JPH11258650A - 振れ補正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 振れ補正機構装置において、フィードフォワ
ード部の構成を簡単にしてノイズの増大を抑制し、Ｓ／
Ｎの低下による信号の劣化や処理時間の増加を防止す
る。 【解決手段】 角速度センサ部１の出力信号をレベル設
定部４の出力信号である位置補正制御信号を微分したも
のと見なし、角速度センサ部１の出力信号を直接又はハ
イパスフィルタ部（ＨＰＦ部）２を通過させてフィード
フォワード補償を行うフィードフォワード部（ＦＦ部）
１４に入力する。ＦＦ部１４によるフィードフォワード
補償において、微分処理を行うことなく、入力信号を所
定の定数倍に増幅処理することにより、振れを打ち消す
ように補正光学部１１を直接駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、振れ補正機能を有
するカメラや双眼鏡等の光学機器における振れ補正制御
に関する。

【０００２】

【従来の技術】振れ補正機能を有するカメラや双眼鏡等
の光学機器における従来の振れ補正装置のブロック構成
を図１１に示す。

【０００３】図１１に示す従来の振れ補正装置におい
て、角速度センサ１は、ユーザーの手振れ等によってレ
ンズ鏡筒やカメラ本体に加えられる振動（以下、「振
れ」と称する）を検出し、検出した振れを角速度信号と
してハイパスフィルタ（ＨＰＦ）部２に出力する。角速
度センサ１は、例えば圧電素子を用いて角速度検出部を
高周波数（通常は超音波領域の周波数）で励振し、励振
速度と振れの回転運動成分により発生するコリオリ力を
検出することにより振れの角速度を検出する。ハイパス
フィルタ（ＨＰＦ）部２は、角速度センサ部１からの角
速度信号に含まれる直流ドリフトやオフセットを除去
し、積分部３はハイパスフィルタ２を経由した角速度信
号を積分して角度信号に変換する。

【０００４】振れ補正は、振れによる被写体像のフィル
ム面上又は撮像面上での位置変化（以下、「振れ量」と
称する）を打ち消すために、補正光学素子（補正レン
ズ）８を駆動素子７により撮像レンズの光軸に直交する
方向に移動させることにより行う。従って、レベル設定
部４は、補正光学素子８の移動量又は移動させるべき位
置（補正位置）を決定するために、角度信号のレベルを
調節して補正位置制御信号に変換する。レベル設定部４
によるレベルは、撮像レンズの焦点距離に応じてあらか
じめ決定されており、マイクロコンピュータ（マイコ
ン）１２からレベル設定部４に入力される。また、補正
光学素子８の位置（光軸に直交する方向における位置）
は位置センサ部９により検出される。なお、補正光学部
１１は、補正光学素子８と、駆動素子７と、駆動素子７
を保持し、駆動素子７の出力を補正光学素子８に伝達す
るための機構部材と、位置センサ部９で構成される。

【０００５】振れ補正の精度を向上させるために、レベ
ル設定部４からの補正位置制御信号に位置センサ部９か
らの補正光学素子８の位置情報をフィードバックさせる
ことが行われる。後述するＰＩＤ部５、駆動素子７を駆
動するための駆動部６、駆動素子７、補正光学素子８、
位置センサ部９及び減算部１０はフィードバックループ
を構成する。

【０００６】減算部１０は、レベル設定部４の補正位置
制御信号から位置センサ部９の補正位置検出信号を減算
する。ＰＩＤ部５は、減算部１０からの出力信号に対し
てＰ補償（比例補償）、Ｉ補償（積分補償）、Ｄ補償
（微分補償）を行い、補正光学部１１の遅れ伝達特性
（駆動素子７から補正光学素子８への伝達特性）を補償
する。なお、駆動部６と位置センサ部９の特性は良好で
あり、特に問題ないものとする。

【０００７】一般に、フィードバック制御では、ＰＩＤ
制御と呼ばれる制御方式が用いられている。Ｄ補償（微
分補償）は、Ｐ補償（比例補償）の過補償によるゲイン
余裕ＧＭ及び位相余裕ＰＭの低下を改善し、フィードバ
ック制御の安定性を向上させるために用いられる。Ｉ補
償（比例補償）は、フィードバック制御のオフセット特
性を改善するために用いられる。これらＰ補償、Ｉ補償
及びＤ補償を、必要に応じて選択して組み合わせて用い
たフィードバック制御をＰＩＤ制御と呼ぶ。

【０００８】補正光学素子８には、凹レンズや凸レンズ
を用いて駆動素子７によりその光軸を撮像レンズの光軸
に対して直交する方向に移動させるものや、光の屈折方
向を変化させ得る光学素子を用い、駆動素子７によりそ
の屈折方向をシフトさせ、振れを打ち消すもの等が知ら
れている。駆動素子７としては、ＤＣモータ、ボイスコ
イルモータ、超音波モータ等が用いられる。駆動部６
は、駆動素子７の動作特性に応じて、適宜定電圧駆動、
定電流駆動、パルス幅変調駆動（ＰＷＭ駆動）等が採用
される。

【０００９】例えば銀塩フィルムを用いたカメラの場
合、カメラ本体のシャッターレリーズボタン１３は、そ
の押し込み量に応じて第１スイッチＳ１及び第２スイッ
チＳ２が順にオンするように構成されている。第１スイ
ッチＳ１は、シャッターレリーズボタン１３を約半分押
し込んだときにオンし、マイコン１２は第１スイッチＳ
１のオンにより、被写体輝度の測定（測光）、被写体へ
の撮像レンズのピント合わせ（測距）、振れ補正動作等
の一連の露光準備シーケンスを開始する。第２スイッチ
Ｓ２は、シャッターレリーズボタン１３を最後まで押し
込んだときにオンし、マイコン１２は第２スイッチＳ２
のオンにより、ミラーのアップダウン、撮像レンズの絞
り動作、シャッターの開閉、フィルムの巻き上げ等の露
光シーケンスを行う。

【００１０】なお、実際の振れ補正は、上記振れ補正装
置を２組用い、フィルム面上で互いに直交する２つの方
向（撮像レンズの光軸に対してピッチ方向及びヨー方
向）における画像の振れをそれぞれ補正する。

【００１１】上記ＰＩＤ部５によるＰＩＤ補償では、フ
ィードバック制御における制御性能が不充分な場合、フ
ィードフォワード補償（ＦＦ補償）をさらに付加するこ
とが考えられる（従来、フィードフォワード補償を行う
振れ補正装置は存在していなかった）。図１２に示すよ
うに、フィードフォワード部（ＦＦ部）１４は、減算部
１０とＰＩＤ部５に並列に接続されており、ＰＩＤ部５
と駆動部６の間には、ＦＦ部１４からの出力信号とＰＩ
Ｄ部５からの出力信号を加算する加算部１５が設けられ
ている。レベル設定部４からの補正位置制御信号はＦＦ
部１４により所定の処理を受け、加算部１５によりＰＩ
Ｄ部５の出力信号に加算され、駆動部６に出力される。
駆動部６は、このようにフィードフォワード補償された
信号を用いて補正光学部１１を制御する。

【００１２】次に、ＦＦ部１４における上記所定の処理
について説明する。一般に、フィードバック制御では、
そのループゲインが高周波帯域で低下するので、高周波
帯域における制御性能が低周波帯域における制御性能に
比べて不充分な場合が多い。これは、制御対象である補
正光学部１１等の高周波帯域での伝達の遅れに起因し、
微分補償（Ｄ補償）によっても充分には補償しきれない
からである。このような場合に、ＰＩＤ制御にフィード
フォワード補償を付加することにより、制御性能の改善
をはかることが可能となる。

【００１３】図１３（ａ）及び（ｂ）に、補正光学部１
１の伝達関数Ｇ１（入力信号電圧Ｖ対出力位置ｘ）のゲ
イン|Ｇ１|及び位相∠Ｇ１のそれぞれの周波数特性を示
す。また、駆動部６としてボイスコイルモータ（ＶＣ
Ｍ）を用いた場合の補正光学部１１の伝達関数Ｇ１を式
（１）に示す。

【００１４】

【数１】

【００１５】上記式（１）からわかるように、補正光学
部１１の伝達関数Ｇ１は１／Ｓの因数を持つので無定位
性を示し、全体で３次の遅れ特性を示している。一般に
目的のフィードバック制御周波数帯域（振れの周波数帯
域に対し、数倍〜１０倍程度の余裕を見た帯域）内で
は、ゲイン|Ｇ１|が周波数ｆ（の対数）に比例して減少
する１次遅れ特性、周波数ｆの２乗に反比例して減少す
る２次遅れ特性及び周波数ｆの３乗に反比例して減少す
る３次遅れ特性を示す。

【００１６】従って、補正光学部１１の遅れ特性を補償
するために、フィードフォワード補償の伝達関数Ｇｆの
ゲイン|Ｇｆ|の周波数特性として、例えば図１４（ａ）
における実線で示すように、補正光学部１１の伝達関数
Ｇ１の逆数に近似する１次の進み特性（微分特性）を持
たせると、補正光学部１１の遅れ特性とフィードフォワ
ード補償による進み特性（微分特性）を合成することに
より、図１４（ｂ）における実線で示すような特性を示
す。すなわち、図１３（ａ）において補正光学部１１の
ゲイン|Ｇ１|が１次遅れ特性を示す領域ではほぼ完全に
遅れが補償され、レベル設定部４からの補正位置制御信
号に応答して、振れを打ち消すように補正光学部１１を
直接駆動することができる。また、２次及び３次の遅れ
特性を示す領域でも、１次の分だけ遅れ特性が改善され
ていることがわかる。

【００１７】また、フィードフォワード補償の伝達関数
Ｇｆのゲイン|Ｇｆ|の周波数特性として、例えば図１４
（ａ）における破線で示すように、補正光学部１１の伝
達関数Ｇ１の逆数に近似する１次の進み特性及び２次以
上の進み特性を持たせると、補正光学部１１の遅れ特性
とフィードフォワード補償による進み特性の合成特性は
図１４（ｂ）における破線で示すようになり、補正光学
部１１の高周波数帯域における遅れ特性をさらに改善す
ることができる。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来フ
ィードバック補償に加えてさらにフィードフォワード補
償を付加した振れ補正装置は存在しなかったので、フィ
ードバック補償のみでは充分な制御性能が得られないと
いう問題点を有していた。

【００１９】また、ＰＩＤ制御にフィードフォワード補
償を付加するした場合、特に高周波数帯域における制御
性能が向上するが、ＦＦ部１４における所定の処理の微
分特性により補正位置制御信号等に含まれるノイズも増
大し、Ｓ／Ｎの低下により信号が劣化するという問題点
を有していた。

【００２０】また、ＰＩＤ制御及びＦＦ部１４における
所定の処理を補償をディジタル信号処理により行う場
合、処理時間の増大により、フィードバック制御のサン
プリング周波数が低下するという問題点を有していた。

【００２１】また、フィードフォワード補償における微
分処理においてサンプリング周波数付近でフィードバッ
ク周波数が動作する場合、その周波数での微分特性が悪
くなり、フィードフォワード信号が劣化する。これに対
処するため、微分処理におけるサンプリング周波数を高
くする必要があるが、サンプリング周波数を高くするに
は限界があり、設計上の大きな制約となるという問題点
を有していた。

【００２２】本発明は、上記従来例の問題を解決するた
めになされたものであり、フィードバック補償にフィー
ドフォワード補償を付加し、さらにフィードフォワード
部の構成を簡単にしてノイズの増大を抑制し、Ｓ／Ｎの
低下による信号の劣化や処理時間の増加を防止しうる振
れ補正装置を提供することを目的としている。

【００２３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の振れ補正装置は、振れの速度を検出する振
れ検出手段と、振れ検出手段からの検出信号を積分処理
する積分処理手段と、撮像レンズの光軸を偏心させ、像
の位置を移動させる補正光学素子と、補正光学素子を駆
動する駆動手段と、振れ検出手段からの検出信号を用い
てフィードフォワード補償用信号を算出する算出手段
と、フィードフォワード補償を付加したフィードバック
制御により駆動手段を介して補正光学素子を制御する制
御手段とを具備する。

【００２４】上記構成において、振れ検出手段として角
速度センサを用いても良い。また、駆動手段として、Ｄ
Ｃモータ、ボイスコイルモータ及び超音波モータから選
択されたいずれかを用いても良い。さらに、フィードバ
ック制御として、比例補償、積分補償及び微分補償を選
択的に組み合わせたＰＩＤ制御を用いても良い。

【００２５】また、上記各構成において、駆動手段は無
定位性を有し、算出手段は、振れ検出手段から出力さ
れ、かつ積分処理手段により積分処理される以前の信号
に対してゲイン調整を行うことによりフィードフォワー
ド補償用信号を算出するように構成しても良い。

【００２６】または、駆動手段は無定位性を有し、算出
手段は、振れ検出手段から出力され、かつ積分処理手段
により積分処理される以前の信号に対して位相補償を行
い、位相補償された信号に対してゲイン調整を行うこと
によりフィードフォワード補償用信号を算出するように
構成しても良い。

【００２７】または、駆動手段は無定位性を有し、算出
手段は、振れ検出手段から出力され、かつ積分処理手段
により積分処理される以前の信号に対して微分処理を行
い、微分処理した信号をさらにローパスフィルタ処理を
行い、前記微分処理した信号とローパスフィルタ処理し
た信号とを合成し、合成された信号に対してゲイン調整
を行うことによりフィードフォワード補償用信号を算出
するように構成しても良い。

【００２８】または、駆動手段は無定位性を有し、算出
手段は、振れ検出手段から出力され、かつ積分処理手段
により積分処理される以前の信号と積分処理手段により
積分処理された信号とを合成し、合成された信号に対し
てゲイン調整を行うことによりフィードフォワード補償
用信号を算出するように構成しても良い。

【００２９】本発明は補正光学素子の位置を制御するた
めの信号、例えば上記従来例における位置補正制御信号
が振れ検出手段である角速度センサの出力信号を積分し
たもの、換言すれば角速度センサの出力信号は位置補正
制御信号を微分したものと見なすことができる点に着目
し、振れ補正手段の出力信号を直接フィードフォワード
補償を行う制御手段に入力するように構成したものであ
る。その結果、制御手段によるフィードフォワード補償
において微分処理が不要となり、入力信号を所定の定数
倍に増幅処理するだけで、振れを打ち消すように補正光
学素子を直接駆動することができる。すなわち、微分処
理を行うことなく、従来のフィードフォワード補償を達
成することが可能となる。

【００３０】さらに、制御手段への入力の内、フィード
フォワード補償に用いられる信号は、振れ検出手段から
の直接の信号であり、微分処理や積分処理を受けていな
いので、ノイズ成分も増大しておらず、Ｓ／Ｎの低下に
よる信号の劣化を低減することが可能となる。また、比
例補償、積分補償、微分補償、フィードフォワード補償
等の処理を補償をディジタル信号処理により行う場合で
も、処理時間はさほど増加せず、フィードバック制御の
サンプリング周波数の低下を抑制することが可能とな
る。

【００３１】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）本発明の第１
の実施形態について、図１から図３を参照しつつ説明す
る。図１は第１の実施形態における振れ補正装置のブロ
ック構成図である。

【００３２】図１に示すように、角速度センサ部１は、
振れを検出し、角速度信号として出力する。ハイパスフ
ィルタ（ＨＰＦ）部２は、角速度センサ部１からの角速
度信号に含まれる直流ドリフトやオフセットを除去する
ためのものである。図中実線で示すように、角速度セン
サ部１からの出力信号を直接フィードフォワード部（Ｆ
Ｆ部）１４に入力しても良いし、直流ドリフトやオフセ
ットが問題になる場合やＨＰＦ部２の特性を振れの状態
に応じて変化させる場合は、破線で示すようにＨＰＦ部
２を経由した信号をＦＦ部１４に入力しても良い。

【００３３】ＦＦ部１４は、駆動部６を介して、レベル
設定部４からの補正位置制御信号に応答して振れを打ち
消すように補正光学部１１を直接駆動するべく、角速度
センサ部１からの角速度信号を所定の定数倍に増幅する
演算のみを行う。この所定の定数倍の値（ゲイン）は、
撮像レンズの焦点距離によって、同じ振れの角度であっ
ても、例えばフィルム面上での像の移動量が異なるの
で、撮像レンズの焦点距離に応じて、あらかじめ決定さ
れているゲイン値がマイクロコンピュータ（マイコン）
１２からＦＦ部１４に出力される。

【００３４】積分部３はハイパスフィルタ２を経由した
角速度信号を積分して角度信号に変換する。レベル設定
部４は、補正光学素子８の移動量又は移動させるべき位
置（補正位置）を決定するために、角度信号のレベルを
調節して補正位置制御信号に変換する。レベル設定部４
によるレベルは、撮像レンズの焦点距離に応じてあらか
じめ決定されており、マイコン１２からレベル設定部４
に入力される。補正光学素子８の位置（光軸に直交する
方向における位置）は位置センサ部９により検出され
る。また、補正光学部１１は、補正光学素子８と、駆動
素子７と、駆動素子７を保持し、駆動素子７の出力を補
正光学素子８に伝達するための機構部材と、位置センサ
部９で構成される。

【００３５】ＰＩＤ部５、駆動素子７を駆動するための
駆動部６、駆動素子７、補正光学素子８、位置センサ部
９及び減算部１０はフィードバックループを構成する。
減算部１０は、レベル設定部４の補正位置制御信号から
位置センサ部９の補正位置検出信号を減算する。ＰＩＤ
部５は、減算部１０からの出力信号に対して比例補償
（Ｐ補償）、積分補償（Ｉ補償）、微分補償（Ｄ補償）
を行い、補正光学部１１の遅れ伝達特性（駆動素子７か
ら補正光学素子８への伝達特性）を補償する。

【００３６】カメラ本体のシャッターレリーズボタン１
３は、その押し込み量に応じて第１スイッチＳ１及び第
２スイッチＳ２が順にオンするように構成されている。
第１スイッチＳ１は、シャッターレリーズボタン１３を
約半分押し込んだときにオンし、マイコン１２は第１ス
イッチＳ１のオンにより、被写体輝度の測定（測光）、
被写体への撮像レンズのピント合わせ（測距）、振れ補
正動作等の一連の露光準備シーケンスを開始する。第２
スイッチＳ２は、シャッターレリーズボタン１３を最後
まで押し込んだときにオンし、マイコン１２は第２スイ
ッチＳ２のオンにより、ミラーのアップダウン、撮像レ
ンズの絞り動作、シャッターの開閉、フィルムの巻き上
げ等の露光シーケンスを行う。

【００３７】なお、実際のカメラでの振れ補正は、上記
振れ補正装置を２組用い、フィルム面上で互いに直交す
る２つの方向（撮像レンズの光軸に対してピッチ方向及
びヨー方向）における画像の振れをそれぞれ補正する。

【００３８】次に、ＰＩＤ部５におけるフィードバック
制御の具体的実施例について説明する。一般的に、フィ
ードバック制御では、ゲイン余裕ＧＭ及び位相余裕ＰＭ
を増加させ、動作の不安定を改善するために、Ｐ補償
（比例補償）とＤ補償（微分補償）を組み合わせてい
る。ＰＤ制御における補正光学部１１の伝達関数Ｇｐｄ
のゲイン|Ｇｐｄ|及び位相∠Ｇｐｄの周波数特性を、そ
れぞれ図２（ａ）及び（ｂ）に示す。ＰＤ補償は、Ｐ補
償にＤ補償を付加して１次以上の進み特性を持たせるこ
とにより、フィードバック制御周波数帯域内において、
見かけ上補正光学部１１の遅れ特性を、その次数分（１
次以上）だけ改善することができる。この効果により、
ゲイン余裕ＧＭ及び位相余裕ＰＭを増加させることがで
き、前述の不安定な動作を改善することが可能となる。

【００３９】次に、上記ＰＤ制御に積分補償（Ｉ補償）
を付加したＰＩＤ制御について説明する。ＰＩＤ制御に
おける補正光学部１１の伝達関数Ｇｐｉｄのゲイン|Ｇ
ｐｉｄ|及び位相∠Ｇｐｉｄの周波数特性を、それぞれ
図３（ａ）及び（ｂ）に示す。ＰＩＤ制御では、上記Ｐ
Ｄ制御にＩ補償を付加することにより、フィードバック
制御のオフセット特性が改善される。

【００４０】以上のようなＰＤ補償又はＰＩＤ補償を補
正光学部１１に実施することにより、フィードバック制
御周波数帯域の拡大、フィードバック量（帰還量）の増
大等の制御特性を向上させることができ、すぐれた振れ
補正効果を発揮することが可能となる。

【００４１】（第２の実施形態）次に、本発明の第２の
実施形態について、図４を参照しつつ説明する。図４は
第２の実施形態における振れ補正装置のブロック構成図
である。なお、図１に示す第１の実施形態の振れ補正装
置と同じ符号を付した構成要素は実質的に同一とする。

【００４２】第２の実施形態では、角速度センサ部１の
出力信号の遅延特性を改善することを目的として、角速
度センサ部１の出力信号に位相補償を行う。そのため、
図４に示すように、ＨＰＦ部２とＦＦ部１４及び積分部
３の間に位相補償部１６を設けている。位相補償部１６
として、例えば進み特性を有するフィルタ等を用いる。
この構成によれば、角速度センサ等（他の回路部分の遅
延特性の位相補償も可能）の遅延特性を改善できるの
で、振れ補正効果をより一層向上させることが可能とな
る。

【００４３】（第３の実施形態）次に、本発明の第３の
実施形態について、図５及び図６を参照しつつ説明す
る。図５は第３の実施形態における振れ補正装置のブロ
ック構成図である。なお、図１に示す第１の実施形態の
振れ補正装置と同じ符号を付した構成要素は実質的に同
一とする。また、図６は図５に示す合成部１９における
分部１７とＬＰＦ部１８の各出力の合成を示す図であ
る。

【００４４】第３の実施形態では、フィードフォワード
補償効果の向上を目的とし、フィードフォワード補償と
して２次の進み補償を付加する。そのため、図５に示す
ように、ハイパスフィルタ部（ＨＰＦ部）２を微分部１
７とローパスフィルタ部（ＬＰＦ部）１８で構成し、微
分部１７の出力信号とＬＰＦ部１８の出力信号を合成部
１９により合成し、フィードフォワード部（ＦＦ部）１
４に入力するように構成されている。

【００４５】図６において、（ａ）は微分部１７の振幅
伝達特性を示す、（ｂ）はＬＰＦ部１８の振幅伝達特性
を示す。また、（ｃ）は合成部１９により合成されたＨ
ＰＦ部２の振幅伝達特性を示す。（ａ）の微分部１７の
出力信号Ｓｉｇ．１は、振れの角度に対して２次の進み
特性を有し、（ｂ）のＬＰＦ部１８を通過した出力信号
Ｓｉｇ．２は１次の進み特性を有する。これらＳｉｇ．
１とＳｉｇ．２を合成した（ｃ）の合成部１９の出力信
号は、図１４（ａ）において破線で示す周波数特性を示
す。

【００４６】この構成によれば、補正光学部１１の伝達
関数Ｇ１の逆数に近似する１次の進み特性及び２次以上
の進み特性を持たせることができ、補正光学部１１の高
周波数帯域における遅れ特性をさらに改善することが可
能となる。

【００４７】（第４の実施形態）次に、本発明の第４の
実施形態について、図７を参照しつつ説明する。図７は
第４の実施形態における振れ補正装置のブロック構成図
である。なお、図１に示す第１の実施形態の振れ補正装
置と同じ符号を付した構成要素は実質的に同一とする。

【００４８】第１の実施形態では、レベル設定部４とフ
ィードフォワード部（ＦＦ部）１４において、それぞれ
独立してゲイン調節を行っていたが、第４の実施形態で
は、ハイパスフィルタ部（ＨＰＦ部）２と積分部３との
間にレベル設定部２０を配置し、マイクロコンピュータ
（マイコン）１２によるレベル設定を共通化したもので
ある。

【００４９】第１の実施形態のレベル設定部４とＦＦ部
１４のゲインは、撮像レンズの焦点距離に応じてそれぞ
れ異なるが、その比は一度設定されるとそれ以後固定と
なる。従って、第４の実施形態では、レベル設定部４と
ＦＦ部１４の各ゲインの比をあらかじめ設定しておき、
レベル設定部４のゲインを積分部３に持たせ、レベル設
定部４を廃止する。また、撮像レンズの焦点距離に応じ
た振れ量の補正のためのレベル設定を積分部３及びＦＦ
部１４の手前に設けたレベル設定部２０により行う。こ
のような構成により、振れ補正装置の、特に制御部の構
成を簡単にすることが可能となる。

【００５０】（第５の実施形態）次に、本発明の第５の
実施形態について、図８から図１０を参照しつつ説明す
る。図８は第５の実施形態における振れ補正装置のブロ
ック構成図である。図９は駆動素子の定位性を示す図で
あり、図１０は第５の実施形態による補償特性を示す図
である。なお、図７に示す第４の実施形態の振れ補正装
置と同じ符号を付した構成要素は実質的に同一とする。

【００５１】第５の実施形態では、駆動素子７として、
駆動軸の整定確保のためにばね特性を持つダンパ部材を
有するボイスコイルモータを用いる。この場合、補正光
学部１１の伝達関数Ｇ２は以下の式（２）のようにな
る。

【００５２】

【数２】

【００５３】上記式（２）からわかるように、補正光学
部１１の伝達関数Ｇ２（入力信号電圧Ｖ対出力位置ｘ）
のゲインＧ２は１／Ｓの因数を持たないので、図９に示
すように定位性を示す。この場合のフィードフォワード
補償として、例えば図１０に示すような伝達関数Ｇ２の
逆数に相当する補償特性Ｇｆを得るために、図８に示す
ように、レベル設定部２０を通過した角速度信号と積分
部３の出力信号（角度信号）とを合成部２１により合成
し、さらに合成信号をＦＦ部１４により定数倍する。

【００５４】（その他の実施形態）上記実施形態では、
銀塩写真フィルムを用いた一眼レフカメラを例にして説
明したが、これに限定されるものではなく、固体撮像素
子を用いたディジタルカメラやビデオカメラ、あるいは
網膜上に結像する双眼鏡等にも本発明を応用することが
可能である。また、上記各実施形態の特徴部分を適宜組
み合わせて用いても良い。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の振れ補正
装置は、振れの速度を検出する振れ検出手段と、振れ検
出手段からの検出信号を積分処理する積分処理手段と、
撮像レンズの光軸を偏心させ、像の位置を移動させる補
正光学素子と、補正光学素子を駆動する駆動手段と、振
れ検出手段からの検出信号を用いてフィードフォワード
補償用信号を算出する算出手段と、フィードフォワード
補償を付加したフィードバック制御により駆動手段を介
して補正光学素子を制御する制御手段とを具備する。す
なわち、振れ検出手段、例えば角速度センサの出力信号
を位置補正制御信号を微分したものと見なし、振れ補正
手段の出力信号を直接フィードフォワード補償を行う制
御手段に入力するように構成したものである。その結
果、制御手段によるフィードフォワード補償において微
分処理が不要となり、入力信号を所定の定数倍に増幅処
理するだけで、振れを打ち消すように補正光学素子を直
接駆動することができ、微分処理を行うことなくフィー
ドフォワード補償を達成することが可能となる。

【００５６】さらに、制御手段への入力の内、フィード
フォワード補償に用いられる信号は、振れ検出手段から
の直接の信号であり、微分処理や積分処理を受けていな
いので、ノイズ成分も増大しておらず、Ｓ／Ｎの低下に
よる信号の劣化を低減することが可能となる。また、比
例補償、積分補償、微分補償、フィードフォワード補償
等の処理を補償をディジタル信号処理により行う場合で
も、処理時間はさほど増加せず、フィードバック制御の
サンプリング周波数の低下を抑制することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施形態における振れ補正装
置のブロック構成図である。

【図２】 （ａ）はＰＤ制御における補正光学部１１の
伝達関数Ｇｐｄのゲイン|Ｇｐｄ|の周波数特性を示す図
であり、（ｂ）はその位相∠Ｇｐｄの周波数特性を示す
図である。

【図３】 （ａ）はＰＩＤ制御における補正光学部１１
の伝達関数Ｇｐｉｄのゲイン|Ｇｐｉｄ|の周波数特性を
示す図であり、（ｂ）はその位相∠Ｇｐｉｄの周波数特
性を示す図である。

【図４】 本発明の第２の実施形態における振れ補正装
置のブロック構成図である。

【図５】 本発明の第３の実施形態における振れ補正装
置のブロック構成図である。

【図６】 図５に示す合成部１９における微分部１７と
ＬＰＦ部１８の各出力の合成を示す図である。

【図７】 本発明の第４の実施形態における振れ補正装
置のブロック構成図である。

【図８】 本発明の第５の実施形態における振れ補正装
置のブロック構成図である。

【図９】 第５の実施形態における駆動素子の定位性を
示す図である。

【図１０】 第５の実施形態による補償特性を示す図で
ある。

【図１１】 フィードフォワード補償機能を有しない従
来の振れ補正装置のブロック構成図である。

【図１２】 フィードフォワード補償機能を有する従来
の振れ補正装置のブロック構成図である。

【図１３】 （ａ）は補正光学部１１の伝達関数Ｇ１
（入力信号対出力位置）のゲイン|Ｇ１|の周波数特性を
示す図であり、（ｂ）はその位相∠Ｇ１の周波数特性を
示す図である。

【図１４】 （ａ）はフィードフォワード補償の伝達関
数Ｇｆのゲイン|Ｇｆ|の周波数特性を示す図であり、
（ｂ）は補正光学部１１の遅れ特性とフィードフォワー
ド補償による進み特性（微分特性）を合成した特性を示
す図である。

【符号の説明】

１：角速度センサ部（振れ検出手段） ２：ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）部（制御手段） ３：積分部（制御手段） ４：レベル設定部（制御手段） ５：ＰＩＤ部（制御手段） ６：駆動部（駆動手段） ７：駆動素子（駆動手段） ８：補正光学素子 ９：位置センサ部 １０：減算部（制御手段） １１：補正光学部 １２：マイクロコンピュータ（マイコン：制御手段） １３：シャッターレリーズボタン １４：フィードフォワード部（制御手段） １５：加算部（制御手段） １６：位相補償部（制御手段） １７：微分部（制御手段） １８：ローパスフィルタ（ＬＰＦ）部（制御手段） １９：合成部（制御手段） ２０：レベル設定部（制御手段） ２１：合成部

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 振れの速度を検出する振れ検出手段と、
   振れ検出手段からの検出信号を積分処理する積分処理手
   段と、撮像レンズの光軸を偏心させ、像の位置を移動さ
   せる補正光学素子と、補正光学素子を駆動する駆動手段
   と、振れ検出手段からの検出信号を用いてフィードフォ
   ワード補償用信号を算出する算出手段と、フィードフォ
   ワード補償を付加したフィードバック制御により駆動手
   段を介して補正光学素子を制御する制御手段とを具備す
   る振れ補正装置。
2. 【請求項２】 振れ検出手段は角速度センサであること
   を特徴とする請求項１記載の振れ補正装置。
3. 【請求項３】 駆動手段は、ＤＣモータ、ボイスコイル
   モータ及び超音波モータから選択されたいずれかである
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の振れ補正装置。
4. 【請求項４】 フィードバック制御は、比例補償、積分
   補償及び微分補償を選択的に組み合わせたＰＩＤ制御で
   あることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載
   の振れ補正装置。
5. 【請求項５】 駆動手段は無定位性を有し、算出手段
   は、振れ検出手段から出力され、かつ積分処理手段によ
   り積分処理される以前の信号に対してゲイン調整を行う
   ことによりフィードフォワード補償用信号を算出するこ
   とを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の振れ
   補正装置。
6. 【請求項６】 駆動手段は無定位性を有し、算出手段
   は、振れ検出手段から出力され、かつ積分処理手段によ
   り積分処理される以前の信号に対して位相補償を行い、
   位相補償された信号に対してゲイン調整を行うことによ
   りフィードフォワード補償用信号を算出することを特徴
   とする請求項１から４のいずれかに記載の振れ補正装
   置。
7. 【請求項７】 駆動手段は無定位性を有し、算出手段
   は、振れ検出手段から出力され、かつ積分処理手段によ
   り積分処理される以前の信号に対して微分処理を行い、
   微分処理した信号をさらにローパスフィルタ処理を行
   い、前記微分処理した信号とローパスフィルタ処理した
   信号とを合成し、合成された信号に対してゲイン調整を
   行うことによりフィードフォワード補償用信号を算出す
   ることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の
   振れ補正装置。
8. 【請求項８】 駆動手段は無定位性を有し、算出手段
   は、振れ検出手段から出力され、かつ積分処理手段によ
   り積分処理される以前の信号と積分処理手段により積分
   処理された信号とを合成し、合成された信号に対してゲ
   イン調整を行うことによりフィードフォワード補償用信
   号を算出することを特徴とする請求項１から４のいずれ
   かに記載の振れ補正装置。