JPH10185679A

JPH10185679A - 振動検出装置

Info

Publication number: JPH10185679A
Application number: JP8345273A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Tomita; 博之富田; Hideki Yamaguchi; 秀樹山口
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1996-12-25
Filing date: 1996-12-25
Publication date: 1998-07-14

Abstract

(57)【要約】【課題】基準値であるオメガゼロの演算を精度良く行
うことができるとともに、オメガゼロを基準として正確
に算出された角変位信号を用いてブレ補正を高精度に行
うことができる振動検出装置を提供する。【解決手段】演算部は、角速度センサが出力する角速
度信号に基づいて、この出力信号の基準値（オメガゼ
ロ）を最小自乗法により演算する。最小自乗法では、ド
リフト成分に遅れることなく追従することができるため
に、オメガゼロ演算の誤差の絶対値を小さくすることが
できる。その結果、角速度センサの出力信号にドリフト
成分がのっていても、このオメガゼロを積分定数とし
て、角変位信号を正確に得ることができ、ブレ補正を高
精度に行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カメラなどの撮影
装置における手ブレなどによる振動を検出する振動検出
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種の振動検出装置の利用
例として、振動検出装置を内蔵したスチルカメラなどの
撮影装置が提案されている。このような撮影装置は、カ
メラの振動を振動検出装置が検出し、撮影レンズの一部
のレンズ（以下、ブレ補正レンズという）を光軸と直交
又は略直交する方向に、その検出信号に基づいて移動
し、撮影時にカメラが振動することにより生ずるブレを
補正している。

【０００３】従来のブレ補正を行う光学系の構造につい
ては、特開平４−７６５２５号公報の第３図に開示され
ている。特開平４−７６５２５号公報の防振手段を有し
たカメラは、光軸と直角方向の平面内で平行移動可能な
ブレ補正レンズと、このブレ補正レンズを保持する枠部
材と、この枠部材を保持する板部材と、この板部材に取
り付けられた４本のワイヤと、このワイヤを支持する本
体と、巻線コイル，ヨーク及び永久磁石からなり、ブレ
補正レンズを上下及び左右方向に駆動するアクチュエー
タと、発光素子と受光素子からなり、ブレ補正レンズの
位置を検出する位置検出装置などを備えている。

【０００４】以下に、図４を参照して、従来のブレ補正
装置の動作について説明する。図４は、従来のブレ補正
装置のブロック線図である。角速度センサ１０は、例え
ば、コリオリ力を検出するための圧電振動式角速度セン
サであり、カメラの振動をモニタするためのセンサであ
る。角速度センサ１０の出力は、積分部４０に入力さ
れ、積分部４０は、角速度センサ１０の出力を時間積分
し、カメラのブレ角度に変換した後に、ブレ補正レンズ
の目標駆動位置情報に変換し出力する。サーボ回路１０
０は、この目標駆動位置情報に応じてブレ補正レンズを
駆動するために、目標駆動位置情報とブレ補正レンズの
位置情報との差を演算し、アクチュエータ１１０に信号
を出力する。アクチュエータ１１０は、光軸と直交又は
略直交する面内において、この信号に基づいて、ブレ補
正レンズを駆動する。位置検出装置１２０は、ブレ補正
レンズの動きをモニタし、サーボ回路１００にフィード
バックする。

【０００５】従来のブレ補正装置では、角速度センサ１
０の出力を積分部４０が時間積分するときに、制御の基
準値となる積分定数が必要となる。この積分定数の演算
方法に関しては、例えば、特開平４−２１１２３０号公
報の第１７図及び第１８図に開示されている。特開平４
−２１１２３０号公報に開示されている手振れ補正装置
のブレセンサは、コリオリ力を検出する角速度センサ
と、中央演算処理装置（ＣＰＵ）とメモリとからなり、
現時点から所定の時間前までの間にサンプリングした角
速度センサの出力の平均値を算出するドリフト成分検出
部と、角速度センサの出力から平均値を減算することに
よりドリフト成分を除去し、その減算値を出力する減算
器とを備えている。

【０００６】ドリフト成分検出部には、角速度センサの
出力が１０ｍｓ毎に入力され、０．５秒（１０ｍｓ×５
０）毎に５０個分の出力が入力される。そして、ドリフ
ト成分検出部のメモリには、算出された５０個分の平均
値（以下、平均１とする）が格納され、１０秒（０．５
秒×２０）経過後には、さらに２０個分の平均１が入力
される。したがって、スタートから１０秒経過後には、
１０００個分（５０×２０）の角速度センサの出力の平
均値を算出することができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来のブレ補
正装置では、角速度センサの出力信号を一度積分し、角
変位情報に変換してから処理しているために、角速度セ
ンサの出力信号を積分するときに積分定数を決定する必
要がある。この積分定数は、カメラが静止した状態での
角速度センサの出力（以下、オメガゼロという）を用い
るのが一般的である。しかし、カメラなどの撮影装置を
手持ちで撮影するときには、カメラは、撮影者の手ブレ
により通常振動している。このような状況下では、振動
センサの静止時の出力を直接測ることができないため
に、手ブレにより振動がのった角速度センサの出力信号
から、オメガゼロを演算により求める必要がある。

【０００８】以下に、図５及び図６を参照して、オメガ
ゼロの演算に成功した場合と失敗した場合とについて説
明する。図５は、従来の振動検出装置によるオメガゼロ
の演算に成功した例を示す図である。図６は、従来の振
動検出装置によるオメガゼロの演算に失敗した例を示す
図である。図５（Ａ）及び図６（Ａ）は、角速度センサ
が出力した角速度信号を示し、図５（Ｂ）及び図６
（Ｂ）は、角速度信号から求めた角変位信号を示したも
のである。なお、説明を簡単とするために、手ブレ波形
として正弦波が入力されたものとし、オメガゼロは、ゼ
ロとした。

【０００９】図５（Ａ）に示すように、角速度信号の振
幅の中心は、ゼロであり、オメガゼロがゼロの値に正確
に求められたとする。このオメガゼロを積分定数として
角速度信号の積分演算を行うと、図５（Ｂ）に示すよう
な角変位信号を求めることができる。このように、正確
に求めらたオメガゼロを積分定数として角速度信号を積
分すると、角変位信号を正確に算出することができる。
したがって、正確に算出された角変位信号を用いてブレ
補正レンズを制御すると、ブレ補正を高精度に行うこと
ができる。

【００１０】一方、図６（Ａ）においては、演算したオ
メガゼロがゼロの値に正確に求められておらず、オフセ
ット値がのっている。このような間違ったオメガゼロ値
を積分定数として積分演算すると、図６（Ｂ）に示すよ
うに、１次の傾き成分がのった角変位信号が算出され、
角変位信号を正確に算出することができない。このよう
な角変位信号を用いてブレ補正レンズを制御すると、ブ
レ補正レンズは、振動しながらドリフトし、ブレ補正を
高精度に行うことができないだけではなく、かえってブ
レを悪化させてしまう可能性がある。したがって、オメ
ガゼロの演算を精度良く行うことが、ブレ補正において
は重要な因子となる。

【００１１】オメガゼロの演算を行う方法としては、先
に説明した特開平４−２１１２３０号公報の第１７図及
び第１８図に開示されている移動平均法が知られてい
る。しかし、この移動平均法では、以下のような問題が
あった。通常、角速度センサの出力は、角速度センサが
静止しているにもかかわらず、温度変化や電源投入直後
などの使用環境により、刻一刻と変化（以下、ドリフト
という）してしまうことが多い。角変位信号は、センサ
が静止しているときの出力をオメガゼロとして演算する
必要があるために、角速度センサの出力がドリフトして
いるときには、このドリフト信号を真のオメガゼロとし
て角変位信号を求める必要がある。

【００１２】図７は、ドリフト成分がないときの移動平
均法による演算結果及び演算誤差を示す図である。図８
は、ドリフト成分があるときの移動平均法による演算結
果及び演算誤差を示す図である。図７（Ａ）及び図８
（Ａ）は、角速度センサの出力及び移動平均法による演
算結果を示し、図７（Ｂ）及び図８（Ｂ）は、移動平均
法による演算結果と真のオメガゼロ値との演算誤差を絶
対値として示したものである。なお、図７（Ａ）及び図
８（Ａ）において、ドリフト成分がないときの角速度セ
ンサの出力は零であり、角速度センサは、正弦波にて振
られているものと仮定する。

【００１３】図７（Ａ）では、角速度センサの出力は、
ゼロを中心とした正弦波の出力が得られているが、図８
（Ａ）では、角速度センサの出力は、正弦波の出力に単
調増加のドリフト成分がのっている。図７（Ｂ）に示す
ように、ドリフト成分がのっていないときには、移動平
均法による演算誤差は、ゼロ付近に存在する。しかし、
図８（Ｂ）に示すように、ドリフト成分がのっていると
きには、移動平均がドリフト成分に対して遅れて追従し
てしまうために、正弦波の中心よりも若干ずれた演算結
果となってしまう。このために、移動平均法による演算
誤差は、一定の値付近に存在する。このように、ドリフ
ト成分がのった出力信号に移動平均法を適用すると、演
算結果は、オメガゼロ値とコンスタントにずれてしま
う。したがって、この演算結果をオメガゼロとすると、
前述の通りブレ補正を高精度に行うことができなくな
り、逆にブレを悪化させてしまうという問題があった。

【００１４】本発明の課題は、基準値であるオメガゼロ
の演算を早期に精度良く行うことができるとともに、オ
メガゼロを基準として正確に算出された角変位信号を用
いてブレ補正を高精度に行うことができる振動検出装置
を提供することである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、以下のような
解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容
易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付
して説明するが、これに限定されるものではない。すな
わち、請求項１の発明は、振動を検出し、振動検出信号
（Ｓ５３０）を出力する振動検出部（１０）と、前記振
動検出信号に基づいて、この振動検出信号の基準値を最
小自乗法により演算（Ｓ６００）する演算部（３０）と
を含むことを特徴とする。

【００１６】請求項２の発明は、請求項１に記載の振動
検出装置において、前記演算部は、前記振動検出部が所
定時間内に出力した出力値の少なくとも一部と所定時間
経過後に出力された出力値とに基づいて、振動検出信号
の基準値を演算することを特徴としている。

【００１７】請求項３の発明は、請求項１又は請求項２
に記載の振動検出装置において、前記演算部は、前記振
動検出部が振動を検出している間に、前記振動検出信号
の基準値を演算することを特徴とする。

【００１８】請求項４の発明は、請求項１から請求項３
までのいずれか１項に記載の振動検出装置において、前
記検出信号の基準値は、前記振動検出部が静止している
ときの出力値であることを特徴とする。

【００１９】請求項５の発明は、請求項１から請求項４
までのいずれか１項に記載の振動検出装置において、ブ
レを補正するブレ補正部（６０）と、前記ブレ補正部を
駆動する駆動部（５０）と、ブレ補正制御の基準値であ
る前記振動検出信号の基準値に基づいて、前記駆動部を
駆動制御する制御部（５０）とを含むことを特徴とす
る。

【００２０】請求項６の発明は、請求項１から請求項５
までのいずれか１項に記載の振動検出装置において、前
記振動検出部の出力を増幅する増幅部（２０）を備え、
前記演算部は、前記増幅部の出力値に基づいて、前記振
動検出信号の基準値を演算することを特徴とする。

【００２１】請求項７の発明は、請求項１から請求項６
までのいずれか１項に記載の振動検出装置において、前
記振動検出部は、加速度を検出する加速度検出器である
ことを特徴とする。

【００２２】請求項８の発明は、請求項１から請求項６
までのいずれか１項に記載の振動検出装置において、前
記振動検出部は、速度を検出する速度検出器であること
を特徴とする。

【００２３】請求項９の発明は、請求項１から請求項８
までのいずれか１項に記載の振動検出装置において、前
記ブレ補正制御の基準値を演算するための初期値を設定
する設定部（３０）を備え、前記演算部は、前記振動検
出信号の基準値と前記初期値とに基づいて、前記ブレ補
正制御の基準値を演算することを特徴とする。

【００２４】請求項１０の発明は、請求項９に記載の振
動検出装置において、前記ブレ補正制御の基準値ω
₀は、前記振動検出信号の基準値をＡＶとし、前記初期
値をＳとし、重み関数をＰとしたときに、ω₀＝Ｐ・Ｓ
＋（１−Ｐ）・ＡＶであることを特徴とする。

【００２５】請求項１１の発明は、請求項１０に記載の
振動検出装置において、前記重み関数Ｐは、前記演算部
が演算を開始してから時間が経過するとともに減少する
減少関数であることを特徴とする。

【００２６】

【発明の実施の形態】

（第１実施形態）以下、図面を参照して、本発明の第１
実施形態について、さらに詳しく説明する。まず、本発
明の第１実施形態に係る振動検出装置が使用される一眼
レフカメラについて説明し、この振動検出装置の概要を
説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る振動検
出装置が搭載された一眼レフカメラを示す概略断面図で
ある。

【００２７】角速度センサ１０は、カメラの振動を検出
し、このカメラに作用するコリオリ力に比例する電圧値
を出力するセンサである。角速度センサ１０は、２軸方
向の角速度を検出するために、Ｘ軸まわりの角速度を検
出するピッチ角速度センサとＹ軸まわりの角速度を検出
するヨー角速度センサとからなる２つのセンサを通常搭
載している。図１において、１軸分の角速度センサにつ
いては図示することを省略している。角速度センサ１０
は、後述する半押しタイマ９０がＯＮ動作を維持してい
る間は、角速度の検出が可能であり、検出した振動検出
信号を後述する増幅部２０へ出力している。

【００２８】増幅部２０は、角速度センサ１０の出力値
を増幅するためのものである。増幅部２０は、角速度セ
ンサ１０からの出力電圧を増幅し、増幅した出力信号を
演算部３０と積分部４０へ出力している。

【００２９】演算部３０は、角速度センサ１０が静止し
ているときの出力値であるオメガゼロ値（ブレ補正制御
の基準値）を、増幅部２０からの出力値から最小自乗法
により演算するためのものである。演算部３０は、演算
したオメガゼロを後述する積分部４０へ出力している。

【００３０】積分部４０は、増幅部２０の出力値から演
算部３０の出力値を減算し、積分演算を行うものであ
る。積分部４０は、積分演算を行うことにより、角速度
信号を角変位信号に変換する。

【００３１】駆動部５０は、積分部４０からの角変位信
号に基づいて、後述するブレ補正レンズ６０を駆動する
ための駆動信号を出力し、この駆動信号に基づいてブレ
補正レンズ６０を駆動制御するためのものである。駆動
部５０は、制御用のサーボ回路と、ブレ補正レンズ６０
を駆動するアクチュエータと、ブレ補正レンズ６０の駆
動位置を検出するための位置検出装置などを備えている

【００３２】ブレ補正レンズ６０は、光軸Ｉ方向に対し
て直交または略直交する方向（図中矢印方向）に駆動
し、ブレを補正するレンズである。ブレ補正レンズ６０
は、撮影装置の結像光学系に内蔵されており、駆動部５
０からの駆動信号に基づいて、撮影装置の結像光学系の
光軸を偏心させてブレを補正する。

【００３３】レンズ鏡筒８０は、ブレ補正レンズ６０を
含む撮影光学系を収納する。レンズ鏡筒８０は、カメラ
ボディ７０に着脱自在であり、交換可能である。

【００３４】電源供給部１３０は、角速度センサ１０に
電源を供給するための供給部である。電源供給部１３０
は、後述する半押しスイッチＳＷ１のＯＮ動作と同時に
角速度センサ１０に電源を供給する。電源供給部１３０
は、半押しタイマ９０がＯＮ状態にある間は、角速度セ
ンサ１０に電源を供給し続け、半押しタイマ９０のＯＦ
Ｆ動作により、角速度センサ１０への電源の供給を停止
する。

【００３５】半押しタイマ９０は、半押しスイッチＳＷ
１のＯＮ動作と同時にＯＮ動作するタイマである。半押
しタイマ９０は、半押しスイッチＳＷ１が押されている
間はＯＮ状態を維持し、半押しスイッチＳＷ１がＯＦＦ
動作となってからも一定時間はＯＮ状態を維持する。

【００３６】半押しスイッチＳＷ１は、一連の撮影準備
動作を開始するためのスイッチである。半押しスイッチ
ＳＷ１は、図示しないレリーズボタンの半押し動作に連
動してＯＮ動作する。

【００３７】全押しスイッチＳＷ２は、カメラの露光動
作などの撮影動作を開始させるためのスイッチである。
全押しスイッチＳＷ２は、レリーズボタンの全押し動作
に連動してＯＮ動作する。

【００３８】つぎに、演算部の動作を中心にして、本発
明の第１実施形態に係る振動検出装置の動作を説明す
る。図２は、本発明の第１実施形態に係る振動検出装置
が使用される一眼レフカメラの動作を説明するフローチ
ャートである。図示しないカメラボディの電源スイッチ
がＯＮ動作されることにより、本フローがスタートす
る。なお、以下の説明において、特に断りのある場合を
除き、各ステップは、演算部３０にて行われる。ステッ
プ（以下、Ｓとする）５００において、半押しスイッチ
ＳＷ１がＯＮ動作しているか否かが判断される。半押し
スイッチＳＷ１がＯＮ動作しているときには、Ｓ５１０
に進み、半押しスイッチＳＷ１がＯＮ動作していないと
きには、半押しスイッチＳＷ１がＯＮ動作されるまで繰
り返し判断が続けられる。

【００３９】Ｓ５１０において、半押しタイマ９０は、
タイマリセット（ｔ＝０）する。半押しスイッチＳＷ１
のＯＮ動作と同時に、半押しタイマ９０は、タイマの時
間ｔをゼロにリセットする。

【００４０】Ｓ５２０において、半押しタイマ９０は、
ＯＮ動作する。半押しスイッチＳＷ１がＯＮ動作し、半
押しタイマ９０がタイマリセットするのと同時に、半押
しタイマ９０がＯＮ動作する。

【００４１】Ｓ５３０において、角速度センサ１０は、
ＯＮ動作する。電源供給部１３０は、半押しタイマ９０
のＯＮ動作に同期して、角速度センサ１０に電源を供給
し、角速度センサ１０は、ＯＮ動作する。角速度センサ
１０は、カメラボディ７０及びレンズ鏡筒８０に生じる
振動を検出し、振動検出信号を出力する。

【００４２】Ｓ５４０において、経過時間ｔがｔ₁以下
であるか否かが判断される。半押しタイマ９０のスター
トからの経過時間ｔが、時間の判定レベルｔ₁以下であ
るときには、Ｓ５５０に進み、経過時間ｔが、時間の判
定レベルｔ₁を越えるときには、Ｓ７５０に進む。な
お、以下のＳ５５０からＳ５８０までのフローでは、演
算部３０は、ある時間ｔ_Nまでに得られた角速度センサ
１０からの出力データを使用して、最小自乗法の演算を
行う。

【００４３】Ｓ５５０において、演算部３０は、経過時
間ｔの平均値Ｅ（ｔ）_Nを演算する。演算部３０は、平
均値Ｅ（ｔ）_Nを以下の数１により求めＳ５６０に進
む。

【００４４】

【数１】

【００４５】ここで、Ｎは、サンプル数であり、ｔ
_Nは、Ｎ回のサンプリングが行われたときの時刻（ｔ_N
（ｓｅｃ）＝サンプリング時間（ｓｅｃ）×Ｎ）であ
る。

【００４６】Ｓ５６０において、演算部３０は、経過時
間ｔにおける角速度センサ１０の出力値ｙの平均値Ｅ
（ｙ）_Nを演算する。演算部３０は、平均値Ｅ（ｙ）_N
を以下の数２により求め、Ｓ５７０に進む。

【００４７】

【数２】

【００４８】Ｓ５７０において、演算部３０は、経過時
間ｔの分散値Ｖ（ｔ）_Nを演算する。演算部３０は、分
散値Ｖ（ｔ）_Nを以下の数３により求めＳ５８０に進
む。

【００４９】

【数３】

【００５０】Ｓ５８０において、演算部３０は、経過時
間ｔと角速度センサ１０の出力ｙとの共分散値ＣｏＶ
（ｔ，ｙ）_Nを演算する。演算部３０は、共分散値Ｃｏ
Ｖ（ｔ，ｙ）_Nを以下の数４により求め、Ｓ５９０に進
む。

【００５１】

【数４】

【００５２】Ｓ７５０において、演算部３０は、有限区
間長における経過時間ｔの平均値Ｅ’（ｔ）_Nを演算す
る。Ｓ５４０において、経過時間ｔが、時間の判定レベ
ルｔ₁を越えていると判断されたときには、演算部３０
は、平均値Ｅ’（ｔ）_Nを以下の数５に従って求め、Ｓ
７６０に進む。

【００５３】

【数５】

【００５４】ここで、Ｋ０は、ある演算区間内における
データの数（Ｋ０＝演算区間長／サンプリングタイム）
である。

【００５５】Ｓ７６０において、演算部３０は、有限区
間長における経過時間ｔにおける角速度センサ１０の出
力値ｙの平均値Ｅ’（ｙ）_Nを演算する。演算部３０
は、平均値Ｅ’（ｙ）_Nを以下の数６により求め、Ｓ７
７０に進む。

【００５６】

【数６】

【００５７】Ｓ７７０において、演算部３０は、有限区
間長における経過時間ｔの分散値Ｖ’（ｔ）_Nを演算す
る。演算部３０は、分散値Ｖ’（ｔ）_Nを以下の数７に
従って求め、Ｓ７８０に進む。

【００５８】

【数７】

【００５９】Ｓ７８０において、演算部３０は、有限区
間長における経過時間ｔと角速度センサ１０の出力ｙと
の共分散値ＣｏＶ’（ｔ，ｙ）_Nを演算する。演算部３
０は、共分散値ＣｏＶ’（ｔ，ｙ）_Nを以下の数８によ
り求め、Ｓ５９０に進む。

【００６０】

【数８】

【００６１】Ｓ５９０において、演算部３０は、回帰係
数ａ_Nを演算する。演算部３０は、以下の数９により回
帰係数ａ_Nを求め、Ｓ６００に進む。

【００６２】

【数９】

【００６３】Ｓ６００において、演算部３０は、オメガ
ゼロωｏ（ｔ）_Nを演算する。演算部３０は、オメガゼ
ロωｏ（ｔ）_Nを以下の数１０に従って求め、Ｓ６１０
に進む。

【００６４】

【数１０】

【００６５】ここで、ＳＴは、サンプリングタイムであ
る。積分部４０は、増幅部２０の出力値から演算部３０
の出力値を減算し、角速度信号を角変位信号に積分演算
し変換する。駆動部５０は、積分部４０からの角変位信
号に基づいて駆動信号を出力し、ブレ補正レンズ６０
は、この駆動信号に基づいて、撮影装置の結像光学系の
光軸を偏心させてブレを補正する。

【００６６】Ｓ６１０において、半押しタイマ９０がＯ
Ｎ動作しているか否かが判断される。半押しタイマ９０
がＯＮ動作しているときには、Ｓ６２０に進み、半押し
タイマ９０がＯＮ動作していないときには、Ｓ６４０に
進む。

【００６７】Ｓ６２０において、全押しスイッチＳＷ２
がＯＮ動作しているか否かが判断される。全押しスイッ
チＳＷ２がＯＮ動作しているときには、Ｓ６３０に進
み、全押しスイッチＳＷ２がＯＮ動作していないときに
は、Ｓ５００に進み、半押しスイッチＳＷ１がＯＮ動作
しているか否かが判断される。

【００６８】Ｓ６３０において、撮影動作が行われる。
シャッタ機構によりシャッタの開閉、フィルム巻き上げ
機構によるフィルムの巻き上げなどの一連の撮影動作が
行われ、一連の動作が終了される。

【００６９】Ｓ６４０において、演算部３０は、オメガ
ゼロωｏ（ｔ）_Nの演算を停止する。Ｓ６１０におい
て、半押しタイマ９０がＯＮ動作していないと判断され
たときには、電源供給部１３０は、半押しタイマ９０の
ＯＦＦ動作に同期して、角速度センサ１０への電源の供
給を停止する。その結果、角速度センサ１０がＯＦＦ動
作し、一連の動作が終了される。

【００７０】つぎに、本発明の第１実施形態に係る振動
検出装置による演算結果について説明する。図３は、ド
リフト成分があるときの最小自乗法による演算結果及び
演算誤差を示す図であり、図３（Ａ）は、角速度センサ
の出力及び最小自乗法による演算結果を示し、図３
（Ｂ）は、最小自乗法による演算結果と真のオメガゼロ
値との演算誤差を絶対値として示したものである。な
お、図３（Ａ）において、角速度センサは、正弦波にて
振られており、単調増加するドリフトがのっているもの
と仮定する。

【００７１】図８（Ｂ）に示した従来の移動平均法によ
るオメガゼロ演算の誤差の絶対値と、図３（Ｂ）に示し
た最小自乗法によるオメガゼロ演算の誤差の絶対値とを
比較すると、最小自乗法では、従来の移動平均法に比べ
て、ドリフト成分に遅れることなく追従している。その
結果、最小自乗法によるオメガゼロ演算誤差は、従来の
移動平均法に比べて小さくなっている。したがって、本
発明の第１実施形態に係る振動検出装置の最小自乗法で
は、角速度センサの出力信号にドリフト成分がのってい
る状況下においても、従来の振動検出装置の移動平均法
に比べて、ブレ補正の精度を向上させることができる。

【００７２】本発明の第１実施形態では、角速度センサ
の出力信号の基準値であるオメガゼロを最小自乗法によ
り演算している。このために、角速度センサの出力信号
にドリフト成分がのっていても、ドリフトの傾向を順々
に追うことができ、ドリフト成分に遅れることなく追従
することができる。したがって、ブレ補正制御の基準値
であるオメガゼロを正確に求めることができるために、
このオメガゼロを積分定数として角変位信号を正確に得
ることができ、ブレ補正レンズによりブレ補正を高精度
に行うことができる。

【００７３】本発明の第１実施形態では、演算部３０
は、時間の判定レベルｔ₁を経過した後は、Ｓ７５０か
らＳ７８０までのフローに従って演算をする。このＳ７
５０からＳ７８０までのフローは、Ｓ５５０からＳ５８
０までと同様の統計量を演算しているが、Ｓ５５０から
Ｓ５８０までが全データの情報を用いて演算するのに対
し、Ｓ７５０からＳ７８０までは、有限区間長（Ｋ０）
の情報のみを用いている。このために、Ｓ７５０からＳ
７８０までの演算式は、Ｓ５５０からＳ５８０までの演
算式とは異なる。本発明の第１実施形態では、例えば、
角速度センサ１０がＯＮ動作してからその出力信号が比
較的安定するまでの時間を時間の判定レベルｔ₁とし、
ｔ₁を経過した後の有限区間長の情報のみを用いてオメ
ガゼロを正確に求めることができる。

【００７４】（第２実施形態）以下、本発明の第２実施
形態について説明する。本発明の第２実施形態では、図
２に示すフローチャートのＡ部分における演算部３０の
演算式が本発明の第１実施形態とは異なる。

【００７５】Ｓ５５０において、演算部３０は、経過時
間ｔの平均値Ｅ（ｔ）_Nを以下の数１１により求める。

【００７６】

【数１１】

【００７７】Ｓ５６０において、演算部３０は、経過時
間ｔにおける角速度センサ１０の出力値ｙの平均値Ｅ
（ｙ）_Nを以下の数１２により求める。

【００７８】

【数１２】

【００７９】Ｓ５７０において、演算部３０は、経過時
間ｔの分散値Ｖ（ｔ）_Nを以下の数１３により求める。

【００８０】

【数１３】

【００８１】Ｓ５８０において、演算部３０は、経過時
間ｔと角速度センサ１０の出力ｙとの共分散値ＣｏＶ
（ｔ，ｙ）_Nを以下の数１４により求める。

【００８２】

【数１４】

【００８３】Ｓ７５０において、演算部３０は、有限区
間長における経過時間ｔの平均値Ｅ’（ｔ）_Nを以下の
数１５に従って求める。

【００８４】

【数１５】

【００８５】Ｓ７６０において、演算部３０は、有限区
間長における経過時間ｔにおける角速度センサ１０の出
力値ｙの平均値Ｅ’（ｙ）_Nを、以下の数１６に従って
求める。

【００８６】

【数１６】

【００８７】Ｓ７７０において、演算部３０は、有限区
間長における経過時間ｔの分散値Ｖ’（ｔ）_Nを以下の
数１７に従って求める。

【００８８】

【数１７】

【００８９】Ｓ７８０において、演算部３０は、有限区
間長における経過時間ｔと角速度センサ１０の出力ｙと
の共分散値ＣｏＶ’（ｔ，ｙ）_Nを、以下の数１８に従
って求める。

【００９０】

【数１８】

【００９１】本発明の第２実施形態では、各統計量（平
均値、分散値など）を算出する際に、前回のサンプリン
グ時に演算した統計量を用いる形式となっている。例え
ば、角速度センサＯＮ時（ｔ＝０ｓ）からｔ＝１ｓまで
の角速度平均値Ｅ（ｙ）_Nが算出されているとする。こ
こで、Ｅ（ｙ）_Nは、ｔ＝０からｔ＝１ｓまでの角速度
平均値である。このとき、次のサンプリング時ｔ＝１．
００１ｓにおける平均値Ｅ（ｙ）_N+1は、Ｅ（ｙ）_Nか
ら、Ｅ（ｙ）_Nの演算に用いたデータのうち最も古いデ
ータ（この例では、ｔ＝０における角速度値）を引き、
それに、ｔ＝１．００１ｓでのデータを加えるという形
で算出している。したがって、演算区間内の全データに
て演算する形式の本発明の第１実施形態と比較すると、
本発明の第２実施形態のほうが、演算量を極端に少なく
することができ、演算の高速化が実現できる。また、演
算のために保持しておくデータの数も少なくすることが
できるため、演算部のメモリが少なくて良いという利点
もある。

【００９２】（第３実施形態）本発明の第３実施形態に
おける演算部３０は、以下の数１９によりオメガゼロω
₀'(t)を算出する。

【００９３】

【数１９】

【００９４】数１９は、最小自乗法により演算されたオ
メガゼロω₀(t）と、演算部３０に設けられた設定部に
より予め設定されたオメガゼロ初期推定値Ｍａｇｉｃと
を利用して、これらの重みづけ平均を演算する。そし
て、ブレ補正制御の基準値であるオメガゼロω₀'(t)が
算出される。ここで、関数ｐ（τ；ｔ）は、最小自乗法
により演算されたオメガゼロω₀(t）とオメガゼロ初期
推定値Ｍａｇｉｃとの採用比率を決める重みづけ関数で
ある。重みづけ関数ｐ（τ；ｔ）は、例えば、以下の数
２０により表すことができる。

【００９５】

【数２０】

【００９６】また、より簡単な式として以下の数２１を
挙げることができる。

【００９７】

【数２１】

【００９８】重みづけ関数ｐ（τ；ｔ）は、演算を開始
してから時間が経過するとともに減少する減少関数であ
る。このように、重みづけ関数ｐ（τ；ｔ）を設定する
ことにより、演算を開始してから初期の段階、すなわち
ｔが小さい段階では、オメガゼロ初期推定値Ｍａｇｉｃ
に重みをおいてオメガゼロが演算される。演算を開始し
てから時間が経過するほど、すなわちｔが大きくなる
と、積算平均値に重みをおいてオメガゼロが演算され
る。したがって、本発明の第３実施形態では、最小自乗
法による平均演算のためのデータのサンプリングが少な
くても、オメガゼロを高精度に演算することができる。

【００９９】（他の実施形態）以上説明した実施形態に
限定されることはなく、種々の変形や変更が可能であっ
て、それらも本発明の均等の範囲内である。例えば、本
発明の実施形態に係る振動検出部は、角速度センサ１０
に限らず、加速度センサやその他のセンサに関しても本
発明を適用することができる。例えば、角加速度センサ
を用いるときには、まず角加速度信号に対して最小自乗
法による演算がされ、この演算結果が積分されて角速度
信号に変換される。そして、本発明の実施形態において
説明した最小自乗法により、この角速度信号が演算さ
れ、この演算結果がさらに積分されて角変位信号に変換
される。また、ブレ検出装置の積分部４０は、演算部３
０に内蔵してもよい。

【０１００】本発明の実施形態では、図３に示すよう
に、一次のドリフト成分がのっている場合を例に挙げて
説明したが、これに限定されるものではない。例えば、
角速度センサ１０の周囲の温度変化により生ずるドリフ
トを考慮するときには、１次の関数によりオメガゼロω
₀(t）_Nを演算し、電源投入直後に生ずるドリフトを考
慮するときには、２次又は３次の関数によりオメガゼロ
ω₀(t）_Nを演算してもよい。また、本発明の実施形態
では、一眼レフのスチルカメラに振動検出装置を搭載し
た例を挙げて説明したが、これに限らず、ビデオカメ
ラ、双眼鏡又は望遠鏡などに対しても本発明を適用する
ことができる。さらに、レンズ鏡筒の交換が不可能なコ
ンパクトカメラについても本発明を適用することができ
る。

【０１０１】本発明の実施形態における演算式は、Ｓ５
４０からＳ６００まで及びＳ７５０からＳ７８０までに
説明した式に限らず、演算部３０の演算能力などによっ
て変形して使用することもできる。特に、本発明の第３
実施形態のように、最小自乗法だけではなく、他の演算
方法と組み合わせて使用することもできる。また、本発
明の第３実施形態における関数ｐ（τ；ｔ）は、ｔの減
少関数であれば任意の関数型にすることができる。さら
に、本発明の第３実施形態のようにω０’（ｔ）の演算
だけではなく、回帰係数を求めるまでの各統計量（平
均、分散、共分散）に対して適用することもできる。

【０１０２】

【発明の効果】以上詳しく説明したように、請求項１記
載の発明によれば、演算部は、振動検出信号に基づい
て、この振動検出信号の基準値を最小自乗法により演算
し、請求項６記載の発明によれば、演算部は、増幅部の
出力値に基づいて、振動検出信号の基準値を演算するの
で、振動検出信号を高精度に演算し、振動検出信号の基
準値を正確に得ることができる。

【０１０３】請求項２記載の発明によれば、演算部は、
振動検出部が所定時間内に出力した出力値の少なくとも
一部と所定時間経過後に出力された出力値とに基づい
て、振動検出信号の基準値を演算するので、リアルタイ
ムに検出した検出信号に基づいて、振動検出信号の基準
値を正確に得ることができるとともに、演算量の軽減と
演算時間の短縮化を図ることができる。

【０１０４】請求項３記載の発明によれば、演算部は、
振動検出部が振動を検出している間に、振動検出信号の
基準値を演算するので、振動検出信号の基準値をリアル
タイムで正確に演算することができる。

【０１０５】請求項４記載の発明によれば、振動検出信
号の基準値は、振動検出部が静止しているときの出力値
であるので、ブレ補正制御のための基準値を容易に求め
ることができる。

【０１０６】請求項５記載の発明によれば、制御部は、
ブレ補正制御の基準値である振動検出信号の基準値に基
づいて、ブレ補正部を駆動する駆動部を駆動制御するの
で、ブレ補正を高精度に行うことができる。

【０１０７】請求項７記載の発明によれば、振動検出部
は、加速度を検出する加速度検出器であるので、加速度
検出器の出力信号に基づいて、基準値を演算することが
できる。

【０１０８】請求項８記載の発明によれば、振動検出部
は、速度を検出する速度検出器であるので、速度検出器
の出力信号に基づいて、基準値を演算することができ
る。

【０１０９】請求項９記載の発明によれば、ブレ補正制
御の基準値を演算するための初期値を設定する設定部を
備え、演算部は、振動検出信号の基準値とこの初期値と
に基づいて、ブレ補正制御の基準値を演算するので、ブ
レ補正制御の基準値を演算開始直後から正確に求めるこ
とができる。

【０１１０】請求項１０記載の発明によれば、振動検出
信号の基準値をＡＶとし、初期値をＳとし、重み関数を
Ｐとしたときのブレ補正制御の基準値ω₀は、ω₀＝Ｐ
・Ｓ＋（１−Ｐ）・ＡＶであるので、振動検出信号の基
準値と設定値とを適当に重みづけすることにより、ブレ
補正制御の基準値を精度良く求めることができる。

【０１１１】請求項１１記載の発明によれば、重み関数
Ｐは、演算部が演算を開始してから時間が経過するとと
もに減少する減少関数であるので、演算を開始してから
初期の段階では設定値に重みをおき、演算開始から時間
を経過するほど振動検出信号の基準値に重みをおいてブ
レ補正制御の基準値の演算を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る振動検出装置が搭
載された一眼レフカメラを示す概略断面図である。

【図２】本発明の第１実施形態に係る振動検出装置が使
用される一眼レフカメラの動作を説明するフローチャー
トである。

【図３】ドリフト成分があるときの最小自乗法による演
算結果及び演算誤差を示す図であり、（Ａ）は、角速度
センサの出力及び最小自乗法による演算結果を示し、
（Ｂ）は、最小自乗法による演算結果と真のオメガゼロ
値との演算誤差を絶対値として示したものである。

【図４】従来のブレ補正装置のブロック線図である。

【図５】従来の振動検出装置によるオメガゼロの演算に
成功した例を示す図であり、（Ａ）は、角速度センサが
出力した角速度信号を示し、（Ｂ）は、角速度信号から
求めた角変位信号を示したものである。

【図６】従来の振動検出装置によるオメガゼロの演算に
失敗した例を示す図であり、（Ａ）は、角速度センサが
出力した角速度信号を示し、（Ｂ）は、角速度信号から
求めた角変位信号を示したものである。

【図７】ドリフト成分がないときの移動平均法により演
算結果及び演算誤差を示す図であり、（Ａ）は、角速度
センサの出力及び移動平均法による演算結果を示し、
（Ｂ）は、移動平均法による演算結果と真のオメガゼロ
値との演算誤差を絶対値として示したものである。

【図８】ドリフト成分があるときの移動平均法により演
算結果及び演算誤差を示す図であり、（Ａ）は、角速度
センサの出力及び移動平均法による演算結果を示し、
（Ｂ）は、移動平均法による演算結果と真のオメガゼロ
値との演算誤差を絶対値として示したものである。

【符号の説明】

１０角速度センサ２０増幅部３０演算部４０積分部５０駆動部６０ブレ補正レンズ７０カメラボディ８０レンズ鏡筒９０半押しタイマ１３０電源供給部ＳＷ１半押しスイッチＳＷ２全押しスイッチＩ光軸

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】振動を検出し、振動検出信号を出力する
振動検出部と、前記振動検出信号に基づいて、この振動検出信号の基準
値を最小自乗法により演算する演算部と、を含むことを特徴とする振動検出装置。
【請求項２】請求項１に記載の振動検出装置におい
て、前記演算部は、前記振動検出部が所定時間内に出力した
出力値の少なくとも一部と所定時間経過後に出力された
出力値とに基づいて、振動検出信号の基準値を演算する
こと、を特徴とする振動検出装置。
【請求項３】請求項１又は請求項２に記載の振動検出
装置において、前記演算部は、前記振動検出部が振動を検出している間
に、前記振動検出信号の基準値を演算すること、を特徴とする振動検出装置。
【請求項４】請求項１から請求項３までのいずれか１
項に記載の振動検出装置において、前記振動検出信号の基準値は、前記振動検出部が静止し
ているときの出力値であること、を特徴とする振動検出装置。
【請求項５】請求項１から請求項４までのいずれか１
項に記載の振動検出装置において、ブレを補正するブレ補正部と、前記ブレ補正部を駆動する駆動部と、ブレ補正制御の基準値である前記振動検出信号の基準値
に基づいて、前記駆動部を駆動制御する制御部と、を含むことを特徴とする振動検出装置。
【請求項６】請求項１から請求項５までのいずれか１
項に記載の振動検出装置において、前記振動検出部の出力を増幅する増幅部を備え、前記演算部は、前記増幅部の出力値に基づいて、前記振
動検出信号の基準値を演算すること、を特徴とする振動検出装置。
【請求項７】請求項１から請求項６までのいずれか１
項に記載の振動検出装置において、前記振動検出部は、加速度を検出する加速度検出器であ
ること、を特徴とする振動検出装置。
【請求項８】請求項１から請求項６までのいずれか１
項に記載の振動検出装置において、前記振動検出部は、速度を検出する速度検出器であるこ
と、を特徴とする振動検出装置。
【請求項９】請求項１から請求項８までのいずれか１
項に記載の振動検出装置において、前記ブレ補正制御の基準値を演算するための初期値を設
定する設定部を備え、前記演算部は、前記振動検出信号の基準値と前記初期値
とに基づいて、前記ブレ補正制御の基準値を演算するこ
と、を特徴とする振動検出装置。
【請求項１０】請求項９に記載の振動検出装置におい
て、前記ブレ補正制御の基準値ω₀は、前記振動検出信号の
基準値をＡＶとし、前記初期値をＳとし、重み関数をＰ
としたときに、ω₀＝Ｐ・Ｓ＋（１−Ｐ）・ＡＶである
こと、を特徴とする振動検出装置。
【請求項１１】請求項１０に記載の振動検出装置にお
いて、前記重み関数Ｐは、前記演算部が演算を開始してから時
間が経過するとともに減少する減少関数であること、を特徴とする振動検出装置。