JP4396117B2 - ブレ補正装置及び光学装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
本発明は、カメラ、レンズ、ビデオ、双眼鏡等の光学装置でレンズの一部又は全部を動かすことにより像ブレを補正するブレ補正装置及び光学装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のブレ補正装置は、カメラのブレを防止するために、カメラの振れを検知し、カメラの振れに沿って、レンズの一部を動かすことにより、フィルム面上の像ブレを補正するものである。
【０００３】
図９は、カメラのブレを補正するブレ補正システムの概念図である。
カメラ２のブレは、６自由度を有しており、３自由度の回転運動であるピッチング・ヨーイング・ローリング運動と、３自由度の並進運動であるＸ・Ｙ・Ｚ方向の運動とに分けられる。カメラのブレ補正は、通常、ピッチング，ヨーイングの２自由度の運動に対して行っている。
【０００４】
カメラのブレ運動は、角速度センサ３ｘ，３ｙによりモニタされる。角速度センサ３ｘ，３ｙは、通常回転により生じるコリオリ力を検出する圧電振動式角速度センサであって、角速度センサ３ｘは、ピッチングブレ検出用の角速度計であり、角速度センサ３ｙは、ヨーイングブレ検出用の角速度計である。
【０００５】
ブレ補正を行う場合には、この角速度センサ３ｘ，３ｙの出力をＣＰＵ２０に送り、ＣＰＵ２０は、ブレ補正レンズ４の目標駆動位置を算出する。ＣＰＵ２０は、ブレ補正レンズ４を目標駆動位置に駆動するために、電圧ドライバー３２ｘ，３２ｙに指示信号を送り、電圧ドライバー３２ｘ，３２ｙは、この指示信号に沿ってそれぞれＶＣＭ６ｘ，６ｙへの電力供給を行う。このＶＣＭ６ｘ，６ｙによって、ブレ補正レンズ４が駆動される。このようにブレに応じてブレ補正レンズ４を駆動することにより、ブレ補正を行うことができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、近年、３脚固定時のブレ（３脚ブレ）も問題視されている。３脚にカメラを固定しても像ブレを生じてしまうことは周知である。そのブレ角は、０．００１〜０．０１ｄｅｇ程度あり、焦点距離４００ｍｍの望遠型レンズを用いて撮影を行うと、像面において７０μｍ程度のブレとなる。
３脚固定時の３脚ブレを補正する場合に、３脚固定時のセンタバイアスの影響を考慮する必要がある。センタバイアス技術は、補正範囲をピッチ方向、ヨー方向にそれぞれ均等に持たせるために用いられている。具体的には、センタバイアスを掛けることにより、ブレ補正レンズ４を可動範囲の中心付近に位置させ、Ｘ及びＹ方向（図中、ブレ補正レンズ４の座標軸に対応）の可動量をほぼ均等にすることが可能となる。
【０００７】
しかし、３脚固定時に、ブレ補正レンズ４にブレが加わらなくなると、ブレ補正レンズ４は、センタバイアスの影響で、ブレ補正レンズ４の可動中心に向かって、ゆっくりと動き出してしまう。このブレ補正レンズ４の動きによって、ファインダー内の像も移動することになる。この像の移動は、撮影者等にとって、不快な動きとなる。
【０００８】
本発明の課題は、３脚固定時に、ブレ補正レンズが可動中心に向かって動き出すことを抑え、像の不快な動きを抑制することができるブレ補正装置及び光学装置を提供することである。
【０００９】
【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、これに限定されるものではない。すなわち、請求項１の発明は、振れを検出する振れ検出部（３）と、像ブレを補正するブレ補正部（４）と、前記ブレ補正部（４）を駆動する駆動部（６）と、前記ブレ補正部（４）の位置を検出する位置検出部（７）と、前記振れ検出部（３）の出力から前記ブレ補正部（４）の目標位置信号（Ｉｃ）を演算し、前記目標位置信号（Ｉｃ）に基づいて、前記駆動部（６）を制御する駆動制御部（２０，Ｓ１０２，１０３，１１１，１１２，１１３）と、前記位置検出部（７）から得られた位置情報（Ｉｒ）又は前記目標位置信号（Ｉｃ）に基づいて、前記目標位置信号（Ｉｃ）に対して、前記ブレ補正部（４）が所定の向心位置へ向かうようにバイアスを与えるバイアス部（２０，Ｓ１０１）と、前記バイアス部（２０，Ｓ１０１）の前記向心位置を修正するバイアス修正部（２０，Ｓ１０４〜１１０）と、を備えたブレ補正装置であって、前記振れ検出部の出力から前記ブレ補正装置が搭載された機器の支持状態が手持ちか固定かを、前記ブレ補正部による補正が開始されてから補正が停止するまで繰り返し判定する支持状態判定部（２０，Ｓ１０４）を備え、前記バイアス修正部は、前記支持状態判定部が手持ちであると判定したとき、前記ブレ補正部の可動中心位置を前記向心位置とし、前記支持状態判定部が手持ちであると判定した後に固定であると判定したとき、前記向心位置を前記可動中心位置から前記固定であると判定されたときの前記ブレ補正部の位置に修正すること、を特徴とするブレ補正装置である。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１に記載のブレ補正装置において、前記バイアス修正部は、前記支持状態判定部が固定と判定した場合に前記ブレ補正部を前記向心位置へ向かわせる前記バイアスの力が、前記支持状態判定部が手持ちと判定した場合に前記ブレ補正部を前記向心位置へ向かわせる前記バイアスの力よりも強くなるように前記バイアスの力を修正すること、を特徴とするブレ補正装置である。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載のブレ補正装置において、前記振れ検出部で検出した信号の高周波数ノイズ成分を除去するローパスフィルタを備え、前記駆動制御部は、前記支持状態判定部が固定と判定した場合に、前記ローパスフィルタのパラメータを高周波側に変更すること、を特徴とするブレ補正装置である。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のブレ補正装置を含むことを特徴とする光学装置である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面等を参照しながら、本発明の実施形態について、更に詳しく説明する。
図１は、本発明によるブレ補正システム１００の実施形態の概要を示すブロック図である。なお、本明細書中、ブレ補正とは、ピッチング方向とヨーイング方向の補正を行うことをいう。また、図１では、ピッチング方向のブレ補正システム１００について説明するが、ヨー方向のブレ補正システムに関しても同様である。また、カメラ２は、図９で示したカメラ２のＹＺ平面での断面図に対応しており、同一部材には、同一符号を付し、重複部分についての説明を適宜省略する。
【００１４】
本実施形態によるブレ補正システム１００は、カメラ２、レンズＣＰＵ２０等を備えている。カメラ２とレンズＣＰＵ２０は、ローパスフィルタ（以下、適宜ＬＰＦとする）３１、電圧ドライバー３２ｘ，３２ｙ等を介して接続されている。また、レンズＣＰＵ２０は、レンズ接点３３を介して、ボディＣＰＵ４０、レリーズスイッチ４１等に接続されている。
カメラ２は、鏡筒１等を備えている。鏡筒１は、撮影光学系のレンズ９，１０，１１と、レンズ９，１０，１１の支持台１２，１３，１４と、角速度センサ３と、ブレ補正レンズ４と、ブレ補正レンズ４を固定するためのレンズ室５と、ブレ補正レンズ４を駆動するためのＶＣＭ６と、ブレ補正レンズ４の位置を検出するための補正レンズ位置検出部７と、ブレ補正レンズ４のロック部８と、ブレ補正ＳＷ１５等を備えている。また、ブレ補正レンズ４は、ピッチング方向のブレによる光軸１６の傾きを補正するように上下に移動できる。
【００１５】
以下、各部材の機能等について詳しく説明する。
図２は、角速度センサ３の支持構造を示す図である。
角速度センサ３は、振れを検出する振動ジャイロ型のセンサであり、図２に示すように、弾性支持されている。この角速度センサ３は、電気基板１８のランド部（不図示）に半田付けされている。電気基板１８は、穴部１８ａを有し、この穴部１８ａには、ブチルゴム製等のブッシュ部１９がはめ込まれ、ネジ１７によって鏡筒１に固定されている。
【００１６】
ブッシュ部１９を用いる理由は、一連の露光シーケンス中、ミラーのアップ、ダウン動作やシャッタ走行に伴うインパルス的な衝撃を角速度センサ３に伝わり難くするためである。
また、ブッシュ部１９の硬度について説明する。カメラを３脚に固定した際に生じる振れの周波数帯域は約４〜３５Ｈｚであり（図３参照）、撮影者がカメラを手でホールドしたときの振れの周波数帯域に比べて高いので、ブッシュ部１９の硬度を低くすると３脚振れの周波数に対して角速度センサ３の出力に遅れを生じてしまう。そのため、ブッシュ部１９の硬度は、３脚振れの周波数より高い共振周波数で支持されるように設定されている。
【００１７】
図１の説明に戻る。角速度センサ３の出力は、ローパスフィルタ３１を介して高周波数ノイズ成分の除去を行う。次に、Ａ／Ｄコンバータで量子化され、レンズＣＰＵ２０内に入力される。
レンズＣＰＵ２０内に入力された角速度データω１は、その中心レベルを得るために、ＬＰＦ処理部２１でＬＰＦ処理が行われる。また、このＬＰＦ処理は、角速度センサ３のドリフトの影響を排除する機能も兼ねている。
【００１８】
ＬＰＦ処理では、カットオフ周波数ｆｃの異なるＬＰＦ１とＬＰＦ２を選択的に用いる。
ＬＰＦ１は、通常撮影用のカットオフ周波数を有するフィルターであり、例えば、０．１Ｈｚ程度のカットオフ周波数に設定する。
ＬＰＦ２は、３脚判定時（ブレ判定方法に関しては、後述する）に用いるフィルターであり、例えば、２Ｈｚ程度のカットオフ周波数に設定する。また、カットオフ周波数の関係は、ＬＰＦ１＜ＬＰＦ２とする。
【００１９】
ここで、カットオフ周波数の選択について説明する。
図３は、角速度センサ３のドリフト、手振れ及び３脚振れの周波数分布を示す図である。なお、横軸を周波数、縦軸をブレ角度とする。
図３に示したように、手持ち撮影時の振れの周波数帯域は、約０．１〜１０Ｈｚ、３脚固定時の周波数帯域は、約４〜３５Ｈｚであり、周波数帯域が異なる。また、角速度センサ３は、電源投入時に、その出力にドリフトが生じる。手持ち撮影の場合には、カットオフ周波数ｆｃをＬＰＦ１に設定し、角速度センサ３のドリフト成分を極力除去するようにする。
【００２０】
３脚固定時の場合には、カットオフ周波数ｆｃをＬＰＦ２とする。３脚振れの周波数成分は、手振れの周波数成分と比較して高い周波数に位置する。また、３脚ブレ角度は、手振れに比較して小さく、相対的に角速度センサ３のドリフトの影響を受けやすくなる。
従って、３脚ブレ補正時には、ＬＰＦ処理部２１のカットオフ周波数ｆｃを手ブレ補正時のｆｃと比較して高く設定（ＬＰＦ１＜ＬＰＦ２）し、ドリフトの除去効果を高める必要がある。
【００２１】
図１の説明に戻る。ＬＰＦ処理部２１の出力ω２が角速度データω１から減算され、補正する必要のある角速度データω３が演算により求められる。
速度バイアス処理部２２は、減算後の角速度データω３から速度バイアスデータｓ１を減算する。速度バイアス処理は、ブレ補正レンズ４にバイアス中心位置Ｂｉｎｉへの向心力を与えるためのものである。この速度バイアスデータｓ１は、補正レンズ位置検出部７で検出された補正レンズ位置情報ｌｒから、バイアス中心位置Ｂｉｎｉを減算処理した後に、速度バイアステーブルを乗算して求められる。バイアス中心位置Ｂｉｎｉは変数である。
【００２２】
ここで、速度バイアステーブルについて説明する。
図４は、速度バイアス処理部２２で用いられる速度バイアステーブルを示す図である。なお、横軸を補正レンズ位置ｌｒ、縦軸を速度バイアスデータｓ１とする。
速度バイアスデータｓ１は、補正レンズ位置ｌｒの３次関数である。速度バイアス定数ＫＢは、通常撮影用のＫＢ１と３脚判定時のＫＢ２と２種類の定数を有している。ＫＢ１とＫＢ２の関係は、ＫＢ１＜ＫＢ２であり、３脚判定時の方がよりセンタバイアス力は強く作用する。これは、３脚固定時のブレ量が小さいために、角速度センサ３のドリフトによって、ブレ補正レンズ４が過剰に動いてしまうのを防ぐためである。
また、本実施形態では、速度バイアステーブルを３次関数としたが、２次又は１次としてもよい。また、速度バイアスデータｓ１の演算に、補正レンズ位置ｌｒの代わりに、補正レンズ目標位置ｌｃを用いても同等の結果が得られることは自明である。
【００２３】
図１の説明に戻る。速度バイアスデータｓ１を角速度データω３から減算後に（角速度データω４＝ω３−ｓ１とする）、目標速度変換部２３は、ズームエンコーダ２４から得られる焦点距離情報ｆと、フォーカシングエンコーダ２５により得られる被写体（絶対）距離情報Ｄと、ＥＥＰＲＯＭ２６に書き込まれたレンズ固有の情報αとに基づいて、角速度データω４を、ブレ補正レンズ４の目標速度情報Ｖｃに変換する。
目標速度情報Ｖｃは、以下の数式で算出される。
Ｖｃ＝β×Ｄ×ω４／α
β：横倍率（焦点距離情報ｆと被写体距離情報Ｄとから算出される値）
α：ブレ補正係数（ブレ補正レンズ４の駆動量に対するフィルム面上での補正比）
ブレ補正レンズ４の目標速度情報Ｖｃは、積算演算部２７に入力され目標位置情報ｌｃに変換され、制御部２８に入力される。制御部２８は、ブレ補正レンズ４の目標位置情報ｌｃ通りにブレ補正レンズ４が駆動されるように追従制御を行う。制御部２８の入力部は、ブレ補正レンズ４の目標位置情報ｌｃであり、また、もう一つの入力部は、補正レンズ位置検出部７によって得られたブレ補正レンズ４の位置情報ｌｒである。
【００２４】
制御部２８は、ブレ補正レンズ４の目標位置情報ｌｃとレンズ位置情報ｌｒの偏差を用いてＰＩＤ制御を行う。
図５は、制御部２８の動作原理を示すブロック図である。
制御部２８は、まず、目標位置情報ｌｃからレンズ位置情報ｌｒを減算し、その数値に比例定数Ｋｐを乗算する（比例項）。
更に、目標位置情報ｌｃからレンズ位置情報ｌｒを減算した結果と、１サンプリング前の減算した情報とを加算し、その数値に積分定数Ｋｉを乗じる（積分項）。
また、目標位置情報ｌｃからレンズ位置情報ｌｒを減算した結果から、１サンプリング前の減算した情報を減算し、その数値に微分定数Ｋｄを乗算する（微分項）。ここで、ＺはＺ変換を表し、１／Ｚは１サンプリング前の情報を示す。
比例定数Ｋｐを掛けた結果と積分定数Ｋｉを掛けた結果と微分定数Ｋｄを掛けた結果、全てを加算しＰＩＤ制御部の出力とする。
【００２５】
図１の説明に戻る。制御部２８の出力は、デジタル駆動信号として、Ｄ／Ａコンバータを介して、電圧ドライバー３２ｘ，３２ｙに入力される。電圧ドライバー３２ｘは、駆動信号に対し、スイッチングを行い、ブレ補正レンズ４の駆動用ＶＣＭ６のコイル部（不図示）に電圧を印加し、ＶＣＭ６の駆動を行う。また、ブレ補正レンズ４の位置は、補正レンズ位置検出部７によってモニタされ、Ａ／Ｄコンバータを介して、レンズＣＰＵ２０内の制御部２８にフィードバックされる。また、レンズＣＰＵ２０は、電圧ドライバー３２ｙを介して、ロック部８への通電を制御し、ブレ補正レンズ４のロック、アンロックの駆動指示を行うことができる。
【００２６】
レンズＣＰＵ２０は、レンズ接点３３を介して、ボディＣＰＵ４０と通信を行う。ボディＣＰＵ４０には、レリーズスイッチ４１の情報が入力され、レリーズスイッチ４１が半押し又は全押しされたかを検知することができる。レリーズスイッチ４１の半押しＯＮに同期して、ボディＣＰＵ４０からブレ補正開始コマンドが、また、半押しＯＦＦに同期して、ブレ補正停止コマンドがレンズＣＰＵ２０に送られる。
【００２７】
レンズＣＰＵ２０は、ブレ補正ＳＷ１５の状態をモニタする。レンズＣＰＵ２０は、ブレ補正ＳＷ１５がＯＮであれば、ブレ補正制御を行い、ブレ補正ＳＷ１５がＯＦＦであれば、カメラ２からのブレ補正開始コマンドを無視して、ブレ補正制御を行わない。
【００２８】
次に、ブレ判定方法について説明する。
図６は、ブレ判定の処理を詳細に示す図である。なお、この処理は、後述する図７のステップＳ１０４に対応している。
ブレ判定は、カメラが手持ちの状態か、３脚などに固定された状態かを判断するものである。ブレ判定は、角速度センサ３のドリフト成分を除去した角速度データω３（図１参照）に対して行う。また、手持ちのときに検出される角速度データω３は、３脚などに固定されているときと比較して振幅が大きく、周波数も低くなる。一方、固定されているときに検出される角速度データω３は、振幅が小さく、周波数が高い。
【００２９】
そこで、図６に示すように、振幅値にしきい値ωｋを設定し、サンプリング間隔ｓｔで振幅値を取り込み、しきい値ωｋと振幅値の大小を比較し、しきい値より大きい回数を一定時間（ｎ×ｓｔ時間）カウントする。
図中では、丸で囲んだ部分がカウントされる。カウント回数ｋが一定時間内に、あるしきい回数ｒより大きくなった場合（ｒ＝＜ｋ）に、手ブレと判定する。逆に、カウント回数がｒ＞ｋであれば３脚固定と判断する。判定を終了すると、カウント回数ｋを０にリセットする。
【００３０】
図７は、本発明によるブレ補正システム１００でのバイアス中心位置の選択方法に関するフローチャートである。なお、以下の各ステップ（Ｓ１０１〜１１３）は、レンズＣＰＵ２０の各処理を示している。フロー図は、ブレ補正ＳＷ１５がＯＮの状態で、レリーズ半押しＯＮとなって、ブレ補正が開始される時点から示す。
【００３１】
ステップＳ１０１で初期値設定が行われる。初期設定では、３脚用のカットオフ周波数ｆｃ＝ＬＰＦ２、バイアス定数ＫＢ＝ＫＢ２が設定される。また、バイアス中心位置Ｂｉｎｉをロック中心位置に、目標レンズ位置ｌｃをロック中心位置に設定し、さらに、ＦＬＡＧ＝１に設定する。
ここで、ＦＬＡＧについて説明すると、ＦＬＡＧは、３脚固定用のカットオフ周波数とバイアス定数が設定された場合に、ＦＬＡＧ＝１を設定し、一方、手振れ用のカットオフ周波数とバイアス定数が設定された場合に、ＦＬＡＧ＝０を設定する。
【００３２】
ステップＳ１０２では、制御が開始され、ブレ補正レンズ４が目標レンズ位置ｌｃ（この場合は、ロック中心位置）に向かって移動し、ロック解除可能な状態とする。
ステップＳ１０３では、ロックが解除される。
ステップＳ１０４では、ブレ判定がなされる（図６参照）。手ブレであると判断されればステップＳ１０５へ、３脚固定であると判断されればステップＳ１０６へ進む。
ステップＳ１０５では、手振れ用のカットオフ周波数ｆｃ＝ＬＰＦ１、バイアス定数ＫＢ＝ＫＢ１が設定され、さらに、バイアス中心位置Ｂｉｎｉをロック中心位置に設定する。次のステップＳ１０７においてＦＬＡＧが０に設定され、ステップＳ１１０へ進む。
【００３３】
一方、ステップＳ１０４のブレ判定において３脚固定であると判断された場合に、ステップＳ１０６に進み、ＦＬＡＧ＝０か否か判定される。ＦＬＡＧ＝０がＹｅｓであれば、前回のブレ判定において手ブレと判定されていたことを意味するので、次のステップＳ１０８に進み、３脚用のｆｃ＝ＬＰＦ２、バイアス定数ＫＢ＝ＫＢ２とし、バイアス中心位置Ｂｉｎｉを現在のレンズ位置ｌｒに設定する。
但し、バイアス中心位置Ｂｉｎｉは、ブレ補正レンズ４のソフトリミットに対し、余裕を持たせる必要がある。この理由は、ブレ補正レンズ４がソフトリミットに達すると、ブレ補正効果を失ってしまうからである。具体的には、バイアス中心位置Ｂｉｎｉがソフトリミット近傍にある場合、ブレ補正レンズ４は、バイアス中心位置Ｂｉｎｉを駆動中心として動作することになり、ブレ補正レンズ４がソフトリミットに達する可能性が高くなってしまうことを想定している。
【００３４】
ステップＳ１０９でＦＬＡＧ＝１とし、ステップＳ１１０へ進む。ステップＳ１０６において、ＦＬＡＧ＝０がＮｏと判断された場合に、前回のブレ判定でも３脚固定と判定されていたことを意味するので、バイアス中心位置Ｂｉｎｉの再設定は行わず、そのままステップＳ１０９へ進む。ステップＳ１０９ではＦＬＡＧ＝１に設定され、ステップＳ１１０へ進む。
【００３５】
ステップＳ１１０では、ブレ補正ストップか否か判断され、ＹｅｓならステップＳ１１１へ進み、ブレ補正レンズ４をロック可能な位置に移動させ、制御停止となる。続くステップＳ１１２でロックがなされ、ステップＳ１１３でＥＮＤとなる。一方、ＮＯであればブレ補正継続となり、再びステップＳ１０４へ戻りブレ判定がなされる。
【００３６】
次に、図８を用いて、バイアス中心位置Ｂｉｎｉを変更することによる効果を説明する。図８（ａ）は、バイアス中心位置を変更できない従来例の波形図であり、同じく図８（ｂ）は、バイアス中心位置を変更できる本実施形態の波形図である。なお、横軸を時間ｔｉｍｅ、縦軸をブレ補正レンズ４の位置ｌｒとする。
ここで、図中ａの領域は、ブレが大きく３脚固定判定が行われなかった領域を示し、また、図中ｂの領域は、３脚固定判定が行われた領域を示す。この状況の具体例としては、３脚にカメラを固定した状態でコマンドダイヤル等の操作を行った結果、大きく揺らしてしまい、手ブレと判定され、手ブレ補正が行われ（図中ａ領域）、そして、揺れが徐々に小さくなり、３脚固定判定され、３脚ブレ補正が行われる（図中ｂ領域）という例が挙げられる。
【００３７】
図８（ａ）中の波形Ｘは、バイアス中心位置がブレ補正レンズ４の可動範囲中心位置であるｌｒ０、１ヶ所のみに設定されている場合（従来例）の波形である。従来例では、この波形Ｘに示すように、３脚固定判定されると、ブレ補正レンズ４はセンタリングされるため、現在のレンズ位置＋ｌｒ１からバイアス中心位置ｌｒ０に向かって移動する。このときファインダー内の像も、ブレ補正レンズ４の移動とともに動いてしまう。このセンタリングの移動は、手持ちのときは、ブレ量が大きいため分かり難いが、３脚固定時はブレ量が小さいので、この動きが目立つ。
【００３８】
一方、図８（ｂ）中の波形Ｙは、本実施形態に示す、バイアス中心位置Ｂｉｎｉを変更することができる場合の波形である。
本実施形態によれば、この波形Ｙに示すように、３脚判定されたときに、バイアス中心位置Ｂｉｎｉを初期設定のｌｒ０から現在のブレ補正レンズ４の補正レンズ位置＋ｌｒ１に再設定することで、現在のブレ補正レンズ４の位置を中心にバイアスをかけ、ブレ補正レンズ４がロック中心位置に向かって動き出すことを抑え、像の不快な動きを抑制することができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上詳しく説明したように、（１）位置検出部から得られたブレ補正部の位置情報、又は、振れ検出部の出力から得られたブレ補正部の目標位置信号に基づいて、この目標位置信号に対して、ブレ補正部が所定の向心位置へ向かうようにバイアスを与えると共に、この向心位置を修正できるようにしたので、３脚固定時に、ブレ補正レンズが可動中心に向かって動き出すことを抑え、像の不快な動きを抑制することができる。
【００４０】
（２）３脚固定時に、その判定時のブレ補正レンズの中心位置を、向心位置とするようにしたので、ブレ補正レンズの移動距離を小さくすることができる。
【００４１】
（３）３脚固定時に、ブレ補正レンズが向心位置に向かうバイアス量を強くするようにしたので、ブレ補正レンズが過剰に動くことを抑制することができる。
【００４２】
（４）３脚固定時に、ローパスフィルタのパラメータを高周波側に変更するようにしたので、３脚ブレに伴う高周波からノイズ成分を除去し、ブレ補正レンズの向心位置を高い精度で算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるブレ補正システム１００の実施形態の概要を示すブロック図である。
【図２】角速度センサ３の支持構造を示す図である。
【図３】角速度センサ３のドリフト、手振れ及び３脚振れの周波数分布を示す図である。
【図４】速度バイアス処理部２２で用いられる速度バイアステーブルを示す図である。
【図５】制御部２８の動作原理を示すブロック図である。
【図６】ブレ判定の処理を詳細に示す図である。
【図７】本発明によるブレ補正システム１００でのバイアス中心位置の選択方法に関するフローチャートである。
【図８】（ａ）バイアス中心位置を変更できない従来例の波形図、（ｂ）バイアス中心位置を変更できる本実施形態の波形図である。
【図９】カメラのブレを補正するブレ補正システムの概念図である。
【符号の説明】
３ 角速度センサ
４ ブレ補正レンズ
６ ＶＣＭ
７ 補正レンズ位置検出部
２０ レンズＣＰＵ
２１ ＬＰＦ処理部
２２ 速度バイアス処理部
２３ レンズ目標速度変換部
２７ 積分演算部
２８ 制御部
３１ ローパスフィルタ
１００ ブレ補正システム
Ｉｃ 補正レンズ目標位置
Ｉｒ 補正レンズ位置
本発明は、カメラ、レンズ、ビデオ、双眼鏡等の光学装置でレンズの一部又は全部を動かすことにより像ブレを補正するブレ補正装置及び光学装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のブレ補正装置は、カメラのブレを防止するために、カメラの振れを検知し、カメラの振れに沿って、レンズの一部を動かすことにより、フィルム面上の像ブレを補正するものである。
【０００３】
図９は、カメラのブレを補正するブレ補正システムの概念図である。
カメラ２のブレは、６自由度を有しており、３自由度の回転運動であるピッチング・ヨーイング・ローリング運動と、３自由度の並進運動であるＸ・Ｙ・Ｚ方向の運動とに分けられる。カメラのブレ補正は、通常、ピッチング，ヨーイングの２自由度の運動に対して行っている。
【０００４】
カメラのブレ運動は、角速度センサ３ｘ，３ｙによりモニタされる。角速度センサ３ｘ，３ｙは、通常回転により生じるコリオリ力を検出する圧電振動式角速度センサであって、角速度センサ３ｘは、ピッチングブレ検出用の角速度計であり、角速度センサ３ｙは、ヨーイングブレ検出用の角速度計である。
【０００５】
ブレ補正を行う場合には、この角速度センサ３ｘ，３ｙの出力をＣＰＵ２０に送り、ＣＰＵ２０は、ブレ補正レンズ４の目標駆動位置を算出する。ＣＰＵ２０は、ブレ補正レンズ４を目標駆動位置に駆動するために、電圧ドライバー３２ｘ，３２ｙに指示信号を送り、電圧ドライバー３２ｘ，３２ｙは、この指示信号に沿ってそれぞれＶＣＭ６ｘ，６ｙへの電力供給を行う。このＶＣＭ６ｘ，６ｙによって、ブレ補正レンズ４が駆動される。このようにブレに応じてブレ補正レンズ４を駆動することにより、ブレ補正を行うことができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、近年、３脚固定時のブレ（３脚ブレ）も問題視されている。３脚にカメラを固定しても像ブレを生じてしまうことは周知である。そのブレ角は、０．００１〜０．０１ｄｅｇ程度あり、焦点距離４００ｍｍの望遠型レンズを用いて撮影を行うと、像面において７０μｍ程度のブレとなる。
３脚固定時の３脚ブレを補正する場合に、３脚固定時のセンタバイアスの影響を考慮する必要がある。センタバイアス技術は、補正範囲をピッチ方向、ヨー方向にそれぞれ均等に持たせるために用いられている。具体的には、センタバイアスを掛けることにより、ブレ補正レンズ４を可動範囲の中心付近に位置させ、Ｘ及びＹ方向（図中、ブレ補正レンズ４の座標軸に対応）の可動量をほぼ均等にすることが可能となる。
【０００７】
しかし、３脚固定時に、ブレ補正レンズ４にブレが加わらなくなると、ブレ補正レンズ４は、センタバイアスの影響で、ブレ補正レンズ４の可動中心に向かって、ゆっくりと動き出してしまう。このブレ補正レンズ４の動きによって、ファインダー内の像も移動することになる。この像の移動は、撮影者等にとって、不快な動きとなる。
【０００８】
本発明の課題は、３脚固定時に、ブレ補正レンズが可動中心に向かって動き出すことを抑え、像の不快な動きを抑制することができるブレ補正装置及び光学装置を提供することである。
【０００９】
【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、これに限定されるものではない。すなわち、請求項１の発明は、振れを検出する振れ検出部（３）と、像ブレを補正するブレ補正部（４）と、前記ブレ補正部（４）を駆動する駆動部（６）と、前記ブレ補正部（４）の位置を検出する位置検出部（７）と、前記振れ検出部（３）の出力から前記ブレ補正部（４）の目標位置信号（Ｉｃ）を演算し、前記目標位置信号（Ｉｃ）に基づいて、前記駆動部（６）を制御する駆動制御部（２０，Ｓ１０２，１０３，１１１，１１２，１１３）と、前記位置検出部（７）から得られた位置情報（Ｉｒ）又は前記目標位置信号（Ｉｃ）に基づいて、前記目標位置信号（Ｉｃ）に対して、前記ブレ補正部（４）が所定の向心位置へ向かうようにバイアスを与えるバイアス部（２０，Ｓ１０１）と、前記バイアス部（２０，Ｓ１０１）の前記向心位置を修正するバイアス修正部（２０，Ｓ１０４〜１１０）と、を備えたブレ補正装置であって、前記振れ検出部の出力から前記ブレ補正装置が搭載された機器の支持状態が手持ちか固定かを、前記ブレ補正部による補正が開始されてから補正が停止するまで繰り返し判定する支持状態判定部（２０，Ｓ１０４）を備え、前記バイアス修正部は、前記支持状態判定部が手持ちであると判定したとき、前記ブレ補正部の可動中心位置を前記向心位置とし、前記支持状態判定部が手持ちであると判定した後に固定であると判定したとき、前記向心位置を前記可動中心位置から前記固定であると判定されたときの前記ブレ補正部の位置に修正すること、を特徴とするブレ補正装置である。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１に記載のブレ補正装置において、前記バイアス修正部は、前記支持状態判定部が固定と判定した場合に前記ブレ補正部を前記向心位置へ向かわせる前記バイアスの力が、前記支持状態判定部が手持ちと判定した場合に前記ブレ補正部を前記向心位置へ向かわせる前記バイアスの力よりも強くなるように前記バイアスの力を修正すること、を特徴とするブレ補正装置である。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載のブレ補正装置において、前記振れ検出部で検出した信号の高周波数ノイズ成分を除去するローパスフィルタを備え、前記駆動制御部は、前記支持状態判定部が固定と判定した場合に、前記ローパスフィルタのパラメータを高周波側に変更すること、を特徴とするブレ補正装置である。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のブレ補正装置を含むことを特徴とする光学装置である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面等を参照しながら、本発明の実施形態について、更に詳しく説明する。
図１は、本発明によるブレ補正システム１００の実施形態の概要を示すブロック図である。なお、本明細書中、ブレ補正とは、ピッチング方向とヨーイング方向の補正を行うことをいう。また、図１では、ピッチング方向のブレ補正システム１００について説明するが、ヨー方向のブレ補正システムに関しても同様である。また、カメラ２は、図９で示したカメラ２のＹＺ平面での断面図に対応しており、同一部材には、同一符号を付し、重複部分についての説明を適宜省略する。
【００１４】
本実施形態によるブレ補正システム１００は、カメラ２、レンズＣＰＵ２０等を備えている。カメラ２とレンズＣＰＵ２０は、ローパスフィルタ（以下、適宜ＬＰＦとする）３１、電圧ドライバー３２ｘ，３２ｙ等を介して接続されている。また、レンズＣＰＵ２０は、レンズ接点３３を介して、ボディＣＰＵ４０、レリーズスイッチ４１等に接続されている。
カメラ２は、鏡筒１等を備えている。鏡筒１は、撮影光学系のレンズ９，１０，１１と、レンズ９，１０，１１の支持台１２，１３，１４と、角速度センサ３と、ブレ補正レンズ４と、ブレ補正レンズ４を固定するためのレンズ室５と、ブレ補正レンズ４を駆動するためのＶＣＭ６と、ブレ補正レンズ４の位置を検出するための補正レンズ位置検出部７と、ブレ補正レンズ４のロック部８と、ブレ補正ＳＷ１５等を備えている。また、ブレ補正レンズ４は、ピッチング方向のブレによる光軸１６の傾きを補正するように上下に移動できる。
【００１５】
以下、各部材の機能等について詳しく説明する。
図２は、角速度センサ３の支持構造を示す図である。
角速度センサ３は、振れを検出する振動ジャイロ型のセンサであり、図２に示すように、弾性支持されている。この角速度センサ３は、電気基板１８のランド部（不図示）に半田付けされている。電気基板１８は、穴部１８ａを有し、この穴部１８ａには、ブチルゴム製等のブッシュ部１９がはめ込まれ、ネジ１７によって鏡筒１に固定されている。
【００１６】
ブッシュ部１９を用いる理由は、一連の露光シーケンス中、ミラーのアップ、ダウン動作やシャッタ走行に伴うインパルス的な衝撃を角速度センサ３に伝わり難くするためである。
また、ブッシュ部１９の硬度について説明する。カメラを３脚に固定した際に生じる振れの周波数帯域は約４〜３５Ｈｚであり（図３参照）、撮影者がカメラを手でホールドしたときの振れの周波数帯域に比べて高いので、ブッシュ部１９の硬度を低くすると３脚振れの周波数に対して角速度センサ３の出力に遅れを生じてしまう。そのため、ブッシュ部１９の硬度は、３脚振れの周波数より高い共振周波数で支持されるように設定されている。
【００１７】
図１の説明に戻る。角速度センサ３の出力は、ローパスフィルタ３１を介して高周波数ノイズ成分の除去を行う。次に、Ａ／Ｄコンバータで量子化され、レンズＣＰＵ２０内に入力される。
レンズＣＰＵ２０内に入力された角速度データω１は、その中心レベルを得るために、ＬＰＦ処理部２１でＬＰＦ処理が行われる。また、このＬＰＦ処理は、角速度センサ３のドリフトの影響を排除する機能も兼ねている。
【００１８】
ＬＰＦ処理では、カットオフ周波数ｆｃの異なるＬＰＦ１とＬＰＦ２を選択的に用いる。
ＬＰＦ１は、通常撮影用のカットオフ周波数を有するフィルターであり、例えば、０．１Ｈｚ程度のカットオフ周波数に設定する。
ＬＰＦ２は、３脚判定時（ブレ判定方法に関しては、後述する）に用いるフィルターであり、例えば、２Ｈｚ程度のカットオフ周波数に設定する。また、カットオフ周波数の関係は、ＬＰＦ１＜ＬＰＦ２とする。
【００１９】
ここで、カットオフ周波数の選択について説明する。
図３は、角速度センサ３のドリフト、手振れ及び３脚振れの周波数分布を示す図である。なお、横軸を周波数、縦軸をブレ角度とする。
図３に示したように、手持ち撮影時の振れの周波数帯域は、約０．１〜１０Ｈｚ、３脚固定時の周波数帯域は、約４〜３５Ｈｚであり、周波数帯域が異なる。また、角速度センサ３は、電源投入時に、その出力にドリフトが生じる。手持ち撮影の場合には、カットオフ周波数ｆｃをＬＰＦ１に設定し、角速度センサ３のドリフト成分を極力除去するようにする。
【００２０】
３脚固定時の場合には、カットオフ周波数ｆｃをＬＰＦ２とする。３脚振れの周波数成分は、手振れの周波数成分と比較して高い周波数に位置する。また、３脚ブレ角度は、手振れに比較して小さく、相対的に角速度センサ３のドリフトの影響を受けやすくなる。
従って、３脚ブレ補正時には、ＬＰＦ処理部２１のカットオフ周波数ｆｃを手ブレ補正時のｆｃと比較して高く設定（ＬＰＦ１＜ＬＰＦ２）し、ドリフトの除去効果を高める必要がある。
【００２１】
図１の説明に戻る。ＬＰＦ処理部２１の出力ω２が角速度データω１から減算され、補正する必要のある角速度データω３が演算により求められる。
速度バイアス処理部２２は、減算後の角速度データω３から速度バイアスデータｓ１を減算する。速度バイアス処理は、ブレ補正レンズ４にバイアス中心位置Ｂｉｎｉへの向心力を与えるためのものである。この速度バイアスデータｓ１は、補正レンズ位置検出部７で検出された補正レンズ位置情報ｌｒから、バイアス中心位置Ｂｉｎｉを減算処理した後に、速度バイアステーブルを乗算して求められる。バイアス中心位置Ｂｉｎｉは変数である。
【００２２】
ここで、速度バイアステーブルについて説明する。
図４は、速度バイアス処理部２２で用いられる速度バイアステーブルを示す図である。なお、横軸を補正レンズ位置ｌｒ、縦軸を速度バイアスデータｓ１とする。
速度バイアスデータｓ１は、補正レンズ位置ｌｒの３次関数である。速度バイアス定数ＫＢは、通常撮影用のＫＢ１と３脚判定時のＫＢ２と２種類の定数を有している。ＫＢ１とＫＢ２の関係は、ＫＢ１＜ＫＢ２であり、３脚判定時の方がよりセンタバイアス力は強く作用する。これは、３脚固定時のブレ量が小さいために、角速度センサ３のドリフトによって、ブレ補正レンズ４が過剰に動いてしまうのを防ぐためである。
また、本実施形態では、速度バイアステーブルを３次関数としたが、２次又は１次としてもよい。また、速度バイアスデータｓ１の演算に、補正レンズ位置ｌｒの代わりに、補正レンズ目標位置ｌｃを用いても同等の結果が得られることは自明である。
【００２３】
図１の説明に戻る。速度バイアスデータｓ１を角速度データω３から減算後に（角速度データω４＝ω３−ｓ１とする）、目標速度変換部２３は、ズームエンコーダ２４から得られる焦点距離情報ｆと、フォーカシングエンコーダ２５により得られる被写体（絶対）距離情報Ｄと、ＥＥＰＲＯＭ２６に書き込まれたレンズ固有の情報αとに基づいて、角速度データω４を、ブレ補正レンズ４の目標速度情報Ｖｃに変換する。
目標速度情報Ｖｃは、以下の数式で算出される。
Ｖｃ＝β×Ｄ×ω４／α
β：横倍率（焦点距離情報ｆと被写体距離情報Ｄとから算出される値）
α：ブレ補正係数（ブレ補正レンズ４の駆動量に対するフィルム面上での補正比）
ブレ補正レンズ４の目標速度情報Ｖｃは、積算演算部２７に入力され目標位置情報ｌｃに変換され、制御部２８に入力される。制御部２８は、ブレ補正レンズ４の目標位置情報ｌｃ通りにブレ補正レンズ４が駆動されるように追従制御を行う。制御部２８の入力部は、ブレ補正レンズ４の目標位置情報ｌｃであり、また、もう一つの入力部は、補正レンズ位置検出部７によって得られたブレ補正レンズ４の位置情報ｌｒである。
【００２４】
制御部２８は、ブレ補正レンズ４の目標位置情報ｌｃとレンズ位置情報ｌｒの偏差を用いてＰＩＤ制御を行う。
図５は、制御部２８の動作原理を示すブロック図である。
制御部２８は、まず、目標位置情報ｌｃからレンズ位置情報ｌｒを減算し、その数値に比例定数Ｋｐを乗算する（比例項）。
更に、目標位置情報ｌｃからレンズ位置情報ｌｒを減算した結果と、１サンプリング前の減算した情報とを加算し、その数値に積分定数Ｋｉを乗じる（積分項）。
また、目標位置情報ｌｃからレンズ位置情報ｌｒを減算した結果から、１サンプリング前の減算した情報を減算し、その数値に微分定数Ｋｄを乗算する（微分項）。ここで、ＺはＺ変換を表し、１／Ｚは１サンプリング前の情報を示す。
比例定数Ｋｐを掛けた結果と積分定数Ｋｉを掛けた結果と微分定数Ｋｄを掛けた結果、全てを加算しＰＩＤ制御部の出力とする。
【００２５】
図１の説明に戻る。制御部２８の出力は、デジタル駆動信号として、Ｄ／Ａコンバータを介して、電圧ドライバー３２ｘ，３２ｙに入力される。電圧ドライバー３２ｘは、駆動信号に対し、スイッチングを行い、ブレ補正レンズ４の駆動用ＶＣＭ６のコイル部（不図示）に電圧を印加し、ＶＣＭ６の駆動を行う。また、ブレ補正レンズ４の位置は、補正レンズ位置検出部７によってモニタされ、Ａ／Ｄコンバータを介して、レンズＣＰＵ２０内の制御部２８にフィードバックされる。また、レンズＣＰＵ２０は、電圧ドライバー３２ｙを介して、ロック部８への通電を制御し、ブレ補正レンズ４のロック、アンロックの駆動指示を行うことができる。
【００２６】
レンズＣＰＵ２０は、レンズ接点３３を介して、ボディＣＰＵ４０と通信を行う。ボディＣＰＵ４０には、レリーズスイッチ４１の情報が入力され、レリーズスイッチ４１が半押し又は全押しされたかを検知することができる。レリーズスイッチ４１の半押しＯＮに同期して、ボディＣＰＵ４０からブレ補正開始コマンドが、また、半押しＯＦＦに同期して、ブレ補正停止コマンドがレンズＣＰＵ２０に送られる。
【００２７】
レンズＣＰＵ２０は、ブレ補正ＳＷ１５の状態をモニタする。レンズＣＰＵ２０は、ブレ補正ＳＷ１５がＯＮであれば、ブレ補正制御を行い、ブレ補正ＳＷ１５がＯＦＦであれば、カメラ２からのブレ補正開始コマンドを無視して、ブレ補正制御を行わない。
【００２８】
次に、ブレ判定方法について説明する。
図６は、ブレ判定の処理を詳細に示す図である。なお、この処理は、後述する図７のステップＳ１０４に対応している。
ブレ判定は、カメラが手持ちの状態か、３脚などに固定された状態かを判断するものである。ブレ判定は、角速度センサ３のドリフト成分を除去した角速度データω３（図１参照）に対して行う。また、手持ちのときに検出される角速度データω３は、３脚などに固定されているときと比較して振幅が大きく、周波数も低くなる。一方、固定されているときに検出される角速度データω３は、振幅が小さく、周波数が高い。
【００２９】
そこで、図６に示すように、振幅値にしきい値ωｋを設定し、サンプリング間隔ｓｔで振幅値を取り込み、しきい値ωｋと振幅値の大小を比較し、しきい値より大きい回数を一定時間（ｎ×ｓｔ時間）カウントする。
図中では、丸で囲んだ部分がカウントされる。カウント回数ｋが一定時間内に、あるしきい回数ｒより大きくなった場合（ｒ＝＜ｋ）に、手ブレと判定する。逆に、カウント回数がｒ＞ｋであれば３脚固定と判断する。判定を終了すると、カウント回数ｋを０にリセットする。
【００３０】
図７は、本発明によるブレ補正システム１００でのバイアス中心位置の選択方法に関するフローチャートである。なお、以下の各ステップ（Ｓ１０１〜１１３）は、レンズＣＰＵ２０の各処理を示している。フロー図は、ブレ補正ＳＷ１５がＯＮの状態で、レリーズ半押しＯＮとなって、ブレ補正が開始される時点から示す。
【００３１】
ステップＳ１０１で初期値設定が行われる。初期設定では、３脚用のカットオフ周波数ｆｃ＝ＬＰＦ２、バイアス定数ＫＢ＝ＫＢ２が設定される。また、バイアス中心位置Ｂｉｎｉをロック中心位置に、目標レンズ位置ｌｃをロック中心位置に設定し、さらに、ＦＬＡＧ＝１に設定する。
ここで、ＦＬＡＧについて説明すると、ＦＬＡＧは、３脚固定用のカットオフ周波数とバイアス定数が設定された場合に、ＦＬＡＧ＝１を設定し、一方、手振れ用のカットオフ周波数とバイアス定数が設定された場合に、ＦＬＡＧ＝０を設定する。
【００３２】
ステップＳ１０２では、制御が開始され、ブレ補正レンズ４が目標レンズ位置ｌｃ（この場合は、ロック中心位置）に向かって移動し、ロック解除可能な状態とする。
ステップＳ１０３では、ロックが解除される。
ステップＳ１０４では、ブレ判定がなされる（図６参照）。手ブレであると判断されればステップＳ１０５へ、３脚固定であると判断されればステップＳ１０６へ進む。
ステップＳ１０５では、手振れ用のカットオフ周波数ｆｃ＝ＬＰＦ１、バイアス定数ＫＢ＝ＫＢ１が設定され、さらに、バイアス中心位置Ｂｉｎｉをロック中心位置に設定する。次のステップＳ１０７においてＦＬＡＧが０に設定され、ステップＳ１１０へ進む。
【００３３】
一方、ステップＳ１０４のブレ判定において３脚固定であると判断された場合に、ステップＳ１０６に進み、ＦＬＡＧ＝０か否か判定される。ＦＬＡＧ＝０がＹｅｓであれば、前回のブレ判定において手ブレと判定されていたことを意味するので、次のステップＳ１０８に進み、３脚用のｆｃ＝ＬＰＦ２、バイアス定数ＫＢ＝ＫＢ２とし、バイアス中心位置Ｂｉｎｉを現在のレンズ位置ｌｒに設定する。
但し、バイアス中心位置Ｂｉｎｉは、ブレ補正レンズ４のソフトリミットに対し、余裕を持たせる必要がある。この理由は、ブレ補正レンズ４がソフトリミットに達すると、ブレ補正効果を失ってしまうからである。具体的には、バイアス中心位置Ｂｉｎｉがソフトリミット近傍にある場合、ブレ補正レンズ４は、バイアス中心位置Ｂｉｎｉを駆動中心として動作することになり、ブレ補正レンズ４がソフトリミットに達する可能性が高くなってしまうことを想定している。
【００３４】
ステップＳ１０９でＦＬＡＧ＝１とし、ステップＳ１１０へ進む。ステップＳ１０６において、ＦＬＡＧ＝０がＮｏと判断された場合に、前回のブレ判定でも３脚固定と判定されていたことを意味するので、バイアス中心位置Ｂｉｎｉの再設定は行わず、そのままステップＳ１０９へ進む。ステップＳ１０９ではＦＬＡＧ＝１に設定され、ステップＳ１１０へ進む。
【００３５】
ステップＳ１１０では、ブレ補正ストップか否か判断され、ＹｅｓならステップＳ１１１へ進み、ブレ補正レンズ４をロック可能な位置に移動させ、制御停止となる。続くステップＳ１１２でロックがなされ、ステップＳ１１３でＥＮＤとなる。一方、ＮＯであればブレ補正継続となり、再びステップＳ１０４へ戻りブレ判定がなされる。
【００３６】
次に、図８を用いて、バイアス中心位置Ｂｉｎｉを変更することによる効果を説明する。図８（ａ）は、バイアス中心位置を変更できない従来例の波形図であり、同じく図８（ｂ）は、バイアス中心位置を変更できる本実施形態の波形図である。なお、横軸を時間ｔｉｍｅ、縦軸をブレ補正レンズ４の位置ｌｒとする。
ここで、図中ａの領域は、ブレが大きく３脚固定判定が行われなかった領域を示し、また、図中ｂの領域は、３脚固定判定が行われた領域を示す。この状況の具体例としては、３脚にカメラを固定した状態でコマンドダイヤル等の操作を行った結果、大きく揺らしてしまい、手ブレと判定され、手ブレ補正が行われ（図中ａ領域）、そして、揺れが徐々に小さくなり、３脚固定判定され、３脚ブレ補正が行われる（図中ｂ領域）という例が挙げられる。
【００３７】
図８（ａ）中の波形Ｘは、バイアス中心位置がブレ補正レンズ４の可動範囲中心位置であるｌｒ０、１ヶ所のみに設定されている場合（従来例）の波形である。従来例では、この波形Ｘに示すように、３脚固定判定されると、ブレ補正レンズ４はセンタリングされるため、現在のレンズ位置＋ｌｒ１からバイアス中心位置ｌｒ０に向かって移動する。このときファインダー内の像も、ブレ補正レンズ４の移動とともに動いてしまう。このセンタリングの移動は、手持ちのときは、ブレ量が大きいため分かり難いが、３脚固定時はブレ量が小さいので、この動きが目立つ。
【００３８】
一方、図８（ｂ）中の波形Ｙは、本実施形態に示す、バイアス中心位置Ｂｉｎｉを変更することができる場合の波形である。
本実施形態によれば、この波形Ｙに示すように、３脚判定されたときに、バイアス中心位置Ｂｉｎｉを初期設定のｌｒ０から現在のブレ補正レンズ４の補正レンズ位置＋ｌｒ１に再設定することで、現在のブレ補正レンズ４の位置を中心にバイアスをかけ、ブレ補正レンズ４がロック中心位置に向かって動き出すことを抑え、像の不快な動きを抑制することができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上詳しく説明したように、（１）位置検出部から得られたブレ補正部の位置情報、又は、振れ検出部の出力から得られたブレ補正部の目標位置信号に基づいて、この目標位置信号に対して、ブレ補正部が所定の向心位置へ向かうようにバイアスを与えると共に、この向心位置を修正できるようにしたので、３脚固定時に、ブレ補正レンズが可動中心に向かって動き出すことを抑え、像の不快な動きを抑制することができる。
【００４０】
（２）３脚固定時に、その判定時のブレ補正レンズの中心位置を、向心位置とするようにしたので、ブレ補正レンズの移動距離を小さくすることができる。
【００４１】
（３）３脚固定時に、ブレ補正レンズが向心位置に向かうバイアス量を強くするようにしたので、ブレ補正レンズが過剰に動くことを抑制することができる。
【００４２】
（４）３脚固定時に、ローパスフィルタのパラメータを高周波側に変更するようにしたので、３脚ブレに伴う高周波からノイズ成分を除去し、ブレ補正レンズの向心位置を高い精度で算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるブレ補正システム１００の実施形態の概要を示すブロック図である。
【図２】角速度センサ３の支持構造を示す図である。
【図３】角速度センサ３のドリフト、手振れ及び３脚振れの周波数分布を示す図である。
【図４】速度バイアス処理部２２で用いられる速度バイアステーブルを示す図である。
【図５】制御部２８の動作原理を示すブロック図である。
【図６】ブレ判定の処理を詳細に示す図である。
【図７】本発明によるブレ補正システム１００でのバイアス中心位置の選択方法に関するフローチャートである。
【図８】（ａ）バイアス中心位置を変更できない従来例の波形図、（ｂ）バイアス中心位置を変更できる本実施形態の波形図である。
【図９】カメラのブレを補正するブレ補正システムの概念図である。
【符号の説明】
３ 角速度センサ
４ ブレ補正レンズ
６ ＶＣＭ
７ 補正レンズ位置検出部
２０ レンズＣＰＵ
２１ ＬＰＦ処理部
２２ 速度バイアス処理部
２３ レンズ目標速度変換部
２７ 積分演算部
２８ 制御部
３１ ローパスフィルタ
１００ ブレ補正システム
Ｉｃ 補正レンズ目標位置
Ｉｒ 補正レンズ位置
Claims (4)
- 振れを検出する振れ検出部と、
像ブレを補正するブレ補正部と、
前記ブレ補正部を駆動する駆動部と、
前記ブレ補正部の位置を検出する位置検出部と、
前記振れ検出部の出力から前記ブレ補正部の目標位置信号を演算し、前記目標位置信号に基づいて、前記駆動部を制御する駆動制御部と、
前記位置検出部から得られた位置情報又は前記目標位置信号に基づいて、前記目標位置信号に対して、前記ブレ補正部が所定の向心位置へ向かうようにバイアスを与えるバイアス部と、
前記バイアス部の前記向心位置を修正するバイアス修正部と、を備えたブレ補正装置であって、
前記振れ検出部の出力から前記ブレ補正装置が搭載された機器の支持状態が手持ちか固定かを、前記ブレ補正部による補正が開始されてから補正が停止するまで繰り返し判定する支持状態判定部を備え、
前記バイアス修正部は、前記支持状態判定部が手持ちであると判定したとき、前記ブレ補正部の可動中心位置を前記向心位置とし、前記支持状態判定部が手持ちであると判定した後に固定であると判定したとき、前記向心位置を前記可動中心位置から前記固定であると判定されたときの前記ブレ補正部の位置に修正すること、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、
前記バイアス修正部は、前記支持状態判定部が固定と判定した場合に前記ブレ補正部を前記向心位置へ向かわせる前記バイアスの力が、前記支持状態判定部が手持ちと判定した場合に前記ブレ補正部を前記向心位置へ向かわせる前記バイアスの力よりも強くなるように前記バイアスの力を修正すること、を特徴とするブレ補正装置。 - 請求項１又は請求項２に記載のブレ補正装置において、
前記振れ検出部で検出した信号の高周波数ノイズ成分を除去するローパスフィルタを備え、
前記駆動制御部は、前記支持状態判定部が固定と判定した場合に、前記ローパスフィルタのパラメータを高周波側に変更すること、を特徴とするブレ補正装置。 - 請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のブレ補正装置を含むことを特徴とする光学装置。
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