JP5420042B2 - Image blur correction apparatus, optical apparatus including the same, imaging apparatus, and image blur correction apparatus control method - Google Patents
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Description
本発明は、手振れ等の振れによる画像振れを補正（画像の劣化を防止）する像振れ補正装置及びそれを具備する光学機器、撮像装置、ならびに像振れ補正装置の制御方法に関するものである。 The present invention relates to an image blur correction apparatus that corrects image blur due to camera shake or the like (prevents image deterioration), an optical apparatus including the image blur correction apparatus , an imaging apparatus, and a control method for the image blur correction apparatus .
現在のカメラは露出決定やピント合わせ等の撮影にとって重要な作業は全て自動化され、カメラ操作に未熟な人でも撮影失敗を起こす可能性は非常に少なくなっている。また、最近では、手振れ等による画像振れを防ぐ防振制御装置（振れ補正部、駆動部及び振動検出部などから成る）を備えたカメラも製品化されてきており、撮影者の撮影ミスを誘発する要因は殆ど無くなってきている。 With the current camera, all the important tasks for shooting such as determining exposure and focusing are automated, and it is very unlikely that people who are unskilled in camera operation will fail to shoot. Recently, a camera equipped with an image stabilization control device (consisting of a shake correction unit, a drive unit, a vibration detection unit, etc.) that prevents image shake due to camera shake has been commercialized, causing a photographer to take a mistake. The factor to do is almost gone.
ここで、画像振れを防ぐ防振制御装置について簡単に説明する。 Here, the image stabilization control apparatus for preventing image blur will be briefly described.
撮影時のカメラの手振れは、周波数として通常１Ｈｚないし１０Ｈｚの振動である。そして、シャッタのレリーズ時点においてこのような手振れを起こしていても画像振れの無い写真を撮影可能とする為には、手振れによるカメラの振動を検出し、その検出値に応じて画像振れ補正用のレンズ（以下、補正レンズ）を変位させなければならない。 The camera shake at the time of shooting is usually a vibration of 1 Hz to 10 Hz as a frequency. Then, in order to be able to take a picture without image blur even when such a camera shake occurs at the shutter release time, the camera shake due to the camera shake is detected, and an image shake correction is performed according to the detected value. The lens (hereinafter, correction lens) must be displaced.
従って、カメラに振れが生じても画像振れが生じない写真を撮影するためには、第１に、カメラの振動を正確に検出し、第２に、手振れ等の振れによる光軸変化を補正することが必要となる。上記振動（カメラ振れ）の検出は、原理的にいえば、加速度、角加速度、角速度、角変位等を検出し、カメラ振れ補正の為にその出力を適宜演算処理する振動検出部をカメラに搭載することによって行うことができる。そして、この振動検出部からの信号に基づいて光軸を変位させる振れ補正部（詳しくは補正レンズ）を駆動部により駆動することにより、画像振れ抑制が行われる。 Therefore, in order to take a photograph that does not cause image shake even if the camera shakes, firstly, the camera vibration is accurately detected, and second, the optical axis change due to shake such as camera shake is corrected. It will be necessary. In principle, the above vibration (camera shake) is detected by detecting the acceleration, angular acceleration, angular velocity, angular displacement, etc., and installing a vibration detection unit in the camera that appropriately calculates the output for camera shake correction. Can be done. Then, image blur suppression is performed by driving a shake correction unit (specifically, a correction lens) for displacing the optical axis based on a signal from the vibration detection unit by the drive unit.
ここで、防振制御装置を具備した従来の一眼レフカメラについて、図６８及び図６９を用いて説明する。尚、図６８は一眼レフカメラの平面図であり、図６９はその側面図である。 Here, a conventional single-lens reflex camera equipped with an image stabilization control device will be described with reference to FIGS. 68 and 69. FIG. 68 is a plan view of a single-lens reflex camera, and FIG. 69 is a side view thereof.
図６８及び図６９において、６８０４はカメラ本体であり、該カメラ本体６８０４に対し、後述する振れ補正部が具備される交換式の撮影レンズ６８０１が装着される。後述の振れ補正部は、光軸６８０２に対して矢印６８０３ｐ，６８０３ｙで示すカメラ縦振れ及び横振れ（以下、角度振れ）に対して画像振れ補正を行うものである。
In FIGS. 68 and 69,
６８０４ａはレリーズボタン、６８０４ｂはモードダイアル（メインスイッチを含む）、６８０４ｃはリトラクタブルストロボ、６８０４ｄはカメラＣＰＵ、６８０５は撮像素子であり、これらはカメラ本体６８０４に具備されている。
6804a is a release button, 6804b is a mode dial (including a main switch), 6804c is a retractable strobe, 6804d is a camera CPU, 6805 is an image sensor, and these are provided in the
６８０６は補正レンズ６８０６ａやコイル、永久磁石等を含む振れ補正部であり、後述の駆動部によりコイルへの通電がなされ、該コイルと永久磁石との関連により補正レンズ６８０６ａが矢印６８０６ｐ，６８０６ｙ方向に自在に移動させられる。これにより、矢印６８０３ｐ，６８０３ｙ方向の画像振れ補正が行われる。６８０７ｐ，６８０７ｙは各々矢印６８０３ｐ，６８０３ｙ回りの振れを検出する振動検出部であるところの角速度計（ｇｙｒｏ）であり、矢印６８０７ｐａ，６８０７ｙａ方向の検出感度方向を持つ。この角速度計６８０７ｐ，６８０７ｙで検出された角速度出力はレンズＣＰＵ６８０８で演算され、ここで振れ補正部６８０６、詳しくは補正レンズ６８０６ａの駆動目標値に変換される。
カメラ本体６８０４に設けられたレリーズボタン６８０４ａの半押し（スイッチＳ１のオン：撮影準備の為に測光、ピント合わせを指令する操作）に同期して、駆動目標値は駆動部（ｄｒｉｖｅｒ）６８０９に入力される。そして、駆動部６８０９により振れ補正部６８０６に具備されるコイルが駆動される。これにより、上記したように補正レンズ６８０６ａがコイルと永久磁石との関係により光軸と直交する平面内において画像振れを抑制する矢印６８０６ｐ，６８０６ｙ方向に移動させられるようになる。つまり、矢印６８０３ｐ，６８０３ｙ方向の画像振れ補正が開始される。
The drive target value is input to a
防振制御装置は、振れ補正部６８０６、角速度計６８０７ｐ，６８０７ｙ、レンズＣＰＵ６８０８、及び、駆動部６８０９などにより構成される。
The image stabilization control device includes a
図６８及び図６９を用いて説明した防振制御装置では、手振れ等の振動検出用に角速度計６８０７ｐ，６８０７ｙを用いている。カメラ本体６８０４には、矢印６８０３ｐ，６８０３ｙ回りの角度振ればかりではなく、矢印１０１ｐｂ，１０１ｙｂに示した様に並進振動（以下、平行振れ）も加わり、レンズの主点位置における並進運動も画像振れに影響してくる。しかし、一般的な撮影条件では矢印６８０３ｐ，６８０３ｙ回りの角度振れ（回転振れ）が支配的であり、矢印１０１ｐｂ，１０１ｙｂに示した平行振れによる像劣化は少ない。そのため、振動検出用には角速度計６８０７ｐ，６８０７ｙだけを設ければよかった。
In the image stabilization control apparatus described with reference to FIGS. 68 and 69, the
ところが、至近距離での撮影（撮影倍率の高い撮影条件）では、矢印１０１ｐｂ，１０１ｙｂに示した平行振れによる像劣化も無視できなくなってくる。例えばマクロ撮影のように、被写体に２０ｃｍ程度まで接近して撮影する条件や、被写体は１ｍ程度に位置するとする。このような場合でも、撮像光学系の焦点距離が非常に大きい（例えば４００ｍｍ）条件下では積極的に平行振れを検出して振れ補正部６８０６を駆動する必要が出てくる。
However, in close-up shooting (shooting conditions with a high shooting magnification), image degradation due to parallel shake indicated by arrows 101pb and 101yb cannot be ignored. For example, it is assumed that the subject is photographed as close to 20 cm as in macro photography, and the subject is located at about 1 m. Even in such a case, under the condition that the focal length of the imaging optical system is very large (for example, 400 mm), it is necessary to positively detect the parallel shake and drive the
特許文献１では、加速度を検出する加速度計を設け、この加速度計で平行振れを検出して、別に設けた角速度計の出力と共に振れ補正部を駆動する技術が開示されている。
また、特許文献２では、振れ補正量を変更しながら画像振れ補正を行い、その期間にカメラに搭載される撮像素子により撮影画像の動き情報を取り込む。そして、画像振れ補正の精度を撮像素子の出力で評価してゆく事で、最適な振れ補正量を設定する技術が開示されている。
Further, in
しかしながら、前者の従来技術では、平行振れの検出に用いる加速度計の出力は外乱ノイズや温度などの環境変化でその信号が変化する虞があり、平行振れの高精度な補正が難しい。また、後者の従来技術では、最適な振れ特性を設定する迄に時間がかかり、機動性が低くなってしまう事、そして振れ補正量を可変にする為に振れ補正部の機構部が大型になってしまう事等の問題がある。 However, in the former prior art, the output of the accelerometer used for detecting parallel shake may change its signal due to environmental changes such as disturbance noise and temperature, and it is difficult to correct parallel shake with high accuracy. In the latter prior art, it takes time to set the optimum shake characteristics, the mobility becomes low, and the mechanism of the shake correction unit becomes large in order to make the shake correction amount variable. There are problems such as.
（発明の目的）
本発明の目的は、小型で機動性が高く、平行振れの高精度な画像振れ補正を行うことのできる像振れ補正装置及びそれを具備する光学機器、撮像装置、ならびに像振れ補正装置の制御方法を提供しようとするものである。
(Object of invention)
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is an image blur correction apparatus that is small in size, has high mobility, and can perform high-accuracy image blur correction of parallel shake, an optical apparatus including the same, an imaging apparatus, and a control method for the image blur correction apparatus. Is to provide.
上記目的を達成するために、本発明は、像振れ補正装置であって、振れによる画像振れを補正する像振れ補正手段と、振れの角速度を検出する第１の振れ検出手段と、前記第１の振れ検出手段からの出力に基づいて角度振れに対応する値を演算する第１の演算手段と、前記第１の振れ検出手段とは異なる方式で振れを検出する第２の振れ検出手段と、手振れ周波数帯域において異なる複数の周波数帯域で前記第１の振れ検出手段および前記第２の振れ検出手段からの出力を通過させるフィルタと、前記第１の振れ検出手段および前記第２の振れ検出手段の出力から前記振れの回転半径を演算する回転半径演算手段と、前記第１の振れ検出手段の出力および前記回転半径に基づいて、平行振れに対応する値を演算する第２の演算手段と、前記角度振れに対応する値および前記平行振れに対応する値の少なくとも一方からの出力に基づいて、前記像振れ補正手段を駆動する駆動手段と、を備え、
前記回転半径は、前記振れの回転中心から前記像振れ補正装置が用いられる光学系の主点位置までの前記光学系の光軸方向の距離であることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides an image shake correction apparatus, an image shake correction unit that corrects an image shake due to a shake, a first shake detection unit that detects an angular velocity of a shake, and the first first calculating means for calculating a value corresponding to the shake angle based on the output from the shake detecting means, the second motion detecting means for detecting a shake in a manner different from the first vibration detection unit, a filter for passing the output from said plurality of different frequency bands first shake detecting means and the second motion detecting means in the camera shake frequency band, the first shake detecting means and the second vibration detection unit A rotation radius calculation means for calculating a rotation radius of the shake from an output; a second calculation means for calculating a value corresponding to a parallel shake based on the output of the first shake detection means and the rotation radius; Corner Swings based on the output from at least one of the values corresponding to the value and the parallel vibration corresponding, and a driving means for driving the image blur correcting means,
The rotation radius is a distance in the optical axis direction of the optical system from a rotation center of the shake to a principal point position of the optical system in which the image shake correction apparatus is used .
また、上記目的を達成するために、本発明は、上記本発明の像振れ補正装置を具備する光学機器、撮像装置、ならびに像振れ補正装置の制御方法とするものである。 In order to achieve the above object, the present invention provides an optical apparatus, an imaging apparatus, and a control method for the image blur correction apparatus that include the image blur correction apparatus according to the present invention.
本発明によれば、小型で機動性が高く、平行振れの高精度な補正を行うことができる像振れ補正装置及びそれを具備する光学機器、撮像装置、ならびに像振れ補正装置の制御方法を提供できるものである。 According to the present invention, there is provided an image shake correction apparatus that is small in size, high in mobility, and capable of performing highly accurate correction of parallel shake, an optical apparatus including the image shake correction apparatus, an image pickup apparatus, and a method for controlling the image shake correction apparatus. It can be done.
本発明を実施するための最良の形態は、以下の実施例１ないし１０に示す通りである。 The best mode for carrying out the present invention is as shown in Examples 1 to 10 below.
図１及び図２は本発明の実施例１に係わる防振制御装置を具備した一眼レフカメラを示す平面図及び側面図であり、図６８及び図６９の従来例と同じ部分は同一符号を付してある。図６８及び図６９の従来例と異なるのは、カメラ（防振制御装置）に加わる振れを検出する振動検出部として、角速度計６８０７ｐ，６８０７ｙに加え、加速度を検出する加速度計（ａｃｃ）１０１ｐ，１０１ｙを設けている点である。この加速度計１０１ｐ，１０１ｙ各々の加速度検出軸は矢印１０１ｐａ，１０１ｙａである。
FIGS. 1 and 2 are a plan view and a side view showing a single-lens reflex camera equipped with an image stabilization control apparatus according to
角速度計６８０７ｐ，６８０７ｙ及び加速度計１０１ｐ，１０１ｙの出力はともにレンズＣＰＵ６８０８に入力される。そして、それら出力の関連により駆動部６８０９によって振れ補正部６８０６が駆動される。
The outputs of the
図３は、本発明の実施例１に係る防振制御装置を示すブロック図である。図３では、カメラの鉛直方向に生じる振れ（ピッチ方向：図１及び図２の矢印６８０６ｐ，１０１ｐｂ方向）の構成のみを示している。しかし、同様な構成はカメラの水平方向に生じる振れ（ヨー方向：図１及び図２の矢印６８０６ｙ，１０１ｙｂ方向）にも設けられている。これらは基本的には同じ構成になっているので、以下ピッチ方向の構成のみを図示し、その説明を行う。
FIG. 3 is a block diagram illustrating the image stabilization control apparatus according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3 shows only the configuration of shake (pitch direction: the directions of
図３を用いて、まず、角度振れの補正について説明する。 First, correction of angular shake will be described with reference to FIG.
角速度計６８０７ｐからの角速度信号はレンズＣＰＵ６８０８に取り込まれる。そして、その角速度信号はＨＰＦ積分フィルタ３０１に入力され、ＨＰＦ（ハイパスフィルタ或いは高域透過フィルタ）でＤＣ成分をカットされた後に積分され、角度信号に変換される。尚、ＨＰＦ処理や積分処理は量子化された角速度信号をレンズＣＰＵ６８０８内で演算処理することで得られ、公知の差分方程式などで実現可能である。また、レンズＣＰＵ６８０８に入力される前に、コンデンサや抵抗を利用してアナログ回路で実現する事も可能である。
The angular velocity signal from the
ここで、手振れの周波数帯域は１Ｈｚ〜１０Ｈｚの間である。そのため、ＨＰＦとしては例えば手振れの周波数帯域から十分離れた、例えば０．１Ｈｚ以下の周波数成分をカットする１次のＨＰＦ特性になっている。この事を以後、“０．１Ｈｚ折点１次ＨＰＦ処理”と記す。 Here, the frequency band of camera shake is between 1 Hz and 10 Hz. For this reason, the HPF has a primary HPF characteristic that cuts a frequency component, for example, 0.1 Hz or less, which is sufficiently away from the frequency band of camera shake, for example. This is hereinafter referred to as “0.1 Hz break primary HPF processing”.
図４及び図５はその説明をするためのＨＰＦ特性のボード線図であり、横軸は周波数、縦軸は利得及び位相であり、手振れの帯域を矢印４０４で示す。尚、利得は角速度計６８０７ｐの出力に対するＨＰＦ積分フィルタ３０１の出力比をデシベル表示で示している。
FIG. 4 and FIG. 5 are Bode diagrams of HPF characteristics for the purpose of explanation. The horizontal axis represents frequency, the vertical axis represents gain and phase, and a hand shake band is indicated by an
ここで、図４の“１Ｈｚ折点１次ＨＰＦ処理”では、利得４０１は１Ｈｚ以下の周波数が減衰される特性になっているが、手振れの下限周波数である１Ｈｚにおいても利得が−６ｄｂ減少し、位相４０２も矢印４０３で示すように１Ｈｚでは４５度進んでいる。すなわち、１Ｈｚの手振れはその検出精度が低く、十分な画像振れ補正が出来ない。
Here, in “1 Hz break primary HPF processing” in FIG. 4, the
それに対し、図５に示す“０．１Ｈｚ折点１次ＨＰＦ処理”では、利得５０１は手振れの下限周波数である１Ｈｚでは僅かの減少で、且つ、位相５０２も矢印５０３で示すように１Ｈｚでは５度の進みで済んでいる。そのため、１Ｈｚの手振れに対しても精度よい画像振れ補正が出来る。積分に関しても同様であり、手振れの周波数帯域は１Ｈｚ〜１０Ｈｚの間である。よって、積分処理としては例えば手振れの周波数帯域から十分離れた、例えば０．１Ｈｚ以上の周波数成分を１階積分する特性になっている。この事を以後、“０．１Ｈｚ折点１階積分処理”と記す。
On the other hand, in the “0.1 Hz break primary HPF processing” shown in FIG. 5, the
図６及び図７はその説明をする積分特性のボード線図であり、横軸は周波数、縦軸は利得及び位相であり、手振れの帯域を矢印４０４で示す。尚、利得は角速度計６８０７ｐの出力信号に対するＨＰＦ積分フィルタ３０１の出力比をデシベル表示で示している。
FIG. 6 and FIG. 7 are Bode diagrams of the integral characteristics to explain the above, where the horizontal axis represents frequency, the vertical axis represents gain and phase, and the hand shake band is indicated by an
ここで、図６の“１Ｈｚ折点１階積分処理”では、利得６０１は１Ｈｚ以上の周波数においては周波数に比例して利得が小さくなる１階積分特性が得られている。しかし、手振れの下限周波数である１Ｈｚにおいても利得が−６ｄｂ減少し、位相６０２も矢印６０３で示す様に１Ｈｚでは４５度進んでいる。すなわち、１Ｈｚの手振れはその検出精度が低く、十分な画像振れ補正が出来ない。ここで、上記１Ｈｚにおいても利得が−６ｄｂ減少する、との記載の補足説明をする。０．０１Ｈｚや０．１Ｈｚなど積分しない周波数では−１６ｄｂである。１Ｈｚから積分を開始するのであれば１Ｈｚでも−１６ｄｂである筈なのに、実際には１Ｈｚで−２２ｄｂになっている。すなわち、１Ｈｚでは６ｄｂ分更に利得が低くなってしまっている（利得が−６ｄｂ減少している）ことを意味する。
Here, in the “1 Hz break point first-order integration process” in FIG. 6, the
それに対し、図７に示す“０．１Ｈｚ折点１階積分処理”では、利得７０１は手振れの下限周波数である１Ｈｚでは僅かの減少で、且つ、位相７０２も矢印７０３で示す様に１Ｈｚでは５度の進みで済んでいる。そのため、１Ｈｚの手振れに対しても精度よい振れ補正が出来る。この事をボード線図ではなく、実際の手振れと、角速度計６８０７ｐが検出する手振れと補正残りの波形を用いて説明する。
On the other hand, in the “0.1 Hz break point first-order integration process” shown in FIG. 7, the
図８は手振れの波形及びその処理結果を時間軸で示した図である。横軸は時間、縦軸は上段より実際の手振れ角度、角速度計６８０７ｐの検出する手振れ角速度、ＨＰＦ後の手振れ角速度、ＨＰＦ後の角速度出力を積分した積分角度、実際の手振れ角度と積分角度の差である補正残りである。
FIG. 8 is a diagram showing a camera shake waveform and its processing result on a time axis. The horizontal axis represents time, the vertical axis represents the actual camera shake angle from the top, the camera shake angular velocity detected by the
波形８０１は、実際の手振れの下限周波数である１Ｈｚの振れ角度である。そして、その振れが入力されることで角速度計６８０７ｐが検出する角速度を、波形８０２で示している。ここで実際の角速度計６８０７ｐの出力にはＤＣバイアス成分や長期ドリフト成分が重畳しているので、前述した様に“１Ｈｚ折点１次ＨＰＦ処理”により上記ノイズ成分を減衰させると、波形８０３となる。
A
波形８０３は波形８０２に比べて振幅が半減し、位相も４５度進んでしまう。これは前述した様に手振れ下限周波数である１Ｈｚの波形を“１Ｈｚ折点１次ＨＰＦ処理”したことによる影響である。そして、この波形８０３を前述した様に“１Ｈｚ折点１階積分処理”を行うと、波形８０４となる。ここでも同様の理由で振幅の半減と位相のずれが生じ、実際の振れ角度波形８０１と比較すると振幅が大きく減衰し、位相も９０度進んでしまう。位相がこのように９０度進むのは、１次ＨＰＦで４５度進み、且つ１階積分時に４５度進むためにそれらの合計として位相が９０度進むことによる。
The
波形８０５は実際の振れ角度波形８０１から演算で求めた積分角度の差であり、補正残りに相当するが、その振幅は実際の振れ角度波形８０１の振幅と殆ど差が無い。即ち、この周波数の振れに関しては画像振れ補正は殆ど出来ない。
A
同様の波形を、今度は“０．１Ｈｚ折点１次ＨＰＦ”及び“０．１Ｈｚ折点１階積分処理”した場合を図９に示す。図９においても、横軸は時間、縦軸は上段より実際の手振れ角度、角速度計６８０７ｐの検出する手振れ角速度、ＨＰＦ後の手振れ角速度、ＨＰＦ後の角速度出力を積分した積分角度、実際の手振れ角度と積分角度の差である補正残りである。
FIG. 9 shows a case where the same waveform is subjected to “0.1 Hz break point primary HPF” and “0.1 Hz break point first-order integration processing” this time. Also in FIG. 9, the horizontal axis represents time, the vertical axis represents the actual camera shake angle from the top, the camera shake angular velocity detected by the
波形９０１は、実際の振れの下限周波数である１Ｈｚの振れ角度である。そして、その振れが入力される事で角速度計６８０７ｐが検出する角速度を、波形９０２で示している。ここで、実際の角速度計６８０７ｐの出力にはＤＣバイアス成分や長期ドリフト成分が重畳しているので、前述した様に“０．１Ｈｚ折点１次ＨＰＦ処理”により上記ノイズ成分を減衰させると、波形９０３となる。
A
波形９０３は波形９０２に比べても振幅変化は少なく、位相も５度の進みで収まっている。これは前述した様に手振れ下限周波数である１Ｈｚの波形に対して十分低い周波数である“０．１Ｈｚ折点１次ＨＰＦ”で角速度信号を処理したことによる。そして、この波形９０３を前述した様に“０．１Ｈｚ折点１階積分処理”を行うと、波形９０４となる。ここでも同様の理由で振幅の減衰は少なく、実際の振れ角度波形９０１と比較すると、位相も１０度の進みで収まっている。このように位相が１０度進むのは、１階ＨＰＦで５度進み、且つ積分時に５度進むためにそれらの合計として位相が１０度進むことによる。
The
波形９０５は実際の振れ角度波形９０１から演算で求めた積分角度の差であり、補正残りに相当する。その補正残りの振幅は実際の振れ角度波形９０１の振幅の約１／４に減衰している。即ち、ＨＰＦ及び積分を手振れ下限周波数より十分低い周波数帯域より処理することで、画像振れ補正の効果を得ることが出来る。
A
図３に戻って、ＨＰＦ積分フィルタ３０１の出力（角度信号θ）は敏感度調整部３０３に入力される。敏感度調整部３０３は、フォーカスエンコーダやズームエンコーダよりレンズＣＰＵ６８０８に入力されるズーム、フォーカス情報３０２およびそれらより求まる撮影倍率に基づいてＨＰＦ積分フィルタ３０１の出力を増幅し、角度振れ補正目標値にする。これはレンズのフォーカスやズームなどの光学状態の変化により振れ補正部６８０６の振れ補正ストロークに対するカメラ像面での振れ補正敏感度が変化することを補正するためである。
Returning to FIG. 3, the output (angle signal θ) of the
レンズＣＰＵ６８０８は、求まった角度振れ補正目標値を駆動部６８０９に出力し、振れ補正部６８０６を駆動することで画像振れ補正を行わせる。
The
以上が、従来行われている角度振れ補正の概略構成である。 The above is the schematic configuration of the angular shake correction performed conventionally.
これに対し、本発明の実施例１においては、角度振れ補正目標値に、後述する平行振れ補正目標値を加算して、振れ補正部６８０６を駆動するようにしている。
On the other hand, in the first embodiment of the present invention, a
図１０は、振れ補正処理全体の周波数特性を示す図であり、横軸は周波数、縦軸は手振れ角度に対する振れ補正部６８０６の補正動作の比をデシベル表示で示した利得およびその位相を示す。尚、図６及び図７では、手振れ角速度に対するその積分値の周波数特性の為に手振れ周波数帯域４０４において利得は周波数に比例して減衰し、位相は９０度遅れている。これに対し、図１０においては、手振れ角度に対する角度振れ補正目標値（角速度計６８０７ｐで検出された振れを演算で求めた振れ角度）の周波数特性であり、角度と角度の比較になるので、手振れ周波数帯域では利得は略一定で、位相も略ゼロとなる。
FIG. 10 is a diagram illustrating the frequency characteristics of the overall shake correction processing, in which the horizontal axis represents frequency, and the vertical axis represents the gain and phase thereof, which shows the ratio of the correction operation of the
図１０において、波形１００１において低周波領域（０．１Ｈｚ近辺より低い周波数）が減衰しているのは、前述した“０．１Ｈｚ折点１次ＨＰＦ”及び“０．１Ｈｚ折点１階積分処理”による。
In FIG. 10, the low-frequency region (frequency lower than near 0.1 Hz) is attenuated in the
前述した様に図６及び図７とは比較の対象が異なるので（図６及び図７では、角度と角速度、図１０では角度と角度）、図１０の積分処理は０．１Ｈｚ以下を減衰させる、ＨＰＦと同様な波形となる。また、波形１００１において高周波領域（１００Ｈｚ近辺より高い周波数）が減衰しているのは、振れ補正部６８０６のメカニカルな応答特性による。
As described above, since the object of comparison is different from FIGS. 6 and 7 (the angle and the angular velocity in FIGS. 6 and 7 and the angle and the angle in FIG. 10), the integration process in FIG. 10 attenuates 0.1 Hz or less. The waveform is similar to that of HPF. Further, the high frequency region (frequency higher than around 100 Hz) is attenuated in the
このように手振れ補正帯域は、ＨＰＦ、積分処理とメカニカルな応答により設定され、矢印４０４で示す手振れ帯域の画像振れ補正を行っている。前述した様にＨＰＦ、積分処理の折点が手振れ周波数帯域に近い場合ばかりでなく、メカニカルな応答特性がよくない場合（例えば１０Ｈｚ以上は応答しないような振れ補正部）にも、精度よい画像振れ補正は行えない。そのため、手振れ帯域に合わせてＨＰＦや積分の演算処理やメカニカルな応答を高精度に設定している。
As described above, the camera shake correction band is set by HPF, integration processing, and mechanical response, and image shake correction of the camera shake band indicated by the
図３に戻って、次に、平行振れ補正の構成について説明する。 Returning to FIG. 3, the configuration of the parallel shake correction will be described next.
角速度計６８０７ｐの出力はレンズＣＰＵ６８０８に取り込まれる。そして、その出力はＨＰＦ積分フィルタ３１０に入力され、ＨＰＦ（ハイパスフィルタ或いは高域透過フィルタ）でＤＣ成分をカットされた後に、積分されて角速度出力ωは角度出力θに変換される。尚、ＨＰＦ積分フィルタ３１０における積分折点は、ＨＰＦ積分フィルタ３０１とは異なっており、その理由は後述する。
The output of the
ＨＰＦ積分フィルタ３１０の出力は利得調整フィルタ（以下、利得調整部）３１１に入力される。この利得調整部３１１の役割についても後述する。利得調整部３１１の出力は後述する出力補正部３０９により補正され、平行振れ補正目標値とされて、前述した角度振れ補正目標値に加算される。
The output of the
また、上記処理と同時に、角速度計６８０７ｐの出力はＨＰＦ位相調整フィルタ（以下、ＨＰＦ位相調整部）３０４に入力され、角速度計６８０７ｐの出力に重畳するＤＣ成分をカットされると共にその信号の位相調整が行われる。この時のＨＰＦ折点および位相調整に関する詳細は後述する。ＨＰＦ位相調整部３０４の出力は帯域透過手段である角速度計ＢＰＦ部（バンドパスフィルタ或いは帯域透過フィルタ）３０６で所定帯域の周波数成分のみ抽出される。
Simultaneously with the above processing, the output of the
加速度計１０１ｐの出力はＨＰＦ積分フィルタ３０５に入力され、加速度計１０１ｐに重畳するＤＣ成分がカットされると共に１階積分して速度Ｖに変換される。この時のＨＰＦおよび積分折点に関する詳細は後述する。ＨＰＦ積分フィルタ３０５の出力は帯域透過手段である加速度計ＢＰＦ部（バンドパスフィルタ或いは帯域透過フィルタ）３０７で所定帯域の周波数成分のみ抽出される。
The output of the
角速度計ＢＰＦ部３０６及び加速度計ＢＰＦ部３０７の出力は、比較部３０８で比較され、利得調整部３１１の出力を補正する補正値が算出される。
The outputs of the angular velocity
出力補正部３０９にはズーム、フォーカス情報３０２も入力されており、ズーム、フォーカス情報３０２より撮影倍率を演算し、求められた撮影倍率及び前述した補正値に基づいて利得調整部３１１の出力を補正して、平行振れ補正目標値にする。求められた平行振れ補正目標値は前述した角度振れ補正目標値に加算され、駆動部６８０９に出力される。これにより、振れ補正部６８０６が駆動部６８０９により駆動され、角度振れと平行振れの両者の画像振れが補正されることになる。
The zoom and focus
以上において、先ず比較部３０８から出力される補正値について説明する。
The correction value output from the
図１１はカメラに加わる角度振れ６８０３ｐと平行振れ１０１ｐｂを示した図である。撮影レンズ６８０１内の撮像光学系の主点位置における平行振れＹ（１０１ｐｂ）と角度振れθ（６８０３ｐ）と回転中心Ｏ（１１０２ｐ）を定めた場合の回転半径Ｌ（１１０１ｐ）の関係は、以下の（１），（２）式にて表せる。
Ｙ＝Ｌθ ………………（１）
Ｖ＝Ｌω ………………（２）
尚、回転半径Ｌ（１１０１ｐ）は、回転中心１１０２ｐから加速度計１０１ｐまでの距離である。
FIG. 11 is a diagram showing
Y = Lθ ……………… (1)
V = Lω (2)
The rotation radius L (1101p) is a distance from the
ここで、（１）式は、加速度計１０１ｐの出力を２階積分して変位Ｙを求め、又角速度計６８０７ｐの出力を１階積分して角度θを求めた場合の回転半径Ｌである。（２）式は、加速度計１０１ｐの出力を１階積分して速度Ｖを求め、又角速度計６８０７ｐの出力より角速度ωを求めた場合の回転半径Ｌである。これら式（１），（２）いずれの方法でも回転半径Ｌを求めることができる。
Here, the expression (1) is the radius of rotation L when the output of the
撮像光学系の主点の位置における平行振れＹと撮像光学系の振れ角度θ及び撮像光学系の焦点距離ｆと撮影倍率βより撮像面に生ずる振れδは、以下の式（３）
δ＝（１＋β）ｆθ＋βＹ ………………（３）
で求められる。ここで、右辺第１項のｆ，βは撮像光学系のズーム、フォーカス及びそれにより得られる撮影倍率βや焦点距離情報ｆより求まり、振れ角度θは角速度計６８０７ｐの積分結果より求まる。よって、その情報に応じて、図３を用いて説明したように角度振れ補正を行うことができる。
The shake δ generated on the imaging surface from the parallel shake Y at the position of the principal point of the image pickup optical system, the shake angle θ of the image pickup optical system, the focal length f of the image pickup optical system, and the shooting magnification β is expressed by the following equation (3).
δ = (1 + β) fθ + βY (3)
Is required. Here, f and β in the first term on the right side are obtained from the zoom and focus of the image pickup optical system and the imaging magnification β obtained thereby and the focal length information f, and the shake angle θ is obtained from the integration result of the
また、右辺第２項に関しては、加速度計１０１ｐの２階積分値Ｙとズーム、フォーカス、及びそれにより得られる撮影倍率βにより求まるので、その情報に応じて、図３を用いて説明したように平行振れ補正を行うことが出来る。
Further, the second term on the right side is obtained from the second-order integral value Y of the
しかし、本実施例１においては、式（３）を、以下の式（４）
δ＝（１＋β）ｆθ＋βＬθ ………………（４）
の様に書き直した振れδに対して画像振れ補正を行っている。即ち、平行振れに関しては、加速度計１０１ｐより直接求まる平行振れ変位Ｙを用いるのではない。一旦式（１）或いは式（２）で求まる回転半径Ｌを求め、この回転半径Ｌと角速度計６８０７ｐの出力の積分結果（θ）とズーム、フォーカス及びそれにより得られる撮影倍率βにより補正している。尚、式（４）の右辺第１項が角度振れ補正目標値、右辺第２項が平行振れ補正目標値である。
However, in Example 1, the expression (3) is changed to the following expression (4):
δ = (1 + β) fθ + βLθ (4)
Image shake correction is performed for the rewritten shake δ as shown in FIG. That is, for the parallel shake, the parallel shake displacement Y obtained directly from the
ここで、加速度計１０１ｐは撮像光学系のレンズ主点位置に配置されており、回転半径Ｌ（１１０１ｐ）は回転中心１１０２ｐから撮像光学系のレンズ主点位置までの距離に等しい。加速度計１０１ｐの出力を２階積分すれば値Ｙが求まるので、式（３）を利用して平行振れ補正を行えば良いのに、式（４）を用いて平行振れ補正を行う理由を以下に説明する。
Here, the
図１２は加速度計１０１ｐの信号検出系を示すブロック図であり、図１１のように回転中心１１０２ｐを中心とした振れ角度θの入力時におけるレンズ主点位置の平行振れ変位Ｙ（１０１ｐｂ）の関係を示している。
FIG. 12 is a block diagram showing a signal detection system of the
今、振れ角度θが入力されると、加速度計１０１ｐはその傾きによる重力成分の変動も検出する。そして、振れ角度θが大きくない範囲では重力変動により出力される重力加速度α１（回路部１２０１の出力）は振れ角度θに比例する。
Now, when the deflection angle θ is input, the
また、振れ角度θに、図１１の回転半径Ｌ（１１０１ｐ）を乗じた結果が平行振れ変位Ｙ’（回路部１２０２の出力）であり、この平行振れ変位Ｙ’を回路部１２０３にて２階微分した平行振れ加速度α２を加速度計１０１ｐは出力する。
Further, the result of multiplying the deflection angle θ by the rotation radius L (1101p) in FIG. 11 is a parallel deflection displacement Y ′ (output of the circuit unit 1202). The
更に、加速度計１０１ｐの出力にはノイズも重畳している。ノイズの種類は周波数によらず一定のノイズや周波数に関係するノイズなどがあるが、ここでは周波数に依存しないノイズであり、且つ振れ角度θに比例するノイズとして取り扱うものとする。ここではノイズ用の回路部１２０４がノイズ加速度α３を出力する。
Furthermore, noise is also superimposed on the output of the
上記の各加速度α１，α２，α３の合計が加速度計１０１ｐの出力となり、これが回路部１２０５により２階積分され、平行振れ変位Ｙが得られる。
The sum of the accelerations α1, α2, and α3 is the output of the
今、重力加速度比例項をＧ、回転半径をＬ、ノイズ比例項をｋ、角周波数をωとすると、図１２の信号検出系は、以下の式（５）で表せる。 If the gravitational acceleration proportional term is G, the radius of rotation is L, the noise proportional term is k, and the angular frequency is ω, the signal detection system of FIG. 12 can be expressed by the following equation (5).
右辺の第１項は加速度出力と重力加速度出力の項であり、第２項はノイズ項である。 The first term on the right side is a term for acceleration output and gravity acceleration output, and the second term is a noise term.
ここで、加速度出力と重力加速度出力は共に振れ角度θの位相と関連しており、ノイズに関しては振れ角度θの位相と関連していないので、式（５）の右辺は２つの項に分けて示しているが、簡略化の為に各項の位相を無視すると以下の式（６）となる。 Here, both the acceleration output and the gravitational acceleration output are related to the phase of the swing angle θ, and the noise is not related to the phase of the swing angle θ, so the right side of Equation (5) is divided into two terms. Although shown, if the phase of each term is ignored for simplification, the following equation (6) is obtained.
即ち、平行振れの変位は式（７）の等式（式（６）の結果がゼロになる各周波数）が成り立つ各周波数を境に低周波側は重力加速度とノイズが支配的になり、高周波側でのみ正確な平行振れの変位が計測できる。 That is, the displacement of the parallel shake is dominated by gravitational acceleration and noise on the low frequency side at each frequency where the equation (7) (the frequency at which the result of equation (6) becomes zero) holds. Accurate translational displacement can be measured only on the side.
今までの計測結果などより、仮に回転半径Ｌ等の量を当てはめた場合の式（６）のボード線図を、図１３に示す。図１３において、横軸は周波数、縦軸は入力振れ角度θに対する加速度計１０１ｐが検出した平行振れ変位Ｙの利得であり、スケールは「倍」、即ち１倍の時は入力振れ角度θに対して正確に平行振れＹを求められている事を示す。
FIG. 13 shows a Bode diagram of Expression (6) when an amount such as the rotation radius L is applied based on the measurement results so far. In FIG. 13, the horizontal axis represents the frequency, and the vertical axis represents the gain of the parallel shake displacement Y detected by the
ここで、利得１３０１が１．３Ｈｚで極めて小さくなっているのは、加速度計１０１ｐが検出する平行振れ加速度が重力加速度とノイズで相殺されている為である。そして、それより低い周波数帯域では低周波になる程加速度計出力が大きくなっており、これは重力加速度やノイズが支配項になる為である。
Here, the reason why the
一方、矢印１３０２で示すように、この周波数より高周波側では加速度計１０１ｐの出力の信頼性は高くなっている。
On the other hand, as indicated by an
今、手振れの帯域は矢印４０４で示す様に１Ｈｚから１０Ｈｚであり、既に重力加速度やノイズの影響がある帯域になっているため、加速度計１０１ｐを用いて平行振れを検出することが出来ない。
Now, the hand shake band is from 1 Hz to 10 Hz as indicated by the
そこで、矢印１３０２で示す加速度計１０１ｐの信頼できる帯域を用いて平行振れを検出する事を考えると、式（３）の代わりに式（４）を用いる。つまり、加速度出力１階積分値と角速度出力の比較、或いは加速度出力２階積分値と角速度出力１階積分値の比較により回転半径Ｌを求め、その回転半径Ｌと角速度出力より平行振れ成分を求める計算式を採用している。
Therefore, considering that the parallel shake is detected using a reliable band of the
回転半径Ｌを求める時には、加速度計１０１ｐの出力と角速度計６８０７ｐの出力を比較（加速度出力を角速度出力で割る）してゆく訳である。しかしここで、加速度出力、角速度出力は図１３の矢印１３０２の帯域のみ抽出して比較することで、上述した重力加速度やノイズの影響を緩和している。
When the rotation radius L is obtained, the output of the
図３に戻り、角速度計ＢＰＦ部３０６及び加速度計ＢＰＦ部３０７はともに５Ｈｚのみ抽出する同一の帯域透過フィルタであり、その特性を図１４に示す。図１４において、横軸は周波数、縦軸は入力されるＨＰＦ位相調整部３０４の出力或いはＨＰＦ積分フィルタ３０５の出力に対する角速度計ＢＰＦ部３０６或いは加速度計ＢＰＦ部の出力比の利得であり、デシベル表示で示している。
Returning to FIG. 3, both the angular velocity
ここで、このフィルタ特性は、５Ｈｚの信号は透過（０デシベルなので、入力信号がそのまま出力される）、０．５Ｈｚの信号や５０Ｈｚの信号は減衰（−２０デシベルなので、１０分の１に減衰）する特性になっている。勿論、抽出する周波数をより特定する為に高次のフィルタを用いてもよい。例えば２次のＢＰＦフィルタを用いて、図１５の利得１５０１の様に、５Ｈｚの信号は透過（０デシベルなので、入力信号がそのまま出力される）、０．５Ｈｚの信号や５０Ｈｚの信号は減衰（−４０デシベルなので、１００分の１に減衰）する特性にしてもよい。
Here, this filter characteristic is that a 5 Hz signal is transmitted (the input signal is output as it is because it is 0 decibels), and a 0.5 Hz signal and a 50 Hz signal are attenuated (−20 decibels because they are −20 decibels). ). Of course, a higher-order filter may be used to further specify the frequency to be extracted. For example, using a second-order BPF filter, a signal of 5 Hz is transmitted (the input signal is output as it is because it is 0 decibels), and a signal of 0.5 Hz and a signal of 50 Hz are attenuated (such as
位相は、５Ｈｚに関しては入力に対する出力位相はゼロであり、その前後においては大きく変化してしまう。しかし、角速度計ＢＰＦ部３０６、加速度計ＢＰＦ部３０７の互いの出力結果を比較する目的であるので、角速度計ＢＰＦ部３０６、加速度計ＢＰＦ部３０７ともに位相の変化が同じであれば問題は生じない。
With respect to 5 Hz, the output phase with respect to the input is zero at 5 Hz, and changes greatly before and after that. However, the
ＨＰＦ位相調整部３０４及びＨＰＦ積分フィルタ３０５の折点に関しても、角速度出力と速度出力を比較するだけであれば、ＨＰＦ積分フィルタ３０１と折点を揃える必要は無い。よって、ＨＰＦ折点はより高周波側（例えば１Ｈｚ）に設けてＤＣカット能力を大きくし、積分に関しても折点をより高周波側（例えば１Ｈｚ）に設けることができる。
Regarding the break points of the HPF
一般にＨＰＦや積分は折点が低周波になる程安定までの時間が必要になるが、上記の様に折点を高周波側に設定することで、安定時間を短縮する事ができる。但し、比較精度を向上させる為に、ＨＰＦ位相調整部３０４により生じる位相変化とＨＰＦ積分フィルタ３０５で生じる位相変化は同一にしておくことが好ましい。
In general, HPF and integration require time for stabilization as the break point becomes lower in frequency, but by setting the break point on the high frequency side as described above, the stabilization time can be shortened. However, in order to improve the comparison accuracy, it is preferable that the phase change generated by the HPF
図１６はＨＰＦ積分フィルタ３０５の特性を示すボード線図であり、このフィルタ処理により加速度計１０１ｐの出力（加速度計出力）はＨＰＦでＤＣ成分がカットされ、積分されて速度に変換される。図１６において、横軸は周波数、縦軸は加速度出力に対するＨＰＦ積分フィルタ３０５の出力比の利得であり、デシベル表示をしている。
FIG. 16 is a Bode diagram showing the characteristics of the
利得１６０１は１Ｈｚ以下の低い周波数が減衰され、１Ｈｚ以上の高い周波数は積分（周波数に比例して利得が減少する）される特性になっている。ここで、次の加速度計ＢＰＦ部３０７で抽出すべき５Ｈｚの周波数にのみ着目する。位相１６０２は５Ｈｚにおいて−９０度（積分後の理想位相）に対して矢印１６０３に示す様に２３度遅れが足りていない。そのため、ＨＰＦ位相調整部３０４においても同様に５Ｈｚで２３度遅れが足りなければ比較上、好都合になる。
The
図１７はＨＰＦ位相調整部３０４の特性を示すボード線図であり、このフィルタ処理により角速度計６８０７ｐの出力（角速度計出力）はＨＰＦでＤＣ成分がカットされる。図１７において、横軸は周波数、縦軸は角速度計出力に対するＨＰＦ位相調整部３０４の出力比の利得であり、デシベル表示をしている。
FIG. 17 is a Bode diagram showing the characteristics of the HPF
利得１７０１は１Ｈｚ以下の低い周波数が減衰される特性になっている。ここで、次の角速度計ＢＰＦ部３０６で抽出すべき５Ｈｚの周波数にのみ着目する。位相１７０２は５Ｈｚにおいて矢印１７０３に示す様に２３度進んでおり、ＨＰＦ積分フィルタ３０５で生じる位相変化と同一になっている。これは位相調整として更にＨＰＦを追加した２次のＨＰＦになっている為である。
The
仮に位相調整を省き、ＨＰＦ積分フィルタ３０５のＨＰＦと同様に１次のＨＰＦを用いるとする。すると、図１８のように、５Ｈｚの位相１８０２は５Ｈｚにおいて矢印１８０３に示す様に１１度の進みとなり、ＨＰＦ積分フィルタ３０５の位相ずれが２３度と異なってしまう。そのため、位相調整として更にＨＰＦを追加して、加速度出力のＨＰＦ積分フィルタ３０５による位相ずれと角速度出力のＨＰＦ位相調整部３０４の位相ずれを揃えている。
It is assumed that phase adjustment is omitted and a first-order HPF is used in the same manner as the HPF of the
以上説明したように、図１０で示される周波数域（これを第２周波数域とも記す）よりも図１４及び図１５に示す狭い周波数域（これを第１周波数域とも記す）で角速度計６８０７ｐと加速度計１０１ｐを比較している。このため、加速度出力に重畳する重力成分やノイズなどの誤差を減衰させた状態で角速度出力と精度よく比較できる。
As described above, the
図３に戻り、比較部３０８は、角速度計ＢＰＦ部３０６の出力ωと加速度計ＢＰＦ部３０７の出力Ｖとを比較して、以下の式（８）
Ｌ＝Ｖ／ω ………………（８）
に示すように回転半径Ｌを求める。
Returning to FIG. 3, the
L = V / ω ……………… （8）
The rotation radius L is obtained as shown in FIG.
そして、求められた回転半径Ｌを利用して、上記式（４）で示した計算式で画像振れ補正を行うことになる。そのために比較部３０８で求められた回転半径Ｌを利得調整部３１１の出力に乗じて、出力補正部３０９にて平行振れ補正目標値とする。
Then, by using the obtained rotation radius L, image blur correction is performed by the calculation formula shown in the above formula (4). For this purpose, the output of the
ここで、式（４）でわかる様に、回転半径Ｌと手振れの角度出力（振れ角度θ）と撮影倍率β（ズーム、フォーカス情報３０２より求まる）で、図１９のように、ＨＰＦ積分フィルタ３０１の出力に直接回転半径Ｌを補正値として乗じても良さそうである。しかし、そうではなく図３のように平行振れ補正専用にＨＰＦ積分フィルタ３１０及び利得調整部３１１を設けている点を以下に説明する。
Here, as can be seen from the equation (4), the
まず、図３の利得調整部３１１の役割を説明する。
First, the role of the
式（８）により回転半径Ｌは求まるのであるが、厳密には抽出する周波数毎に回転半径Ｌは異なってくる。図２０は、図３の角速度計ＢＰＦ部３０６及び加速度計ＢＰＦ部３０７の抽出周波数を１Ｈｚから１０Ｈｚまで変化させたときの回転半径Ｌの変化を示している。図２０において、横軸は周波数、縦軸は５Ｈｚの回転半径Ｌを基準とした時の各周波数における回転半径Ｌの比をデシベル表示している。
Although the turning radius L can be obtained from the equation (8), strictly speaking, the turning radius L differs for each frequency to be extracted. FIG. 20 shows a change in the rotation radius L when the extraction frequency of the angular velocity
回転半径Ｌの変化２００１は周波数に比例して減少しており、これは高周波の振れはカメラと被写体の接点が中心になっており（例えば顔）、周波数が低くなる程に回転中心Ｌが肘、腰と遠ざかってゆく事を示している。その為に回転半径Ｌは周波数毎に用意する必要がでてくる。
The
しかしながら、出力補正部３０９にて角速度積分出力に乗じることが出来る補正値は複数用意できない。よって、利得調整部３１１では、ＨＰＦ積分フィルタ３１０の角速度積分出力（振れ角度θ）側に周波数に応じた特性を持たせ、一定の補正値を乗じても周波数毎に最適な平行振れ補正目標値が得られるようにしている。即ち、補正値として乗じる回転半径Ｌの変化を、乗じられる角速度計６８０７ｐの積分出力側で調整している。
However, a plurality of correction values that can be multiplied by the angular velocity integrated output by the
図２１は利得調整部３１１のボード線図であり、横軸は周波数、縦軸はＨＰＦ積分フィルタ３１０の出力に対する利得調整部３１１の出力比のデシベル表示と位相である。
FIG. 21 is a Bode diagram of the
ここで、利得２１０１は高周波になる程出力がほぼ比例して減衰する特性になっている。例えば一定の補正値として５Ｈｚ抽出時の回転半径Ｌを利得調整部３１１の出力に出力補正部３０９が乗じた結果は、ＨＰＦ積分フィルタ３１０に対して周波数毎に図２０で示すような異なる回転半径Ｌを乗じた場合に近い結果を得ることができる。
Here, the
しかしながら、位相２１０２を見ると、手振れ帯域４０４において大きくずれており、例えば１Ｈｚにおいては１８度位相が遅れてしまう。そこで、その位相遅れを相殺する為にＨＰＦ積分フィルタ３１０の特性をＨＰＦ積分フィルタ３０１の特性とは異ならしている。
However, when the
前述した様に、ＨＰＦ積分フィルタ３０１の折点は、ＨＰＦ、積分とも０．１Ｈｚに設定して、手振れ下限周波数である１Ｈｚの位相ずれを小さくしている。それに対して、ＨＰＦ積分フィルタ３１０の積分折点は０．５Ｈｚに設定している。
As described above, the break point of the
図２２はＨＰＦ積分フィルタ３１０のボード線図であり、横軸は周波数、縦軸は角速度計出力に対するＨＰＦ積分フィルタ３１０の出力比のデシベル表示と位相である。
FIG. 22 is a Bode diagram of the
ここで、利得２２０１は手振れ帯域４０４では十分な積分特性（周波数に比例して出力が減衰）を得られている。しかし、位相２２０２は、矢印２２０３に示す様に、手振れ下限周波数で３４度位相遅れが足りない（実際は位相遅れが９０度にならなくてはいけないのが、位相が５６度しか遅れていない）。
Here, the
しかしながら、ＨＰＦ積分フィルタ３１０と利得調整部３１１の両者と透過した角速度計の信号は、利得調整による位相遅れがＨＰＦ積分フィルタ３１０の位相遅れ不足分を相殺する。
However, in the angular velocity meter signal transmitted through both the
図２３はＨＰＦ積分フィルタ３１０と利得調整部３１１の両者と透過した特性のボード線図であり、横軸は周波数、縦軸は角速度計出力に対する利得調整部３１１出力比のデシベル表示と位相である。
FIG. 23 is a Bode diagram of characteristics transmitted through both the
ここで、利得２３０１は手振れ帯域４０４では十分な積分特性（周波数に比例して出力が減衰）プラス回転半径の周波数依存を補正する特性が得られており、位相２３０２も矢印２３０３に示すように手振れ下限周波数で１６度の位相不足で済んでいる。
Here, the
このように、一定の補正値として５Ｈｚ抽出時の回転半径Ｌを利得調整部３１１の出力に出力補正部３０９が乗じた結果は、ＨＰＦ積分フィルタ３１０に対して周波数毎に図２０で示すような異なる回転半径Ｌを乗じた場合に近い結果を得ることができる。
As described above, the result of the
図３で示したように、角速度計ＢＰＦ部３０６と加速度計ＢＰＦ部３０７を設けている。そして、図１０で示される振れ補正の為の周波数域（第２周波数域）よりも、図１４及び１５に示す狭い周波数域（第１周波数域）で角速度計６８０７ｐと加速度計１０１ｐを比較している。その為に、加速度出力に重畳する重力成分やノイズなどの誤差を減衰させた状態で角速度出力と精度よく比較できる。
As shown in FIG. 3, an angular velocity
また、角速度計６８０７ｐの出力に基づいて角度振れ補正目標値と平行振れ補正目標値を演算する訳である。しかし、図３で示したように、角度振れ補正目標値はＨＰＦ積分フィルタ３０１を用いて演算し、平行振れ補正目標値はＨＰＦ積分フィルタ３１０を用いて演算している。即ち、角度振れと平行振れで夫々異なる周波数帯域となっており、又、平行振れ補正目標値の演算は利得調整部３１１を用いることで、角度振れ補正目標値の演算とは異なる周波数特性を設定している。これにより、角度振れと平行振れの夫々を精度よく補正できるようになっている。
Further, the angular shake correction target value and the parallel shake correction target value are calculated based on the output of the
尚、狭い周波数域（第１周波数域）における角速度出力、加速度出力を抽出する方法は上述したＢＰＦ処理に限られない。 Note that the method for extracting the angular velocity output and the acceleration output in a narrow frequency range (first frequency range) is not limited to the BPF process described above.
図２４は、比較したい周波数における角速度計６８０７ｐ、加速度計１０１ｐのスペクトルを公知のフーリエ変換法により求め、その結果を比較部３０８で比較する方式を示している。
FIG. 24 shows a method in which the spectra of the
角速度計フーリエ変換演算部２４０１、加速度計フーリエ変換演算部２４０２は夫々角速度計出力、加速度計出力に対して、抽出したい周波数成分を乗じて、その結果を積分することでスペクトルを求めている。そして、加速度計１０１ｐのスペクトルは以下の式（９）、角速度計のスペクトルは以下の式（１０）で表される（後述の位相説明も考慮して、ここでは複素正弦波で表現しない）。
The angular velocity meter Fourier
ここで、ｆは抽出したい周波数であり、例えばｆ＝５Ｈｚ、ｎは整数であり、例えばｎ＝１である。又、Ｇ（ｔ）、Ｈ（ｔ）は抽出する周波数における夫々速度、角速度のサンプリングタイミング毎の出力である。この式は抽出したい周波数の整数周期分における正弦波と余弦波の定積分値の合成を示している。 Here, f is a frequency to be extracted, for example, f = 5 Hz, and n is an integer, for example, n = 1. G (t) and H (t) are outputs at the sampling timing of the velocity and angular velocity, respectively, at the frequency to be extracted. This formula shows the synthesis of the definite integral values of the sine wave and cosine wave for the integer period of the frequency to be extracted.
式（９），（１０）の結果を使って速度および角速度を求め、式（８）により回転半径Ｌを求める事ができる。 Using the results of the equations (9) and (10), the velocity and the angular velocity are obtained, and the turning radius L can be obtained by the equation (8).
図３では、加速度計１０１ｐの積分出力（速度）の中で抽出したい周波数成分のみを透過するＢＰＦを用いて、その周波数成分の速度の大きさを求めている。同様に、角速度計６８０７ｐの出力の中で抽出したい周波数成分のみを透過するＢＰＦを用いて、その周波数成分の速度の大きさを求めている。そして、それらの比較で回転半径Ｌを求めている。
In FIG. 3, the BPF that transmits only the frequency component to be extracted from the integrated output (speed) of the
図２４では、加速度計１０１ｐの積分出力（速度）の中で抽出したい周波数成分のスペクトルをフーリエ変換で求め、同様に角速度計６８０７ｐの出力の中で周波数成分のスペクトルをフーリエ変換で求めている。そして、それらの比較で回転半径Ｌを求めている。
In FIG. 24, the spectrum of the frequency component desired to be extracted from the integral output (velocity) of the
ここで、図２４に示したＨＰＦ位相調整部３０４、ＨＰＦ積分フィルタ３０５の代わりに、図２５や図２６に示す様に、ＨＰＦ積分位相調整部２５０１，２６０１や、ＨＰＦ２階積分フィルタ２５０２，２６０２を設ける。そして、角速度計６８０７ｐの出力ωを積分して角度θとし、加速度計１０１ｐの出力αを２階積分して変位Ｙとして、以下の式（１１）より回転半径Ｌを求めても良い。
Ｌ＝Ｙ／θ ………………（１１）
角速度出力を積分すること及び加速度出力は２階積分することで、高周波成分のノイズの影響を受け難くなる為に安定して回転半径Ｌを求める事ができる。
Here, instead of the HPF
L = Y / θ (11)
By integrating the angular velocity output and the acceleration output by second-order integration, it becomes difficult to be affected by the noise of the high frequency component, so that the rotation radius L can be obtained stably.
次に、式（８）或いは式（１１）の結果である回転半径Ｌを実際はどのようにして求めているか説明する。尚、ここでは式（８）の様に角速度ωと速度Ｖを比較して回転半径Ｌを求める方法について説明し、式（１１）の様に角度θと変位Ｙの比較も処理としては同様になる為にその説明は省く。 Next, how the turning radius L, which is the result of equation (8) or equation (11), is actually determined will be described. Here, a method for obtaining the rotation radius L by comparing the angular velocity ω and the velocity V as in the equation (8) will be described, and the comparison between the angle θ and the displacement Y as in the equation (11) is similarly performed. Therefore, the explanation is omitted.
まず、ＢＰＦを用いる場合、図２７のように、ＨＰＦ位相調整部３０４の出力波形２７０１及びＨＰＦ積分フィルタ３０５の出力波形２７０２を一定周期毎にサンプリングし、その結果を夫々角速度ω１、速度Ｖ１とする。尚、図２７において、横軸時間、縦軸は夫々ＢＰＦ後の角速度、及び加速度を積分した速度である。
First, when using BPF, as shown in FIG. 27, the
図２７の矢印２７０３，２７０４，２７０５，２７０６，２７０７，２７０８，２７０９は夫々サンプリング周期である。この周期間の角速度の差ωｎを、矢印２７１０（ω１），２７１１（ω２），２７１２（ω３），２７１３（ω４），２７１４（ω５），２７１５（ω６），２７１６（ω７）で示す。同様に、この周期間の速度の差をＶｎとして、矢印２７１７（Ｖ１），２７１８（Ｖ２），２７１９（Ｖ３），２７２０（Ｖ４），２７２１（Ｖ５），２７２２（Ｖ６），２７２３（Ｖ７）で示す。
The
サンプリング周期としては抽出周波数の周期の半分を設定しており、例えば抽出周波数を５Ｈｚとした場合には、０．１秒となる。そして、周期２７０３で得られた角速度の差ω１及び速度の差Ｖ１より式（８）を用いて回転半径Ｌ１を求める。次のサンプルからも同様に、角速度ω２、速度Ｖ２より式（８）を用いて回転半径Ｌ２を求める。
As the sampling period, half the period of the extraction frequency is set. For example, when the extraction frequency is 5 Hz, the sampling period is 0.1 second. Then, the rotational radius L1 is obtained using the equation (8) from the angular velocity difference ω1 and the velocity difference V1 obtained in the
この様にして順番に回転半径Ｌを求めると同時に、求めた回転半径Ｌを平均することで、安定した回転半径Ｌを求める。即ち、サンプリングの回数をｎとすると、以下の式（１２）に示すようにして平均値を求めてゆく。 In this way, the rotation radius L is obtained in order, and at the same time, the obtained rotation radius L is averaged to obtain a stable rotation radius L. That is, assuming that the number of samplings is n, the average value is obtained as shown in the following equation (12).
この様にして求めた回転半径Ｌを用いて、上記式（４）を用いて像面上での振れ量を計算し、画像振れ補正を行う。即ち、式（１２）で求めた回転半径Ｌを、図３の出力補正部３０９に補正値として出力する。
Using the rotation radius L obtained in this way, the amount of shake on the image plane is calculated using the above equation (4), and image shake correction is performed. That is, the rotation radius L obtained by Expression (12) is output as a correction value to the
周期毎に回転半径Ｌｉ（例えばＬ１）を用いて、その瞬間の像面振れ量を式（４）で求めて、その瞬間での画像振れ補正を行うのではなく、各周期で求めた回転中心Ｌの平均値を求め、その結果より式（４）で像面での振れ量を求めている理由を以下に説明する。 Using the rotation radius Li (for example, L1) for each period, the image center shake amount at that moment is obtained by the equation (4), and the image center at that moment is not corrected, but the rotation center obtained at each cycle. The reason why the average value of L is obtained and the amount of shake on the image plane is obtained from the result by equation (4) will be described below.
角速度出力、加速度出力にはもともとノイズ成分が多く含まれており、そのため、１周期で求めた回転半径Ｌの信頼性は低くなる。そこで、回転半径Ｌを平均化することで安定した回転半径Ｌを得ることができる。 The angular velocity output and the acceleration output originally contain a lot of noise components, and therefore the reliability of the rotation radius L obtained in one cycle is low. Therefore, by averaging the turning radius L, a stable turning radius L can be obtained.
上記は周期毎にサンプリングした結果で回転半径Ｌを求める方法であるが、その方法には限定されず、例えば波形のピークを利用する方法や、波形の面積を利用する方法がある。 The above is a method for obtaining the rotation radius L based on the result of sampling every period, but is not limited to this method, and there are, for example, a method using the peak of the waveform and a method using the area of the waveform.
図２８は波形のピークを利用する方法であり、横軸は時間、縦軸は夫々ＢＰＦ後の角速度、及び加速度を積分した速度である。 FIG. 28 shows a method using the peak of the waveform, where the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the angular velocity after BPF and the velocity obtained by integrating the acceleration.
矢印２８０１，２８０２，２８０３は夫々サンプリング周期であり、この周期間の極大値と極小値の角速度の差ωｎを、矢印２８０４（ω１），２８０５（ω２），２８０６（ω３）で示す。同様に、この周期間の速度の差をＶｎとして、矢印２８０７（Ｖ１），２８０８（Ｖ２），２８０９（Ｖ３）で示す。
サンプリング周期としては抽出周波数の周期の１周期分を設定しており、例えば抽出周波数を５Ｈｚとした場合には、０．２秒となる。そして、周期２８０１で得られた角速度の差ω１及び速度の差Ｖ１より式（８）を用いて回転半径Ｌ１を求める。次のサンプルからも同様に、角速度ω２、速度Ｖ２より式（８）を用いて回転半径Ｌ２を求める。
As the sampling period, one period of the extraction frequency is set. For example, when the extraction frequency is 5 Hz, the sampling frequency is 0.2 seconds. Then, the rotational radius L1 is obtained from the angular velocity difference ω1 and the velocity difference V1 obtained in the
この様にして順番に回転半径Ｌを求めると同時に、求めた回転半径Ｌを式（１２）で平均することで、安定した回転半径Ｌを求める。 In this way, the rotation radius L is obtained in order, and at the same time, the obtained rotation radius L is averaged by equation (12) to obtain a stable rotation radius L.
図２９は波形の面積を利用する方法であり、横軸は時間、縦軸は夫々ＢＰＦ後の角速度、及び加速度を積分した速度である。 FIG. 29 shows a method using the area of the waveform, where the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the angular velocity after BPF and the velocity obtained by integrating the acceleration.
図２９において、２９０１は角速度出力（ＨＰＦ位相調整部３０４の出力）を絶対値化した波形であり、２９０２は速度出力（ＨＰＦ積分フィルタ３０５の出力）を絶対値化した波形である。矢印２９０３はサンプリング期間であり、例えばカメラの主電源を入れてから撮影を開始するまでの期間である。或いは、カメラのレリーズボタン６８０４ａを半押ししてから撮影を開始するまで、カメラの姿勢が安定してから被写体への合焦が完了するまで、或いは被写体距離が判明するまでの期間である。そして、斜線で示すこの期間内の波形２９０１の面積２９０４と波形２９０２の面積２９０５を求める。
In FIG. 29, 2901 is a waveform obtained by converting the angular velocity output (output of the HPF phase adjustment unit 304) into an absolute value, and 2902 is a waveform obtained by converting the velocity output (output of the HPF integration filter 305) into an absolute value. An
面積２９０４をＳω、面積２９０５をＳｖとすると、それらは以下の式（１３），（１４）で表すことができる。
If the
ここで、Ｔはサンプリング期間２９０３である。このため、回転半径Ｌは以下の式（１５）で求められる。これは回転半径Ｌの平均値を求めていることになる。
Here, T is the
この様にサンプリング期間中の面積を用いることで、ノイズや瞬間的な外乱に影響されない安定した回転半径Ｌを求める事ができる。 By using the area during the sampling period in this way, a stable turning radius L that is not affected by noise or instantaneous disturbance can be obtained.
次に、ＢＰＦではなく、図２４で示した様にフーリエ変換でスペクトルを求め、その結果から回転半径Ｌを得る方式について説明する。 Next, a method of obtaining a rotation radius L from the result of obtaining a spectrum by Fourier transform as shown in FIG. 24 instead of BPF will be described.
式（９），（１０）を用いて加速度出力を積分した速度のスペクトルＶＦ、角速度のスペクトルωＦを求め、以下の式（１６）で回転半径ＬＦを求める。 The velocity spectrum VF and the angular velocity spectrum ωF obtained by integrating the acceleration output using the equations (9) and (10) are obtained, and the rotational radius LF is obtained by the following equation (16).
ここで、式（９），（１０）におけるｎを例えばｆとして、抽出したい周波数の１周期分に設定する。即ち、図２８におけるサンプリング期間２８０１，２８０２，２８０３毎に各スペクトルＶＦ，ωＦに基づいて回転半径ＬＦを算出する。そして、各々の期間で求められた回転半径ＬＦを平均して、図２４の出力補正部３０９に補正値として出力する。
Here, n in the formulas (9) and (10) is set as, for example, f, and is set for one cycle of the frequency to be extracted. That is, the rotation radius LF is calculated based on the spectra VF and ωF for each of the
別の方法として、図２９に示してあるサンプリング期間２９０３の間のスペクトルＶＦ，ωＦを式（９），（１０）で求め、その結果に基づいて式（１６）で回転半径ＬＦを求めてもよい。この場合には回転半径ＬＦの平均化処理は行わないが、スペクトルＶＦ，ωＦを求める期間が長くなる為に、結果としてスペクトルＶＦ，ωＦは平均化され、安定した回転半径Ｌを得ることができる。
As another method, the spectra VF and ωF during the
図３０は、以上説明した角度振れ補正及び平行振れ補正のタイミングチャートであり、横軸は時間、各々の縦軸は軸上がＨｉ、軸底がＬｏである。 FIG. 30 is a timing chart of the angular shake correction and the parallel shake correction described above, where the horizontal axis is time, each vertical axis is Hi on the axis, and Lo is the axis bottom.
図３０において、３００１はカメラ６８０４のメインスイッチの状態（主電源の状態）を示し、Ｈｉがオン、Ｌｏがオフである。３００２はレリーズボタン６８０４ａの半押しでオンするスイッチＳ１の状態を示し、Ｈｉがオン（半押し）、Ｌｏがオフ（半押し解除）である。３００３はレリーズボタン６８０４ａを更に押し込んだ時にオンするスイッチＳ２の状態を示し、Ｈｉがオン（押し切り）、Ｌｏがオフ（半押し状態）である。
In FIG. 30, 3001 indicates the state of the main switch (main power supply state) of the
３００４はクイックリターンミラー、シャッタ、絞り駆動の各動作、つまり図１の撮像素子６８０５に被写体情報を蓄積する為に最適な撮影光路を確保する動作を示し、Ｈｉで動作、Ｌｏで動作停止である。３００５は撮像素子６８０５に被写体情報を蓄積する露光動作の状態を示し、Ｈｉで動作、Ｌｏで蓄積リセットである。尚、実際には露光動作以外でも被写体情報を撮像素子６８０５に蓄積し、その画像をカメラの背面モニターなどに表示する動作もあるが、図３０では含めていない。
３００６は不図示のＡＦセンサで撮影レンズ６８０１の撮像光学系を通した被写体光束の焦点状態を検出する焦点検出動作の状態を示し、Ｈｉで焦点状態検出、Ｌｏで非動作である。３００７は不図示のＡＦセンサの信号を受けて撮影レンズ６８０１の撮像光学系の一部或いは全てのレンズを繰出して焦点状態を調節するＡＦレンズ駆動の状態を示し、Ｈｉで調節動作、Ｌｏは駆動停止中である。３００８は角速度計６８０７ｐ、加速度計１０１ｐの検出動作の状態を示し、Ｈｉで動作中、Ｌｏは非動作である。
３００９は角速度出力、加速度出力より回転半径Ｌを算出する回転半径検出動作の状態を示し、Ｈｉは算出期間、Ｌｏは算出中止期間である。３０１０は振れ補正部６８０６を用いて角度振れを補正する角度振れ補正動作の状態を示し、Ｈｉが補正期間、Ｌｏが非補正期間である。３０１１は振れ補正部６８０６を用いて平行振れを補正する平行振れ補正動作の状態を示し、Ｈｉが補正期間、Ｌｏが非補正期間である。
Reference numeral 3009 denotes a state of a turning radius detection operation in which the turning radius L is calculated from the angular velocity output and acceleration output, Hi is a calculation period, and Lo is a calculation stop period. Reference numeral 3010 denotes an angle shake correction operation state in which the angle shake is corrected using the
以上において、時刻ｔ１に主電源がオンされた時のその後の各要素の動作を、図３０のタイミングチャートを用いて説明する。 The operation of each element after the main power supply is turned on at time t1 will be described with reference to the timing chart of FIG.
時刻ｔ２でレリーズボタン６８０４ａが半押し（スイッチＳ１がオン）される（３００２）。それに同期して不図示のＡＦセンサが焦点状態の検出を始める（３００６）。又、角速度計６８０７ｐ、加速度計１０１ｐが動作を始める（３００８）。尚、撮影者によりレリーズボタン６８０４ａが半押しされていると云う事は、カメラは被写体を狙って安定状態（カメラに大きな揺れが加わっていない状態）であるので、加速度計１０１ｐ、角速度計６８０７ｐの安定した演算が行える。そこで、加速度計１０１ｐ、角速度計６８０７ｐの出力に基づいて回転半径Ｌの演算を始める（３００９）。又、角度振れ補正を始める（３０１０）。
At time t2,
時刻ｔ３で、不図示のＡＦセンサの信号により撮像光学系の焦点状態が求まると、撮像光学系の一部或いは全部を繰出して焦点状態の調節を行う（３００７）。この時、回転半径Ｌを求める演算を中止する（３００９）。これは撮像光学系が駆動中はその駆動振動が加速度計１０１ｐに加わり、正確な振れ検出が行えない為である。
When the focus state of the image pickup optical system is obtained from the signal of the AF sensor (not shown) at time t3, the focus state is adjusted by extending a part or all of the image pickup optical system (3007). At this time, the calculation for obtaining the rotation radius L is stopped (3009). This is because the drive vibration is applied to the
図３などで説明したように、加速度計１０１ｐの出力はある周波数（例えば５Ｈｚ）のみ抽出している。そのため、上述の駆動ノイズはフィルタで減衰されて問題なくなる筈であるが、実際にはレンズ駆動の振動が大きすぎて加速度計１０１ｐの出力が飽和してしまう場合もある。加速度出力が飽和してしまうと、全ての周波数帯域の振動（振れも含む）が検出できなくなり、加速度計１０１ｐはエラー信号しか出力しない。そのエラー信号で回転半径Ｌを求めると誤った平行振れ補正を行う可能性がある。
As described with reference to FIG. 3 and the like, only a certain frequency (for example, 5 Hz) is extracted from the output of the
そこで、焦点調節の為のレンズ（フォーカスレンズ）駆動中には回転半径Ｌの演算を中止している。勿論、加速度検出範囲を広い加速度計（大きな加速度も検出可能な加速度計）を用いてレンズ駆動の振動では飽和が起きないようにすれば良いのである。しかし、そのように検出範囲の広い加速度計は手振れのように微小な加速度に関する精度が低い為に安定した回転半径検出が出来ない。そこで、加速度検出範囲は多少犠牲にしても手振れ検出精度の高い加速度計を用い、外乱振動入力時の加速度計信号は回転半径演算に用いないようにしている。 Therefore, the calculation of the rotation radius L is stopped while the lens for focus adjustment (focus lens) is being driven. Of course, it is only necessary to use an accelerometer with a wide acceleration detection range (an accelerometer capable of detecting a large acceleration) so that saturation does not occur in lens-driven vibration. However, such an accelerometer with a wide detection range cannot detect a stable turning radius due to low accuracy related to minute acceleration such as camera shake. Therefore, an accelerometer with high hand shake detection accuracy is used even if the acceleration detection range is somewhat sacrificed, and the accelerometer signal at the time of disturbance vibration input is not used for the rotation radius calculation.
時刻ｔ４では、レンズが目標とする位置に到達し、その駆動を停止する（３００７）。また、それに同期して不図示のＡＦセンサが再度焦点状態の検出を行い、所望の焦点状態になったか否かを確認する（３００６）。 At time t4, the lens reaches the target position and stops driving (3007). In synchronism with this, an AF sensor (not shown) detects the focus state again, and confirms whether or not the desired focus state has been reached (3006).
時刻ｔ５では、ＡＦが所望の焦点状態になった事が確認出来たので、焦点状態検出を終了する（３００６）。ここで、所望の焦点状態になっていない事が判明した場合には再度レンズを駆動して焦点状態の再調節を繰り返す。又、所望の焦点状態が確認できた場合には回転半径の算出動作を再開する（３００９）。これは、時刻ｔ５以降でレンズ駆動による外乱振動が加速度計に加わる虞がない為である。尚、時刻ｔ５でレンズの駆動が停止した時点で、その繰出し量から被写体距離を求める。そして、ズーム状態との関連より撮影倍率を求めて平行振れ補正目標値に生かす。 At time t5, since it has been confirmed that the AF has reached the desired focus state, focus state detection ends (3006). If it is found that the desired focus state is not obtained, the lens is driven again and the focus state is readjusted repeatedly. If the desired focus state can be confirmed, the operation for calculating the radius of rotation is resumed (3009). This is because there is no possibility that disturbance vibration due to lens driving is applied to the accelerometer after time t5. When the lens driving is stopped at time t5, the subject distance is obtained from the amount of extension. Then, the imaging magnification is obtained from the relationship with the zoom state and used as the parallel shake correction target value.
時刻ｔ６では、レリーズボタン６８０４ａの押し切り動作によりスイッチＳ２がオンする（３００３）。それと同期して時刻ｔ９までの間に撮影レンズ６８０１内の絞りやカメラ６８０４のクイックリターンミラーのアップ、シャッタ開が動作する（３００４）。又、回転半径Ｌの算出を停止する（３００９）。これは、絞りの絞り込みやクイックリターンミラーのアップ、シャッタ開の動作に伴う振動により前述した様に加速度計１０１ｐが飽和してしまい、回転半径Ｌの演算精度を低下させてしまうのを防ぐ為である。
At time t6, the switch S2 is turned on by pressing the
時刻ｔ７では、露光を開始する（３００５）。それと同期して平行振れ補正を開始する（３０１１）。尚、平行振れ補正を行う時の回転半径Ｌは時刻ｔ２からｔ３迄の期間の平均値及びｔ５からｔ６迄の期間に求めた平均値の更に平均を用いている。 At time t7, exposure is started (3005). In parallel with this, parallel shake correction is started (3011). Note that the rotation radius L when performing parallel shake correction uses the average value of the period from time t2 to t3 and the average of the average value obtained during the period from t5 to t6.
時刻ｔ８では、露光を終了する（３００５）。又、平行振れの補正も終了する（３０１１）。この様に平行振れの補正は露光期間しか行っていない。これは、角度振れの補正に加えて平行振れの補正を行うと、振れ補正部６８０６の補正ストロークが多く必要となり、振れ補正部６８０６が大型化して撮影レンズ６８０１が扱い難くなってしまう為である。その為、露光という短い時間にのみ平行振れ補正を行い、露光終了後は角度振れ補正のみに戻す。
At time t8, the exposure ends (3005). Also, the correction of the parallel shake ends (3011). In this way, the parallel shake is corrected only for the exposure period. This is because if the correction of the parallel shake is performed in addition to the correction of the angular shake, a large correction stroke of the
時刻ｔ８からｔ９の間には、シャッタ閉や絞りの開放、クイックリターンミラーダウン動作が行われる（３００４）。そして、時刻ｔ９迄の間は回転半径Ｌの算出を停止している（３００９）。これも上述した様に、絞りの開放動作やクイックリターンミラーダウン、シャッタ閉の動作に伴う振動により前述した様に加速度計が飽和してしまい、回転半径Ｌの演算精度を低下させてしまうのを防ぐ為である。 Between time t8 and t9, shutter closing, aperture opening, and quick return mirror down operation are performed (3004). The rotation radius L is not calculated until time t9 (3009). As described above, as described above, the accelerometer is saturated due to vibrations associated with the aperture opening operation, the quick return mirror down operation, and the shutter closing operation, which reduces the calculation accuracy of the rotation radius L. This is to prevent it.
時刻ｔ９では、回転半径Ｌの算出を再開する（３００９）。時刻ｔ１０では、レリーズボタン６８０４ａの押し切り（スイッチＳ２のオン）が解除され、半押し状態になる（３００３）。
At time t9, the calculation of the rotation radius L is resumed (3009). At time t10, the
時刻ｔ１１では、再びレリーズボタン６８０４ａの押し切り動作によりスイッチＳ２がオンする（３００３）。それと同期して時刻ｔ１２までの間に、撮影レンズ６８０１内の絞りやカメラ６８０４のクイックリターンミラーアップ、シャッタ開が動作する（３００４）。又、回転半径Ｌの算出を停止する（３００９）。
At time t11, the switch S2 is turned on again by pressing the
時刻ｔ１２では、露光を開始する（３００５）。それと同期して平行振れ補正を開始する（３０１１）。尚、平行振れ補正を行う時の回転半径Ｌは、時刻ｔ２からｔ３迄の期間の平均値、及び、時刻ｔ５からｔ６迄の期間に求めた平均値、及び、時刻ｔ９からｔ１１迄の期間の平均値の、更に平均を用いている。この様に、回転半径Ｌはレリーズボタン６８０４ａの半押し（スイッチＳ１のオン）が継続している間はリセットされず、累積されて平均が求められる。
At time t12, exposure is started (3005). In parallel with this, parallel shake correction is started (3011). Note that the rotation radius L when performing parallel shake correction is the average value during the period from time t2 to t3, the average value obtained during the period from time t5 to t6, and the period from time t9 to t11. The average of the average values is used. Thus, the rotation radius L is not reset while the
時刻ｔ１３では、露光を終了する（３００５）。又、平行振れの補正も終了する（３０１１）。時刻ｔ１３からｔ１４の間にはシャッタ閉や絞りの開放、クイックリターンミラーダウン動作が行われる（３００４）。そして、時刻ｔ１４迄の間は回転半径Ｌの算出を停止している（３００９）。 At time t13, the exposure ends (3005). Also, the correction of the parallel shake ends (3011). Between time t13 and t14, shutter closing, aperture opening, and quick return mirror down operation are performed (3004). Until the time t14, the calculation of the rotation radius L is stopped (3009).
時刻ｔ１４では、回転半径Ｌの算出を再開する（３００９）。時刻ｔ１５では、レリーズボタン６８０４ａの押し切り（スイッチＳ２のオン）が解除され、半押し（スイッチＳ１のオン）状態になる（３００３）。
At time t14, the calculation of the rotation radius L is resumed (3009). At time t15, the
時刻ｔ１６では、レリーズボタン６８０４ａの半押し（スイッチＳ１のオン）が解除される（３００２）。それと同期して回転半径Ｌの算出を停止する（３００９）。また、それまで累積して平均を求めてきた回転半径Ｌの値をリセットさせる。それはレリーズボタン６８０４ａを再度半押し（スイッチＳ１がオン）した時点ではカメラの把持の方法などが異なっている可能性もある為、今まで求めた回転半径Ｌがそのまま平行振れ補正に使えるか否か分からない為である。再度レリーズボタン６８０４ａの半押しがされた時には、新たに回転半径Ｌを求め直すことになる。
At time t16, half-pressing of the
時刻ｔ１６から所定時間（例えば４秒）経過後の時刻ｔ１７では、角速度計６８０７ｐ、加速度計１０１ｐの動作を停止する（３００８）。又、角度振れ補正も停止する（３０１０）。時刻ｔ１５で角速度計６８０７ｐ、加速度計１０１ｐの動作や角度振れ補正を停止しないのは、再度レリーズボタン６８０４ａの半押し（スイッチＳ１のオン）操作が行われた時に、角度振れ補正を瞬時に対処する為である。
At time t17 after elapse of a predetermined time (for example, 4 seconds) from time t16, the operations of the
時刻ｔ１８では、カメラの主電源をオフにする（３００１）。 At time t18, the main power supply of the camera is turned off (3001).
上記タイミングチャートには示していないが、回転半径Ｌはカメラの姿勢が大きく変化した時も演算を停止しており、それまでの回転半径Ｌの平均に加えないようにしている。カメラのパンニング操作やその他、大きなカメラの姿勢変化の操作が起きると、その時の回転半径はカメラを構えて被写体を狙っている時とは異なるので、その時に求まる回転半径Ｌは平行振れ補正精度を劣化させる虞がある為である。 Although not shown in the timing chart, the calculation of the rotation radius L is stopped even when the posture of the camera changes greatly, and it is not added to the average of the rotation radius L so far. When a camera panning operation or other large camera posture change operation occurs, the rotation radius at that time is different from that when the camera is held and the subject is aimed at, so the rotation radius L obtained at that time increases the parallel shake correction accuracy. This is because there is a risk of deterioration.
そこで、例えば角速度計６８０７ｐの出力が所定時間（例えば０．５秒）所定以上（例えば３ｄｅｇ／ｓ）となった場合にはそれまで求めた回転半径Ｌをリセットし、角速度計６８０７ｐの出力が低くなった時点で新たに回転半径Ｌを求め直している。同様に、加速度計１０１ｐの出力が所定時間（例えば０．５秒）所定変化以上（例えば０．２Ｇ）となった場合にはカメラの姿勢が大きく変化したと判定する。そして、それまで求めた回転半径Ｌをリセットし、加速度計１０１ｐの出力変化が小さくなった時点で新たに回転半径Ｌを求め直している。
Therefore, for example, when the output of the
尚、時刻ｔ２で回転半径Ｌの検出をはじめてから直ぐに時刻ｔ６でレリーズボタン６８０４ａの押し切りが行われてしまい、回転半径Ｌの算出が十分に行えない場合もある。そのような時には予め与えられている回転半径Ｌを用いて平行振れの補正を行う。
Note that the
前述した様に手振れの回転中心は周波数毎に異なり、高周波はカメラの接眼部、低周波は撮影者の腰近傍であり、周波数毎に異なる回転半径を処理する為に図２１で示した様な特性の利得調整部３１１を用いている。
As described above, the rotation center of camera shake is different for each frequency, the high frequency is the eyepiece of the camera, the low frequency is near the photographer's waist, and as shown in FIG. The
ここで、５Ｈｚ近傍の振れの回転中心は凡そカメラの接眼部近傍である為に、回転半径Ｌが不明の時には、図３１に示す様に、初期値としてカメラの接眼部から撮像光学系の主点位置までの距離を回転半径３１０１として設定する。
Here, since the center of rotation of shake near 5 Hz is about the vicinity of the eyepiece of the camera, when the radius of rotation L is unknown, as shown in FIG. Is set as the radius of
尚、ここでカメラの接眼部は矢印３１０２の位置であるが、その位置における光軸３１０３との交点を回転中心３１０４とし、回転中心３１０４と撮像光学系の主点位置３１０５迄の距離を回転半径３１０１としている。これは振れ補正部が補正する方向が光軸３１０３と直交する方向であるため、その方向の平行振れ成分のみ補正するためである。
Here, the eyepiece of the camera is at the position of the
ここで、時刻ｔ２でレリーズボタン６８０４ａの半押しから直ぐに時刻ｔ６でレリーズボタン６８０４ａの押し切りが行われたとする。この場合は、その初期値を用いて平行振れの補正を行い、時刻ｔ２でレリーズボタン６８０４ａの半押しからｔ６でレリーズボタン６８０４ａの押し切り迄時間がある場合には算出した回転半径Ｌを用いる。
Here, it is assumed that the
また、算出した回転半径Ｌがカメラの把持状態などの影響で大きく変動する場合がある。例えばカメラを手振れが極めて少ない状態で把持した場合には、手振れが無い為に角速度計の出力は極めて小さい。この様な時に加速度計１０１ｐを積分した速度出力にＤＣバイアス成分などが重畳し、所定の出力があった場合には、式（８）で求まる回転半径Ｌは極めて大きな値になってしまう。このような時は算出した回転半径Ｌは用いず、回転半径初期値を用いて平行振れ補正を行う。即ち、角速度出力が極めて小さい場合や、求めた回転半径が所定以上（例えば撮像光学系の主点位置から撮影者の腰までの距離以上）の場合には、回転半径Ｌとして初期値を用いて平行振れ補正を行う。
Further, the calculated turning radius L may vary greatly due to the influence of the gripping state of the camera. For example, when the camera is gripped with very little camera shake, the output of the angular velocity meter is extremely small because there is no camera shake. In such a case, when a DC bias component or the like is superimposed on the speed output obtained by integrating the
図３２は、以上の構成を説明するフローチャートであり、このフローはカメラの主電源オンでスタートする。 FIG. 32 is a flowchart for explaining the above configuration, and this flow starts when the main power of the camera is turned on.
尚、本発明の主要な構成を分かり易く説明する為に、カメラに設けられる多用な制御動作（例えば、バッテリチェックや測光、測距、ＡＦの為のレンズ駆動、ストロボ充電、そして撮影の為の操作、動作など）は省いている。また、以下のフローにおいては、カメラの角度振れ６８０３ｐを角速度計６８０７ｐで、平行振れ１０１ｐｂを加速度計１０１ｐで、それぞれ検出する場合を例に説明を進める。しかし、カメラの角度振れ６８０３ｙを角速度計６８０７ｙで、平行振れ１０１ｙｂを加速度計１０１ｙで、それぞれ検出する場合も同様のフローになる。更に、このフローはいかなるステップへ進んでいようと、カメラの主電源オフで終了するものとする。
In order to explain the main configuration of the present invention in an easy-to-understand manner, various control operations (for example, battery check, photometry, distance measurement, lens driving for AF, strobe charging, and photographing are provided for the camera. Operation, movement, etc.) are omitted. Further, in the following flow, description will be given by taking as an example a case where the
図３２において、ステップ＃３２０１では、レリーズボタン６８０４ａの半押し（スイッチＳ１のオン）を待機しており、半押しされるとステップ＃３２０２へ進み、角速度計６８０７ｐ、加速度計１０１ｐを作動させて振れ検出を始める。また、同時に不図示のＡＦセンサを作動させて焦点状態の検出を始める。ここで、レリーズボタン６８０４ａの半押し操作後に上記作動を行うのは、レリーズボタン６８０４ａの半押し操作が行われるまでは撮影者はカメラを被写体に向かって構え、カメラが安定状態にある為である。
In FIG. 32, in
次のステップ＃３２０３では、角速度計９３ｐの角度振れ補正目標値がほぼ得られたか否かを判定し、得られた場合はステップ＃３２０４へ進む。一方、得られなかった場合はステップ＃３２２８へと進む。これは、角速度計６８０７ｐの積分出力（図３のＨＰＦ積分フィルタ３０１の出力）が安定するのに多少の時間（例えば０．５秒）が必要な為に、それ迄は角度振れ補正を行わないようするためである。
In the
次のステップ＃３２０４では、振れ補正部６８０６を駆動して角度振れのみの補正動作を開始する（ここでは平行振れの補正は行わない）。そして、次のステップ＃３２０５にて、ＡＦが完了しているか否かを判定し、完了している場合はステップ＃３２０６へ進み、未完了の場合はステップ＃３２２８へ進む。
In the
まず、ＡＦが未完了の場合を説明する。 First, a case where AF has not been completed will be described.
ＡＦが未完了であるとしてステップ＃３２２８へ進むと、ここでは今まで述べてきた様に、角速度計６８０７ｐ、加速度計１０１ｐの出力より所望の周波数成分を抽出して比較し、回転半径を求める。更に、定期的に求めた回転半径Ｌを累積してゆく。そして、次のステップ＃３２２９にて、焦点状態の検出を完了したか否かを判定し、焦点状態の検出を完了している場合はステップ＃３２３０へ進み、そうでない場合はステップ＃３２３４へ進む。
If the AF is not completed, the process proceeds to step # 3228. Here, as described above, a desired frequency component is extracted from the outputs of the
焦点状態の検出が完了していないとしてステップ＃３２３４へ進むと、レリーズボタン６８０４ａの半押しが解除（スイッチＳ１がオフ）されたか否かを判定する。そして、レリーズボタン６８０４ａの半押しが解除されていると判定した場合はステップ＃３２０１へ戻り、レリーズボタン６８０４ａの半押しがなされるまで待機する。また、レリーズボタン６８０４ａの半押しが解除されていない場合はステップ＃３２０３へ戻り、角度振れ補正可能であるか否かを再度判定する。
If it is determined that the detection of the focus state has not been completed and the process proceeds to step # 3234, it is determined whether or not the
上記ステップ＃３２０３で再度角度振れ補正が可能でないと判定した場合はステップ＃３２２８へ進み、次のステップ＃３２２９にて、再び焦点状態の検出完了判定を行う。
If it is determined in
また、角度振れ補正準備が整った時はステップ＃３２０３からステップ＃３２０４へ進み、角度振れ補正を開始すると共にステップ＃３２０５にて、ＡＦ完了判定を行う。そして、この様にフローが流れる場合にはＡＦは未完了なのでステップ＃３２２８へ進み、次のステップ＃３２２９にて、再び焦点状態の検出完了判定を行う。
When preparation for angle shake correction is complete, the process proceeds from step # 3203 to step # 3204, where angle shake correction is started and AF completion determination is performed in
上記ステップ＃３２２９にて焦点状態の検出が完了したと判定するとステップ＃３２３０へ進み、回転半径Ｌの検出を中止する。これは、これ以降のステップで合焦の為のレンズ駆動を行うので、その駆動ノイズが加速度計出力に重畳して不正確な回転半径Ｌが求まる事を防ぐ為である。
If it is determined in
次のステップ＃３２３１では、合焦の為のレンズ駆動を行う。そして、次のステップ＃３２３２にて、レンズ駆動が完了したか否かを判定し、完了した場合はステップ＃３２３３へ進み、レンズ駆動を停止する。
In the
また、レンズ駆動が完了していない場合はステップ＃３２３２→＃３２３４→＃３２０３を経てステップ＃３２２８へ戻るか、或いはステップ＃３２３２→＃３２３４→＃３２０３→＃３４０４→＃３２０５を経てステップ＃３２２８へ戻る。その後はステップ＃３２２８→→＃３２２９→＃３２３０→＃３２３１を経てステップ＃３２３２へ進み、再びレンズ駆動が完了したかを判定する。即ち、レリーズボタン６８０４ａの半押しが解除されない限りは上記の各ステップを循環してレンズ駆動完了まで待機する。
If the lens drive is not completed, the process returns to step # 3228 via
ステップ＃３２３３でレンズ駆動を停止した後もレリーズボタン６８０４ａの半押しが解除されていない場合はステップ＃３２０３に戻り、ステップ＃３２０４を経て次のステップ＃３２０５にて、ＡＦが完了したか否かを判定する。ここで合焦状態の場合はステップ＃３２０６へ進み、そうで無い時は再びステップ＃３２２８へ戻り、焦点調節を再開する。
If the half-press of the
ステップ＃３２０６へ進むと、上記ステップ＃３２２８と同様に、定期的に求めた回転半径Ｌを累積してゆく訳である。しかし、フローがステップ＃３２２８を経てこのステップ＃３２０６に進んできた場合には、既に回転半径Ｌの検出を始めている訳であり、このステップでの動作は無い。
When the process proceeds to step # 3206, the rotation radius L obtained periodically is accumulated as in
次のステップ＃３２０７では、カメラがパンニングされているか否かの検出を行う。検出方法としては、角速度計６８０７ｐの出力が一定期間（例えば０．５秒）、所定角速度以上（例えば３ｄｅｇ／ｓ）である場合はカメラがパンニングされている（一定方向に振られている）と判定する。或いは、角速度計６８０７ｐの積分値（ＨＰＦ積分フィルタ３０１の出力）が一定期間（例えば０．２秒）、所定角度以上（例えば１．５ｄｅｇ）の場合はカメラがパンニングされていると判定する。そして、パンニング中であると検出した場合はステップ＃３２０８へ進み、そうでない場合はステップ＃３２１１へ進む。
In the
ステップ＃３２０８へ進むと、回転半径Ｌの検出を中止すると共にこの方向（矢印６８０３ｐ方向）の角度振れ補正を停止する。これは、パンニング中は振れが不安定であり、精度良い回転半径Ｌの検出ができない事や、振れ角が大きく、角度振れ補正を行うと補正レンズがメカ端に行き着いてしまい、メカニカルな制約により矢印６８０３ｙ方向の画像振れ補正精度も低下してしまう為である。
When the process proceeds to step # 3208, the detection of the rotation radius L is stopped and the angular shake correction in this direction (the direction of the
次のステップ＃３２０９では、再びパンニング中であるか否かの検出を行い、パンニング中であれば直ちにステップ＃３２１１へ進む。また、パンニングが終了している場合はステップ＃３２１０へ進み、カメラが安定して構えられている状態であるので回転半径Ｌの検出を再開すると共に、角度振れ補正も再開する。そして、ステップ＃３２１１へ進む。
In the
ステップ＃３２１１では、レリーズボタン６８０４ａの半押し解除（スイッチＳ１がオフ）か否かを判定し、半押し解除の場合はステップ＃３２３５へ進み、そうでない場合はステップ＃３２１２へ進む。
In
レリーズボタン６８０４ａの半押しが解除されたとしてステップ＃３２３５へ進むと、回転半径Ｌの検出を中止すると共に、今迄蓄積してきた回転半径Ｌをリセットし、ステップ＃３２２５へ進む。これはレリーズボタン６８０４ａの半押しを解除したことで、新たな被写体の撮影に移る、或いは、撮影を終了するなど撮影条件が変更されることを予測している為である。但し、再度レリーズボタン６８０４ａの半押し操作が直ぐに行われた場合には（例えば半押し解除から１秒後に再操作）、回転半径Ｌのリセットを行わないようにしても良い。
If it is determined that the half-press of the
ステップ＃３２２５へ進むと、所定時間（例えば４秒）待機する。この間は角度振れ補正は継続しており、角速度計６８０７ｐ、加速度計１０１ｐも作動している。この様にレリーズボタン６８０４ａの半押しが解除されてからも暫く角度振れ補正を継続するのは、再度レリーズボタン６８０４ａを半押しされた時に備えている為である。そして、所定時間経過後、ステップ＃３２２６へ進み、角度振れ補正を停止する。そして、次のステップ＃３２２７にて、角速度計６８０７ｐ、加速度計１０１ｐの作動を停止し、ステップ＃３２０１へ戻る。
If it progresses to step # 3225, it will wait for predetermined time (for example, 4 second). During this time, the angular shake correction is continued, and the
上記ステップ＃３２１１でレリーズボタン６８０４ａが継続して半押しされていると判定した場合にはステップ＃３２１２へ進む。そして、ここではレリーズボタン６８０４ａの押し切り操作（スイッチＳ２がオン）されたか否かを判定し、押し切り操作が行われていなければステップ＃３２０７へ戻り、同様の動作を繰り返す。即ち、角度振れ補正、回転半径Ｌの検出、且つカメラのパンニング検出を行いながら撮影動作の開始を待機する。撮影動作のためにレリーズボタン６８０４ａの押し切り操作が行われたらステップ＃３２１３へ進む。
If it is determined in
撮影動作のためにレリーズボタン６８０４ａの押し切り操作が行われたらステップ＃３２１３へ進み、回転検出Ｌの平均化を中止する。これは、この後にクイックリターンミラーや絞り、シャッタなどの振動発生動作があり、これにより加速度計１０１ｐに外乱が加わり、回転半径Ｌの検出精度が劣化する為である。ここでは又、今まで求めてきた各期間（図２７の期間２７０３，２７０４など）の平均を求める。
If the
次のステップ＃３２１４では、求められた回転半径Ｌが妥当であるか否かを判定し、妥当な場合はステップ＃３２１５へ進み、そうでない場合はステップ＃３２３６へ進む。
In the
ここで、上記ステップ＃３２１４で検出される回転半径が妥当であるか否かの判定は、以下の３点である。
１）検出する回転半径Ｌの平均化回数が足りない。
２）求まった回転半径Ｌが所定値より大きい。
３）角速度が所定以下の状態が長く継続した。
Here, the following three points are used to determine whether or not the radius of rotation detected in
1) Insufficient number of times to detect the rotation radius L.
2) The obtained turning radius L is larger than a predetermined value.
3) The state where the angular velocity is below the predetermined value has continued for a long time.
上記１）は、例えばステップ＃３２０１でレリーズボタン６８０４ａの半押し操作が行われたことが判定されてからステップ＃３２１２でレリーズボタン６８０４ａの押し切り操作が行われたことが判定されるまでの期間が短い。そのため、回転半径Ｌの計算時間が足りない場合である。このような時は正しい回転半径がＬ求められていないと判定する。
The above 1) is, for example, a period from when it is determined in
また、上記２）は、外乱などの要因で回転半径Ｌが予測し得る上限（例えば撮影レンズ主点位置から撮影者の腰相当までの距離）を超えた場合である。このような時は正しい回転半径Ｌが求められていないと判定する。 The above 2) is a case where the rotation radius L exceeds an upper limit that can be predicted (for example, a distance from the photographing lens principal point position to the waist of the photographer) due to factors such as disturbance. In such a case, it is determined that the correct turning radius L is not obtained.
また、上記３）は、カメラが三脚などに固定され、静止状態にある為に角速度出力（或いはそれを積分した角度出力）が所定より小さい場合である。このような時に式（８）で回転半径Ｌを求めると、計算誤差により極めて大きな回転半径Ｌが計算されてしまう為に正しい回転半径Ｌが求められていないと判定する。 The above 3) is a case where the angular velocity output (or an angular output obtained by integrating it) is smaller than a predetermined value because the camera is fixed on a tripod or the like and is in a stationary state. In such a case, if the turning radius L is obtained by Equation (8), a very large turning radius L is calculated due to a calculation error, so that it is determined that the correct turning radius L is not obtained.
上記ステップ＃３２１４にて回転半径が妥当でないとしてステップ＃３２３６へ進むと、上記状態になった時には、回転半径Ｌとして、初期値として与えられている回転半径（図３１に示す様にカメラの接眼部から撮像光学系の主点位置までの距離）を用いる。
If it is determined in
次のステップ＃３２１５では、上記ステップ＃３２０７と同様に、カメラがパンニングされているか否かを判定する。パンニング中である場合はステップ＃３２１７へ進み、そうでない場合はステップ＃３２１６へ進む。ステップ＃３２１５でパンニング中と判定される時はステップ＃３２０８で角度振れ補正を停止しているので、角度振れの補正は行われていない。
In the
パンニング動作であるとしてステップ＃３２１５からステップ＃３２１７へ進むと、撮像素子６８０５により蓄積動作を開始する。但し、未だシャッタが開いていないので実際の被写体光束は撮像素子６８０５に入射していない。そして、次のステップ＃３２１８にて、クイックリターンミラーをアップし、レンズの絞りを駆動してシャッタを開く。これにより、撮像素子６８０５に結像する被写体光束の蓄積が開始される。
If the process proceeds from step # 3215 to step # 3217 as a panning operation, the
次のステップ＃３２１９では、露光に適した撮影期間まで待機する。そして、ステップ＃３２２０にて、露光終了後、平行振れ補正を停止する。尚、カメラがステップ＃３２１５でパンニング状態と判定されて後述のステップ＃３２１６がスキップされているので、ここでは平行振れ補正動作停止は機能しない（もともと平行振れ補正していない為）。続くステップ＃３２２１では、シャッタを閉じ、レンズの絞りを元に戻すと共にクイックリターンミラーをダウンさせる。
In the
このように、ステップ＃３２１５でカメラがパンニング状態と判定された場合には、角度振れ補正、平行振れ補正とも行わないで撮影する。
As described above, when it is determined in
一方、上記ステップ＃３２１５でカメラがパンニング中でないと判定した場合にはステップ＃３２１６へ進み、上記ステップ＃３２１３で求めた回転半径Ｌに基づいて平行振れの補正を開始する。そして、次のステップ＃３２１７にて、撮像素子６８０５により蓄積動作を開始し、以下ステップ＃３２２１まで前述と同様の動作を行う。
On the other hand, if it is determined in
このように、ステップ＃３２１５でカメラがパンニング中でないと判定される時はステップ＃３２０４で角度振れの補正が行われているか、或いは、ステップ＃３２１０で角度振れ補正が再開されている。よって、露光中は（被写体光束蓄積中）角度振れ補正と平行振れ補正の両方が行われる。
As described above, when it is determined in
次のステップ＃３２２２では、撮像素子６８０５で得られた情報をカメラ背面の液晶モニターなどに表示すると共に記録媒体にその情報を記録する。そして、次のステップ＃３２２３にて、レリーズボタン６８０４ａの押し切り操作が解除されるまで待機する。押し切り操作が解除されるとステップ＃３２２４へ進み、ここではレリーズボタン６８０４ａの半押し状態を判定し、半押し操作が解除されていなければステップ＃３２０６へ戻り、同様の動作を繰り返す。即ち、レリーズボタン６８０４ａの半押しが解除されるまでは回転半径Ｌを検出しつつ、レリーズボタン６８０４ａの押し切り操作がされるのを待機する事になる。
In the
ステップ＃３２２５以降は、前述した通りである。
ここで、上記ステップ＃３２０４での角度振れ補正と上記ステップ＃３２１６での平行振れ補正の始め方について説明する。
Here, how to start the angular shake correction in
図３３は、上記を説明する為に、角度振れ補正目標値および平行振れ補正目標値が振れ補正部６８０６を駆動する駆動部６８０９に入力されるまでを、詳細に示したブロック図である。
FIG. 33 is a block diagram showing in detail until the angle shake correction target value and the parallel shake correction target value are input to the
角度振れ補正目標値を出力する敏感度調整部３０３および平行振れ補正目標値を出力する出力補正部３０９より以前のブロックは省略して図示している。尚、実際には全て演算処理で行われる訳であるが、図示化するためにサンプルホールド（以下、Ｓ／Ｈ部）３３０２や差動器３３０３をアナログ系のブロックで示している。
Blocks prior to the
敏感度調整部３０３より出力される角度振れ補正目標値は、可変ゲイン３３０１に入力される。可変ゲイン３３０１は、レリーズボタン６８０４ａの半押しによるスイッチＳ１のオン信号３３０４の入力により、角度振れ補正目標値のゲインをゼロから１に例えば０．５秒かけて変更してゆく。これにより、レリーズボタン６８０４ａの半押しにより０．５秒後には精度より角度振れ補正が行われる。この様にゲインを少しずつ変更しているのは、レリーズボタン６８０４ａの半押しで急激に画像振れ補正を開始すると、その時の手振れの状態によりファインダ画面が大きく変動し、撮影者に違和感を与えるためである。これについては後ほど図３４を用いて再度説明する。
The angular shake correction target value output from the
また、可変ゲイン３３０１はレリーズボタン６８０４ａの半押し解除より所定時間（例えば４秒）後に角度振れ補正目標値のゲインを１から例えば０．５秒かけてゼロに変更してゆく。これも急激に画像振れ補正を停止する事による画面変動を避けるためである。
Further, the
尚、レリーズボタン６８０４ａの半押しから所定時間後に画像振れ補正を中止するのは、図３２のステップ＃３２２５で述べた様に、再度レリーズボタン６８０４ａを半押しされた時に継続して画像振れ補正が行えるように備えている為である。
Note that the image blur correction is canceled after a predetermined time from the half-press of the
出力補正部３０９より出力される平行振れ補正目標値はＳ／Ｈ部３３０２に入力されると共に差動器３３０３に入力されており、差動器３３０３ではＳ／Ｈ部３３０２の出力と平行振れ補正目標値の差動出力を行う。即ち、Ｓ／Ｈ部３３０２がサンプリング中の時は差動器３３０３に入力する２つの信号は等しい為に、その出力はゼロである。Ｓ／Ｈ部３３０２にはレリーズボタン６８０４ａの押し切りによるスイッチＳ２のオン信号３３０５も入力されており、その信号入力により平行振れ補正目標値をホールドする。そのため、その時点でＳ／Ｈ部３３０２の出力は固定される事になり、差動器３３０３の出力はレリーズボタン６８０４ａ押し切り（スイッチＳ２のオン信号３３０５）に同期してゼロから連続的に出力する。これについても後ほど図３４で波形を用いて説明する。
The parallel shake correction target value output from the
また、Ｓ／Ｈ部３３０２には露光完了信号３３０６も入力されており、露光完了信号３３０６の入力でＳ／Ｈ部３３０２は平行振れ補正目標値を再度サンプリングする。そのため、露光完了に同期して差動器３３０３の出力はゼロになる。
An
図３４は以上を手振れ波形で説明する図であり、横軸は経過時間、縦軸は手振れ量或いはその補正量を像面振れに換算した量である。又、横軸におけるタイミングｔ２，ｔ６，ｔ８，ｔ９，ｔ１６，ｔ１７は、図３０で示したタイミングチャートのタイミングと同じタイミングを同じ符号で示している。 FIG. 34 is a diagram for explaining the above in terms of camera shake waveforms, where the horizontal axis represents elapsed time, and the vertical axis represents the amount of camera shake or its correction amount converted to image plane shake. Further, the timings t2, t6, t8, t9, t16, and t17 on the horizontal axis indicate the same timing as the timing chart shown in FIG.
波形３４０１は、角度振れ及び平行振れにより生じる像面での振れ量であり、ここでは説明のために余弦波で示している。波形３４０２は、波形３４０１の中で角度振れにより生じる像面での振れ量成分を抜き出して示している。波形３４０３は、波形３４０１の中で平行振れにより生じる像面での振れ量成分を抜き出して示している。
A
また、波形３４０４は、図３３の可変ゲイン３３０１で出力される角度振れ補正目標値の像面での換算値であり、波形３４０２の振れを補正する目標値である。波形３４０４は、レリーズボタン６８０４ａの半押し（時刻ｔ２）より所定時間（例えば０．５秒）を費やして角度振れ補正目標値を適正ゲインにしている。
A
波形３４０２では、時刻ｔ２にて所定の振れ量３３０７を生じており、このまま画像振れ補正を開始すると振れ補正部６８０６がゼロ位置より急激に駆動され、ファインダ画面が大きく揺れてしまう。それを避ける為に波形３４０４で示すように、角度振れ補正目標値ゲインを時刻ｔ２で徐々に適正値にしている。
In the
また、時刻ｔ１６にてレリーズボタン６８０４ａの半押しが解除されると、それより４秒後の時刻ｔ１７で角度振れ補正目標値ゲインを徐々に小さくし、ゼロに収束させる。波形３４０２では、時刻ｔ１７にて所定の振れ量３３０８を生じており、突然画像振れ補正を止めると振れ補正部６８０６がその補正位置より急激にゼロ位置に駆動され、ファインダ画面が大きく揺れてしまう。その為に時刻ｔ１７よりゲインを徐々に小さくしてゆく事で画面の急激な変化を防止している。
When the half-press of the
波形３４０５は、図３３の差動器３３０３で出力される平行振れ補正目標値の像面での換算値であり、波形３４０３の振れを補正する目標値である。前述した様に差動器３３０３の出力はゼロより連続的に出力されるので、波形３４０５は時刻ｔ６よりゼロより連続的に出力されており、波形３４０３の時刻ｔ６での出力３３０９とは異なっている。これは時刻ｔ６時点で出力３３０９のように急激に振れ補正を始めると、露光開始までに振れ補正部６８０６が応答できず、十分な平行振れ補正が行われない事の対策である。
A
平行振れ補正目標値は露光完了の時刻ｔ８でその出力がゼロになる。これは、図３３で説明した様に、露光完了に伴い、Ｓ／Ｈ部３３０２をサンプリング状態に戻し、差動器３３０３の出力がゼロになる為である。そのため、振れ補正部６８０６は平行振れの補正を止めるが、既に露光は完了しているために画像への影響は生じず、また、ミラーアップ中である為に平行振れ補正を急に停止した事が画面で見えてしまうことは無い。
The parallel shake correction target value becomes zero at the time t8 when the exposure is completed. This is because, as described with reference to FIG. 33, the S /
画面振れによる違和感防止の為には画像振れ補正の開始、停止は連続的に行う事が好ましいが、上記の様に画面を確認できない場合に限っては急激な平行振れ補正停止により、早期に次の動作に備えるようにしている。 It is preferable to start and stop image blur correction continuously in order to prevent a sense of incongruity due to screen shake.However, if the screen cannot be confirmed as described above, a sudden parallel shake correction stop causes an early start. To prepare for the operation.
時刻ｔ９では、クイックリターンミラーのダウンが完了（シャッタ閉は時刻ｔ８で完了）する訳であるが、この時点では既に平行振れ補正停止より所定時間（例えば１００ｍｓ）経過している。よって、平行振れ補正停止による画面の変動がファインダを通して見える事は無い。波形３４０６は振れ補正部６８０６の駆動量の像面での換算値であり、波形３４０４と波形３４０５の合成波形とほぼ同じである。
At time t9, the quick return mirror is completely lowered (shutter closing is completed at time t8), but at this point, a predetermined time (for example, 100 ms) has already passed since the parallel shake correction was stopped. Therefore, the screen change due to the parallel shake correction stop is never seen through the viewfinder. A
振れ補正部６８０６の駆動量を見ると、時刻ｔ２より徐々に角度振れ補正を開始し、時刻ｔ６より角度振れ補正と共に平行振れ補正を連続的に開始する。そして、時刻ｔ８で平行振れ補正を停止し、時刻ｔ９でクイックリターンミラーがダウンし、時刻ｔ１６ではレリーズボタン６８０４ａの半押しが解除され、その４秒後の時刻ｔ１７より角度振れ補正の停止が始まる。
Looking at the drive amount of the
以上のように、角度振れ補正、平行振れ補正ともその補正開始は連続的に行われるように制御されており、振れ補正部６８０６は常に安定して画像振れ補正を行うことができる。
As described above, both the angular shake correction and the parallel shake correction are controlled so that the correction start is continuously performed, and the
前述した様にステップ＃３２１３では回転半径検出の平均化を中止しており、これは、この後にクイックリターンミラーや絞り、シャッタなどの振動発生動作があり、これにより加速度計１０１ｐに外乱が加わり、回転半径Ｌの検出精度が劣化する為である。この現象について、図３５を用いて説明する。
As described above, in
図３５はクイックリターンミラーやシャッタ駆動時の加速度計１０１ｐの波形を示しており、横軸は経過時間、縦軸は加速度計１０１ｐの出力電圧である。
FIG. 35 shows the waveform of the
この加速度計１０１ｐは５Ｖ駆動であり、基準電圧３５０２に対して出力波形３５０１はバイアス電圧３５０５が重畳している。このバイアス電圧は加速度計に１Ｇの重力が加わった状態であることを示している。
The
平行振れの検出（或いは回転半径Ｌの検出）の為に図３１に示したような加速度計１０１ｐには常に１Ｇの重力が加わっている。その為に、その分の加速度出力がバイアス電圧３５０５として出力される。この加速度計１０１ｐの加速度出力可能電圧は０．５Ｖから４．５Ｖの間であり、この範囲外では出力が飽和する。
For the detection of the parallel shake (or the detection of the rotation radius L), 1G gravity is always applied to the
今、加速度計１０１ｐの出力波形３５０１は、ミラー駆動やシャッタ駆動のタイミングで波形３５０１ａ，３５０１ｂ，３５０１ｃのように出力が飽和している区間がある。これは既に重力分のバイアス電圧が加わっているので、その分加速度検出範囲が狭くなっている事に加え、クイックリターンミラーやシャッタ、絞りの駆動による大きな振動加速度が加速度計１０１ｐに加わる為である。
Now, the
この問題は検出範囲の広い加速度計を用いる事で解決できるが、検出レンジが広い加速度計は微小加速度の検出精度が低くなる為に高精度の平行振れ加速度を検出できなくなる。そのような精度の低い加速度計を使用するよりは、クイックリターンミラーやシャッタ駆動、絞り、レンズ駆動時は加速度検出を行わず、それ以外の区間で求めた回転半径Ｌを平均化して利用した方が精度よい平行振れ補正が行われる。そのために、クイックリターンミラーやシャッタ、絞り、レンズ駆動時の加速度出力の飽和が生じる（その区間の加速度出力は使わない）検出レンジが限定された加速度計でも、高精度な平行振れ検出が可能な加速度計を用いている。 This problem can be solved by using an accelerometer with a wide detection range. However, an accelerometer with a wide detection range cannot detect high-accuracy parallel shake acceleration because the detection accuracy of minute acceleration is low. Rather than using such a low precision accelerometer, the acceleration radius is not detected when the quick return mirror, shutter drive, aperture, or lens drive is used, and the rotation radius L obtained in other sections is averaged and used However, accurate shake correction is performed. For this reason, acceleration output saturation occurs when the quick return mirror, shutter, aperture, and lens are driven (the acceleration output in that section is not used). Even with an accelerometer with a limited detection range, highly accurate parallel shake detection is possible. An accelerometer is used.
図１１で説明した様に、回転半径Ｌは回転中心１１０２ｐから加速度計１０１ｐまでの長さであり、加速度計１０１ｐは撮像光学系の主点位置に配置されているので、この長さは回転中心１１０２ｐから撮像光学系の主点位置の長さに等しい。
As described with reference to FIG. 11, the rotation radius L is the length from the
平行振れは撮像光学系の主点位置の位置ずれにより発生するので、回転半径Ｌと角速度計６８０７ｐを積分した角度出力の積により、撮像光学系の主点位置ずれを求める事ができ、平行振れ補正目標値を得ることができる。
Since the parallel shake occurs due to the positional deviation of the principal point position of the imaging optical system, the principal point positional deviation of the imaging optical system can be obtained by the product of the angular output obtained by integrating the rotation radius L and the
ところで、今までの説明では省略していたが、実際には被写体の位置に合わせた焦点調節によりレンズの光軸上の位置が変化し、それに伴い、加速度計１０１ｐの設置位置と撮像光学系の主点位置にずれが生じる。そのため、正確に撮像光学系の主点位置のずれを求める為には、回転半径Ｌを撮像光学系の主点位置と加速度計１０１ｐの設置位置のずれに合わせて補正する必要がある。
By the way, although omitted in the description so far, in practice, the position on the optical axis of the lens changes due to focus adjustment in accordance with the position of the subject, and accordingly, the installation position of the
図３６及び図３７は、上記を説明するカメラの振れ状態の説明図であり、図３６と図３７はレンズと被写体３６０１，３７０１の距離が異なる。
FIGS. 36 and 37 are explanatory views of the camera shake state described above. FIGS. 36 and 37 are different from each other in the distance between the lens and the
図３６の被写体３６０１の位置において、撮像光学系を合焦位置に調整した時の撮像光学系全体の主点位置Ａ（３６０２）は、加速度計１０１ｐの配置と光軸方向で同位置にある。そのため、加速度計１０１ｐの出力と角速度計６８０７ｐの出力に基づいて回転半径Ｌ（１１０１ｐ）を求め、その回転半径１１０１ｐと角速度計６８０７ｐ出力により上記式（４）の右辺第２項でレンズ主点位置における平行振れ量３６０３が求まる。
The principal point position A (3602) of the entire imaging optical system when the imaging optical system is adjusted to the in-focus position at the position of the subject 3601 in FIG. 36 is in the same position as the arrangement of the
図３７では被写体３７０１が図３６の被写体３６０１よりもレンズから離れており、撮像光学系を合焦位置に調整した時の撮像光学系全体の主点位置Ｂ（３７０２）は、加速度計１０１ｐの配置と光軸方向でずれが生じてくる（ずれ量３７０４）。そのため、加速度計１０１ｐの出力と角速度計６８０７ｐの出力に基づいて回転半径１１０１ｐを求めても、図３７のレンズ主点位置における平行振れ量３７０３は求まらない。
In FIG. 37, the subject 3701 is farther from the lens than the subject 3601 in FIG. 36, and the principal point position B (3702) of the entire imaging optical system when the imaging optical system is adjusted to the in-focus position is the arrangement of the
そこで、加速度計１０１ｐの出力と角速度計６８０７ｐの出力に基づいて求まる回転半径１１０１ｐよりずれ量３７０４を差し引いた修正回転半径３７０５を求める。そして、その修正回転半径Ｌ３７０５と角速度計６８０７ｐ出力により式（４）の右辺第２項によりレンズ主点位置Ｂ３７０２における平行振れ量３７０３を求めている。即ち、被写体距離により回転半径Ｌを補正している。
Therefore, a corrected
撮像レンズの主点位置における平行振れを求めるにはその主点位置に加速度計１０１ｐを配置する必要がある。そのため、焦点調節により撮影レンズの主点位置が変化しても、それに伴って加速度計１０１ｐの取り付け位置も変化する構成にすれば、上記補正処理は不要になる。例えば、焦点調節の為に繰出すレンズ上に加速度計１０１ｐを取り付けることで、主点位置の移動と加速度計の移動を揃えることも可能であるが、そのような構造は複雑になり、レンズ全体が大型化してしまう。
In order to obtain the parallel shake at the principal point position of the imaging lens, it is necessary to place the
しかし、図３７で説明した様な補正を行う事で、加速度計１０１ｐを固定したままで、変化する主点位置での平行振れ量を求める事ができる。この補正は焦点調節の為のレンズの位置をフォーカスエンコーダで検出し、その結果で撮像光学系の主点位置を求めて加速度計１０１ｐの設置位置とのずれを計算することで行える。
However, by performing the correction as described with reference to FIG. 37, it is possible to obtain the parallel shake amount at the changing principal point position while the
図３で説明した出力補正部３０９は、利得調整した角度出力に回転半径Ｌおよび撮影倍率を乗じて平行振れ補正目標値を求めるが、上記説明した様な回転半径Ｌの補正も行っている。
The
図３８は出力補正部３０９の内部構成を示すブロック図であり、ズーム、フォーカス情報３０２のレンズエンコーダからのレンズズーム位置、フォーカス位置に基づいて撮影倍率演算３０９ｂは撮影倍率を求める。また、同時に、上記ズーム、フォーカス位置に基づいて撮像光学系の主点位置と加速度計設置位置のずれをずれ演算部３０９ｄで求める。
FIG. 38 is a block diagram showing the internal configuration of the
比較部３０８で求まった回転半径Ｌの情報は出力補正部３０９内でずれ演算３０９ｄの出力に基づいて回転半径補正３０９ｃで補正される。これにより、加速度計１０１ｐの設置位置から回転中心までの回転半径Ｌではなく、その時点の撮像光学系の主点位置から回転中心までの回転半径Ｌに補正される。
Information on the rotation radius L obtained by the
補正された回転半径Ｌと撮影倍率が利得調整部３１１の出力と乗算され、平行振れ補正目標値が求められる。この回転半径Ｌの補正タイミングは、図３２におけるステップ＃３２１３で行われる。ステップ＃３２１３では、加速度計１０１ｐの設置位置から回転中心までの回転半径Ｌの平均値から加速度計１０１ｐの設置位置とその撮影条件での撮像光学系の主点位置間の長さを引いた、撮像光学系主点位置から回転中心までの補正回転半径Ｌを求める。そして、その値をステップ＃３２１４で信頼性を評価し、ステップ＃３２１６で平行振れ補正に用いる。
The corrected rotation radius L and the photographing magnification are multiplied by the output of the
図３８のブロック図に示した構成の為に、撮像光学系の主点位置近傍に限定されず、加速度計１０１ｐの設置位置の自由度が高くなると共に、撮像光学系の主点位置の変動が起きた場合でも簡単な補正で対応できるようになっている。
The configuration shown in the block diagram of FIG. 38 is not limited to the vicinity of the principal point position of the imaging optical system, and the degree of freedom of the installation position of the
以上の実施例１においては、角速度計と加速度計の比較帯域を手振れ補正の為の帯域より狭くする事で、加速度計に重畳する重力誤差やドリフトの影響を緩和している。 In the first embodiment described above, the influence of gravity error and drift superimposed on the accelerometer is mitigated by narrowing the comparison band between the angular velocity meter and the accelerometer than the band for correcting camera shake.
そのために、実施例１における防振制御装置は、以下の構成要素より成る。つまり、振れによる画像振れを補正する振れ補正部６８０６（振れ補正手段）と、振れの角速度を検出する角速度計６８０７ｐ，６８０７ｙ（第１振れ検出手段）とを有する。さらに、第１振れ検出手段とは異なる方式で振れを検出する加速度計１０１ｐ，１０１ｙ（第２振れ検出手段）を有する。さらに、手振れ周波数帯域である第２周波数帯域に含まれる。そしてこの第２周波数帯域よりも狭い第１周波数帯域における第１振れ検出手段からの出力に基づく第１信号と第２振れ検出手段からの出力に基づく第２信号とから補正値（回転半径Ｌ）を演算する演算手段（比較部３０８）を有する。さらに、補正値を用いて第１振れ検出手段からの出力を補正する出力補正部３０９（出力補正手段）を有する。さらに、出力補正手段で補正された第１振れ検出手段からの出力に基づいて、振れ補正手段を第２周波数帯域において駆動する振れ補正駆動手段を有する。尚、上記手振れ周波数帯域である第２周波数帯域とは、図１３に示す帯域４０４に相当し、第２周波数帯域より狭い第１周波数帯域とは、図１３に示す帯域１３０２に相当する。また、第１信号とは、角度信号や角速度信号であり、第２信号とは、速度信号や変位信号である。
Therefore, the image stabilization control apparatus according to the first embodiment includes the following components. That is, it has a shake correction unit 6806 (a shake correction unit) that corrects an image shake due to a shake, and
上記したように、第１振れ検出手段は、角速度計６８０７ｐ，６８０７ｙであり、第２振れ検出手段は、加速度計１０１ｐ，１０１ｙである。
As described above, the first shake detection means is the
また、演算手段（比較部３０８）は、角速度計ＢＰＦ部３０６、加速度計ＢＰＦ部３０７（帯域通過手段）を用いて抽出される第１周波数帯域の第１信号および第２信号から補正値を演算するものである。あるいは、加速度計フーリエ変換部２４０１、加速度計フーリエ変換部２４０２（フーリエ変換手段）を用いて抽出される第１周波数帯域の第１信号および第２信号から補正値を演算するものである。
The computing means (comparing unit 308) computes a correction value from the first signal and the second signal in the first frequency band extracted using the angular velocity
なお、図１３に示すように、第１周波数帯域は第２周波数帯域の高域側である。別言すれば、第２周波数帯域は第１周波数帯域に比較して低周波領域まで周波数帯域が拡大している。 As shown in FIG. 13, the first frequency band is on the high frequency side of the second frequency band. In other words, the frequency band of the second frequency band is expanded to the low frequency region as compared with the first frequency band.
よって、小型で機動性が高い、扱い易いカメラ、或いはビデオにおいてもマクロ撮影にも安定した（平行振れの高精度な補正を実現する）防振システムを実現可能となる。 Therefore, it is possible to realize a compact and highly maneuverable camera that is easy to handle, or an anti-vibration system that is stable for both video and macro photography (which realizes highly accurate correction of parallel shake).
上記実施例１では、回転半径Ｌは図２０に示したように手振れ周波数により変化し、それを吸収する為に平行振れ補正の為の角速度計の出力（積分した角度出力）を利得調整部３１１で周波数毎に利得を調整していた。
In the first embodiment, as shown in FIG. 20, the rotation radius L changes depending on the camera shake frequency, and in order to absorb this, the output (integrated angle output) of the angular velocity meter for correcting the parallel shake is used as the
しかし、全ての場合において、図２０のように回転半径Ｌに周波数依存がある訳ではない。例えば、しゃがんだ状態でカメラを構えた時、肘を固定して（例えば肘を机に押し付ける）撮影した場合などでは、図２０のように周波数が低いほど回転半径Ｌの利得が増える（回転半径Ｌが長くなる）ことはない。この様な時に利得調整部３１１を用いると低い周波数の平行振れを過剰に補正することになり、その帯域では却って振れが増加してしまう虞がある。
However, in all cases, the rotation radius L does not depend on the frequency as shown in FIG. For example, when the camera is held in a squatting state and the elbow is fixed (for example, the elbow is pressed against the desk) and the image is taken, the gain of the rotation radius L increases as the frequency is lower as shown in FIG. L is not long). If the
そこで、本発明の実施例２では、周波数毎の回転半径Ｌの変化を検出し、それに合わせて利得調整部３１１の使用可否を判定するものである。
Therefore, in the second embodiment of the present invention, a change in the rotation radius L for each frequency is detected, and whether or not the
図３９は、本発明の実施例２に係る一眼レフカメラに具備される防振制御装置の構成を示すブロック図である。尚、カメラの外観は，図１及び図２と同様である。 FIG. 39 is a block diagram illustrating a configuration of an image stabilization control device included in the single-lens reflex camera according to the second embodiment of the present invention. The appearance of the camera is the same as in FIGS.
本実施例２に係る防振制御装置は、上記実施例１の防振制御装置（図３）に対して、周波数毎の回転半径Ｌ変化の傾向を掴む為に角速度計６８０７ｐ、加速度計１０１ｐのＢＰＦおよび周波数毎の回転半径Ｌの調整可否を判定する手段を追加している。また、周波数毎の回転半径Ｌの調整可否判定により周波数毎の回転半径Ｌの調整実行を制御する入力切換部を設けている。
The anti-vibration control device according to the second embodiment is different from the anti-vibration control device according to the first embodiment (FIG. 3) in that the
図３９において、角速度計ＢＰＦ１部３９０１及び加速度計ＢＰＦ１部３９０２は、図３における角速度計ＢＰＦ部３０６、加速度計ＢＰＦ部３０７と同様に、５Ｈｚにおける角速度出力、速度出力を抽出するフィルタである。そして、比較部３９０５は、それら出力に基づいて５Ｈｚにおける回転半径Ｌを求める。また、角速度計ＢＰＦ２部３９０３及び加速度計ＢＰＦ２部３９０４は、１Ｈｚにおける角速度出力、速度出力を抽出するフィルタである。そして、比較部３９０６は、それら出力に基づいて１Ｈｚにおける回転半径Ｌを求める。調整可否判定部３９０７は比較部３９０５及び比較部３９０６の出力を比較している。
39, an angular
上記実施例１でも説明したように、一般的には低周波の回転半径Ｌに比べて高周波の回転半径Ｌは小さい。その為、比較部３９０６の出力である１Ｈｚにおける回転半径Ｌより比較部３９０５の出力である５Ｈｚにおける回転半径Ｌが小さい場合には、実施例１で説明した状態と判定する。
As described in the first embodiment, the high-frequency rotation radius L is generally smaller than the low-frequency rotation radius L. Therefore, when the rotation radius L at 5 Hz, which is the output of the
そこで、調整可否判定部３９０７はその結果を入力切換部３９０８に出力する。入力切換部３９０８は、利得調整部３１１の出力を出力補正部３０９に出力する。これにより、実施例１と同様に、周波数毎に変化する回転半径Ｌに相当する平行振れ補正目標値を作成する。
Therefore, adjustment
比較部３９０６の出力である１Ｈｚにおける回転半径Ｌと比較部３９０５の出力である５Ｈｚにおける回転半径Ｌが同じ、或いは、５Ｈｚにおける回転半径Ｌが大きい場合には、実施例１で説明した状態とは異なる状態と判定する。
When the rotation radius L at 1 Hz that is the output of the
調整可否判定部３９０７はその結果を入力切換部３９０８に出力する。入力切換部３９０８はＨＰＦ積分フィルタ３０１の出力を出力補正部３０９に出力する。即ち、利得調整部３１１を介さない平行振れ補正目標値を作成する。
ここで、ＨＰＦ積分フィルタ３１０の出力を用いないのは、図２２で説明したように、ＨＰＦ積分フィルタ３１０の出力は利得調整部３１１の特性を補正する為に通常のＨＰＦ積分フィルタ３０１とは異なる特性になっている為である。この様な構成の為に、撮影者の撮影状況に応じて最適な平行振れ補正が行える。
Here, the reason why the output of the
尚、実施例１においては撮影開始までに求めた回転半径Ｌの平均値を用いて平行振れ補正目標値を算出していた。しかしながら、被写体を観察する時間が長い場合等のように回転半径Ｌの算出期間が長い場合には、観察開始時と撮影直前では手振れの状態が変化してくる可能性もある。例えばカメラの構え方が変化することにより回転半径Ｌそのものの大きさが変化することや、或いは上述した様に周波数と回転半径Ｌの関連性が被写体観察開始時と撮影直前では異なってくる現象である。この様な場合も考慮すると、撮影直前までに求めた回転半径Ｌの平均値ではなく、所定期間毎に回転半径Ｌの平均値を更新する方が好ましい。 In the first embodiment, the parallel shake correction target value is calculated using the average value of the rotation radii L obtained until the start of imaging. However, when the rotation radius L is calculated for a long time, such as when the subject is observed for a long time, the state of camera shake may change between the start of observation and immediately before shooting. For example, the rotation radius L itself changes as the camera is held, or the relationship between the frequency and the rotation radius L differs between when the subject observation starts and immediately before shooting, as described above. is there. Considering such a case, it is preferable to update the average value of the rotation radius L every predetermined period instead of the average value of the rotation radius L obtained immediately before photographing.
図２７では、期間を区切った角速度出力ω２７１０から２７１６の各々に対して速度出力Ｖ２７１７から２７２３の出力を比較して、区間毎に角速度出力ωと速度出力Ｖを演算して回転半径Ｌを求めていた。図２８では、やはり期間を区切った角速度出力ωのピーク２８０４から２８０６の各々に対して速度出力Ｖのピーク２８０７から２８０９の出力を比較して区間毎に角速度出力ωと速度出力Ｖを演算して回転半径Ｌを求めていた。そして、求まった各回転半径Ｌを、図３２のステップ＃３２１３で平均化して撮影時の平行振れ補正に用いていた。
In FIG. 27, the output of the speed outputs V2717 to 2723 is compared with each of the angular speed outputs ω2710 to 2716 divided by the period, and the angular velocity output ω and the speed output V are calculated for each section to obtain the turning radius L. It was. In FIG. 28, the output of the
本発明の実施例２においては、この平均化の演算を移動平均とし、逐次平均値を更新する構成にしている。 In the second embodiment of the present invention, the averaging calculation is set as a moving average, and the average value is sequentially updated.
図４０は上記を説明する概念図であり、横軸は経過時間、縦軸は各タイミングである。 FIG. 40 is a conceptual diagram illustrating the above, in which the horizontal axis represents elapsed time and the vertical axis represents each timing.
レリーズボタン６８０４ａの半押し（４００１）後（スイッチＳ１のオン）に回転半径Ｌの検出（４００３）が始まり、求まる区間毎の回転半径ＬをＬ０１からＬ２２で示す。上記実施例１では、レリーズボタン６８０４ａの押し切り（４００２）がなされる（スイッチＳ２のオン）までの回転半径Ｌ０１からＬ１９までの全ての平均で平行振れ補正に用いる回転半径Ｌを求めていた。これに対し、本実施例２では、それを所定期間毎に更新するようにしている。
After the
図４０で示したように、回転半径Ｌ１０まで求まると、回転半径Ｌ０１から回転半径Ｌ１０までの平均回転半径Ｌ０１１０を求める。その後、回転半径が求まる毎に、回転半径の移動平均を求め、平行振れ補正の為の回転半径を更新してゆく。 As shown in FIG. 40, when the rotation radius L10 is obtained, an average rotation radius L0110 from the rotation radius L01 to the rotation radius L10 is obtained. Thereafter, each time the turning radius is obtained, a moving average of the turning radii is obtained, and the turning radius for parallel shake correction is updated.
図４０においては、回転半径Ｌ１９が求まった時点で撮影が開始される事になるので、その時の移動平均値Ｌ１０１９を用いて平行振れ補正を行うことになる。即ち、回転半径Ｌの移動平均値の更新を継続し、撮影時には最新の移動平均値を用いて平行振れ補正を行う。 In FIG. 40, since shooting is started when the rotation radius L19 is obtained, parallel shake correction is performed using the moving average value L1019 at that time. That is, the moving average value of the rotation radius L is continuously updated, and parallel shake correction is performed using the latest moving average value at the time of shooting.
また、図３９で示したように、回転半径Ｌ１０１９は５Ｈｚにおける回転半径Ｌと１Ｈｚにおける回転半径Ｌの２種を求めておき、その比較結果に基づいて周波数毎の回転半径Ｌの調整を行うか否かも制御している。 Further, as shown in FIG. 39, two types of the rotation radius L1019, that is, the rotation radius L at 5 Hz and the rotation radius L at 1 Hz are obtained, and the rotation radius L for each frequency is adjusted based on the comparison result. It also controls whether or not.
この様に回転半径を更新する事で、撮影状態に適した回転半径Ｌを用いた精度の良い平行振れ補正が行える。 By updating the rotation radius in this way, it is possible to perform highly accurate parallel shake correction using the rotation radius L suitable for the photographing state.
尚、図２９で述べたように面積を求める方式においても、面積を求める期間を区分して、各期間で求めた回転半径Ｌを図４０により移動平均で更新を継続して撮影時には最新の移動平均値を用いて平行振れ補正を行えば良い。 In the method for obtaining the area as described in FIG. 29, the period for obtaining the area is divided, and the rotation radius L obtained in each period is continuously updated with the moving average according to FIG. The parallel shake correction may be performed using the average value.
上記のように、移動平均で回転半径Ｌを求める場合には平均化する期間が実施例１に比べて短くなる。そのため、カメラやレンズの駆動振動時に回転半径Ｌが求まらないと、その直後の撮影には対応できなくなる。 As described above, when the rotation radius L is obtained by moving average, the averaging period is shorter than that in the first embodiment. For this reason, if the rotation radius L is not obtained during the driving vibration of the camera or lens, it is not possible to cope with shooting immediately thereafter.
そこで、本実施例２においては、ＡＦの為のレンズ駆動時には回転半径Ｌの演算を行うようにしている。但し、実施例１で説明したように、駆動振動により加速度計１０１ｐ、１０１ｙの出力が飽和すると正しい回転半径Ｌが求まらない。そこで、飽和しないレベルまで加速度計１０１ｐの感度を下げ、その状態で振れ加速度を検出して角速度出力と比較している。しかし、加速度感度を下げると、加速度検出出力が劣化してしまう問題がでてくる。その為に駆動振動が発生するタイミングのみ、加速度計１０１ｐの感度を下げる構成にしている。
Therefore, in the second embodiment, the rotation radius L is calculated when the lens for AF is driven. However, as described in the first embodiment, when the outputs of the
通常の状態では振れ加速度は精度良く検出され、駆動振動が発生する短期間のみ加速度感度を下げる事になる。駆動振動の発生期間の振れ加速度精度は下がる事になるが、その精度劣化も駆動振動前後の回転半径Ｌとの移動平均で緩和されることになる。 In a normal state, the shake acceleration is detected with high accuracy, and the acceleration sensitivity is lowered only for a short period when the drive vibration occurs. Although the shake acceleration accuracy during the generation period of the drive vibration is lowered, the deterioration of the accuracy is alleviated by a moving average with the rotation radius L before and after the drive vibration.
図４１は、図３９のブロック図に、加速度計１０１ｐの感度を制御するブロックを加えた図である。ここで、加速度計１０１ｐは、ＭＥＭＳなどで形成されたメカニカルな領域１０１ｐｃと初段のアンプ１０１ｐｄ、処理回路１０１ｐｅに分けて図示している。
FIG. 41 is a diagram in which a block for controlling the sensitivity of the
初段アンプ１０１ｐｄの利得は利得変更判定部４１０１の入力で可変になっている。加速度計１０１ｐの出力はウィンドコンパレータ４１０３を介してＨＰＦ積分フィルタ３０５に入力されている。ＨＰＦ積分フィルタ３０５の出力は、利得補正部４１０４を介して加速度計ＢＰＦ１部３９０２、加速度計ＢＰＦ２部３９０４に入力されている。
The gain of the first stage amplifier 101 pd is variable at the input of the gain change determination unit 4101. The output of the
また、ウィンドコンパレータ４１０３の出力は、利得変更判定部４１０１に入力されている。ウィンドコンパレータ４１０３は、加速度計１０１ｐの出力が第１範囲レベルを超えると利得下げ信号を出力し、その結果、利得変更判定部４１０１は初段アンプ１０１ｐｄの利得を下げる。尚、ここで第１範囲は、加速度計出力の飽和レベルの約８割程度に設定されている。
The output of the
また、ウィンドコンパレータ４１０３は、加速度計出力が所定時間（例えば０．１秒）第２範囲レベル内であれば利得復帰信号を出力し、その結果、利得変更判定部４１０１は初段アンプ１０１ｐｄの利得を元に戻す。尚、第２範囲は、第１範囲の１／３に設定される。これは、利得変更後は初段アンプ１０１ｐｄの利得が１／３になるので、その状態で第１範囲レベルと同じレベルを判定に用いる為である。
Further, the
調整可否判定部３９０７からの回転半径Ｌ算出未完了信号は利得復帰禁止部４１０２に入力されており、その期間、利得復帰禁止部４１０２は利得変更判定部４１０１に利得復帰禁止信号を出力する。そのため、比較部３９０５，３９０６が回転半径Ｌを算出している期間中は初段アンプ１０１ｐｄを元の利得に戻す事はしない。これは、回転半径Ｌを算出中に初段アンプ１０１ｐｄの利得を変更する事による回転半径Ｌの精度劣化を避けるためである。
The rotation radius L calculation incomplete signal from the adjustment
利得補正部４１０４は、初段アンプ１０１ｐｄの利得が小さい時には、その利得を元に戻す役割をしている。ここで、利得補正部４１０４は、ＨＰＦ積分フィルタ３０５より後段に設けられている。駆動振動により加速度計１０１ｐの出力は高周波ノイズが重畳し、これにより加速度計１０１ｐの出力が飽和してしまうのであるが、ＨＰＦ積分フィルタ３０５の出力は加速度計出力を積分している為の高周波の信号は十分減衰される。その為にＨＰＦ積分フィルタ３０５後の出力の利得を大きくしても出力の飽和は生じない。即ち、初段アンプ１０１ｐｄの利得を小さくして加速度計１０１ｐの出力の飽和を回避し、加速度計１０１ｐ出力積分後に利得の補正を行う事で、初段アンプ１０１ｐｄの利得変更による回転半径Ｌの誤差を補正している。
The
図４２は上記の事を加速度計の出力波形で説明する図であり、横軸は経過時間、縦軸は加速度計出力である。 FIG. 42 is a diagram for explaining the above with the output waveform of the accelerometer. The horizontal axis represents elapsed time, and the vertical axis represents the accelerometer output.
波形４２０１及び波形４２０３は、初段アンプ１０１ｐｄが通常利得時の加速度計１０１ｐの出力（期間４２０４，４２０６）である。また、波形４２０２は、初段アンプ１０１ｐｄの利得を１／３に下げたときの加速度計１０１ｐの出力（期間４２０５）である。
A
ここで、波形４２０１は、矢印４２０９で示す衝撃入力時点でその出力が第１範囲である判定レベル４２０７範囲を超えてしまったので、ウィンドコンパレータ４１０３が利得下げ信号を出力して初段アンプ１０１ｐｄの利得を下げて波形４２０２とする。
Here, since the output of the
次に、矢印４２１０で波形４２０２は第２範囲である判定レベル４２０８範囲内に収まる。ここで、上述した様に初段アンプ１０１ｐｄの利得は１／３に下がっているので、第２範囲である判定レベルも第１範囲である判定レベルの１／３に設定して同じレベルで判定するようにしている。
Next, with the
このように、波形４２０２が第２範囲である判定レベル４２０８内に収まってから所定の期間（確認期間４２１１）経過後に、初段アンプ１０１ｐｄの利得を元に戻すようにしている。
In this way, the gain of the first-stage amplifier 101pd is restored to the original after a predetermined period (confirmation period 4211) has elapsed since the
但し、上述した様に上記確認期間４２１１は単に所定期間（例えば０．１秒）計時しているだけではなく、回転半径Ｌ算出の区切りも考慮してある。即ち、所定期間（例えば０．１秒）計時後に後０．０４秒で回転半径Ｌの算出結果が出る場合には、確認期間４２１１は０．１４秒となる。そして、次の回転半径Ｌは初段アンプ１０１ｐｄの利得を元に戻した後に算出する。
However, as described above, the
図４３は、加速度計１０１ｐ、初段アンプ１０１ｐｄの利得切換え時の動作を示すフローチャートであり、このフローは、加速度計起動と同時にスタートし、加速度計停止までフローを循環する。
FIG. 43 is a flowchart showing the operation at the time of gain switching of the
ステップ＃４３０１では、加速度計出力が第１範囲４２０７外にあるか否かをウィンドコンパレータ４１０３にて検出する。加速度計出力が第１範囲４２０７外の場合はステップ＃４３０２へ進み、そうで無い時はステップ＃４３０１で第１範囲４２０７外になるまで待機する。
In
次のステップ＃４３０２では、利得変更判定部４１０１が初段アンプ１０１ｐｄの利得を１／３にする。また、利得補正部４１０４は積分後の加速度出力を３倍にして利得を補正する。続くステップ＃４３０３では、加速度計出力が第２範囲４２０８内に戻ったか否かをウィンドコンパレータ４１０３により検出する。加速度計出力が第２範囲４２０８内に戻った場合はステップ＃４３０４へ進み、そうで無い時はステップ＃４３０３で第２範囲４２０８内に戻るまで待機する。
In the
次のステップ＃４３０４では、所定時間（例えば０．１秒）待機し、その後ステップ＃４３０５へ進み、現在期間における回転半径Ｌの算出が終了するまでステップ＃４３０５で待機する。次のステップ＃４３０６では、利得変更判定部４１０１が初段アンプ１０１ｐｄの利得を元に戻す。また、利得補正部４１０４は積分後の加速度出力を１倍に戻す。その後、ステップ＃４３０１に戻る。
In the
このように、加速度計１０１ｐの出力が飽和しそうになるとその利得を下げる事で、加速度計１０１ｐの飽和を防ぎ、利得不足は積分後の加速度出力で補正するので補正値が飽和することは無くなる。
As described above, when the output of the
図４４は本発明の実施例２に係る主要部分の動作を示すフローチャートであり、実施例１における図３２に相当するものである。 FIG. 44 is a flowchart showing the operation of the main part according to the second embodiment of the present invention, and corresponds to FIG. 32 in the first embodiment.
図４４において、図３２のフローチャートと異なるうちの一つは、ステップ＃３２０６，＃３２２８の回転半径算出開始に代わって、ステップ＃４４０１，＃４４０３にて、回転半径検出と共に、検出された回転半径の移動平均を求めている点である。 In FIG. 44, one of the differences from the flowchart of FIG. 32 is that, instead of starting the calculation of the rotation radius in steps # 3206 and # 3228, in step # 4401, # 4403, together with the detection of the rotation radius, the detected rotation radius This is the point where the moving average of is calculated.
また、ステップ＃３２３０の回転半径検出中止も省かれている。これは加速度計１０１ｐの初段アンプ１０１ｐｄの利得を下げる事で、焦点調節の為のレンズ駆動振動により加速度計出力が飽和する事が無くなり、その期間も回転半径Ｌを求める事が出来るようになった為である。
In addition, the turning radius detection stop in
ここで、図４５は本発明の実施例２に係るタイミングチャートであり、実施例１における図３０のタイミングチャートに相当するものである。図３０と異なるのは、回転半径検出タイミング３００９に代わり、回転半径検出タイミング４５０１が設けられている点である。 45 is a timing chart according to the second embodiment of the present invention, and corresponds to the timing chart of FIG. 30 in the first embodiment. The difference from FIG. 30 is that a rotation radius detection timing 4501 is provided instead of the rotation radius detection timing 3009.
回転半径検出タイミング４５０１は、角速度計出力、加速度計出力より回転半径を算出する動作であり、Ｈｉは算出期間、Ｌｏは算出中止期間である。この回転半径検出タイミング４５０１と回転半径検出タイミング３００９の違いは、時刻ｔ３からｔ５の間においても回転半径Ｌを求めるようにしている点である。 The turning radius detection timing 4501 is an operation for calculating the turning radius from the angular velocity meter output and the accelerometer output, Hi is a calculation period, and Lo is a calculation stop period. The difference between the rotation radius detection timing 4501 and the rotation radius detection timing 3009 is that the rotation radius L is obtained even between the times t3 and t5.
図４４に戻り、更に図３２のフローチャートと異なるのは、ステップ＃３２１３の回転半径検出中止、及び回転半径の平均化に代わり、ステップ＃４４０２が設けられ、回転半径の検出中止と共に最終更新した回転半径を平行振れ補正に使用する設定にしている。その他のフローは図３２と同様の為に説明を省く。
Returning to FIG. 44, further different from the flowchart of FIG. 32 is that
図４４のフローでわかる様に、シャッタやクイックリターンミラー、絞り駆動のときは依然として回転半径Ｌの検出を停止している。この期間も回転半径Ｌの検出を行っても良いのである。しかし、これらの駆動による発生振動は極めて大きく、それらによる加速度計出力の飽和を避けるためには、加速度計１０１ｐの初段アンプ１０１ｐｄをかなり大きく下げる必要があり、利得を大きく下げる事による加速度計出力の不安定が発生してしまう。その為、この期間に算出される回転半径精度は極めて低くなるので、上記のように回転半径Ｌの検出を中止しているのである。
As can be seen from the flow of FIG. 44, the detection of the rotation radius L is still stopped when the shutter, quick return mirror, and aperture driving are performed. The rotation radius L may be detected during this period. However, the vibration generated by these driving is extremely large, and in order to avoid saturation of the accelerometer output due to them, it is necessary to considerably reduce the first stage amplifier 101pd of the
図３８で説明したように実施例１では、加速度計１０１ｐの設置位置と撮像光学系の主点位置のずれにより回転半径Ｌの補正を行っていた。しかしながら、最も撮影倍率が高いときの撮像光学系の主点位置と同位置に加速度計１０１Ｐを配置する事が出来れば、それより撮影倍率が低い時は平行振れの影響も小さくなる。よって、回転半径Ｌの補正を行わなくてもある程度の精度で平行振れの補正が行えるため、システム全体も簡略化できる。
As described with reference to FIG. 38, in the first embodiment, the rotation radius L is corrected by the deviation between the installation position of the
図４６では、撮影レンズの最も撮影倍率の高い状態（被写体最至近位置４６０１）における撮像光学系の主点位置Ａ（４６０２）と同じ位置に加速度計１０１ｐを設けている。そのため、加速度計１０１ｐの出力と角速度計６８０７ｐの出力で回転半径Ｌ１１０１ｐを求めると、それは回転中心から撮像光学系の主点位置までの回転半径と等しく、精度の良い平行振れ補正が行える。尚、撮像光学系の主点位置Ａ（４６０２）での振れ量４６０３と加速度計１０１ｐの設置位置での振れ量４６０３は等しい。
In FIG. 46, the
図４７では、被写体４７０１が撮像光学系から離れた場合である。この場合、この被写体４７０１に対して焦点調節を行った時の撮像光学系の主点位置Ｂ（４７０２）は加速度計１０１ｐの設置位置４６０２とはずれてくる。撮像光学系の主点位置Ｂ（４７０２）での振れ量４７０３と加速度計１０１ｐの設置位置での振れ量４６０３は異なる。但し、この時は撮影倍率が低くなっているので、平行振れによる像劣化の影響は小さくなっており、回転半径Ｌを厳密に定めなくても許容できる精度の平行振れ補正が行える。
In FIG. 47, the subject 4701 is away from the imaging optical system. In this case, the principal point position B (4702) of the imaging optical system when the focus adjustment is performed on the subject 4701 deviates from the
大事なことは、撮像光学系の撮影倍率が最も大きくなる時のレンズ主点位置に加速度計１０１ｐを配置する事であり、これが可能であるならば実施例１に比べて演算の簡略化が可能になる。
What is important is that the
図４８は、本発明の実施例３に係る一眼レフカメラに具備される防振制御装置の構成を示すブロック図である。尚、カメラの外観は，図１及び図２と同様である。 FIG. 48 is a block diagram illustrating the configuration of the image stabilization control device provided in the single-lens reflex camera according to the third embodiment of the present invention. The appearance of the camera is the same as in FIGS.
本発明の実施例３においては、以下の点で実施例１，２と異なる。
・加速度計１０１ｐの初段アンプ１０１ｐｄの利得は、図４１で説明した様なウィンドコンパレータ４１０３の判定ではなく、カメラのアクチュエータ駆動タイミング信号で切り換える。
・図３などで示した様に角速度計６８０７ｐの積分信号の利得調整を行う事で回転半径Ｌを各周波数毎に最適化するのではなく、複数の周波数における回転半径Ｌを求め、最も適した回転半径Ｌを用いて平行振れ補正を行う。
The third embodiment of the present invention differs from the first and second embodiments in the following points.
The gain of the first stage amplifier 101pd of the
As shown in FIG. 3 and the like, instead of optimizing the rotation radius L for each frequency by adjusting the gain of the integrated signal of the
そのために、図４８と図４１のブロック図の違いは以下の通りである。
１）今までのブロック図では図示していなかったレンズ駆動指示部４８０１、レンズ駆動部４８０２、レンズ駆動機構４８０３が付加されている。
２）角速度計ＢＰＦ３部４８０４、加速度計ＢＰＦ３部４８０５、比較部４８０６、回転半径選択部４８０７が設けられている。
３）ＨＰＦ積分フィルタ３１０、利得調整部３１１、入力切換部３０９が省かれている。
Therefore, the difference between the block diagrams of FIG. 48 and FIG. 41 is as follows.
1) A lens driving
2) An angular velocity
3) The
先ず、加速度計１０１ｐの利得の切り換えについて説明する。
First, switching of the gain of the
上記実施例２においては、加速度計自身の出力の大きさに基づいて、初段アンプ１０１ｐｄの利得を切り換えていた。これに対し、本実施例３では、焦点調節の為のレンズ駆動指令信号に基づいて初段アンプ１０１ｐｄの利得を切り換えている。 In the second embodiment, the gain of the first stage amplifier 101pd is switched based on the output level of the accelerometer itself. On the other hand, in the third embodiment, the gain of the first-stage amplifier 101pd is switched based on the lens drive command signal for focus adjustment.
図４８において、レンズＣＰＵ６８０８に、レリーズボタン６８０４ａの操作情報やレンズ駆動信号が入力されている。レンズ駆動指示部４８０１はそれらの信号に基づいて焦点調節の為にレンズ（フォーカスレンズ）を駆動させる。即ち、レンズ駆動指示部４８０１はレンズ駆動部４８０２にレンズ駆動指示信号を出力し、レンズ駆動部４８０２はその信号に基づいてレンズ駆動機構４８０３を駆動してレンズに焦点調節を行わせる。
In FIG. 48, the operation information and the lens driving signal of the
レンズ駆動指示部４８０１の出力信号は利得変更判定部４１０１にも入力されており、この信号入力に基づいて利得変更判定部４１０１は初段アンプ１０１ｐｄの利得を切り換える。詳しくは、レンズ駆動指示がされると、その間は初段アンプ１０１ｐｄの利得を下げる。また、上記利得を下げている間は利得補正部４１０４の利得を上げる。このことで全体の利得に変化がないようにしている。
The output signal of the lens
図４９は上記のことを加速度計１０１ｐの波形で説明する図であり、横軸は経過時間、縦軸は加速度計出力である。
FIG. 49 is a diagram for explaining the above with the waveform of the
波形４２０１及び４２０３は初段アンプ１０１ｐｄが通常利得時の加速度計１０１ｐ出力（期間４２０４、４２０６）、波形４２０２は初段アンプの利得を１／３に下げたときの加速度計１０１ｐ出力（期間４２０５）である。ここで、波形４２０１はレンズ駆動指示部４８０１からのレンズ駆動指示開始タイミング（矢印４９０１）で初段アンプ１０１ｐｄの利得を下げて波形４２０２とする。
Waveforms 4201 and 4203 are outputs of the
次に、レンズ駆動指示停止タイミング（矢印４９０２）で既にレンズ駆動による駆動振動の発生は終了する為、この時点で初段アンプ１０１ｐｄの利得を元に戻しても良い。しかし、その後回転半径Ｌの算出の区切りまで待機してから利得を元に戻している（矢印４９０３）。即ち、図４２と同様に利得復帰禁止部４１０２が働く。
Next, since the generation of driving vibration due to lens driving has already ended at the lens driving instruction stop timing (arrow 4902), the gain of the first-stage amplifier 101pd may be restored at this point. However, after waiting until the turning radius L is calculated, the gain is restored (arrow 4903). That is, the gain
尚、利得復帰禁止部４１０２は、後述する回転半径平均化部５４０１から回転半径平均化信号が入力されない迄は利得変更判定部４１０１に利得の復元を禁止する。そして、次の回転半径Ｌは初段アンプ１０１ｐｄの利得を元に戻した後に算出する。
The gain
この様にレンズ駆動のタイミングを利用すると、駆動指示タイミングと実際の駆動による振動発生タイミングにずれが生ずる分を見込んで、利得を小さくする期間を長めにする必要がある。つまり、実際のレンズ駆動より余裕を持った前の時点の駆動指示タイミングで利得を小さくする必要がある。しかし、利得を元に戻す時に関しては確実なタイミングが得られる。 If the lens driving timing is used in this way, it is necessary to lengthen the period during which the gain is reduced in anticipation of a difference between the driving instruction timing and the vibration generation timing due to actual driving. In other words, it is necessary to reduce the gain at the drive instruction timing at the previous time that has more margin than the actual lens drive. However, a reliable timing can be obtained when the gain is restored.
上記実施例２では、加速度計１０１ｐの検出する出力が所定期間小さくなった場合に利得を元に戻していた。それは衝撃が継続している期間中で一瞬衝撃がなくなった場合などで利得を元に戻さないように配慮した為である。駆動指示タイミングを拾う本実施例３においては、駆動終了タイミングが入力されるので、その後に大きな振動が入る事は無い。そのために実施例２の様に加速度計出力を所定期間観察し、その結果から利得を元に戻す必要は無くなる。
In the second embodiment, the gain is restored when the output detected by the
次に、複数の周波数における回転半径Ｌより最も適した回転半径Ｌを用いて平行振れ補正を行う事について述べる。 Next, a description will be given of performing parallel shake correction using a rotation radius L that is most suitable than the rotation radius L at a plurality of frequencies.
図４８に示した様に、回転半径Ｌを求める際に３組のＢＰＦを用いている。角速度計ＢＰＦ１部３９０１、加速度計ＢＰＦ１部３９０２は、各々角速度信号（ＨＰＦ位相調整部３０４の出力）と加速度計信号（利得補正部４１０４の出力）の２Ｈｚにおける信号を抽出する。そして、それら信号を比較部３９０５で比較することで、上記実施例１で説明した様に回転半径Ｌを求める。
As shown in FIG. 48, three sets of BPF are used when the rotation radius L is obtained. Angular
同様に、角速度計ＢＰＦ２部３９０３、加速度計ＢＰＦ２部３９０４は、各々角速度信号（ＨＰＦ位相調整部３０４の出力）と加速度計信号（利得補正部４１０４の出力）の５Ｈｚにおける信号を抽出する。そして、それら信号を比比較部３９０６で比較することで、上記実施例１で説明した様に回転半径Ｌを求める。
Similarly, the angular
また、角速度計ＢＰＦ３部４８０４、加速度計ＢＰＦ３部４８０５は、各々角速度信号（ＨＰＦ位相調整部３０４の出力）と加速度計信号（利得補正部４１０４の出力）の８Ｈｚにおける信号を抽出する。そして、それら信号を比較部４８０６で比較することで、上記実施例１で説明した様に回転半径Ｌを求める。
The angular
回転半径選択部４８０７は、比較部３９０５，３９０６，４８０６で求まる回転半径Ｌの中で最適な回転半径を選択し、それを出力補正部３０９に出力する。そのため、各抽出周波数（２Ｈｚ，５Ｈｚ，８Ｈｚのいずれか）の中で、回転半径選択部４８０７の出力で選択された周波数における回転半径Ｌで平行振れ補正が行われる。
The rotation
図３で示した様に利得調整部３１１を用いていないので、利得調整部３１１の位相ずれを補正する為のＨＰＦ積分フィルタ３１０は不要であり、ＨＰＦ積分フィルタ３０１の出力で角度振れ補正目標値及び平行振れ補正目標値を求めている。
Since the
ここで、回転半径選択部４８０７で最適な回転半径を求める方法について述べる。
Here, a method for obtaining the optimum turning radius by the turning
図５０の波形５００１は、加速度計ＢＰＦ１部３９０２の出力、波形５００８は角速度計ＢＰＦ１部３９０１の出力に比較部３９０５で求めた回転半径Ｌを乗じた信号波形である。即ち、波形５００８は角速度計６８０７ｐより求めた速度であり、波形５００１と次元が揃っている。ここで、図２８で説明した方式と同様にして回転半径Ｌを求めているので波形５００８はその逆算値となり、波形５００１と振幅は等しくなる。但し、波形５００１と波形５００８は、その位相関係はずれている可能性もある。
A
回転中心が１箇所で固定される場合には波形５００１と波形５００８は一致する。しかし回転中心が複数あり、それら回転中心からの合成振れを加速度計１０１ｐが検出している場合には、その時々の各回転中心の振れの大きさにより角速度信号との位相が変化する為である。
When the center of rotation is fixed at one place, the
そこで、加速度計ＢＰＦ１部３９０２の出力と角速度計ＢＰＦ１部３９０１の出力に回転半径Ｌを乗じた出力の位相が揃った互いの波形が一致した周波数での回転半径Ｌを用いて平行振れ補正を行うのが最も平行振れ補正精度が高くなる。
Accordingly, parallel shake correction is performed using the rotation radius L at a frequency at which the waveforms of the outputs of the
上記２つの波形の一致度を判定する為に回転半径選択部４８０７は、波形５００１と５００８の差である波形５００９を求めている。そして、波形５００１、波形５００９に対して一定周期毎にサンプリングし、その結果を比較している。矢印５００２，５００３，５００４は夫々サンプリング周期であり、この周期間の波形５００１，５００９の最大振幅（最大値と最小値の差）を矢印５００５，５００６，５００７および５０１０，５０１１，５０１２で示す。
In order to determine the degree of coincidence between the two waveforms, the turning
サンプリング周期としては抽出周波数の周期を設定しており、例えば抽出周波数を２Ｈｚとした場合には、０．５秒となる。この様にして求めた周期毎の波形５００１，５００９の最大振幅を各々平均する。ここで平均するのは、突発的な最大振幅の変化により判定精度が低くなる事を避けるためである。
The sampling frequency is set as the sampling cycle. For example, when the extraction frequency is 2 Hz, the sampling frequency is 0.5 seconds. The maximum amplitudes of the
回転半径Ｌの検出開始と同期して回転半径選択部４８０７は、波形５００１，５００９の最大振幅を求めはじめ、各々撮影直前までの平均を行っている。更にその平均値の比を求めることで、どの程度波形５００１，５００８が一致しているかを判定する一致度判定値を算出する。この一致度判定値は小さいほど波形５００１と波形５００８がよく一致している事になる。
In synchronization with the start of detection of the rotation radius L, the rotation
尚、波形５００１，５００９の最大振幅の平均は回転半径検出から撮影開始までの平均ではなく、上記実施例２で説明した方式と同様に、所定期間毎の移動平均を更新してゆく方法でも良い。その場合には撮影直前の更新値を用いて一致度判定値を求める。
Note that the average of the maximum amplitudes of the
図５１の波形５１０１は、加速度計ＢＰＦ２部３９０３の出力、波形５１０８は角速度計ＢＰＦ２部３９０４の出力に比較部３９０６で求めた回転半径Ｌを乗じた信号波形である。
51 is a signal waveform obtained by multiplying the output of the
また、上記２つの波形の一致度を判定する為に回転半径選択部４８０７は、波形５１０１と５１０８の差である波形５１０９を求めている。そして、波形５１０１，５１０９に対して一定周期毎にサンプリングし、その結果を比較している。矢印５１０２，５１０３，５１０４は夫々サンプリング周期であり、この周期間の波形５１０１，５１０９の最大振幅（最大値と最小値の差）を矢印５１０５，５１０６，５１０７および５１１０，５１１１，５１１２で示す。
Further, in order to determine the degree of coincidence between the two waveforms, the turning
サンプリング周期としては、図５０における周期と一致させることで、図５０で求める一致度判定値と条件を揃えている。 As the sampling period, by matching with the period in FIG. 50, the matching degree determination value obtained in FIG. 50 and the conditions are aligned.
この様にして求めた周期毎の波形５１０１，５１０９の最大振幅を各々平均する。
The maximum amplitudes of the
回転半径Ｌの検出開始と同期して回転半径選択部４８０７は、波形５１０１，５１０９の最大振幅を求めはじめ、各々撮影直前までの平均を行っている。更にその平均値の比を求めることで、どの程度波形５１０１，５１０８が一致しているかを判定する一致度判定値を算出する。
In synchronization with the start of detection of the rotation radius L, the rotation
図５２の波形５２０１は、加速度計ＢＰＦ３部４８０４の出力、波形５２０８は角速度計ＢＰＦ３部４８０５の出力に比較部４８０６で求めた回転半径Ｌを乗じた信号波形である。
A
また、上記２つの波形の一致度を判定する為に回転半径選択部４８０７は、波形５２０１と５２０８の差を求めて波形５２０９を求めている。そして、波形５２０１，５２０９に対して一定周期毎にサンプリングし、その結果を比較している。矢印５２０２，５２０３，５２０４は夫々サンプリング周期であり、この周期間の波形５２０１，５２０９の最大振幅（最大値と最小値の差）を矢印５２０５，５２０６，５２０７および５２１０，５２１１，５２１２で示す。
Further, in order to determine the degree of coincidence between the two waveforms, the turning
サンプリング周期としては、図５０における周期と一致させることで、図５０で求める一致度判定値と条件を揃えている。 As the sampling period, by matching with the period in FIG. 50, the matching degree determination value obtained in FIG. 50 and the conditions are aligned.
この様にして求めた周期毎の波形５２０１，５２０９の最大振幅を各々平均する。
The maximum amplitudes of the
回転半径Ｌの検出開始と同期して回転半径選択部４８０７は、波形５２０１，５２０９の最大振幅を求めはじめ、各々撮影直前までの平均を行っている。更にその平均値の比を求めることで、どの程度波形５２０１，５２０８が一致しているかを判定する一致度判定値を算出する。回転半径選択部４８０７はこの様にして２Ｈｚ，５Ｈｚ，８Ｈｚ毎の一致度判定値を求め、その中で最も小さな値（互いの波形が最も一致している）を算出した周波数における回転半径Ｌを出力補正部３０９に出力する。
In synchronization with the start of detection of the rotation radius L, the rotation
出力補正部３０９は、入力された回転半径Ｌとズーム、フォーカス情報３０２で求まる撮影倍率を角速度計６８０７ｐのＨＰＦ積分フィルタ３０１の出力（振れ角度）に乗じて平行振れ補正目標値を求める。駆動部６８０９は、レリーズボタン６８０４ａの半押し中は敏感度調整部３０３からの角度振れ補正目標値に基づいて振れ補正部６８０６を駆動して角度振れを補正する。そして、レリーズボタン６８０４ａの押し切り後（露光期間）は、角度振れ補正目標値および出力補正部３０９からの平行振れ補正目標値に基づいて振れ補正部６８０６を駆動する。
The
このように本実施例３では、最も平行振れ補正効果の高い回転半径Ｌを求める事が出来るので、精度のよい平行振れ補正が行える。 As described above, in the third embodiment, the rotational radius L having the highest parallel shake correction effect can be obtained, so that the parallel shake correction with high accuracy can be performed.
尚、図４８では複数のＢＰＦを用意する実施例で説明したが、これは図２６に示した様に、フーリエ変換を用いて各周波数の回転半径Ｌを求め、その中で適した周波数の回転半径Ｌを選択しても良い。この場合の選択方法としては、図５０から図５２で説明した様に、速度と角速度×回転半径Ｌの差を作って一致度判定値を求めても良い。或いは、フーリエ変換で得られる各周波数毎の速度位相と（角速度×回転半径）の位相のずれが最も小さい周波数の回転半径Ｌを選択しても良い。 In FIG. 48, the embodiment in which a plurality of BPFs are prepared has been described. However, as shown in FIG. 26, the rotation radius L of each frequency is obtained by using Fourier transform, and the rotation of the appropriate frequency is performed. The radius L may be selected. As a selection method in this case, as described with reference to FIGS. 50 to 52, the coincidence degree determination value may be obtained by creating a difference between the speed and the angular speed × the rotation radius L. Or you may select the rotation radius L of the frequency where the shift | offset | difference of the velocity phase for each frequency obtained by Fourier transform and the phase of (angular velocity x rotation radius) is the smallest.
図５３は上記を説明するブロック図である。図４８で示した、角速度計ＢＰＦ１部３９０１、加速度計ＢＰＦ１部３９０２、角速度計ＢＰＦ２部３９０３、加速度計ＢＰＦ２部３９０４、角速度計ＢＰＦ３部４８０４、及び、加速度計ＢＰＦ３部４８０５が変更されている。つまり、角速度計フーリエ変換１部５３０１、加速度計フーリエ変換１部５３０２、角速度計フーリエ変換２部５３０３、加速度計フーリエ変換２部５３０３、角速度計フーリエ変換３部５３０４、加速度計フーリエ変換３部５３０６に変更されている。
FIG. 53 is a block diagram for explaining the above. The angular velocity
各フーリエ変換手段による各周波数の角速度及び速度スペクトルは、上記式（９），（１０）で求められる。回転半径選択部４８０７では各周波数における速度の位相と角速度の位相を以下の式（１７），（１８）で求める。
The angular velocity and velocity spectrum of each frequency by each Fourier transform means are obtained by the above formulas (9) and (10). The turning
回転中心が一箇所の理想的な場合には、式（１７）で求めた速度の位相と式（１８）で求めた角速度の位相は一致する筈である。しかし、上述した様に回転中心が複数あり、それら回転中心からの合成振れを加速度計が検出している場合には、その時々の各回転中心の振れの大きさにより角速度信号との位相が変化する。 In an ideal case where the center of rotation is one place, the phase of the velocity obtained by the equation (17) and the phase of the angular velocity obtained by the equation (18) should match. However, as described above, when there are multiple rotation centers and the accelerometer detects a combined shake from these rotation centers, the phase with the angular velocity signal changes depending on the magnitude of the shake at each rotation center. To do.
そこで、回転半径選択部４８０７は、周波数毎に式（１７），（１８）を用いて速度、加速度の位相を求める式（１７）と式（１８）の差を求め、その差が最も小さくなる周波数の回転半径Ｌを出力補正部３０９に出力する。
Therefore, the turning
出力補正部３０９は、入力された回転半径Ｌとズーム、フォーカス情報３０２で求まる撮影倍率を角速度計６８０７ｐのＨＰＦ積分フィルタ３０１出力（振れ角度）に乗じて平行振れ補正目標値を求める。駆動部６８０９は、レリーズボタン６８０４ａの半押し中は敏感度調整部３０３からの角度振れ補正目標値に基づいて振れ補正部６８０６を駆動して角度振れを補正する。そして、レリーズボタン６８０４ａの押し切り後（露光期間）は、角度振れ補正目標値および出力補正部３０９からの平行振れ補正目標値に基づいて振れ補正部６８０６を駆動する。
The
このように本実施例３では、最も平行振れ補正効果の高い回転半径Ｌを求める事が出来るので、精度のよい平行振れ補正が行える。 As described above, in the third embodiment, the rotational radius L having the highest parallel shake correction effect can be obtained, so that the parallel shake correction with high accuracy can be performed.
本実施例３においては、演算手段（比較部３９０５，３９０６，４８０６は、第１周波数帯域において抽出される異なる複数の周波数帯域（２Ｈｚ，５Ｈｚ，８Ｈｚ）での第１信号および第２信号から補正値（回転半径Ｌ）を演算する。或いは、第１周波数帯域において時系列に抽出される異なる複数の周波数帯域（２Ｈｚ，５Ｈｚ，８Ｈｚ）での第１信号および第２信号から補正値（回転半径Ｌ）を演算する。詳しくは、角速度計ＢＰＦ１部３９０１と加速度計ＢＰＦ１部３９０２、角速度計ＢＰＦ２部３９０３と加速度計ＢＰＦ２部３９０４、角速度計ＢＰＦ３部４８０４と加速度計ＢＰＦ３部４８０５の出力を用いて回転半径Ｌを算出している。そして、出力補正部３０９が、各周波数域における比較部の出力の関連で求まる最適な回転半径Ｌに基づいて第１振れ検出手段の出力（ＨＰＦ積分フィルタ３０１の出力）を補正する。そして、駆動部６８０６が、出力補正部３０９で補正された第１振れ検出手段の出力に基づいて振れ補正部６８０６を第２周波数帯域において駆動する構成にしている。
In the third embodiment, the arithmetic means (comparing
あるいは、演算手段（比較部３９０５，３９０６，４８０６）は、複数の周波数帯域での第１信号および第２信号のうち、互いの位相が最も近づく周波数帯域での第１信号および第２信号から補正値（回転半径Ｌ）を演算する。つまり、複数の周波数帯域における第１、第２振れ検出手段からの出力の互いの位相が最も近づく周波数域における演算手段の出力を回転半径選択部４８０７が選択することで回転半径Ｌを算出している。そして、出力補正部３０９がこの回転半径Ｌに基づいて第１振れ検出手段の出力を補正する。そして、駆動部６８０６が出力補正部３０９で補正された第１振れ検出手段の出力に基づいて振れ補正部６８０６を第２周波数帯域において駆動する。このことで、光学系に加わる振れを補正する構成にしている。
Alternatively, the calculating means (comparing
図５４は、本発明の実施例４に係る一眼レフカメラに具備される防振制御装置の構成を示すブロック図である。本実施例４においては、以下の点で実施例３と異なる。
FIG. 54 is a block diagram illustrating a configuration of an image stabilization control device included in a single-lens reflex camera according to
本実施例４においては、以下の点で実施例３と異なる。
・加速度計１０１ｐの初段アンプ１０１ｐｄの利得は、図４１で説明した様なウィンドコンパレータ４１０３の判定で低くされるが、その復元は、カメラのアクチュエータ駆動タイミング信号で切り換える。
・回転半径Ｌを複数の周波数における回転半径Ｌの平均値とする。
The fourth embodiment is different from the third embodiment in the following points.
The gain of the first stage amplifier 101pd of the
The rotation radius L is an average value of the rotation radii L at a plurality of frequencies.
そのため、図５４と図４８のブロック図の違いは以下の通りである。
１）ウィンドコンパレータ４１０３が設けられている。
２）回転半径選択部４８０７に代わり、回転半径平均化部５４０１が設けられている。
Therefore, the difference between the block diagrams of FIGS. 54 and 48 is as follows.
1) A
2) A rotation
先ず、加速度計１０１ｐの利得の切り換えについて説明する。
First, switching of the gain of the
上記実施例３においては、初段アンプ１０１ｐｄの利得を低くするのも復元するのも焦点調節の為のレンズ駆動指令信号に基づいていた。しかし、本実施例４では、上記実施例２と同様に、加速度１０１ｐの出力の大きさに基づいて初段アンプ１０１ｐｄの利得を下げ、上記実施例３と同様に、焦点調節の為のレンズ駆動終了指令信号に基づいて利得を復元している。
In the third embodiment, the gain of the first stage amplifier 101pd is lowered and restored based on the lens drive command signal for focus adjustment. However, in the fourth embodiment, as in the second embodiment, the gain of the first-stage amplifier 101pd is lowered based on the output magnitude of the
図５５は上記のことを加速度計１０１ｐの波形で説明する図であり、横軸は経過時間、縦軸は加速度出力である。
FIG. 55 is a diagram for explaining the above with the waveform of the
波形４２０１及び４２０３は初段アンプが通常利得時の加速度計１０１ｐの出力（期間４２０４，４２０６）、波形４２０２は初段アンプの利得を１／３に下げたときの加速度計１０１ｐの出力（期間４２０５）である。
Waveforms 4201 and 4203 are the output of the
ここで、波形４２０１は矢印４２０９で示す衝撃入力時点でその出力が第１範囲である判定レベル４２０７範囲を超えてしまったので、ウィンドコンパレータ４１０３が利得下げ信号を出力して初段アンプ１０１ｐｄの利得を下げて波形４２０２とする。
Here, since the output of the
次に、レンズ駆動指示停止タイミング停止（矢印４９０２）で既にレンズ駆動による駆動振動の発生は終了する為、この時点で初段アンプ１０１ｐｄの利得を元に戻しても良い。しかし、その後回転半径Ｌの算出の区切りまで待機してから利得を元に戻している（矢印４９０３）。即ち、図４２と同様に利得復帰禁止部４１０２が働く。
Next, since the generation of driving vibration due to lens driving has already ended when the lens driving instruction stop timing is stopped (arrow 4902), the gain of the first-stage amplifier 101pd may be restored at this point. However, after waiting until the turning radius L is calculated, the gain is restored (arrow 4903). That is, the gain
尚、利得復帰禁止部４１０２は後述する回転半径平均化部５４０１から回転半径平均化信号が入力されない迄は利得変更判定部４１０１に利得の復元を禁止する。そして、次の回転半径は初段アンプ１０１ｐｄの利得を元に戻した後に算出する。この様に利得を下げるときは加速度計の出力を利用する事で必要な時のみ初段アンプ１０１ｐｄの利得を下げる事ができる。
The gain
また、利得を元に戻す時に関しては実施例２の様に加速度出力が小さくなってから所定期間波形を観察して利得を復元する事が可能か確認するのではなく、アクチュエータ駆動を行わない確実なタイミングを利用している。 In addition, when returning the gain to the original value, it is not necessary to observe whether or not the gain can be restored by observing the waveform for a predetermined period after the acceleration output becomes small as in the second embodiment. Use the right timing.
上記実施例２では、加速度計１０１ｐの検出する出力が所定期間小さくなった場合に利得を元に戻していた。それは衝撃が継続している期間中で一瞬衝撃がなくなった場合などで利得を元に戻さないように配慮した為である。駆動指示タイミングを拾う実施例４においては駆動終了タイミングが入力されるので、その後に大きな振動が入る事は無い。
In the second embodiment, the gain is restored when the output detected by the
次に、複数の周波数における回転半径Ｌの平均値を求めて平行振れ補正を行う事について述べる。 Next, a description will be given of obtaining an average value of the rotation radii L at a plurality of frequencies and performing parallel shake correction.
図４８と同様に、回転半径Ｌを求める際に３組のＢＰＦを用いている。回転半径平均化部５４０１は比較部３９０５，３９０６，４８０６で求まる回転半径Ｌの平均値を算出する。そのため、抽出周波数（２Ｈｚ，５Ｈｚ，８Ｈｚ）での回転半径平均化部５４０１による平均化された回転半径Ｌで平行振れ補正が行われる。
As in FIG. 48, three sets of BPFs are used when the rotation radius L is obtained. The rotation
回転半径平均化部５４０１は、図５０から図５２で示したサンプリング周期５００２，５００３，５００４毎に比較部３９０５，３９０６，４８０６で求まる回転半径Ｌを平均化する。そして、撮影時にはそれら各サンプリング周期で求めた回転半径Ｌを更に平均化した値を用いて平行振れ補正を行う。
The rotation
尚、平行振れ補正の為の平均化は回転半径検出から撮影開始までの平均ではなく、上記実施例２で説明した方式と同様に、所定期間毎の移動平均を更新してゆく方法でも良い。その場合には撮影直前の更新値を用いて一致度判定値を求める。 It should be noted that averaging for parallel shake correction is not an average from the detection of the radius of rotation to the start of imaging, but may be a method of updating the moving average for each predetermined period as in the method described in the second embodiment. In that case, a matching score is obtained using the updated value immediately before shooting.
出力補正部３０９は、回転半径平均化部５４０１から入力された回転半径Ｌとズーム、フォーカス情報３０２で求まる撮影倍率を角速度計６８０７ｐのＨＰＦ積分フィルタ３０１出力（振れ角度）に乗じて平行振れ補正目標値を求める。駆動部６８０９は、レリーズボタン６８０４ａの半押し中は敏感度調整部３０３からの角度振れ補正目標値に基づいて振れ補正部６８０６を駆動して角度振れを補正する。そして、レリーズボタン６８０４ａの押し切り後（露光期間）は、角度振れ補正目標値および出力補正部３０９からの平行振れ補正目標値に基づいて振れ補正部６８０６を駆動する。
このように本実施例４では、周波数毎に求めた回転半径Ｌの平均値で回転半径Ｌを求める事が出来るので、安定した平行振れ補正が行える。
The
As described above, in the fourth embodiment, since the rotation radius L can be obtained from the average value of the rotation radii L obtained for each frequency, stable parallel shake correction can be performed.
尚、図５４では複数のＢＰＦを用意する実施例で説明したが、これは図５３に示した様にフーリエ変換を用いて各周波数の回転半径Ｌを求め、その平均で回転半径Ｌを求めても良い。 In FIG. 54, an example in which a plurality of BPFs are prepared has been described. However, as shown in FIG. 53, the rotation radius L of each frequency is obtained by using Fourier transform, and the rotation radius L is obtained by the average. Also good.
本実施例４においては、演算手段（比較部３９０５，３９０６，４８０６）は、複数の周波数帯域での補正値を平均し、該平均値を補正値として出力補正手段に出力するようにしている。つまり、周波数帯域（２Ｈｚ，５Ｈｚ，８Ｈｚ）における比較部３９０５，３９０６，４８０６の出力の平均的な回転半径Ｌを回転半径平均化部５４０１により補正値として算出する。そして、この補正値（平均的な回転半径Ｌ）に基づいて第１振れ検出手段の出力を補正する。そして、駆動部６８０９が、出力補正部３０９で補正された第１振れ検出手段の出力に基づいて振れ補正部６８０６を第２周波数帯域（帯域４０４）において駆動する。このことで、光学系に加わる振れによる画像振れを補正する構成にしている。
In the fourth embodiment, the computing means (comparing
このように周波数毎に求めた回転半径Ｌの平均値で回転半径Ｌを求めるようにしているので、安定した平行振れ補正が可能となる。 As described above, since the rotation radius L is obtained from the average value of the rotation radii L obtained for each frequency, stable parallel shake correction can be performed.
図５６は、本発明の実施例５に係る一眼レフカメラに具備される防振制御装置の構成を示すブロック図である。
FIG. 56 is a block diagram illustrating a configuration of an image stabilization control device included in a single-lens reflex camera according to
本実施例５においては、以下の点で実施例４と異なる。
・回転半径Ｌとして複数の周波数における回転半径Ｌの平均値ではなく、最も振れ速度の大きい周波数における回転半径Ｌを用いる。
The fifth embodiment is different from the fourth embodiment in the following points.
The rotation radius L is not the average value of the rotation radii L at a plurality of frequencies, but the rotation radius L at the frequency with the highest shake speed.
そのため、図５６と図５４のブロック図の違いは以下の通りである。
１）最大振幅検出部５６０１，５６０２，５６０３が設けられている。
２）回転半径平均化部５４０１に代わり、周波数選択部５６０４が設けられている。
Therefore, the differences between the block diagrams of FIGS. 56 and 54 are as follows.
1)
2) A
図４８と同様に、回転半径Ｌを求める際に３組のＢＰＦを用いている。周波数選択部５６０４には最大振幅検出部５６０１，５６０２，５６０３の出力信号が入力されている。そして、最も振れ速度の振幅が大きい周波数が選択され、その周波数における回転半径Ｌ（比較部３９０５，３９０６，４８０６の信号のいずれか）が出力補正部３０９に入力される。
As in FIG. 48, three sets of BPFs are used when the rotation radius L is obtained. Output signals from the
ここで、最大振幅検出部５６０１，５６０２，５６０３の出力信号について述べる。
Here, the output signals of the
最大振幅検出部５６０２，５６０３は、夫々図５１、図５２におけるサンプリング周期５１０２，５１０３，５１０４毎及び５２０２，５２０３，５２０４毎にその周期内の速度の最大値と最小値を求める。そして、その差より最大振幅５１０５，５１０６，５１０７及び５２０５，５２０６，５２０７を求める。
The
同様に、最大振幅検出部５６０１は、図５０におけるサンプリング周期５００２，５００３，５００４毎にその周期内の速度の最大値と最小値を求め、その差より最大振幅５００５，５００６，５００７を求める。そして、撮影時にはそれら各サンプリング周期で求めた最大振幅を更に平均化した値を求め、その信号を周波数選択部５６０４に出力する。
Similarly, the maximum
尚、最大振幅の信号は回転半径検出から撮影開始までの平均ではなく、上記実施例２で説明した方式と同様に所定期間毎の移動平均を更新してゆく方法でも良い。 The maximum amplitude signal may be a method of updating the moving average for each predetermined period as in the method described in the second embodiment, instead of the average from the detection of the radius of rotation to the start of imaging.
周波数選択部５６０４は、撮影直前に得られた上記周波数毎の最大振幅の中で最も大きな振れ速度を有する周波数を選択し、その周波数における比較部の出力（３９０５，３９０６，４８０６のいずれか）を出力補正部３０９に出力する。
The
尚、比較部３９０５，３９０６，４８０６も、今まで述べた様にサンプリング周期毎に回転半径Ｌを求め、撮影時にはそれら各サンプリング周期で求めた回転半径Ｌを更に平均化した値を求めている。尚、回転半径Ｌの信号は回転半径検出から撮影開始までの平均ではなく、上記実施例２で説明した方式と同様に、所定期間毎の移動平均を更新してゆく方法でも良い。
Note that the
このように、撮影直前まで周波数毎に回転半径Ｌの検出を継続し、撮影時に周波数選択部５６０４が最も振れ速度の大きい周波数の回転半径Ｌを選択する構成になっている。
As described above, the detection of the rotation radius L is continued for each frequency until immediately before shooting, and the
出力補正部３０９は、周波数選択部５６０４から入力された回転半径Ｌとズーム、フォーカス情報３０２で求まる撮影倍率を角速度計６８０７ｐのＨＰＦ積分フィルタ３０１の出力（振れ角度）に乗じて平行振れ補正目標値を求める。駆動部６８０９は、レリーズボタン６８０４ａの半押し中は敏感度調整部３０３からの角度振れ補正目標値に基づいて振れ補正部６８０６を駆動して角度振れを補正する。そして、レリーズボタン６８０４ａの押し切り後（露光期間）は、角度振れ補正目標値および出力補正部３０９からの平行振れ補正目標値に基づいて振れ補正部６８０６を駆動する。
The
このように本実施例５では、最も振れ速度の大きな周波数における回転半径Ｌを求めることが出来るので、特定の周波数で大きな振れを生じている場合にも平行振れ補正精度が劣化するがない。勿論、図５６では複数のＢＰＦを用意する実施例で説明したが、これは図５３に示した様にフーリエ変換を用いて各周波数の回転半径Ｌを求め、その平均で回転半径Ｌを求めても良い。 As described above, in the fifth embodiment, the rotational radius L at the frequency with the highest shake speed can be obtained. Therefore, even when a large shake is generated at a specific frequency, the parallel shake correction accuracy does not deteriorate. Of course, FIG. 56 describes the embodiment in which a plurality of BPFs are prepared. However, as shown in FIG. 53, the rotation radius L of each frequency is obtained by using Fourier transform, and the rotation radius L is obtained by the average. Also good.
また、周波数を選択する上で加速度計１０１ｐを積分した速度出力の最大振幅を用いていたが、加速度計１０１ｐを２階積分した振れ変位や角速度計６８０７ｐの出力、角速度計６８０７ｐを積分した角度出力の最大振幅を用いてもよい。
Further, the maximum amplitude of the velocity output obtained by integrating the
本実施例５においては、演算手段（比較部３９０５，３９０６，４８０６）は、補正値（回転半径Ｌ）を、第２振れ検出手段の出力の振幅に基づいて抽出される第１周波数帯域の第１信号および第２信号から演算するようにしている。詳しくは、比較部３９０５，３９０６，４８０６が、第２振れ検出手段（加速度計１０１ｐ）の出力に基づいて第１周波数域（帯域１３０２）を設定（２Ｈｚ、５Ｈｚ、８Ｈｚより周波数選択部５６０４が選択）する。そして、設定された第１周波数帯域において第１、第２振れ検出手段の出力を比較して回転半径Ｌを求めているようにしている。そして、出力補正部３０９がその回転半径Ｌに基づいて第１振れ検出手段の出力を補正する。そして、駆動部６８０９が、出力補正部６８０６で補正された第１振れ検出手段の出力に基づいて振れ補正部６８０６を第２周波数帯域（帯域４０４）において駆動する。このことで、光学系に加わる振れによる画像振れを補正する構成にしている。
In the fifth embodiment, the computing means (comparing
このように最も振れ速度の大きな周波数における回転半径Ｌを求めることが出来るので、特定の周波数で大きな振れを生じている場合にも平行振れ補正精度が劣化するがない。つまり、安定した平行振れ補正が可能となる。 As described above, since the rotation radius L at the frequency with the highest shake speed can be obtained, the parallel shake correction accuracy does not deteriorate even when a large shake occurs at a specific frequency. That is, stable parallel shake correction can be performed.
図５７は本発明の実施例６に係る一眼レフカメラに具備される防振制御装置の構成を示すブロック図である。 FIG. 57 is a block diagram showing a configuration of an image stabilization control device provided in a single-lens reflex camera according to Embodiment 6 of the present invention.
本実施例６においては、以下の点で上記実施例５と異なる。
・回転半径Ｌとして最も振れ速度の大きい周波数における回転半径Ｌではなく、カメラの姿勢により回転半径Ｌを利用する周波数を選択している。
The sixth embodiment is different from the fifth embodiment in the following points.
The frequency that uses the rotation radius L is selected according to the posture of the camera, not the rotation radius L at the frequency with the largest shake speed as the rotation radius L.
そのため、図５７と図５６のブロック図の違いは以下の通りである。つまり、最大振幅検出部５６０１，５６０２，５６０３が廃され、姿勢検出部５７０１が設けられている点である。
Therefore, the difference between the block diagrams of FIG. 57 and FIG. 56 is as follows. That is, the maximum
姿勢検出部５７０１には加速度計１０１ｐの出力信号が入力されている。また、図示していないが、加速度計１０１ｐとは直交する方向を検出する加速度計１０１ｙおよび加速度計１０１ｐ，１０１ｙとも直交する方向を検出する加速度計１０１ｚの信号も姿勢検出部５７０１に入力されている。姿勢検出部５７０１は、これら３つの加速度計１０１ｐ，１０１ｙ，１０１ｚの信号の関連から、カメラの姿勢を検出している。
An output signal of the
図５８（ａ）〜（ｈ）は、検出するカメラの姿勢および各姿勢における加速度計の検出方向を図示している。 58A to 58H illustrate the posture of the camera to be detected and the detection direction of the accelerometer in each posture.
図５８（ａ）〜（ｈ）において、矢印１０１ｐａは加速度計１０１ｐの加速度検出方向、矢印１０１ｙａは加速度計１０１ｙの加速度検出方向、矢印１０１ｚａは加速度計１０１ｚの加速度検出方向である。また、矢印５８０９は重力の方向である。また、姿勢５８０１はカメラ上向き、姿勢５８０２はカメラ横位置斜め４５度上、姿勢５８０３はカメラ縦位置斜め４５度上、姿勢５８０４はカメラ横位置水平、姿勢５８０５はカメラ縦位置水平である。また、姿勢５８０６はカメラ横位置斜め４５度下、姿勢５８０７はカメラ縦位置斜め４５度下、姿勢５８０８はカメラ下向きである。
58A to 58H, the arrow 101pa is the acceleration detection direction of the
尚、カメラの構える姿勢により回転半径Ｌが変化することが分かっている。例えば、姿勢５８０４では周波数が高くなるほど回転半径Ｌが小さくなり、姿勢５８０１，５８０８では低周波の平行振れが支配的になる。
In addition, it turns out that the rotation radius L changes with the attitude | positions which a camera holds. For example, in the
また、姿勢５８０５のようにカメラを縦に構えている時は、矢印１０１ｙａ方向に高周波で大きな平行振れが発生する。そのため、姿勢５８０４では、２Ｈｚ，５Ｈｚ，８Ｈｚ各々の周波数で抽出した加速度計と角速度計の出力で求めた回転半径Ｌの平均で平行振れ補正を行うのが好ましい。
When the camera is held vertically as in the
また、姿勢５８０１，５８０８では、２Ｈｚの周波数で抽出した加速度計と角速度計の出力で求めた回転半径Ｌで平行振れ補正を行うのが好ましい。同様に姿勢５８０５では、８Ｈｚの周波数で抽出した加速度計と角速度計の出力で求めた回転半径Ｌで平行振れ補正を行うのが好ましくなる。
In the
周波数選択部５６０４は、姿勢検出部５７０１の信号に応じて比較部３９０５，３９０６，４８０６の平均を求める、或いは、比較部３９０５の信号を選択、比較部４８０６の信号の選択を行い、その回転半径Ｌを出力補正部３０９に出力する。出力補正部３０９は、周波数選択部５６０４から入力された回転半径Ｌとズーム、フォーカス情報３０２で求まる撮影倍率を角速度計６８０７ｐのＨＰＦ積分フィルタ３０１の出力（振れ角度）に乗じて平行振れ補正目標値を求める。
The
駆動部６８０９は、レリーズボタン６８０４ａの半押し中は敏感度調整部３０３からの角度振れ補正目標値に基づいて振れ補正部６８０６を駆動して角度振れを補正する。そして、レリーズボタン６８０４ａの押し切り後（露光期間）は角度振れ補正目標値および出力補正部３０９からの平行振れ補正目標値に基づいて振れ補正部６８０６を駆動する。
The
このように本実施例６では、撮影姿勢に応じて最も振れに支配的な周波数における回転半径Ｌを求める事が出来るので、撮影に先立って安定した平行振れ補正が行える。 As described above, in the sixth embodiment, since the rotation radius L at the frequency dominant to shake can be obtained according to the shooting posture, stable parallel shake correction can be performed prior to shooting.
図５９は、本発明の実施例７の一眼レフカメラに具備される防振制御装置の構成を示すブロック図である。 FIG. 59 is a block diagram illustrating a configuration of an image stabilization control device included in the single-lens reflex camera according to the seventh embodiment of the present invention.
本実施例７においては、以下の点で実施例６と異なる。つまり、複数のＢＰＦを用いるのではなく、単一のＢＰＦを用い、カメラの姿勢に応じてＢＰＦの抽出周波数を可変にしている。 The seventh embodiment is different from the sixth embodiment in the following points. That is, instead of using a plurality of BPFs, a single BPF is used, and the extraction frequency of the BPF is made variable according to the posture of the camera.
そのため、図５９と図５７のブロック図の違いは以下の通りである。
１）角速度計ＢＰＦ１部３９０１、加速度計ＢＰＦ１部３９０２、角速度計ＢＰＦ２部３９０３、加速度計ＢＰＦ２部３９０４、角速度計ＢＰＦ３部４８０４、加速度計ＢＰＦ３部４８０５、周波数選択部５６０４が廃されている。そして、角速度計６８０７ｐ、加速度計１０１ｐの出力（ＨＰＦ位相調整部３０４の出力および利得補正部４１０４の出力）が角速度計可変ＢＰＦ部５９０１、加速度計可変ＢＰＦ部５９０２に入力されるようにしている。
２）また、姿勢検出部５７０１の出力が角速度計可変ＢＰＦ部５９０１、加速度計可変ＢＰＦ部５９０２に入力されている。
３）比較部３９０５の回転半径演算中信号が利得復帰禁止部４１０２に入力されている。姿勢検出部５７０１は、カメラの姿勢が姿勢５８０４の時は角速度計可変ＢＰＦ部５９０１、加速度計可変ＢＰＦ部５９０２のＢＰＦ抽出周波数を５Ｈｚにする。
姿勢検出部５７０１は、カメラの姿勢が姿勢５８０５の時は角速度計可変ＢＰＦ部５９０１、加速度計可変ＢＰＦ部５９０２のＢＰＦ抽出周波数を８Ｈｚにする。姿勢検出部５７０１は、カメラの姿勢が姿勢５８０１，５８０８の時は、角速度計可変ＢＰＦ部５９０１、加速度計可変ＢＰＦ部５９０２のＢＰＦ抽出周波数を２Ｈｚにする。
Therefore, the difference between the block diagrams of FIGS. 59 and 57 is as follows.
1) The angular
2) Further, the output of the
3) The turning radius calculation in-progress signal of the
The
このように予め姿勢を測定しておく事で回転半径Ｌを抽出する周波数を決めることが出来るので、複数のＢＰＦを用意する必要は無く、演算負荷を少ない。その為、民生品に好適な平行振れ補正システムにできる。 By measuring the posture in advance as described above, the frequency for extracting the rotation radius L can be determined, so that it is not necessary to prepare a plurality of BPFs and the calculation load is small. Therefore, a parallel shake correction system suitable for consumer products can be obtained.
比較部３９０５は、角速度計可変ＢＰＦ部５９０１、加速度計可変ＢＰＦ部５９０２の出力に基づいて回転半径Ｌを求め、出力補正部３０９に出力する。出力補正部３０９は、比較部３９０５から入力された回転半径Ｌとズーム、フォーカス情報３０２で求まる撮影倍率を角速度計６８０７ｐのＨＰＦ積分フィルタ３０１の出力（振れ角度）に乗じて平行振れ補正目標値を求める。
The
駆動部６８０９は、レリーズボタン６８０４ａの半押し中は敏感度調整部３０３からの角度振れ補正目標値に基づいて振れ補正部６８０６を駆動して角度振れを補正する。そして、レリーズボタン６８０４ａの押し切り後（露光期間）は、角度振れ補正目標値および出力補正部３０９からの平行振れ補正目標値に基づいて振れ補正部６８０６を駆動する。
The
このように本実施例７では、撮影姿勢に応じて最も振れに支配的な周波数を抽出するＢＰＦを設定するので、複数のＢＰＦを用意する必要は無く、演算負荷を少ない。その為、民生品に好適な平行振れ補正システムにできる。 As described above, in the seventh embodiment, since the BPF that extracts the most dominant frequency is set according to the shooting posture, it is not necessary to prepare a plurality of BPFs, and the calculation load is small. Therefore, a parallel shake correction system suitable for consumer products can be obtained.
図６０は、本発明の実施例８に係る一眼レフカメラの防振制御装置の構成を示すブロック図である。
FIG. 60 is a block diagram illustrating a configuration of an image stabilization control apparatus for a single-lens reflex camera according to
本実施例８においては以下の点で実施例７と異なる。つまり、単一のＢＰＦの抽出周波数を可変にしているのは同じであるが、その抽出周波数は時間と共に変化する構成にしている。即ち、所定周期（例えば図２８で示した周期２８０１の倍周期）毎にＢＰＦの折点を切り換える。具体的には、折点２Ｈｚで１秒経過させ、その間の速度信号と角速度信号の最大振幅よりその期間の回転半径Ｌを求める。そして、その後折点５Ｈｚで０．４秒経過させ、その間の速度信号と角速度信号の最大振幅よりその期間の回転半径Ｌを求め、更に折点８Ｈｚで０．２５秒経過させ、その間の速度信号と角速度信号の最大振幅よりその期間の回転半径Ｌを求めている。換言すれば、回転半径Ｌ（補正値）を、第１周波数帯域として時系列に抽出される異なる複数の周波数帯域における第１信号および第２信号から求めている。
The eighth embodiment differs from the seventh embodiment in the following points. That is, the extraction frequency of a single BPF is variable, but the extraction frequency is configured to change with time. That is, the break point of the BPF is switched every predetermined period (for example, a period twice the
そのため、図６０と図５８のブロック図の違いは以下に示す通りである。つまり、姿勢検出部５７０１に代わりに、ＢＰＦ制御部６００１が設けられている。
Therefore, the difference between the block diagrams of FIGS. 60 and 58 is as follows. That is, a
ＢＰＦ制御部６００１の出力信号は、角速度計可変ＢＰＦ部５９０１、加速度計可変ＢＰＦ部５９０２に入力されている。ＢＰＦ制御部６００１は、回転半径検出開始（図３０における時刻ｔ２）より角速度計可変ＢＰＦ部５９０１、加速度計可変ＢＰＦ部５９０２のＢＰＦ折点を２Ｈｚ，５Ｈｚ，８Ｈｚにして循環させる。
The output signal of the
ここで、循環の順序は２Ｈｚ→５Ｈｚ→８Ｈｚ→５Ｈｚ→２Ｈｚ→５Ｈｚのように数値が昇順或いは降順に並ばせており、数値の変化が急激に（例えば８Ｈｚ→２Ｈｚ）ならない様にしている。これは数値の変化が急な場合には折点を変化させるときに、その後ＢＰＦが安定するのに時間がかかる為である。 Here, the order of circulation is such that the numerical values are arranged in ascending or descending order, such as 2 Hz → 5 Hz → 8 Hz → 5 Hz → 2 Hz → 5 Hz, so that the change of the numerical value does not suddenly (for example, 8 Hz → 2 Hz). This is because it takes time for the BPF to stabilize after changing the break point when the numerical value changes suddenly.
比較部３９０５は、角速度計可変ＢＰＦ部５９０１、加速度計可変ＢＰＦ部５９０２の各々のＢＰＦ折点時の回転半径Ｌを求めておき、撮影時にはそれらを平均して出力補正部３０９に出力する。或いは、折点毎に回転半径Ｌの移動平均（例えば３個の回転半径Ｌの平均）を更新し、撮影時には最新の更新回転半径Ｌを出力補正部３０９に出力する。
The
出力補正部３０９は、比較部３９０５から入力された回転半径Ｌとズーム、フォーカス情報３０２で求まる撮影倍率を角速度計６８０７ｐのＨＰＦ積分フィルタ３０１出力（振れ角度）に乗じて平行振れ補正目標値を求める。駆動部６８０９は、レリーズボタン６８０４ａの半押し中は敏感度調整部３０３からの角度振れ補正目標値に基づいて振れ補正部６８０６を駆動して角度振れを補正する。そして、レリーズボタン６８０４ａの押し切り後（露光期間）は、角度振れ補正目標値および出力補正部３０９からの平行振れ補正目標値に基づいて振れ補正部６８０６を駆動する。
The
このように実施例８では、ＢＰＦの抽出周波数を時系列的に可変にしているので複数のＢＰＦを用意する必要は無く、演算負荷を少ない。その為、民生品に好適な平行振れ補正システムにできる。 As described above, in the eighth embodiment, since the BPF extraction frequency is variable in time series, it is not necessary to prepare a plurality of BPFs, and the calculation load is small. Therefore, a parallel shake correction system suitable for consumer products can be obtained.
以上の実施例１ないし８においては、レンズ交換式の一眼レフカメラに防振制御装置を適用した例を示してきたが、これに限らず、レンズがカメラに一体になったコンパクトカメラやビデオカメラ、携帯機器に付帯するカメラシステムでも応用可能である。 In the first to eighth embodiments described above, the example in which the image stabilization control device is applied to the interchangeable lens single-lens reflex camera has been shown. However, the present invention is not limited to this, and a compact camera or video camera in which the lens is integrated with the camera. It can also be applied to camera systems attached to portable devices.
本発明の実施例１ないし８までは、平行振れを検出する為に加速度センサ１０１ｐ，１０１ｙを用いていた。本発明の実施例９においては、加速度計以外のセンサを用いて平行振れを検出する方法について述べる。
In the first to eighth embodiments of the present invention, the
図６１は、本発明の実施例９に係るカメラ及び該カメラに具備される防振制御装置を示す構成図である。ここで図示しているカメラはデジタルコンパクトカメラであるが、一眼レフカメラであっても良い。
FIG. 61 is a configuration diagram illustrating a camera and an image stabilization control device included in the camera according to
本発明の実施例９の特徴は、振れ補正部６８０６を用いて撮像光学系主点近傍の平行振れを検出している事である。
A feature of the ninth embodiment of the present invention is that a
振れ補正部を用いて加速度を検出する技術は特許３１９２４６２号に記載されているように、振れ補正部に具備される駆動コイルに流れる電流の量を観察することにより行える。振れ補正部の被駆動部は補正レンズやその保持枠、駆動コイル（或いは駆動磁石）で構成され、加速度計の加速度検出質量に比較して十分大きな質量を持っている。加速度検出は加速度検出質量が大きいほどその検出精度を高く出来るため、振れ補正部を用いて高精度な加速度検出が行える。 As described in Japanese Patent No. 3192462, a technique for detecting acceleration using a shake correction unit can be performed by observing the amount of current flowing in a drive coil provided in the shake correction unit. The driven part of the shake correction unit is composed of a correction lens, its holding frame, and a drive coil (or drive magnet), and has a mass sufficiently larger than the acceleration detection mass of the accelerometer. Since the acceleration detection can be performed with higher accuracy as the acceleration detection mass is larger, highly accurate acceleration detection can be performed using the shake correction unit.
但し、振れ補正部の被駆動部は固定部に対して摺動支持となっている事が一般的であり、その摺動摩擦が加速度検出精度を低下させる虞がある。しかしながら、図１２、図１３などを用いて説明してきたように、角速度信号と比較して回転半径Ｌを求める際には特定の周波数成分のみ抽出した比較を行っているので、上記摺動摩擦の影響は緩和できる。 However, the driven part of the shake correction part is generally slidably supported with respect to the fixed part, and the sliding friction may reduce the acceleration detection accuracy. However, as described with reference to FIGS. 12 and 13 and the like, when the rotation radius L is obtained in comparison with the angular velocity signal, the comparison is performed by extracting only a specific frequency component. Can be relaxed.
尚、上記摺動摩擦については、図６２に示すような振れ補正部を構成すると回避できる。図６２（ａ），（ｂ）は、ワイヤーで弾性的に支持された振れ補正部６２０１（図６１の６８０６と同じ）の平面と断面を示す図である。図６２において、補正レンズ６２０２は保持枠６２０３に保持されている。また、保持枠６２０３には駆動コイル６２０７ａ，６２０７ｂ及び夫々の駆動コイルの配線を後述するワイヤーに接続する保持基板６２０９が設けられている。固定部である地板基板６２０４と保持基板６２０９の間にはワイヤー６２０５ａ，６２０５ｂ，６２０５ｃ，６２０５ｄが設けられている。
The sliding friction can be avoided by configuring a shake correction unit as shown in FIG. 62A and 62B are views showing a plane and a cross section of a shake correction unit 6201 (same as 6806 in FIG. 61) elastically supported by a wire. In FIG. 62, the
ワイヤー６２０５ａ〜６２０５ｄは地板基板６２０４と保持基板６２０９に対して半田部６２１１ａ，６２１１ｂ，６２１１ｃ，６２１１ｄ，６２１２ａ，６２１２ｂ，６２１２ｃ，６２１２ｄで半田付けされている。尚、半田部６２１１ｂ，６２１１ｄ，６２１２ｂ，６２１２ｄは不図示である。
The
尚、ワイヤー６２０５ａ〜６２０５ｄを地板基板６２０４と保持基板６２０９に半田付けする際には、専用の工具で補正レンズ６２０２と地板基板６２０４を固定して両者の間隔、傾きを規制した状態で行う。これにより、補正レンズ６２０２の地板基板６２０４に対する取り付け精度を高めている。
Note that when the
駆動コイル６２０７ａ，６２０７ｂへの給電は地板基板６２０４よりワイヤー６２０５ａ〜６２０５ｄ、保持基板６２０９上のパターン６２０６ａ，６２０６ｂ，６２０６ｃ，６２０６ｄを介して行う。駆動コイル６２０７ａ，６２０７ｂと対向する地板基板６２０４上には破線で示す永久磁石６２０８ａ，６２０８ｂが設けられている。その為、駆動コイル６２０７ａ，６２０７ｂに電流を加えるとそれら駆動コイル６２０７ａ，６２０７ｂの電流のバランスにより補正レンズ６２０２はワイヤー６２０５ａ〜６２０５ｄを撓ませながら矢印６２１３ｐ，６２１３ｙ方向に駆動される。
Power is supplied to the drive coils 6207a and 6207b from the
磁気式、光学式、或いは渦電流式の位置検出センサ６２１５ａ，６２１５ｂは地板基板６２０４に取り付けられ、保持基板６２０９に取り付けられたターゲット６２１４ａ，６２１４ｂとの間隔を検出する。位置検出センサ６２１５ａ、６２１５ｂの出力は夫々差動アンプ６２１６ａ，６２１６ｂで適宜増幅され、その信号に基づいて駆動コイル６２０７ａ，６２０７ｂに電流が流れる。
Magnetic, optical, or eddy current type
ここで、位置検出センサ６２１５ａ，６２１５ｂの出力を駆動コイル６２０７ａ，６２０７ｂに負帰還すると公知の位置フィードバックとなり、位置検出センサ６２１５ａ，６２１５ｂの出力がゼロの点で補正レンズ６２０２は電気的に固定される。
Here, when the outputs of the
補正レンズ６２０２が図示しない他の撮像光学系の光軸と一致している状態において位置検出センサ６２１５ａ，６２１５ｂの出力がゼロになる様に位置検出センサ６２１５ａ，６２１５ｂ出力のバイアス電圧やゲインを調整する。すると、補正レンズ６２０２はその位置で安定的に保持されることになる。
The bias voltages and gains of the
このような状態において、角度振れや平行振れの振れ補正目標値６２１７ａ，６２１７ｂが入力されると、補正レンズ６２０２はその目標値に応じて高精度に追従して駆動される。
In such a state, when the shake
今、振れ補正目標値の入力が無い場合においても振れ補正部６２０１の被駆動部には重力や平行振れの加速度が加わっており、それによりワイヤー６２０５ａ〜６２０５ｄの弾性力に逆らって補正レンズ６２０２の位置が変化する。この変化を位置検出センサ６２１５ａ，６２１５ｂが検出し、駆動コイル６２０７ａ，６２０７ｂにその位置の変化を打ち消す電流を流すことで、補正レンズ６２０２は常に初期位置に保たれる。その為、駆動コイル６２０７ａ，６２０７ｂに流れる電流を観察する事で入力される重力や平行振れ加速度が検出できる。この加速度検出出力を利用して、角速度計との関連で今まで説明した様に回転半径Ｌを求めて平行振れ補正を行う。
Even when there is no input of a shake correction target value, acceleration of gravity or parallel shake is applied to the driven part of the
このようにワイヤーを利用した支持法の場合には、摺動摩擦がない為に精度の良い加速度検出が行える。 Thus, in the case of the support method using a wire, since there is no sliding friction, a highly accurate acceleration detection can be performed.
振れ補正部が角度振れなどの振れ補正を行っていると、その電流の変化により加速度検出精度が大きく劣化する。その為、本実施例９においては、撮影直前までは振れ補正部６２０１は初期位置（撮影光軸と補正レンズ光軸が一致した位置）に電気的にフィードバックされて保持される。そして、露光時のみ補正レンズを角度振れ補正目標値、平行振れ補正目標値に基づいて駆動することで、画像振れ補正を行っている。即ち、露光前までは振れ補正部６２０１を加速度計として使用し、露光時には振れ補正部として使用している。このため、撮影準備（レリーズボタンの半押しなど）では今までの実施例で述べてきた様な光学的な角度振れ補正は行えない。
When the shake correction unit performs shake correction such as angular shake, acceleration detection accuracy is greatly deteriorated due to a change in the current. Therefore, in the ninth embodiment, the
しかしながら、デジタルカメラにおいては、振れに応じて撮像素子が出力する各撮影フレームの切り出し位置を変更する事で各フレーム間の振れを緩和する電子防振機能を用いる事が出来る。 However, a digital camera can use an electronic image stabilization function that reduces the shake between frames by changing the cut-out position of each shooting frame output by the image sensor in accordance with the shake.
電子防振機能は撮像素子の出力する各フレーム間の動きベクトルの変化に応じて上述切り出し位置を制御しても良いし、角速度計６８０７ｐ，６８０７ｙの出力に応じて上述切り出し位置を制御しても良い。即ち、撮影前までは電子防振を行い、撮影中は補正レンズを駆動して光学防振を行う。
The electronic image stabilization function may control the cutout position according to a change in the motion vector between frames output by the image sensor, or may control the cutout position according to the output of the
図６３は、以上の動作を説明するためのフローチャートであり、図３２のフローと同じ機能のステップは同じ番号で示し、その説明は省く。このフローは、カメラの主電源オンでスタートする。また、主電源オンに同期して振れ補正部は電気的に初期位置に保持される。 FIG. 63 is a flowchart for explaining the above operation, and steps having the same functions as those in the flow of FIG. This flow starts when the main power of the camera is turned on. In addition, the shake correction unit is electrically held at the initial position in synchronization with the main power on.
ステップ＃６３０１では、振れ補正部６２０１の駆動コイルに流れる電流を検出する事で該振れ補正部６２０１に加わる加速度を検出する。ここで、振れ補正部６２０１の補正レンズはほぼ撮像光学系全体の主点位置に位置されるので、ここで検出される加速度は撮像光学系主点位置の平行振れ加速度となる。角速度計を作動させる事、ＡＦセンサを駆動させる事は、図３２のステップ＃３２０２と同様である。
In
ステップ＃６３０２では、角度振れの電子防振を始める。角速度計の出力（敏感度調整部３０３出力である角度振れ補正目標値）に基づいて時系列的に出力される撮像素子の画像信号の切り出し位置を変化させる事で、画像間の手振れによる構図ずれを緩和して不図示の背面液晶モニターなどに出力する。勿論、前述した様に角速度計の信号を用いずに時系列的に出力される画像信号間の動きベクトルを求め、その値により画像信号の切り出し位置を変化させる事でもよい。
In
ステップ＃６３０３では、ステップ＃３２０７でパンニングが検出されたので電子防振を停止する。回転半径検出中止については、図３２のステップ＃３２０８と同様である。そして、ステップ＃６３０４にて、ステップ＃３２０９でパンニングが終了したので電子防振を再開する。回転半径検出再検出については、図３２のステップ＃３２１０と同様である。
In
ステップ＃６３０５では、電子防振を停止し、平行振れ、角度振れ補正目標値に基づいて振れ補正部６２０１を駆動することで光学防振を始める。そして、ステップ＃６３０６にて、ステップ＃３２１９で撮像素子の蓄積が完了（露光が完了）したので光学防振を停止し、電子防振を開始して角度振れの補正を行う。尚、光学防振を終了したのであるが、振れ補正部は初期位置に復帰して電気的に保持されて加速度検出は継続している。振れ補正部の初期位置保持の解除は主電源のオフで行われる。
In
ステップ＃６３０７では、レリーズボタンの半押しから所定時間経過しているので、電子防振を停止して角度振れの補正を止める。そして、次のステップ＃６３０８にて、振れ補正部を用いた加速度検出を停止する。尚、ズームやフォーカスの位置により撮影レンズの主点位置と振れ補正部の位置は変化するが、図３８で説明した様に、その補正を行っている。
In
本実施例９では、第２振れ検出手段を、振れにより振れ補正手段の駆動コイルに生じる電流から平行振れの加速度を検出する手段としている。つまり、振れ補正部を第２振れ検出手段として利用するようにしている。よって、専用の加速度計が不要になり、カメラの小型化、軽量化が実現できる。さらには、図６２で説明した様な振れ補正部６２０１を用いる事で、高精度な平行振れ検出が行える。更に、振れ補正部を第２振れ検出手段として利用している時には電子防振を行う事で、角度振れ補正と加速度検出を平行して進めることが出来た。
In the ninth embodiment, the second shake detecting means is means for detecting the acceleration of the parallel shake from the current generated in the drive coil of the shake correcting means due to the shake. That is, the shake correction unit is used as the second shake detection unit. Therefore, a dedicated accelerometer is not required, and the camera can be reduced in size and weight. Further, by using the
図６４は、本発明の実施例１０に係るカメラ及び該カメラに具備される防振制御装置を示す構成図である。ここで図示しているカメラはデジタルコンパクトカメラであるが、一眼レフカメラであっても良い。この実施例１０においても、加速度計以外のセンサを用いて平行振れを検出する方法について述べる。
FIG. 64 is a configuration diagram illustrating a camera and an image stabilization control device included in the camera according to
本実施例１０の特徴は、第２振れ検出手段を、撮像手段である撮像部（以下、撮像素子６４０１）の出力から振れを検出する手段としていることである。つまり、撮像素子６４０１の画像出力を用いて撮像光学系主点近傍の平行振れを検出していることである。
The feature of the tenth embodiment is that the second shake detection means is a means for detecting shake from the output of an image pickup unit (hereinafter, image pickup element 6401) which is an image pickup means. That is, the parallel shake near the imaging optical system principal point is detected using the image output of the
撮像素子６４０１が時間と共に出力する各画像間の比較を行う事で、手振れや構図のずれを検出する方法は広く知られており、電子防振或いは画像合成技術として活用されている。但し、電子防振技術や画像合成技術は撮像素子出力の非破壊読み出しが出来なければ静止画用途には適用できない。しかしながら、今まで述べた様に予め回転半径Ｌを求め、この回転半径Ｌを補正値として角速度出力を補正する方法の場合には撮像素子の出力も使用できる。詳しくは、画像出力により振れを検出し、角速度出力に基づく角度と比較する事で回転半径Ｌを求める方法の場合では、静止画を撮影する前の撮影準備状態（動画状態）を利用して静止画撮影時における角速度出力の補正が可能になる。このように静止画撮影に先立って角速度出力の補正が出来るので、今まで動画でしか生かせなかった画像出力を静止画に生かすことができるようになった。
A method for detecting camera shake and compositional deviation by comparing each image output by the
図６５は、動きベクトルの様子を説明する図である。ある時刻における花を撮影した画像６５０１ａに対し、その後所定時間経過後（例えば１／３０秒後）の花の画像が細線で示す画像６５０１ｂである。この２つの画像は角度振れと平行振れにより構図が異なっている。
FIG. 65 is a diagram for explaining the state of a motion vector. An
画像６５０１ａの主被写体である花６５０２ａにおける輪郭部６５０３ａのようにコントラストの高い領域を特徴点と定める。この特徴点６５０３ａの位置情報及び６５０１ｂにおける花６５０２ｂの輪郭部画像情報より特徴点６５０３ａに対応する特徴点６５０３ｂを求める。この２つの特徴点を結ぶ動きベクトル６５０４を水平方向と垂直方向に分解すると矢印６５０４ｙ，６５０４ｐとなる。この２方向に成分分解した動きベクトルを画像毎につなげてゆくと画像上での振れ変位が求まる。
A high-contrast region such as a
垂直方向の動きベクトル６５０４ｐを例にとる。時間毎の画像間の動きベクトルを累積してゆき、図６４で示した動きベクトルＢＰＦ部６４０３に入力する波形６６０２は、図６６のようになる。動きベクトルＢＰＦ部６４０３は波形６６０２の中で第１周波数帯域成分（例えば２Ｈｚ）のみを透過させる。その為に動きベクトルに重畳するノイズや、被写体が動く事により発生する低周波のずれを除去でき、手振れ成分のみを正確に検出できる。角速度計出力はＨＰＦ積分遅延調整手段６４０２で角速度を角度に変換し、動きベクトルと次元をそろえる（撮像手段の出力から検出されるずれの変位と角速度計が検出する振れ角度：遅延調整に関しては後述する）。その後、角速度計ＢＰＦ３０６で角度波形の中で第１周波数帯域成分のみを透過させる。これにより、角度波形に重畳する低周波のドリフト成分などが除去される。
Take the
ここで、図６６では、正弦波上の振れが加わった場合であり、横軸は時間、縦軸は各画像間の垂直方向動きベクトルを累積していった画像上の像ずれＸの軌跡となる。この波形６６０２は、実際の振れによる画像のずれ波形６６０１に対して位相がずれている。この位相ずれは撮像素子６４０１の画像読み出し時間による遅延が原因である。
Here, in FIG. 66, a case where a shake on a sine wave is added, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the locus of the image shift X on the image obtained by accumulating the vertical motion vectors between the images. Become. The
そこで、角速度計６８０７ｐの出力をＨＰＦ積分遅延調整部６４０２を通す事で、角速度を積分して角度にすると共に、撮像素子６４０１の遅延と同程度の遅延を加える。その為、角速度計ＢＰＦ部３０６の出力波形６６０３は波形６６０２と位相が揃う。
Therefore, by passing the output of the
このように撮像素子６４０１の出力信号が遅れても角速度信号を遅らす事で互いを比較出来るのは、回転半径Ｌは撮影時のみ必要であり、リアルタイムで算出する必要がない為である。
Thus, even if the output signal of the
尚、動きベクトルＢＰＦ部６４０３及び角速度ＢＰＦ部３０６の抽出周波数は２Ｈｚに設定してある。これはデジタルコンパクトカメラには高周波の振れが少ない事による。
The extraction frequency of the motion
比較部３９０５は、波形６６０２及び波形６６０３を比較（Ｘ／θ）する事で回転半径Ｌを求め、出力補正部３０９に出力する。角速度計６８０７ｐの出力はＨＰＦ積分フィルタ３０１により振れ角度に変換され、その後、出力補正部３０９で回転半径Ｌが乗算され、振れ補正目標値となる。
The
ここで、図６１で示した敏感度調整部３０９やズームフォーカス情報３０２が、図６４では廃止されている。これは撮像素子６４０１で検出される画像のずれは既にズームフォーカス状態による敏感度や撮影倍率の影響、角度振れによる像ずれも含まれている。よって、撮像素子６４０１の出力より回転半径Ｌを求めると、回転半径Ｌは既に敏感度や撮影倍率、角度振れによる像ずれ分も補正された値になっている為である。
Here, the
このように撮像素子６４０１が取り込んだ画像に基づいて回転半径Ｌを求めると、敏感度や撮影倍率の補正が不要となる。
When the rotation radius L is obtained based on the image captured by the
また、角度振れと平行振れを分けて補正する必要も無くなり、撮影レンズの主点位置に無関係に平行振れの補正を行うことが出来る。 Further, it is not necessary to separately correct the angular shake and the parallel shake, and the parallel shake can be corrected regardless of the principal point position of the photographing lens.
尚、この実施例１０においても、実施例９と同様に、撮影までは電子防振を行い、振れ補正部を駆動していない。これは振れ補正部を固定する事で撮像素子６４０１の出力する画像間の動きベクトル検出精度を高める為である。
In the tenth embodiment, as in the ninth embodiment, the electronic image stabilization is performed until the photographing, and the shake correction unit is not driven. This is to increase the accuracy of motion vector detection between images output from the
尚、振れ補正部を駆動して角度振れ補正を行った状態において、撮像素子の動きベクトルを求めた場合には撮像素子の出力する各画像間の動きベクトルが平行振れ成分による画像のずれとなる。その場合には、図６７に示す様に、敏感度調整部やズーム、フォーカス情報を用いて角度振れ補正目標値を求め、それに平行振れ補正目標値を加えて撮影時に振れ補正を行えばよい。その場合でも平行振れ補正目標値を求める際に撮影レンズの主点位置の補正や撮影倍率の補正を行う必要は無い。 In the state where the shake correction unit is driven and the angle shake correction is performed, when the motion vector of the image sensor is obtained, the motion vector between the images output by the image sensor becomes an image shift due to the parallel shake component. . In this case, as shown in FIG. 67, the angle shake correction target value may be obtained using the sensitivity adjustment unit, zoom, and focus information, and the shake correction may be performed at the time of shooting by adding the parallel shake correction target value thereto. Even in this case, it is not necessary to correct the principal point position of the photographing lens or the photographing magnification when obtaining the parallel shake correction target value.
上記実施例１０においては、第２振れ検出手段を、撮像素子６４０１（撮像手段）の出力から振れ（動きベクトル）を検出する手段としている。そして、比較部３９０５が、第１振れ検出手段の出力と第２振れ検出手段の出力を用いて回転半径Ｌ（補正値）を求め、出力補正部３０９が回転半径Ｌに基づいて第１振れ検出手段の出力を補正する。そして、振れ補正駆動手段である駆動部６８０９が、出力補正部３０９で補正された第１振れ検出手段の出力に基づいて振れ補正部６８０６を手振れ周波数帯域（帯域４０４）において駆動するようにしている。このことで、光学系に加わる振れを補正する構成にしている。
In the tenth embodiment, the second shake detection unit is a unit that detects a shake (motion vector) from the output of the image sensor 6401 (image pickup unit). Then, the
上記の各実施例によれば、角速度検出手段の出力を特定の帯域において加速度検出手段の出力で補正してゆく事、或いは、角速度検出手段の出力を特定の帯域において撮像手段の動き検出信号で補正を行うようにしている。よって、小型で機動性が高く、マクロ撮影にも安定した防振、つまり平行振れの高精度な画像振れ補正を行うことが可能となる。 According to each of the above embodiments, the output of the angular velocity detection means is corrected by the output of the acceleration detection means in a specific band, or the output of the angular velocity detection means is detected by the motion detection signal of the imaging means in the specific band. Correction is made. Accordingly, it is possible to perform image stabilization with high accuracy of parallel vibration, that is, small size, high mobility, and stable even for macro photography.
以上の実施例１ないし１０においては、デジタル一眼レフカメラやデジタルコンパクトカメラに具備される防振制御装置を例にして、平行振れ対策の説明を続けてきた。しかし、本発明の防振制御装置は小型で高性能なシステムにまとめることが出来るのでこれらに限らず、デジタルビデオカメラの静止画撮影や、監視カメラ、Ｗｅｂカメラ、携帯電話などの静止画撮影にも展開できる。 In the first to tenth embodiments described above, the description of the parallel shake countermeasure has been continued by taking the image stabilization control device provided in the digital single-lens reflex camera or the digital compact camera as an example. However, the anti-vibration control device of the present invention can be combined into a small and high-performance system, so that the present invention is not limited to this. For still image shooting of digital video cameras, still image shooting of surveillance cameras, Web cameras, mobile phones, etc. Can also be deployed.
１０１ｐ 加速度計（第２振れ検出手段）
１０１ｙ 加速度計（第２振れ検出手段）
３０１ ＨＰＦ積分フィルタ
３１０ ＨＰＦ積分フィルタ
３０４ ＨＰＦ位相調整部
３０５ ＨＰＦ積分フィルタ
３０６ 角速度計ＢＰＦ手段（帯域透過手段）
３０７ 加速度計ＢＰＦ手段（帯域透過手段）
３０８ 比較部
３０９ 出力補正部（出力補正手段）
３１１ 利得調整部
２４０１ 角速度計フーリエ変換部
２４０２ 加速度フーリエ変換部
２５０１ ＨＰＦ積分位相調整部
２５０２ ＨＰＦ２階積分部
２６０１ ＨＰＦ積分位相調整部
２６０２ ＨＰＦ２階積分部
３９０１ 角速度計ＢＰＦ１部
３９０２ 加速度計ＢＰＦ１部
３９０３ 角速度計ＢＰＦ２部
３９０４ 加速度計ＢＰＦ２部
３９０５ 比較部
３９０６ 比較部
３９０７ 調整可否判定部
３９０８ 入力切換部
４１０１ 利得変更判定部
４１０２ 利得復帰禁止部
４８０１ レンズ駆動指示部
４８０２ レンズ駆動部
４８０３ レンズ駆動機構
４８０４ 角速度計ＢＰＦ３部
４８０５ 加速度計ＢＰＦ３部
５３０１ 角速度計フーリエ変換１部
５３０２ 加速度計フーリエ変換１部
５３０３ 角速度計フーリエ変換２部
５３０４ 加速度計フーリエ変換２部
５３０５ 角速度計フーリエ変換３部
５３０６ 加速度計フーリエ変換１部
５４０１ 回転半径平均化部
６４０１ 撮像素子（撮像手段）
５６０１ 最大振幅検出部
５６０２ 最大振幅検出部
５６０３ 最大振幅検出部
５７０１ 姿勢検出部
５９０１ 角速度計ＢＰＦ部
５９０２ 角速度計ＢＰＦ部
６００１ ＢＰＦ制御部
６４０１ 撮像素子（撮像手段）
６８０６ 振れ補正部（振れ補正手段）
６８０７ｐ 角速度計（第１振れ検出手段）
６８０７ｙ 角速度計（第１振れ検出手段）
６８０９ 駆動部（振れ補正駆動手段）
101p accelerometer (second shake detection means)
101y accelerometer (second shake detection means)
301
307 Accelerometer BPF means (band transmission means)
308
311
5601 Maximum
6806 Shake correction unit (shake correction means)
6807p Angular velocity meter (first shake detection means)
6807y Angular velocity meter (first shake detection means)
6809 Drive unit (shake correction drive unit)
Claims (10)
前記回転半径は、前記振れの回転中心から前記像振れ補正装置が用いられる光学系の主点位置までの前記光学系の光軸方向の距離であることを特徴とする像振れ補正装置。 A image blur correction device, the image blur correcting means for correcting an image blur caused by vibration, a first shake detecting means for detecting the angular velocity of vibration, rotational shake based on an output from the first vibration detection unit wherein the first calculation means and a second motion detecting means for detecting a shake in a manner different from the first vibration detection unit, a plurality of different frequency bands in the hand vibration frequency band for calculating a value corresponding to the a filter for passing the output from the first shake detecting means and the second motion detecting means, the rotation radius for calculating a turning radius of deflection from said output of said first vibration detecting means and the second vibration detection unit calculation means, on the basis of the output and the rotational radius of the first vibration detection unit, a second calculating means for calculating a value corresponding to the parallel shake, the angular vibration in value and the parallel vibration corresponding Based on the output from at least one of the corresponding values, and a driving means for driving the image blur correcting means,
The image blur correction apparatus according to claim 1, wherein the rotation radius is a distance in an optical axis direction of the optical system from a rotation center of the shake to a principal point position of the optical system in which the image shake correction apparatus is used.
前記回転半径は、前記振れの回転中心から前記第２の振れ検出手段までの距離であることを特徴とする像振れ補正装置。 A image blur correction device, the image blur correcting means for correcting an image blur caused by vibration, a first shake detecting means for detecting the angular velocity of vibration, rotational shake based on an output from the first vibration detection unit wherein the first calculation means and a second motion detecting means for detecting a shake in a manner different from the first vibration detection unit, a plurality of different frequency bands in the hand vibration frequency band for calculating a value corresponding to the a filter for passing the output from the first shake detecting means and the second motion detecting means, the rotation radius for calculating a turning radius of deflection from said output of said first vibration detecting means and the second vibration detection unit calculation means, on the basis of the output and the rotational radius of the first vibration detection unit, a second calculating means for calculating a value corresponding to the parallel shake, the angular vibration in value and the parallel vibration corresponding Based on the output from at least one of the corresponding values, and a driving means for driving the image blur correcting means,
The image blur correction apparatus according to claim 1, wherein the rotation radius is a distance from a rotation center of the shake to the second shake detection unit.
前記回転半径演算手段は、複数の周波数における回転半径を算出し、前記複数の周波数における回転半径から１つの回転半径を選択し、
前記回転半径は、前記振れの回転中心から前記像振れ補正装置が用いられる光学系の主点位置までの前記光学系の光軸方向の距離であることを特徴とする像振れ補正装置。 A image blur correction device, the image blur correcting means for correcting an image blur caused by vibration, a first shake detecting means for detecting the angular velocity of vibration, rotational shake based on an output from the first vibration detection unit first calculating means for calculating a value corresponding to a second motion detecting means for detecting a shake in a manner different from the first vibration detection unit, the first shake detecting means and the second A rotation radius calculation means for calculating the rotation radius of the shake from the output of the shake detection means, and a second calculation for calculating a value corresponding to the parallel shake based on the output of the first shake detection means and the rotation radius. And drive means for driving the image shake correction means based on an output from at least one of a value corresponding to the angular shake and a value corresponding to the parallel shake ,
The turning radius calculation means calculates a turning radius at a plurality of frequencies, selects one turning radius from the turning radii at the plurality of frequencies,
The image blur correction apparatus according to claim 1, wherein the rotation radius is a distance in an optical axis direction of the optical system from a rotation center of the shake to a principal point position of the optical system in which the image shake correction apparatus is used.
前記回転半径演算手段は、複数の周波数における回転半径を算出し、前記複数の周波数における回転半径から１つの回転半径を選択し、
前記回転半径は、前記振れの回転中心から前記第２の振れ検出手段までの距離であることを特徴とする像振れ補正装置。 A image blur correction device, the image blur correcting means for correcting an image blur caused by vibration, a first shake detecting means for detecting the angular velocity of vibration, rotational shake based on an output from the first vibration detection unit first calculating means for calculating a value corresponding to a second motion detecting means for detecting a shake in a manner different from the first vibration detection unit, the first shake detecting means and the second A rotation radius calculation means for calculating the rotation radius of the shake from the output of the shake detection means, and a second calculation for calculating a value corresponding to the parallel shake based on the output of the first shake detection means and the rotation radius. And drive means for driving the image shake correction means based on an output from at least one of a value corresponding to the angular shake and a value corresponding to the parallel shake ,
The turning radius calculation means calculates a turning radius at a plurality of frequencies, selects one turning radius from the turning radii at the plurality of frequencies,
The image blur correction apparatus according to claim 1, wherein the rotation radius is a distance from a rotation center of the shake to the second shake detection unit.
前記回転半径演算手段は、複数の周波数における回転半径を算出し、前記複数の周波数における回転半径を平均して平均回転半径を算出し、
前記回転半径は、前記振れの回転中心から前記像振れ補正装置が用いられる光学系の主点位置までの前記光学系の光軸方向の距離であることを特徴とする像振れ補正装置。 A image blur correction device, the image blur correcting means for correcting an image blur caused by vibration, a first shake detecting means for detecting the angular velocity of vibration, rotational shake based on an output from the first vibration detection unit first calculating means for calculating a value corresponding to a second motion detecting means for detecting a shake in a manner different from the first vibration detection unit, the first shake detecting means and the second A rotation radius calculation means for calculating the rotation radius of the shake from the output of the shake detection means, and a second calculation for calculating a value corresponding to the parallel shake based on the output of the first shake detection means and the rotation radius. And drive means for driving the image shake correction means based on an output from at least one of a value corresponding to the angular shake and a value corresponding to the parallel shake ,
The turning radius calculation means calculates a turning radius at a plurality of frequencies, calculates an average turning radius by averaging the turning radii at the plurality of frequencies,
The image blur correction apparatus according to claim 1, wherein the rotation radius is a distance in an optical axis direction of the optical system from a rotation center of the shake to a principal point position of the optical system in which the image shake correction apparatus is used.
前記回転半径演算手段は、複数の周波数における回転半径を算出し、前記複数の周波数における回転半径を平均して平均回転半径を算出し、
前記回転半径は、前記振れの回転中心から前記第２の振れ検出手段までの距離であることを特徴とする像振れ補正装置。 A image blur correction device, the image blur correcting means for correcting an image blur caused by vibration, a first shake detecting means for detecting the angular velocity of vibration, rotational shake based on an output from the first vibration detection unit first calculating means for calculating a value corresponding to a second motion detecting means for detecting a shake in a manner different from the first vibration detection unit, the first shake detecting means and the second A rotation radius calculation means for calculating the rotation radius of the shake from the output of the shake detection means, and a second calculation for calculating a value corresponding to the parallel shake based on the output of the first shake detection means and the rotation radius. And drive means for driving the image shake correction means based on an output from at least one of a value corresponding to the angular shake and a value corresponding to the parallel shake ,
The turning radius calculation means calculates a turning radius at a plurality of frequencies, calculates an average turning radius by averaging the turning radii at the plurality of frequencies,
The image blur correction apparatus according to claim 1, wherein the rotation radius is a distance from a rotation center of the shake to the second shake detection unit.
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