摩擦力の変動を打ち消すように、前記駆動部を駆動制御（Ｓ１１１）することを特徴とするブレ補正方法である。
【００２０】
請求項１１記載の発明は、請求項１０に記載のブレ補正方法において、前記目標位置情報の微分値を演算し、この微分値の出力レベルを所定範囲内に制限して前記フィードフォワード値を演算し、前記目標位置情報及び前記現在位置情報に基づいて、前記フィードフォワード値を調整することを特徴とするブレ補正方法である。
【００２１】
請求項１２記載の発明は、請求項１０又は請求項１１に記載のブレ補正方法において、前記目標位置情報の絶対値と前記現在位置情報の絶対値との差分に基づいて、前記摩擦力と前記フィードフォワード値とを比較し、その比較結果に応じて前記フィードフォワード値を調整することを特徴としているブレ補正方法である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、図面などを参照して、本発明の第１実施形態に係るブレ補正装置を一眼レフカメラに搭載した場合を例に挙げて、さらに詳しく説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係るブレ補正装置を搭載したカメラシステムの斜視図である。図２は、本発明の第１実施形態に係るブレ補正装置を搭載したカメラシステムのブロック図である。図３は、本発明の第１実施形態に係るブレ補正装置における支持機構部の断面図である。
なお、図２は、カメラシステムに生ずるピッチングを検出して、ブレを補正する場合のブロックを示す。
【００２３】
（交換レンズ）
交換レンズ１は、図１及び図２に示すように、固定筒１ａと、移動筒１ｂと、レンズ側ＣＰＵ６と、目標位置変換部７と、制御部８と、撮影光学系を構成する第１のレンズ群１０、第２のレンズ群１１、第３のレンズ群１２及び第４のレンズ群１３と、レンズ枠１４と、支持機構部１５と、絞り機構部１６と、角速度センサ３０，３１と、駆動力発生装置４０，４１と、位置検出装置５０，５１と、フィルタ６０と、ＰＷＭドライバ６１と、ＥＥＰＲＯＭ６２と、焦点距離検出部６３と、被写体距離検出部６４とを備えている。
【００２４】
固定筒１ａは、移動筒１ｂを移動自在に支持する部材である。固定筒１ａは、第４のレンズ群１３を収納している。固定筒１ａは、カメラボディ２に着脱自在に取り付けられている。移動筒１ｂは、第１のレンズ群１０、第２のレンズ群１１及び第３のレンズ群１２ととともに光軸Ｉ方向に移動する部材である。移動筒１ｂは、第１のレンズ群１０、第２のレンズ群１１及び第３のレンズ群１２を収納している。
【００２５】
第１のレンズ群１０は、光軸Ｉ方向に移動して、フィルム面２０に被写体の像を結ぶための焦点調整をする。第１のレンズ群１０、第２のレンズ群１１、第３のレンズ群１２及び第４のレンズ群１３は、これらの全部又は一部が光軸Ｉ方向に移動して、焦点距離を連続的に可変する。第３のレンズ群（以下、ブレ補正レンズという）１２は、光軸Ｉに対して直交する方向（図中矢印方向）に駆動してブレを補正する。
【００２６】
ブレ補正レンズ１２は、光軸Ｉに対して直交する平面内（ＸＹ平面内）で駆動して、ブレを補正するレンズである。ブレ補正レンズ１２は、レンズ枠１４の内周部に嵌め込まれている。レンズ枠１４は、ブレ補正レンズ１２を保持する保持部材である。レンズ枠１４は、図３に示すように、光軸Ｉに対して垂直なガイド面１４ａを備える。
【００２７】
支持機構部１５は、光軸Ｉに対して垂直な平面内でレンズ枠１４を移動自在に支持する支持部材である。支持機構部１５は、図３に示すように、ガイド面１４ａと接触しつつレンズ枠１４をガイドする鋼球１５ａと、この鋼球１５ａを収納する鋼球収納部１５ｂと、ガイド面１４ａと鋼球１５ａとが加圧接触するように光軸Ｉ方向にレンズ枠１４を付勢し、かつ、レンズ枠１４を支持するばね１５ｃとを備えている。
【００２８】
図２に示す絞り機構部１６は、撮影時における光線束、光量などを制限する部材である。絞り機構部１６は、例えば、絞り径の大きさを連続的に変えることができる虹彩絞り機構などである。
【００２９】
角速度センサ３０，３１は、カメラに生ずるブレを検出するセンサである。角速度センサ３０，３１は、例えば、回転により生ずるコリオリ力を検出する圧電振動式角速度センサである。角速度センサ３０は、Ｘ軸回りの角速度を検出するピッチング検出用のセンサであり、角速度センサ３１は、Ｙ軸回りの角速度を検出するヨーイング検出用のセンサである。角速度センサ３０は、図２に示すように、検出した角速度に応じた角速度信号をフィルタ６０に出力する。角速度センサ３１は、フィルタ６０に接続されている。
【００３０】
駆動力発生装置４０，４１は、光軸Ｉに対して垂直な平面内（ＸＹ平面内）でブレ補正レンズ１２を駆動するための駆動力を発生する装置である。駆動力発生装置４０，４１は、例えば、ボイスコイルモータのようなムービングコイル方式の電磁的なアクチュエータである。駆動力発生装置４０は、ブレ補正レンズ１２をＸ軸方向に駆動し、駆動力発生装置４１は、ブレ補正レンズ１２をＹ軸方向に駆動する。駆動力発生装置４０，４１は、いずれも同一構造であり、以下では、駆動力発生装置４１について説明する。
【００３１】
駆動力発生装置４１は、レンズ枠１４に取り付けられたコイル４１ａと、マグネット４１ｂと、マグネット４１ｂを固定するヨーク４１ｃと、マグネット４１ｂとの間に磁界を形成するマグネット４１ｄと、マグネット４１ｄを固定するヨーク４１ｅとを備えている。駆動力発生装置４１は、２極に分割され着磁されたマグネット４１ｂ，４１ｄとの間に磁気回路を形成する。駆動力発生装置４１は、磁力線中にあるコイル４１ａに電流が流れると、電流の流れる方向と磁力線の方向と直角方向に、フレミングの左手の法則により電磁力を発生する。駆動力発生装置４１は、ＰＷＭドライバ６１が出力する駆動電流によって、コイル４１ａが通電状態になると、Ｙ軸方向の駆動力を発生して、ブレ補正レンズ１２を駆動する。
【００３２】
位置検出装置５０，５１は、光軸Ｉに対して垂直な平面内におけるブレ補正レンズ１０の位置を検出する装置である。位置検出装置５０は、ブレ補正レンズ３０のＸ軸方向の位置を検出し、位置検出装置５１は、ブレ補正レンズ３０のＹ軸方向の位置を検出する。位置検出装置５０，５１は、いずれも同一構造であり、以下では、位置検出装置５１について説明する。
【００３３】
位置検出装置５１は、赤外発光ダイオード（以下、ＩＲＥＤという）５１ａと、１次元の位置検出素子（以下、ＰＳＤという）５１ｂと、ＩＲＥＤ５１ａとＰＳＤ５１ｂとの間に配置され、かつ、レンズ枠１４の外周部に取り付けられ、ＩＲＥＤ５１ａからの光束を制限するスリット板５１ｃとを備えている。位置検出装置５１は、ＩＲＥＤ５１ａから投光され、スリット板５１ｃを通してＰＳＤ５１ｂに入射する赤外光を検出する。位置検出装置５１は、スリット板５１ｃが移動することにより、ＰＳＤ５１ｂ上で移動する光の位置を検出し、ブレ補正レンズ１２の実際の駆動位置を検出する。位置検出装置５１は、ブレ補正レンズ１２の現在位置に関する現在位置情報（位置検出信号）を制御部８にフィードバックする。
【００３４】
レンズ側ＣＰＵ６は、交換レンズ１側の種々の制御を行う中央処理部である。レンズ側ＣＰＵ６は、焦点距離検出部６３が出力するパルス信号に基づいて焦点距離を演算したり、被写体距離検出部６４が出力するパルス信号に基づいて被写体距離を演算する。レンズ側ＣＰＵ６は、目標位置変換部７と、制御部８とを備えている。レンズ側ＣＰＵ６は、交換レンズ１とカメラボディ２との間に設けられたレンズ接点９０を介して、ボディ側ＣＰＵ９に接続されている。レンズ側ＣＰＵ６は、ボディ側ＣＰＵ９との間で通信が可能である。
【００３５】
目標位置変換部７は、フィルタ６０の出力信号を、ブレ補正レンズ１２を目標位置に駆動するための目標位置情報に変換するものである。目標位置変換部７は、フィルタ６０の出力信号（アナログ信号）をディジタル信号に変換して取り込み、焦点距離、被写体距離及びレンズデータに基づいて、ブレ補正レンズ１２の目標駆動位置を演算する。目標位置変換部７は、目標位置情報を制御部８に出力する。目標位置変換部７には、制御部８と、フィルタ６０と、ＥＥＰＲＯＭ６２と、焦点距離検出部６３と、被写体距離検出部６４とが接続されている。
【００３６】
制御部８は、駆動力発生装置４１を駆動制御するものである。制御部８は、図３に示すガイド面１４ａと鋼球１５ａとの間に発生する摩擦力の変動を打ち消すように、駆動力発生装置４１の制御を変更する。制御部８は、位置検出装置５１が出力する位置検出信号（アナログ信号）をディジタル信号に変換して取り込む。制御部８は、目標位置情報などに基づいて駆動信号を演算し、この駆動信号（ディジタル信号）をアナログ信号に変換してＰＷＭドライバ６１に出力する。制御部８には、ＰＳＤ５１ｂと、ＰＷＭドライバ６１と、ＥＥＰＲＯＭ６２とが接続されている。
【００３７】
フィルタ６０は、角速度センサ３０の出力信号から所定の周波数成分を除去するものである。フィルタ６０は、高域周波数帯域に含まれるノイズ成分及びＤＣ成分をカットする。フィルタ６０は、所定の周波数成分を除去した後の角速度信号を目標位置変換部７に出力する。
【００３８】
ＰＷＭドライバ６１は、入力した駆動信号（駆動電圧）に応じて、駆動力発生装置４１に電力を供給するものである。ＰＷＭドライバ６１は、電流増幅を行って、コイル４１ａに駆動電流を流す。ＰＷＭドライバ６１は、コイル４１ａに接続されている。
【００３９】
ＥＥＰＲＯＭ６２は、交換レンズ１に関する種々の固有情報であるレンズデータや、被写体距離検出部６４が出力するパルス信号を物理量に変換するための係数などを格納する記憶部である。
【００４０】
焦点距離検出部６３は、焦点距離を検出するズームエンコーダなどである。焦点距離検出部６３は、焦点距離値に応じたパルス信号を目標位置変換部７に出力する。
【００４１】
被写体距離検出部６４は、被写体までの距離を検出するためのエンコーダなどである。被写体距離検出部６４は、撮影光学系の位置を検出し、その位置に応じたパルス信号を目標位置変換部７に出力する。
【００４２】
（カメラボディ）
カメラボディ２は、ボディ側ＣＰＵ９と、ファインダスクリーン２０と、ファインダ光学系２１と、接眼レンズ２２と、ファインダ光学系２１及び接眼レンズ２２に、撮影光学系を透過してきた光束を振り分けるクイックリターンミラー２３と、クイックリターンミラー２３を駆動するミラー駆動部２４と、レンズ接点９０と、レリーズスイッチ９１と、半押しタイマ９２とを備えている。
【００４３】
ボディ側ＣＰＵ９は、カメラシステム全体の種々の制御を行う中央処理部である。ボディ側ＣＰＵ９は、レリーズスイッチ９１のＯＮ動作に基づいて、ブレ補正開始コマンドをレンズ側ＣＰＵ６に送信したり、レリーズスイッチ９１のＯＦＦ動作に基づいて、ブレ補正停止コマンドをレンズ側ＣＰＵ６に送信したり、ミラー駆動部２４を駆動制御したりする。ボディ側ＣＰＵ９には、ミラー駆動部２４と、レリーズスイッチ９１とが接続されている。
【００４４】
レリーズスイッチ９１は、図示しないレリーズボタンの半押し動作を検出して、一連の撮影準備動作を開始させ、レリーズボタンの全押し動作を検出して、ミラー駆動部２４の駆動などの撮影動作を開始させるスイッチである。
【００４５】
半押しタイマ９２は、レリーズスイッチ９１の半押し動作と同時にＯＮ動作するタイマである。半押しタイマ９２は、レリーズスイッチ９１が半押し動作している間はＯＮ状態を維持し、レリーズスイッチ９１がＯＦＦ動作になってからも一定時間は、ＯＮ状態を維持する。
【００４６】
図４は、本発明の第１実施形態に係るブレ補正装置における制御部のブロック図である。
フィードフォワード演算部８０は、レンズ枠１４と支持機構部１５との間に発生する摩擦力の変動を打ち消すようにブレ補正レンズ１２を駆動するためのフィードフォワード値を、目標位置情報に基づいて演算する部分である。フィードフォワード演算部８０は、微分値演算部８０ａと、リミッタ部８０ｂと、乗算部８０ｃとを備えている。
【００４７】
微分値演算部８０ａは、目標位置情報の微分値を演算する部分である。微分値演算部８０ａは、現在の目標位置情報から４サンプリング前の目標位置情報を減算して、目標位置情報の微分値を簡易的に演算する。ここで、Ｚは、Ｚ変換を表し、１／Ｚ4 は、４サンプリング前の情報を意味する。微分値演算部８０ａは、例えば、制御サンプリングが１ｍｓであるときには、現在の目標位置情報から４ｍｓ前の目標位置情報を減算して、目標位置情報に加わるノイズなどの影響を緩和する。
【００４８】
リミッタ部８０ｂは、微分値演算部８０ａの出力レベルを所定範囲内に制限する部分である。リミッタ部８０ｂは、微分値演算部８０ａによる減算結果が、正の値であるか負の値であるかを判定する。リミッタ部８０ｂは、入力信号ｕが正の所定値Ｆmax よりも大きいときには、出力信号ｙを所定値Ｆmax とし、入力信号ｕが負の所定値Ｆmin よりも小さいときには、出力信号ｙを所定値Ｆmin とする。リミッタ部８０ｂは、入力信号ｕが所定値Ｆmin よりも大きく、所定値Ｆmax よりも小さいときには、入力信号ｕを出力信号ｙとしてそのまま出力する。このように、リミッタ部８０ｂは、微分値演算部８０ａによる減算結果の正負を判断することによって、中間的な値を出力することができる。
【００４９】
乗算部８０ｃは、リミッタ部８０ｂの出力信号を増幅する部分である。乗算部８０ｃは、リミッタ部８０ｂの出力信号に所定のゲインＫｆを掛ける。
【００５０】
ＰＩＤ制御部８１は、目標位置情報と現在位置情報との偏差に基づいて、ＰＩＤ制御を行う部分である。ＰＩＤ制御部８１は、乗算部８１ａ，８１ｃ，８１ｅと、積分値演算部８１ｂと、微分値演算部８１ｄとを備えている。ＰＩＤ制御部８１は、目標位置情報から現在位置情報を減算する。乗算部８１ａは、その値に比例定数Ｋｐを乗算する。積分値演算部８１ｂは、目標位置情報から現在位置情報を減算した結果と、１サンプリング前の減算した結果とを加算する。乗算部８１ｃは、その値に積分定数Ｋｉを乗算する。微分値演算部８１ｄは、目標位置情報から現在位置情報を減算した結果と、１サンプリング前の減算した結果とを減算する。乗算部８１ｅは、その値に微分定数Ｋｄを乗算する。ここで、１／Ｚは、１サンプリング前の情報を意味する。ＰＩＤ制御部８１は、乗算部８１ａ，８１ｃ，８１ｅの出力信号を加算する。制御部８は、フィードフォワード演算部８０の出力信号と、ＰＩＤ制御部８１の出力信号とを加算した結果を、駆動信号としてＰＷＭドライバ６０に出力する。
【００５１】
図５は、本発明の第１実施形態に係るブレ補正装置におけるフィードフォワード演算部の出力結果を示す図である。
図５に示すように、目標位置情報の波形の変極点において、フィードフォワード演算部８０の出力が切り替わっている。
【００５２】
本発明の第１実施形態に係るブレ補正装置は、以下に記載するような効果を有する。
（１） ブレ補正装置は、レンズ枠１４のガイド面１４ａと支持機構部１５の鋼球１５ａとの間に発生する摩擦力の変動を打ち消すように、駆動力発生装置４０，４１の制御を変更する制御部８を備えている。
このために、摩擦力の影響による制御誤差を低減して、より良い写真を撮影することができる。
【００５３】
（２） ブレ補正装置は、ガイド面１４ａと鋼球１５ａとの間に発生する摩擦力の変動を打ち消すようにブレ補正レンズ１２を駆動するためのフィードフォワード値を演算するフィードフォワード演算部８０を備えている。
このために、摩擦力の変動分を考慮してブレ補正レンズ１２を駆動することによって、ブレ補正レンズ１２の駆動方向と逆方向に発生する摩擦力を打ち消すことができる。
【００５４】
（３） ブレ補正装置は、所定値Ｆmin よりも大きく、入力信号ｕが所定値Ｆmax よりも小さいときには、入力信号ｕを出力信号ｙとしてそのまま出力するリミッタ部８０ｂを備えている。
例えば、目標位置情報を一定値に保持して駆動力発生装置４０，４１を制御すると、微分値演算部８０ａの出力は、ゼロを中心として僅かに変動する。この場合に、リミッタ部８０ｂは、単純な正負の判断ルーチンを用いていないために、フィードフォワード演算部８０の出力信号が振動的になるのを防止することができる。
【００５５】
（第２実施形態）
図６は、本発明の第２実施形態に係るブレ補正装置における制御部のブロック図である。
なお、図１〜図４に示す部材又はブロックと同一のものは、同一の番号を付して、その詳細な説明は省略する。
本発明の第２実施形態は、第１実施形態と異なり、交換レンズ１及びカメラボディ２の姿勢変動に応じて、図４に示すゲインＫｆを変更し、フィードフォワード値を自動的に調整する他の実施形態である。
【００５６】
フィードフォワード演算部８２は、微分値演算部８２ａと、リミッタ部８２ｂ，８２ｇと、絶対値演算部８２ｃ，８２ｄと、比較部８２ｅと、積分部８２ｆと、加算部８２ｈと、フィードフォワード調整部８２ｉとを備えている。微分値演算部８２ａは、図４に示す微分値演算部８０ａと同一であり、リミッタ部８２ｂは、図４に示すリミッタ部８０ｂと同一である。微分値演算部８２ａは、現在の目標位置情報から４サンプリング前の目標位置情報を減算して、簡易的に目標位置情報の微分値を取得する。リミッタ部８２ｂは、入力信号ｕが正の所定値Ｆmax よりも大きいときには、出力信号ｙを所定値Ｆmax とし、入力信号ｕが負の所定値Ｆmin よりも小さいときには、出力信号ｙを所定値Ｆmin とする。リミッタ部８２ｂは、演算結果Ｕ１をフィードフォワード調整部８２ｉに出力する。
【００５７】
図７は、本発明の第２実施形態に係るブレ補正装置における摩擦力とフィードフォワード量との関係を示す図である。図７（Ａ）は、摩擦力がフィードフォワード量よりも大きい場合を示し、図７（Ｂ）は、摩擦力がフィードフォワード量よりも小さい場合を示す。
図７（Ａ）に示すように、摩擦力がフィードフォワード量よりも大きいときには、ブレ補正レンズ１２の実際の駆動状態を示す波形（以下、レンズ駆動波形という）は、ブレ補正レンズ１２を目標位置に駆動するための波形（以下、目標駆動波形という）の頂点で停止するような挙動を示す。フィードフォワード量が静止摩擦力に比べて小さい場合に、ブレ補正レンズ１２の速度がゼロになって停止したときには、ブレ補正レンズ１２は、静止摩擦力以上の力を受けないと動きださない。図７（Ａ）に示すように、レンズ駆動波形から目標駆動波形を減算した波形が制御誤差であり、ブレ補正レンズ１２の停止位置でこの制御誤差が大きくなっている。
【００５８】
一方、図７（Ｂ）に示すように、摩擦力がフィードフォワード量よりも小さいときには、レンズ駆動波形は、目標駆動波形の頂点付近で強く押されるような挙動を示す。フィードフォワード力は、ブレ補正レンズ１２の速度がゼロになる付近において、逆向きに働き始める。その結果、静止摩擦力がフィードフォワード量よりも小さいときには、ブレ補正レンズ１２は、摩擦力に対抗する方向に摩擦力以上で押されてしまう。図７（Ｂ）に示すように、レンズ駆動波形から目標駆動波形を減算すると、フィードフォワード力が働き始める位置において、図７（Ａ）に示す制御誤差とは反対方向に、制御誤差が現れている。
【００５９】
図７（Ａ）に示すように、摩擦力がフィードフォワード量よりも大きいときには、レンズ駆動波形の絶対値から目標駆動波形の絶対値を減算すると、制御誤差は、正の方向に現れる。一方、図７（Ａ）に示すように、摩擦力がフィードフォワード量よりも小さいときには、レンズ駆動波形の絶対値から目標駆動波形の絶対値を減算すると、制御誤差は、負の方向に現れる。このために、レンズ駆動波形の絶対値から目標駆動波形の絶対値を減算することによって、摩擦力とフィードフォワード量との大小関係を判別することができる。
【００６０】
図６に示す絶対値演算部８２ｃは、目標位置情報の絶対値を演算する部分である。絶対値演算部８２ｃは、目標位置情報（入力信号）ｕの絶対値｜ｕ｜を演算する。絶対値演算部８２ｄは、現在位置情報の絶対値を演算する部分である。絶対値演算部８２ｃは、現在位置情報（入力信号）ｕの絶対値｜ｕ｜を演算する。フィードフォワード演算部８２は、現在位置情報の絶対値から目標位置情報の絶対値を減算する。
【００６１】
比較部８２ｅは、絶対値演算部８２ｃと絶対値演算部８２ｄとの差分に基づいて、摩擦力とフィードフォワード値とを比較するブロックである。比較部８２ｅは、現在位置情報の絶対値から目標位置情報の絶対値を減算した結果に基づいて、摩擦力とフィードフォワード量との大小関係を判断する。比較部８２ｅは、現在位置情報の絶対値から目標位置情報の絶対値を減算した値（入力信号）ｕが所定の範囲内であるか否かを判断する。
【００６２】
比較部８２ｅは、入力信号ｕが所定値ＦＡmin よりも大きく所定値ＦＡmax よりも小さい範囲（図７に示す斜線範囲）である場合には、フィードフォワード量が摩擦力よりも小さいと判断する。その結果、比較部８２ｅは、フィードフォワード量を増加するために、出力信号ｙを正の定数Ｂとする。一方、比較部８２ｅは、入力信号ｕが所定値−ＦＡmax よりも大きく所定値−ＦＡmin よりも小さい範囲（図７に示す斜線範囲）である場合には、フィードフォワード量が摩擦力よりも大きいと判断する。その結果、比較部８２ｅは、フィードフォワード量を減らすために、出力信号ｙを負の定数−Ｂとする。
入力信号ｕは、摩擦力とフィードフォワード量とが釣り合っていてもある程度変動する。この変動（制御誤差）は、制御サンプリング時間、角速度センサ３０，３１の分解能、ノイズなどによって±５〜１０ｍｓ程度である。このために、所定値ＦＡmin は、定常的に発生する制御誤差以上に設定し、所定値−ＦＡmin は、定常的に発生する制御誤差以下に設定することが好ましい。
【００６３】
積分部８２ｆは、比較部８２ｅの出力信号を離散的数値積分により加算する部分である。積分部８２ｆは、リミッタ部８２ｇを備えている。リミッタ部８２ｇは、比較部８２ｅの出力信号と、１サンプリング前の出力信号１／Ｚとを加算する部分である。
【００６４】
リミッタ部８２ｇは、積分部８２ｆの演算結果（出力レベル）を所定範囲内に制限する部分である。リミッタ部８２ｇは、離散的数値積分により加算した演算結果が大きくなりすぎたり小さくなりすぎたりしないように制限する。リミッタ部８２ｇは、入力信号ｕがリミット値Ｌmax よりも大きいときには、出力信号ｙをリミット値Ｌmax とし、入力信号ｕがリミット値Ｌmin よりも小さいときには、出力信号ｙをリミット値Ｌmin とする。リミッタ部８２ｇは、入力信号ｕがリミット値Ｌmax よりも小さくリミット値Ｌmax よりも大きいときには、入力信号ｕを出力信号ｙとしてそのまま出力する。
リミット値Ｌmax は、ブレ補正レンズ１２の使用環境や姿勢などを考慮して設定する。リミット値Ｌmax は、例えば、フィードフォワード量の初期値ＦＦini を加算した値が、ブレ補正レンズ１２に生ずる最大摩擦力に対抗するためのフィードフォワード量に相当する数値になるように設定することが好ましい。また、リミット値Ｌmin は、初期値ＦＦini を加算した値が、ブレ補正レンズ１２に生ずる最小摩擦力に対抗するためのフィードフォワード量に相当する数値になるように設定することが好ましい。
【００６５】
加算部８２ｈは、リミッタ部８２ｆの出力信号ｙに、フィードフォワード量の初期値ＦＦini を加算する部分である。初期値ＦＦini は、常温環境下において、ブレ補正レンズ１２を水平状態で使用するときの摩擦力を基準に決定することが好ましい。初期値ＦＦini は、例えば、ブレ補正レンズ１２を水平状態にしたときに、制御誤差が最も少なくなるフィードフォワード値である。初期値ＦＦini は、工場出荷時に、このフィードフォワード値が演算されて、ＥＥＰＲＯＭ８３に書き込まれる。加算部８２ｈは、ＥＥＰＲＯＭ８３から初期値ＦＦini を読み出して、リミッタ部８２ｆの出力信号ｙに初期値ＦＦini を加算して、フィードフォワード変数Ｕ２を演算する。加算部８２ｈは、フィードフォワード値を決定する際の数値として、このフィードフォワード変数Ｕ２をフィードフォワード調整部８２ｉに出力する。
【００６６】
フィードフォワード調整部８２ｉは、ブレ補精錬合う１２の姿勢変動に応じて、フィードフォワード値を調整する部分である。フィードフォワード調整部８２ｉは、摩擦力とフィードフォワード量との大小関係の判断結果に応じて、フィードフォワード値を調整する。フィードフォワード調整部８２ｉは、演算結果Ｕ１にフィードフォワード変数Ｕ２を乗算する。制御部８は、フィードフォワード調整部８２ｉの出力信号と、ＰＩＤ制御部８１の出力信号とを加算した結果を、駆動信号としてＰＷＭドライバ６０に出力する。
【００６７】
ＥＥＰＲＯＭ８３は、フィードフォワード調整部８２ｉが調整したフィードフォワード値を記憶する記憶部である。ＥＥＰＲＯＭ８３は、半押し動作時における比例定数Ｋｐ、積分定数Ｋｉ及び微分定数Ｋｄと、全押し動作時（露光時）における比例定数Ｋｐ、積分定数Ｋｉ及び微分定数Ｋｄと、フィードフォワード値の初期値ＦＦini とを記憶する。ＥＥＰＲＯＭ８３は、制御部８に接続されている。
【００６８】
つぎに、本発明の第１実施形態に係るブレ補正装置の動作を説明する。
図８は、本発明の第１実施形態に係るブレ補正装置の動作を説明するためのフローチャートである。
以下では、ブレ補正装置によるフィードフォワード値の自動調整を中心に説明する。図２に示すレリーズスイッチ９１が半押し動作されると、カメラボディ２から交換レンズ１に電源が供給される。本フローチャートは、レンズ側ＣＰＵ６及び角速度センサ３０，３１などへの電源供給によってスタートする。
【００６９】
ステップ（以下、Ｓとする）１０１において、レンズ側ＣＰＵ６が初期化する。レンズ側ＣＰＵ６は、電源が供給されて立ち上がった後に初期化を行う。
【００７０】
Ｓ１０２において、レンズ側ＣＰＵ６は、半押し動作時におけるブレ補正制御に必要な初期値を読み込む。半押し動作時には、ファインダスクリーン２０上の像がある程度停止していればよく、ブレ補正制御の誤差が多少大きくてもよい。レンズ側ＣＰＵ６は、半押し動作時における比例定数Ｋｐ、積分定数Ｋｉ及び微分定数Ｋｄと、フィードフォワード値ＦＦini とをＥＥＰＲＯＭ８３から読み込む。
【００７１】
Ｓ１０３において、レンズ側ＣＰＵ６は、半押し動作時におけるブレ補正制御を開始する。ＰＩＤ制御部８１は、ブレ補正レンズ１２の中心が光軸Ｉと一致するように、駆動力発生装置４０，４１を駆動制御する。ＰＩＤ制御部８１は、ブレ補正レンズ１２が可動範囲の中心に移動した後に、目標位置信号のゲインを徐々に上げて、目標位置情報及び現在位置情報に基づいて、ブレ補正制御を開始する。
【００７２】
Ｓ１０４において、レンズ側ＣＰＵ６は、フィードフォワード値の自動調整を開始する。フィードフォワード演算部８２は、目標位置情報及び現在位置情報に基づいて、フィードフォワード値を演算する。フィードフォワード調整部８２ｉは、ブレ補正レンズ１２の姿勢変動に応じて、フィードフォワード値を自動的に調整する。ブレ補正制御の開始と同時に、フィードフォワード調整部８２ｉがフィードフォワード値の自動調整を開始すると、ブレ補正制御の開始直後における制御誤差を検出する可能性がある。このために、フィードフォワード調整部８２ｉは、ブレ補正制御を開始した後に、フィードフォワード値を自動調整する。
【００７３】
Ｓ１０５において、ボディ側ＣＰＵ９は、レリーズスイッチ９１が全押し動作しているか否かを判断する。レリーズスイッチ９１が全押し動作しているときには、Ｓ１０６に進み、レリーズスイッチ９１が全押し動作していないときには、Ｓ１１５に進む。
【００７４】
Ｓ１０６において、レンズ側ＣＰＵ６は、フィードフォワード値の自動調整を終了する。フィードフォワード調整部８２ｉは、フィードフォワード値の自動調整を終了する。
【００７５】
Ｓ１０７において、レンズ側ＣＰＵ６は、フィードフォワード値をＥＥＰＲＯＭ８３に格納する。レンズ側ＣＰＵ６は、ブレ補正制御の終了時に、フィードフォワード値をＥＥＰＲＯＭ８３に記憶する。レンズ側ＣＰＵ６は、ブレ補正制御の終了直後に調整したフィードフォワード値を最終値としてＥＥＰＲＯＭ８３に記憶する。
【００７６】
Ｓ１０８において、クイックリターンミラー２３がアップする。ボディ側ＣＰＵ９は、ミラー駆動部２４にミラーアップを指示し、クイックリターンミラー２３は、図２に示す点線位置まで撮影光路中から退避（ミラーアップ）する。
【００７７】
Ｓ１０９において、レンズ側ＣＰＵ６は、センタリング制御を開始する。露光時には、あらゆる方向のブレを補正可能なように、ブレ補正レンズ１２の可動範囲を確保する必要がある。このために、ＰＩＤ制御部８１は、ブレ補正レンズ１２の中心が光軸Ｉと一致するまで駆動力発生装置４０，４１を駆動制御する。
【００７８】
Ｓ１１０において、レンズ側ＣＰＵ６は、全押し動作時（露光時）におけるブレ補正制御に必要な初期値を読み込む。レンズ側ＣＰＵ６は、全押し動作時における比例定数Ｋｐ、積分定数Ｋｉ及び微分定数Ｋｄと、全押し動作を認識した直後（ブレ補正制御の終了直後）のフィードフォワード値とをＥＥＰＲＯＭ８３から読み込む。
【００７９】
Ｓ１１１において、レンズ側ＣＰＵ６は、露光時におけるブレ補正制御を開始する。交換レンズ１及びカメラボディ２は、露光時には通常停止しており摩擦力の変動も少ないために、フィードフォワード調整部８２ｉは、露光時にはフィードフォワード値を自動調整しない。このために、フィードフォワード値は、露光時には一定値に保持（固定）することが好ましい。制御部８は、ＰＩＤ制御部８１の出力信号と、露光動作を開始する直前のフィードフォワード値とに基づいて、駆動力発生装置４０，４１を駆動制御する。
【００８０】
Ｓ１１２において、露光が行われる。図示しないフィルム巻き上げ機構部によってフィルムの巻き上げなどの一連の撮影動作が行われる。
【００８１】
Ｓ１１３において、レンズ側ＣＰＵ６は、半押し動作時におけるブレ補正制御に必要な初期値を読み込む。レンズ側ＣＰＵ６は、露光時におけるブレ補正制御が終了した後に、半押しタイマ９２がＯＮ動作を維持している間は、半押し動作時のブレ補正制御を行う。レンズ側ＣＰＵ６は、半押し動作時における比例定数Ｋｐ、積分定数Ｋｉ及び微分定数ＫｄをＥＥＰＲＯＭ８３から読み込む。レンズ側ＣＰＵ６は、ＰＩＤ制御部８１の出力信号と、露光動作時に使用したフィードフォワード値とに基づいて、駆動力発生装置４０，４１を駆動制御する。
【００８２】
Ｓ１１４において、レンズ側ＣＰＵ６は、半押し動作時におけるブレ補正制御に移行する。レンズ側ＣＰＵ６は、半押し動作時における比例定数Ｋｐ、積分定数Ｋｉ及び微分定数Ｋｄを使用することにより、露光時におけるブレ補正制御から半押し動作時におけるブレ補正制御に移行して、Ｓ１０４に進む。
【００８３】
Ｓ１１５において、ボディ側ＣＰＵ９は、半押しタイマ９２がタイムアウトしているか否かを判断する。半押しタイマ９２がタイムアウトしているときには、Ｓ１１６に進み、半押しタイマ９２がタイムアウトしていないときには、Ｓ１０５に戻る。
【００８４】
Ｓ１１６において、レンズ側ＣＰＵ６は、フィードフォワード値の自動調整を終了する。フィードフォワード調整部８２ｉは、フィードフォワード値の自動調整を終了する。
【００８５】
Ｓ１１７において、レンズ側ＣＰＵ６は、フィードフォワード値をＥＥＰＲＯＭ８３に格納する。レンズ側ＣＰＵ６は、ブレ補正制御の終了後に、フィードフォワード値を最終値としてＥＥＰＲＯＭ８３に記憶する。
【００８６】
Ｓ１１８において、レンズ側ＣＰＵ６は、半押し動作時におけるブレ補正制御を終了する。
【００８７】
本発明の第２実施形態に係るブレ補正装置は、第１実施形態の効果に加えて、以下に記載するような効果を有する。
（１） ブレ補正装置は、ブレ補正レンズ１２の姿勢変動に応じて、フィードフォワード値を調整するフィードフォワード調整部８２ｉを備えている。
このために、ブレ補正レンズ１２の姿勢が変動して、摩擦力が大きく変動しても、摩擦力の変動を考慮してブレ補正レンズ１２を駆動することができる。
【００８８】
（２） ブレ補正装置は、目標位置情報の絶対値と現在位置情報の絶対値との差分（入力信号）ｕが、所定値ＦＡmin ＜入力信号ｕ＜所定値ＦＡmax の範囲内であるか否か、所定値−ＦＡmax ＜入力信号ｕ＜所定値−ＦＡmin の範囲内であるか否かを判断する比較部８２ｅを備えている。
その結果、制御サンプリング時間、角速度センサ３０，３１の分解能、ノイズなどによって定常的に発生する制御誤差以上又は制御誤差以下に、所定値ＦＡmin ，−ＦＡmax が設定されているために、この制御誤差によってフィードフォワード量が変動するのを防止することができる。
また、外乱やその他の影響によって入力信号ｕが急激に大きくなったときに、フィードフォワード量を一旦大きく動かしてしまうと、このフィードフォワード量を正常な値に引き戻すのに時間がかかる。このために、フィードフォワード量を引き戻すまでに、レリーズスイッチ９１がＯＮ動作すると、ブレ補正が不十分な写真ができてしまう可能性がある。比較部８２ｅは、所定値ＦＡmax ，−ＦＡmin を設定しているために、入力信号ｕが急激に大きくなって、フィードフォワード量が大きく変動するのを防止することができる。
【００８９】
（３） ブレ補正装置は、フィードフォワード調整部８２ｉによって調整されたフィードフォワード値を記憶するＥＥＰＲＯＭ８３を備えている。
このために、経年変化や使用環境などによって摩擦力の定常値が変化して、工場出荷時のフィードフォワード値と、前回のブレ補正制御の終了時に記憶したフィードフォワード値とが毎回変わっても、ＥＥＰＲＯＭ８３にフィードフォワード値の初期値ＦＦini として書き込むことができる。
【００９０】
（他の実施形態）
本発明は、以上説明した実施形態に限定するものではなく、以下に記載するように、種々の変形又は変更が可能であって、これらも本発明の均等の範囲内である。
（１） 本発明の実施形態は、最も基本的なＰＩＤ制御部８１を例に挙げて説明したが、ＰＩＤ制御以外の他の制御方法でもよい。
【００９１】
（２） 本発明の実施形態は、現在の目標位置情報から４サンプリング前の目標位置情報を微分値演算部８２ａによって減算しているが、これに限定するものではない。
例えば、フィードフォワード演算部８２の出力信号の遅れが小さく、かつ、ノイズの影響を緩和できるときには、４サンプリング前の目標位置情報よりもさらに前の目標位置情報を利用してもよい。
【００９２】
（３） 本発明の実施形態は、フィードフォワード調整部８２ｉによってフィードフォワード値を調整する場合を例に挙げて説明したが、これに限定するものではない。
例えば、環境温度や湿度などの変化によって摩擦力が変わらない場合には、ブレ補正レンズ１２の姿勢を検出する姿勢検出センサを設け、この姿勢検出センサの検出結果に応じてフィードフォワード値を調整してもよい。
また、駆動力発生装置４０，４１が電磁的なアクチュエータであるときには、この駆動電圧のＤＣ値からブレ補正レンズ１２の姿勢を推測することができる。例えば、Ｘ軸及びＹ軸のＤＣ成分値が大きく異なる場合には、ブレ補正レンズ１２の姿勢が水平状態である可能性が高い。ＤＣ成分の大きい軸が重力方向であり、ブレ補正レンズ１２の姿勢が変化すると、Ｘ軸及びＹ軸のＤＣ成分値が接近する。このために、Ｘ軸及びＹ軸における駆動電圧のＤＣ成分を比較することによって、ブレ補正レンズ１２の姿勢を間接的に推測し、フィードフォワード値を調整することができる。
さらに、姿勢検出センサによる調整方法とＤＣ成分の比較による調整方法とを利用することもできる。
【００９３】
（４） 本発明の実施形態は、ガイド面１４ａと鋼球１５ａとの間に発生する摩擦力が、ブレ補正レンズ１２の姿勢変動に応じて変化する場合を例に挙げて説明したが、これに限定するものではない。
例えば、温度や湿度の変化などによって摩擦力が変動する場合についても、本発明を適用することができる。
【００９４】
（５） 本発明の実施形態は、比例定数Ｋｐ、積分定数Ｋｉ及び微分定数Ｋｄを半押し動作時と全押し動作時とで異なる値としているが、同じ値でもよい。
また、比例定数Ｋｐ、積分定数Ｋｉ及び微分定数Ｋｄを半押し動作時と全押し動作時とで異なる値にするときには、駆動音が大きくならないように、半押し動作時の値を低めに設定することが好ましい。
【００９５】
（６） 本発明の実施形態は、一眼レフスチルカメラの交換レンズ１にブレ補正装置を搭載した場合を例に挙げて説明したが、レンズ交換が不可能なレンズ一体型のカメラや中間アダプタについても、本発明を適用することができる。
また、ディジタルスチルカメラ、ビデオカメラなどの撮像装置や、双眼鏡、望遠鏡などの光学装置などにも本発明を適用することができる。
【００９６】
【発明の効果】
以上詳しく説明したように、本発明によれば、ブレ補正光学系を保持する保持部材と、この保持部材を移動自在にガイドするガイド部材との間に発生する摩擦力の変動を打ち消すように、ブレ補正光学系を駆動する駆動部の制御を変更するので、ブレ補正制御の誤差が少なくなりブレを正確に補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るブレ補正装置を搭載したカメラシステムの斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るブレ補正装置を搭載したカメラシステムのブロック図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るブレ補正装置の支持機構部の断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係るブレ補正装置の制御部のブロック図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係るブレ補正装置のフィードフォワード演算部の出力結果を示す図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係るブレ補正装置の制御部のブロック図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係るブレ補正装置における摩擦力とフィードフォワード量との関係を示す図である。
【図８】本発明の第１実施形態に係るブレ補正装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図９】従来のブレ補正装置の目標駆動波形及びレンズ駆動波形を示す図である。
【符号の説明】
１ 交換レンズ
２ カメラボディ
６ レンズ側ＣＰＵ
７ 目標位置変換部
８ 制御部
１２ ブレ補正レンズ
１４ レンズ枠
１５ 支持機構部
３０，３１ 角速度センサ
４０，４１ 駆動力発生装置
５０，５１ 位置検出装置
８０，８２ フィードフォワード演算部
８１ ＰＩＤ制御部
８０ａ，８２ａ 微分値演算部
８０ｂ，８２ｂ リミッタ部
８２ｃ，８２ｄ 絶対値演算部
８２ｅ 比較部
８２ｉ フィードフォワード調整部
８３ ＥＥＰＲＯＭ
Claims (12)
- ブレを検出するブレ検出部と、
ブレを補正するブレ補正光学系と、
前記ブレ補正光学系を保持する保持部材と、
前記保持部材を移動自在にガイドするガイド部材と、
前記ブレ補正光学系を駆動する駆動部と、
前記ブレ検出部の出力信号に基づいて、前記ブレ補正光学系の目標駆動位置を演算する目標位置演算部と、
前記目標位置演算部の出力信号に基づいて、前記摩擦力の変動を打ち消すように前記ブレ補正光学系を駆動するためのフィードフォワード値を演算するフィードフォワード演算部と、
前記駆動部を駆動制御する制御部とを含み、
前記制御部は、前記目標位置演算部及び前記フィードフォワード演算部の出力信号に基づいて、前記保持部材と前記ガイド部材との間に発生する摩擦力の変動を打ち消すように、前記駆動部の制御を変更すること、を特徴とするブレ補正装置。 - 請求項１に記載のブレ補正装置において、
前記目標位置演算部の出力信号の微分値を演算する微分値演算部と、
前記微分値演算部の出力レベルを所定範囲内に制限する微分値制限部とを含み、
前記フィードフォワード演算部は、前記微分値制限部の出力信号に基づいて、前記フィードフォワード値を演算すること、を特徴とするブレ補正装置。 - ブレを検出するブレ検出部と、
ブレを補正するブレ補正光学系と、
前記ブレ補正光学系を保持する保持部材と、
前記保持部材を移動自在にガイドするガイド部材と、
前記ブレ補正光学系を駆動する駆動部と、
前記ブレ検出部の出力信号に基づいて、前駆ブレ補正光学系の目標駆動位置を演算する目標位置演算部と、
前記ブレ補正光学系の現在位置を検出する位置検出部と、
前記目標位置演算部の出力信号に基づいて、前記摩擦力の変動を打ち消すように前記ブレ補正光学系を駆動するためのフィードフォワード値を演算するフィードフォワード演算部と、
前記ブレ補正光学系の姿勢変動に応じて、前記フィードフォワード値を調整するフィードフォワード調整部と、
前記駆動部を駆動制御する制御部とを含み、
前記制御部は、前記目標位置演算部、前記位置検出部及び前記フィードフォワード調整部の出力信号に基づいて、前記保持部材と前記ガイド部材との間に発生する摩擦力の変動を打ち消すように、前記駆動部を駆動制御すること、を特徴とするブレ補正装置。 - 請求項３に記載のブレ補正装置において、
前記目標位置演算部の出力信号の微分値を演算する微分値演算部と、
前記微分値演算部の出力レベルを所定範囲内に制限する微分値制限部とを含み、
前記フィードフォワード演算部は、前記微分値制限部の出力信号に基づいて、前記フィードフォワード値を演算し、
前記フィードフォワード調整部は、前記目標位置演算部及び前記位置検出部の出力信号に基づいて、前記フィードフォワード値を調整すること、を特徴とするブレ補正装置。 - 請求項３又は請求項４に記載のブレ補正装置において、
前記目標位置演算部の出力信号の絶対値と前記位置検出部の出力信号の絶対値との差分に基づいて、前記摩擦力と前記フィードフォワード値とを比較する比較部を備え、
前記フィードフォワード調整部は、前記比較部の比較結果に応じて、前記フィードフォワード値を調整すること、を特徴とするブレ補正装置。 - 請求項３から請求項５までのいずれか１項に記載のブレ補正装置において、
ブレ補正動作終了後に、前記フィードフォワード調整部によって調整されたフィードフォワード値を記憶する記憶部を備えること、を特徴とするブレ補正装置。 - 請求項３から請求項６までのいずれか１項に記載のブレ補正装置において、
前記制御部は、撮影動作を開始するときには、撮影動作を開始する直前の前記フィードフォワード値を保持して、前記駆動部を駆動制御すること、
を特徴とするブレ補正装置。 - ブレ補正光学系を駆動部によって駆動してブレを補正するブレ補正方法において、
ブレ検出部の出力信号に基づいて、前記ブレ補正光学系を目標位置に駆動するための目標位置情報を演算し、
前記目標位置情報に基づいて、前記ブレ補正光学系を保持する保持部材とこの保持部材を移動自在にガイドするガイド部材との間に発生する摩擦力の変動を打ち消すように前記ブレ補正光学系を駆動するためのフィードフォワード値を演算し、
前記目標位置情報及び前記フィードフォワード値に基づいて、前記駆動部を駆動制御すること、を特徴とするブレ補正方法。 - 請求項８に記載のブレ補正方法において、
前記目標位置情報の微分値を演算し、この微分値の出力レベルを所定範囲内に制限して前記フィードフォワード値を演算すること、を特徴とするブレ補正方法。 - ブレ補正光学系を駆動部によって駆動してブレを補正するブレ補正方法において、
ブレ検出部の出力信号に基づいて、前記ブレ補正光学系を目標位置に駆動するための目標位置情報を演算し、
前記目標位置情報に基づいて、前記ブレ補正光学系を保持する保持部材とこの保持部材を移動自在にガイドするガイド部材との間に発生する摩擦力の変動を打ち消すように前記ブレ補正光学系を駆動するためのフィードフォワード値を演算し、
前記ブレ補正光学系の姿勢変動に応じて、前記フィードフォワード値を調整し、
前記目標位置情報、現在位置情報及び調整後のフィードフォワード値に基づいて、前記摩擦力の変動を打ち消すように、前記駆動部を駆動制御すること、を特徴とするブレ補正方法。 - 請求項１０に記載のブレ補正方法において、
前記目標位置情報の微分値を演算し、この微分値の出力レベルを所定範囲内に制限して前記フィードフォワード値を演算し、
前記目標位置情報及び前記現在位置情報に基づいて、前記フィードフォワード値を調整すること、を特徴とするブレ補正方法。 - 請求項１０又は請求項１１に記載のブレ補正方法において、
前記目標位置情報の絶対値と前記現在位置情報の絶対値との差分に基づいて、前記摩擦力と前記フィードフォワード値とを比較し、その比較結果に応じて前記フィードフォワード値を調整すること、を特徴とするブレ補正方法。
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