JPH1184446A

JPH1184446A - 振れ補正機能付きカメラ

Info

Publication number: JPH1184446A
Application number: JP24441597A
Authority: JP
Inventors: Tomonori Sato; 友則佐藤; Yoshihiro Hara; 吉宏原
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1997-09-09
Filing date: 1997-09-09
Publication date: 1999-03-26

Abstract

(57)【要約】【課題】振れ量検出時点から比較的長い時間後におけ
る予測に対しても、高精度の予測値を得る。【解決手段】横及び縦方向の各々について、データ選
択部５１２で選択抽出された最新振れ量を含む４個の振
れ量のうち、最新振れ量とこれに次いで新しい振れ量と
を用いて第１の振れ速度を求め、残りの２つの振れ量を
用いて第２の振れ速度を求め、これら２つの振れ速度か
ら振れ加速度を求めるとともに、第１の振れ速度及び振
れ加速度を含む等加速度運動に基づく移動量算出の演算
式における加速度項に係数ｋ（０＜ｋ＜１）を乗じて、
予測振れ量を算出する予測振れ量算出部５１３を備え
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、撮影時の手振れ等
により生じるカメラ本体と被写体像との相対的な振れを
補正する振れ補正機能付きカメラに関するものである。

【０００２】

【従来技術】近年、ＣＣＤ等を用いて、手振れ等により
生じる被写体と撮像光学系との間の振れ量を検出して、
この振れ量を打ち消すように補正する機能を有するビデ
オカメラや電子スチルカメラ等が販売されており、また
カメラに適用されたものが提案されている。

【０００３】特開平８−５１５６６号公報には、振れ検
出用として設けられたＣＣＤ等の固体撮像素子を用いて
被写体像を取り込んで振れ量を検出するとともに、検出
時点から振れ量を打ち消すための補正光学系の駆動が完
了するまでに要する、演算処理や駆動のための時間を考
慮して振れ量を予測し、この予測振れ量を用いて、補正
光学系を駆動する振れ補正機能付きカメラが記載されて
いる。

【０００４】なお、手振れ等の振れ量の予測ではない
が、最適な合焦を得るための動体予測の技術に関して提
案がなされている。例えば、特開平１−１４０１１１号
公報には、検出結果のバラツキを抑制するべく、被写体
の移動速度に係数１／２を乗したものが開示されてい
る。特開平１−２００３１５号公報には、被写体の移動
量が大きい時の自動焦点調節における被写体の移動予測
において、過去の３個の検出データを利用して２次関数
近似を行うとともに、２次の係数を検出間隔を用いて補
正するものが開示されている。特開平５−２１００３６
号公報には、補正速度を計算することで、デフォーカス
速度の補正を行うとともに、一次関数と二次関数による
補正速度を切り換え可能に有し、一次関数では速度に係
数を、２次関数では速度の自乗に係数が乗算されたもの
が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の手振れ等を２次
の項を用いて補正するカメラでは、手振れによる振れは
等加速度運動に従って推移していくとの仮定に基づい
て、振れ予測が行われるため、瞬間的には高精度の予測
が可能である。しかしながら、手振れ予測の場合には、
実際の手振れの振幅はさほど大きいものでない一方、加
速度は常に変化していることから、振れ量検出時点から
補正駆動時点までの時間を考慮すれば、振れ速度の方向
は変化しないまでも、場合によっては、予測に基づく補
正がずれて、例えば図１０に示されるように、補正残り
（実際の振れと予測補正との差）を小さくできないとい
った問題がある。

【０００６】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、振れ量検出時点から比較的長い時間後における予測
に対しても、高精度の予測値を得ることができる振れ補
正機能付きカメラを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの本発明は、カメラ本体と被写体像との相対的な振れ
量を周期的に検出する振れ検出手段と、前記振れ検出手
段で検出された過去の複数時点での検出振れ量を利用し
て、現在の振れ量を予測する予測演算手段と、前記予測
演算手段で得られた予測振れ量だけ前記カメラ本体と被
写体像との相対的な振れを補正する振れ補正手段とを備
えた振れ補正機能付きカメラにおいて、前記予測演算手
段は、前記過去の複数の検出時点での検出振れ量から現
在の振れ速度と振れ加速度とを算出する第１の算出手段
と、前記第１の算出手段で得られた振れ速度及び振れ加
速度から現在の振れ量を算出する第２の算出手段により
構成され、前記第２の算出手段は、前記振れ速度及び振
れ加速度を含む等加速度運動に基づく移動量算出の演算
式における加速度項に係数ｋ（０＜ｋ＜１）を乗じて、
前記現在の振れ量を算出するものである。

【０００８】この構成では、等加速度運動に基づく移動
量算出の演算式における振れ加速度を含む加速度項に係
数ｋ（０＜ｋ＜１）が乗じられるので、実際の手振れに
対して過剰気味となる加速度項の値が小さくなり、予測
された現在の振れ量は、実際の手振れに適合するように
なる。

【０００９】なお、前記係数ｋは０．５でもよい。この
構成では、予測された現在の振れ量は、実際の手振れに
最も適合するようになる。

【００１０】また、前記振れ検出手段は、前記被写体像
の光を受光し、電気信号に変換する複数の光電変換素子
が二次元状に配列された固体撮像素子と、得られた被写
体像の受光位置の変位により前記振れ量を検出する検出
部とにより構成されるものでもよい。この構成では、前
記現在の振れ量は、二次元状に配列された固体撮像素子
の密度で決まる高精度の検出振れ量が利用されて、予測
される。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施形態のブ
ロック図である。カメラ１は、撮影部２、補正レンズ部
３、振れ検出部４、振れ補正量設定部５、駆動部６及び
位置検出部７により構成されている。

【００１２】撮影部２は、光軸Ｌを有する撮影レンズ２
１、及び装填されたフィルム２２を光軸Ｌ上の結像位置
に給送する図略の機構部を備え、被写体像を撮影するも
のである。

【００１３】補正レンズ部３は、撮影レンズ２１の前方
に配置された横振れ補正レンズ３１及び縦振れ補正レン
ズ３２で構成され、被写体像振れをプリズム方式で補正
するものである。横振れ補正レンズ３１及び縦振れ補正
レンズ３２は、それぞれ、光軸Ｌに平行な光軸を有し、
光軸Ｌと直交する面上を互いに直交する横及び縦方向に
移動可能に支持されている。

【００１４】図２は、鏡胴内に収納された縦振れ補正レ
ンズ３２等の斜視図である。本実施形態では、縦振れ補
正レンズ３２は、鏡胴２４内に収納され、支点Ｏで回動
可能に支持されたフレーム３２１に取り付けられてい
る。フレーム３２１の外周部における支点Ｏの反対側に
は、ギヤ部３２２が形成されている。このギヤ部３２２
と噛合するギヤ６３１を有するモータ６３２が駆動する
ことで、縦振れ補正レンズ３２は略縦方向に移動する。
図２から理解されるように、縦振れ補正レンズ３２は、
鏡胴２４の内径に当たる可動範囲Ｒ内において、略縦方
向に移動可能である。横振れ補正レンズ３１についても
同様である。

【００１５】図１に示す振れ検出部４は、検出用レンズ
４１、振れセンサ４２、振れセンサ制御部４３及び信号
処理部４４により構成されており、被写体に対するカメ
ラ１本体の相対的な振れにより生じる被写体像振れを検
出するための画像データを得るものである。検出用レン
ズ４１は、撮影レンズ２１の光軸Ｌと平行な光軸を有
し、被写体像を後方の振れセンサ４２上に結像させるも
のである。振れセンサ４２は、複数のＣＣＤ等の光電変
換素子が二次元状に配列されたエリアセンサであり、検
出用レンズ４１により結像された被写体像を受光し、受
光量に応じた電気信号を得るものである。被写体像の画
像信号は、各光電変換素子で受光されて得られた電気信
号である画素信号の平面的な集合として得られる。振れ
センサ制御部４３は、振れセンサ４２に対して所定の電
荷蓄積時間（積分時間）で受光動作を周期的に行わせ、
各受光動作で得られた画像信号を信号処理部４４に送出
させるものである。信号処理部４４は、振れセンサ４２
からの各画素信号に対し、所定の信号処理（信号増幅及
びオフセット調整等の処理）を施して画素データにＡ／
Ｄ変換するものである。

【００１６】振れ補正量設定部５は、振れ量検出部５
１、係数変換部５２、目標位置設定部５３、補正ゲイン
設定部５４、温度センサ５５、メモリ５６及び位置デー
タ入力部５７によって構成され、振れ補正駆動のための
振れ補正データを生成するものである。なお、温度セン
サ５５は、カメラ１の環境温度を検出するものである。
また、メモリ５６は、振れ量検出部５１で用いられる画
像データや振れ量等のデータを一時記憶するＲＡＭや、
係数変換部５２で用いられる変換係数等を記憶するＲＯ
Ｍにより構成される。

【００１７】図３は、振れ量検出部５１の構成を説明す
るためのブロック図である。振れ量検出部５１は、振れ
量算出部５１１、データ選択部５１２及び予測振れ量算
出部５１３によって構成され、信号処理部４４からの画
像データを用いて振れ量を求め、この振れ量を利用して
予測振れ量を更に求めるものである。

【００１８】振れ量算出部５１１は、画像データダンプ
部５１１ａ，画像比較演算部５１１ｃ及び平均化処理部
５１１ｄにより構成されている。画像データダンプ部５
１１ａは、信号処理部４４からの画像データをメモリ５
６（ＲＡＭ）にダンプするものである。

【００１９】画像比較演算部５１１ｃは、メモリ５６に
ダンプされた画像データと基準画像とを用いて、振れ量
を求めるものである。

【００２０】この振れ量を求める演算処理について説明
すると、まず、画像比較演算部５１１ｃは、メモリ５６
にダンプされた画像データから、所要領域のブロック
（図４では、破線で示されている。）毎に、注目画像の
抽出作業を実行し、特徴点等を有する画像を含むブロッ
クＢを基準画像として選定する。この選定時、補正レン
ズ部３の各レンズは、所定の基準位置、例えば各レンズ
が互いに逆向きに等距離移動可能な中央位置（図２では
Ｒａ＝Ｒｂとなる位置）に固定されている。この中央位
置を基準にすることで、一方の可動範囲が他方よりも短
い場合に生じやすくなる振れ補正レンズが終端に当たり
やすくなるという問題が回避される。

【００２１】次いで、画像比較演算部５１１ｃは、メモ
リ５６に記憶されている最新画像データから、基準画像
に対応する画像を参照画像として抽出し、基準画像の位
置に対する参照画像位置の変化量から画素数単位の振れ
量を求める。振れ量は、横及び縦方向の各々（Ｅ
_H[ｉ]，Ｅ_V[ｉ]）について求められ、メモリ５６に一
時記憶される。但し、ｉ（ｉ＝０，１，２，３，…）
は、周期番号（周期が既知であるから時間に相当）を示
し、最新の振れ量をＥ_H[ｉ]，Ｅ_V[ｉ]（ｉ＝０）とす
る。

【００２２】図５は、画像比較演算部５１１ｃの演算処
理により得られた振れ量に対し、平均化処理部５１１ｄ
により施される平均化処理の説明図で、図６は、画像比
較演算部５１１ｃの演算処理により得られた振れ量と平
均化処理部５１１ｄにより平均化された振れ量のグラフ
である。平均化処理部５１１ｄは、画像比較演算部５１
１ｃの演算処理で得られた振れ量に対して、振れ検出部
４の検出のバラツキを抑えるための平均化処理を施すも
のである。即ち、平均化処理部５１１ｄは、図５に示さ
れるように、時間的に連続する各２つの振れ量（図では
丸印で示されている。）を利用して、その中間時点にお
ける平均化振れ量（図では三角印で示されている。）を
算出する。この平均化の効果により振れ検出部４の検出
のバラツキが抑圧されて、画像比較演算部５１１ｃによ
り算出された振れ量を用いるよりも、平均化処理部５１
１ｄで平均化された振れ量を用いる方が、より実際の振
れ量に近づくのが図６から理解される。平均化振れ量
は、横及び縦方向の各々（Ｅ_H[ｊ]，Ｅ_V[ｊ]；ｊ＝
０，１，２，３，…）について求められ、メモリ５６に
一時記憶される。

【００２３】図７は、予測振れ量算出部５１３で用いら
れる振れ速度Ｖ１，Ｖ２及び振れ加速度αと、これらを
求めるために必要となる振れ量との関係を示す図であ
る。図７に示されるように、横及び縦方向の各々につい
て、振れ加速度αを求めるには２つの振れ速度Ｖ１，Ｖ
２が必要となり、これら振れ速度Ｖ１，Ｖ２を求めるに
はそれぞれ２個の振れ量が必要となる。従って、振れ速
度Ｖ１，Ｖ２及び振れ加速度αを求めるには４個の振れ
量が必要となる。

【００２４】そこで、本実施形態では、データ選択部５
１２が、所定の基準時間間隔（速度演算時間Ｔｖ及び加
速度演算時間Ｔα）を用いて、最新の振れ量を含む４個
の振れ量をメモり５６から選択抽出するようにしてい
る。この選択抽出に最新の振れ量（Ｅ_H[ｉ]，Ｅ
_V[ｉ]；ｉ＝０）を含めるようにした理由は、含めない
ときよりも良好な振れ予測が可能になるのをシミュレー
ションで確認したことによる。

【００２５】図８は、データ選択部５１２による振れ量
の選択抽出の説明図である。データ選択部５１２は、最
新時点（ｉ＝０）における振れ量（Ｅ_H[ｉ]，Ｅ
_V[ｉ]；ｉ＝０）を選択抽出し、この最新時点（ｔａと
する。）に対してＴｖよりも長く且つ最短となる時点
（ｊ＝１）を検索し、この時点（ｔｂとする。）におけ
る振れ量（Ｅ_H[ｊ]，Ｅ_V[ｊ]；ｊ＝１）を選択抽出す
る。また、最新時点ｔａに対してＴαよりも長く且つ最
短となる時点（ｊ＝３）を検索し、この時点（ｔｃとす
る。）における振れ量（Ｅ_H[ｊ]，Ｅ_V[ｊ]；ｊ＝３）
を選択抽出する。更に、時点ｔｃに対して上記Ｔｖより
も長く且つ最短となる時点（ｊ＝５）を検索し、この時
点（ｔｄとする。）における振れ量（Ｅ_H[ｊ]，Ｅ
_V[ｊ]；ｊ＝５）を選択抽出する。

【００２６】但し、速度演算時間Ｔｖは、所定の精度以
上の振れ速度Ｖ１，Ｖ２を得るための離間時間で、加速
度演算時間Ｔαは、所定の精度以上の振れ加速度αを得
るための離間時間である。このように、基準時間を用い
て振れ量を選択抽出することにより、被写体の明るさに
左右されない振れ補正が可能になるとともに、基準時間
の時間間隔を例えばシミュレーション等で所定精度の振
れ補正が得られる値に設定することにより、実際の振れ
に対して適切な振れ補正が実行されるようになる。とこ
ろで、振れ量検出部５１の演算処理時間は、これら基準
時間Ｔｖ，Ｔαに比して極めて高速である。

【００２７】なお、データ選択部５１２は、上記選択方
法に限らず、所定の基準時間間隔に最も近い離間時間と
なる時点における振れ量を選択するものでもよく、或い
は所定の基準時間間隔よりも短く且つ最長となる離間時
間となる時点における振れ量を選択するものでもよい。

【００２８】図３に戻って、予測振れ量算出部５１３
は、横及び縦方向の各々について、データ選択部５１２
で選択抽出された４個の振れ量を用いて予測振れ量を算
出するものである。

【００２９】この予測振れ量を算出するための演算処理
について説明する。まず、予測振れ量算出部５１３は、
予測振れ量算出に必要な振れ速度及び振れ加速度を求め
る。この求め方について図８を例にして説明すると、時
点ｔａにおける最新の振れ量（Ｅ_H[ｉ]，Ｅ_V[ｉ]；ｉ
＝０）と時点ｔｂにおける平均化振れ量（Ｅ_H[ｊ]，Ｅ
_V[ｊ]；ｊ＝１）から（数１）により振れ速度（Ｖ_1H，
Ｖ_1V）が求められる。

【００３０】

【数１】

【００３１】また、時点ｔｃ，ｔｄにおける平均化振れ
量（Ｅ_H[ｊ]，Ｅ_V[ｊ]；ｊ＝３及びＥ_H[ｊ]，Ｅ
_V[ｊ]；ｊ＝５）から（数２）により振れ速度（Ｖ_2H，
Ｖ_2V）が求められる。

【００３２】

【数２】

【００３３】更に、振れ速度（Ｖ_1H，Ｖ_1V），（Ｖ_2H，
Ｖ_2V）から（数３）により振れ加速度（α_H，α_V）が
求められる。

【００３４】

【数３】

【００３５】次いで、予測振れ量算出部５１３は、手振
れによる振れはほぼ等加速度運動に従って推移していく
との仮定に基づいて、最新の振れ量（Ｅ_H[ｉ]，Ｅ
_V[ｉ]；ｉ＝０）、振れ速度（Ｖ_1H，Ｖ_1V）及び振れ加
速度（α_H，α_V）から、（数４）により予測振れ量
（Ｅ_PH，Ｅ_PV）を算出する。

【００３６】

【数４】

【００３７】図９は、予測振れ量を求める上記演算式
（数４）に使用される時間Ｔの説明図である。本実施の
形態では、積分時間（Ｔ１）の中間時点ｔ１で、振れ検
出部４による振れ検出がなされたとして予測演算が行わ
れる。この場合、中間時点ｔ１から、積分時間Ｔ１の後
半時間（Ｔ１／２）、得られた各画素信号の転送に要す
る時間（Ｔ２）及び予測演算の処理時間（Ｔ３）が経過
した時点ｔ２、或いはより正確には、駆動部６により補
正レンズ部３を実際に駆動させて振れ補正が完了するの
に要する時間（Ｔ４）が更に経過した時点ｔ３におい
て、振れ検出で得られた振れ量に応じた実際の振れ補正
が実行されることとなる。

【００３８】本実施形態では、予測振れ量算出部５１３
は、（数４）に示されるように、時点ｔ１を基準にし
て、将来方向である時間Ｔ＝（Ｔ１／２）＋Ｔ２＋Ｔ３
＋Ｔ４が経過した時点ｔ３における振れを予測する予測
演算を実行するようになっている。

【００３９】なお、上記時間Ｔは、時間Ｔ３内で計算さ
れる。また、時間Ｔ１は、積分の開始時点と終了時点か
ら求められ、時間Ｔ２は、転送の開始時点と終了時点か
ら求められる。また、時間Ｔ４は、駆動部６の設計仕様
により決まる一定値が使用される。更に、時間Ｔ３は、
厳密には演算処理過程の分岐によっては異なる値になる
ものの、その差は数〜数十μｓオーダーであることか
ら、本実施形態では予め定められた一定値が使用され
る。

【００４０】また、本実施形態では、（数４）に示され
るように、加速度項に係数ｋ（０＜ｋ＜１）を含めるよ
うにしている。

【００４１】図１０は、加速度項に含まれる係数ｋの必
要性を示す図である。等加速度運動に基づく予測の場合
には、瞬間的にはかなり良好な予測が可能となるが、手
振れの振幅はさほど大きいものではなく、加速度は常に
変化し、非常に複雑な動きを示す。特に、手振れ波形の
頂点付近では、速度が急激に変化し、その符号も変化す
る。このため、等加速度運動に基づく予測では、時間Ｔ
の自乗で乗算される加速度を含む加速度項の効果が過剰
となり、その予測結果は、図１０に示されるように、実
際の振れから遠ざかるものとなる。このため、本実施形
態では、加速度項に係数ｋを含め（具体的には、等加速
度運動による移動量演算式の加速度項に係数ｋを乗
じ）、予測振れ量（Ｅ_PH，Ｅ_PV）が実際の振れに適合す
るようにしている。なお、係数ｋは、シミュレーション
で確認したところ０．５程度が望ましい。

【００４２】図１に戻って、係数変換部５２は、横及び
縦方向の予測振れ量を、メモリ５６に記憶されている変
換係数を用いて、補正レンズ部３に対する横及び縦方向
の目標角度位置（駆動量）に変換するものである。ま
た、係数変換部５２は、温度センサ５５で検出された環
境温度に応じて補正係数を算出し、この補正係数で横及
び縦方向の目標角度位置を補正する。この補正係数は、
環境温度変化に伴って生じる検出用レンズ４１の焦点距
離や補正レンズ部３による光の屈折率（パワー）の変動
分を補正するためのものである。

【００４３】目標位置設定部５３は、温度補正された横
及び縦方向の目標角度位置を目標位置情報（駆動終了位
置）に変換するものである。これら横及び縦方向の目標
位置情報は、それぞれ設定データＳＤ_PH，ＳＤ_PVとして
駆動部６にセットされる。

【００４４】補正ゲイン設定部５４は、温度センサ５５
で検出された環境温度に応じて、横及び縦方向のゲイン
補正量を求め、それぞれを設定データＳＤ_GH，ＳＤ_GVと
して駆動部６にセットするものである。横及び縦方向の
ゲイン補正量は、それぞれ横及び縦方向の基本ゲインを
補正するものである。設定データＳＤ_GH，ＳＤ_GV及び基
本ゲインの詳細については後述する。

【００４５】位置データ入力部５７は、位置検出部７の
各出力信号をＡ／Ｄ変換し、得られた各出力データか
ら、横振れ補正レンズ３１及び縦振れ補正レンズ３２の
各位置をモニターするものである。この位置データをモ
ニターすることで、補正レンズ部３用の駆動メカの異常
状態等が検出可能となる。

【００４６】駆動部６は、駆動制御回路６１、横アクチ
ュエータ６２及び縦アクチュエータ６３により構成され
ている。駆動制御回路６１は、目標位置設定部５３及び
補正ゲイン設定部５４からの設定データＳＤ_PH，Ｓ
Ｄ_PV，ＳＤ_GH，ＳＤ_GVに応じて、横及び縦方向の駆動信
号を生成するものである。横アクチュエータ６２及び縦
アクチュエータ６３は、コアレスモータ等（図２のモー
タ６３２及びギヤ６３１参照）で構成され、それぞれ駆
動制御回路６１で生成された横及び縦方向の駆動信号に
応じて、横振れ補正レンズ３１及び縦振れ補正レンズ３
２を駆動するものである。

【００４７】図１１は、サーボ回路の一部を構成する駆
動制御回路６１の一例を示すブロック図である。まず、
駆動制御回路６１にセットされる設定データＳＤ_GH，Ｓ
Ｄ_GVについて説明する。カメラ１は、その環境温度が変
化すると、振れ補正の駆動系に関する種々の特性が変化
する。例えば、環境温度の変化に伴って、モータ（図２
のモータ６３２参照）の各トルク定数、補正レンズ部３
及び駆動部６における駆動系（可動メカ）のバックラッ
シュ、及びその駆動系のギヤ（図２のギヤ部３２２及び
ギヤ６３１参照）の硬さなどが変化する。

【００４８】図１２は、この変化の一要因となるモータ
トルクの温度特性図である。図１２から理解されるよう
に、環境温度が基準温度（例えば２５℃）から外れる
と、モータトルクは基準温度での値とは異なる値を示
す。この結果、振れ補正に関する駆動特性が変化してし
まうこととなる。このように、横及び縦方向の基本ゲイ
ン（基準温度における駆動ゲイン）による駆動特性は、
温度センサ５５で得た環境温度が基準温度から外れる
と、変動するようになる。

【００４９】そこで、補正ゲイン設定部５４は、温度セ
ンサ５５で得た環境温度に応じて、横及び縦方向の各基
本ゲインによる駆動特性の変動を補正するゲイン補正量
を生成する。本実施形態では、環境温度が基準温度から
外れることにより生じるモータトルク、バックラッシュ
及びギヤの硬さ等の各変動を個別に補正するゲイン補正
量を求めるための関数（環境温度を引数とする。）が、
横及び縦方向の各々について予め求められている。そし
て、横及び縦方向の各々について、各補正関数に温度セ
ンサ５５で検出された環境温度が入力され、得られた各
値の合計値がゲイン補正量として求められる。これら横
及び縦方向のゲイン補正量は、それぞれ設定データＳＤ
_GH，ＳＤ_GVとして、駆動制御回路６１にセットされる。

【００５０】次に、駆動制御回路６１について説明す
る。図１では、説明の便宜上、設定データＳＤ_GH，ＳＤ
_GVは、２本の信号線で伝送されるように図示している
が、実際には、図略の２本のデータ線（ＳＣＫ，ＳＤ）
及び３本の制御線（ＣＳ，ＤＡ／ＧＡＩＮ，Ｘ／Ｙ）に
よりシリアル伝送されてセットされる。同様に、設定デ
ータＤ_PH，ＳＤ_PVも交互に駆動制御回路６１に送出され
る。

【００５１】このため、駆動制御回路６１は、バッファ
及びサンプルホールド回路等を備えている。即ち、図１
１において、バッファ６０１，６０２は、それぞれ目標
位置設定部５３から交互にセットされる設定データＳＤ
_PH，ＳＤ_PVを記憶するメモリである。

【００５２】ＤＡＣ６０３は、Ｄ／Ａ変換器であり、バ
ッファ６０１にセットされた設定データＳＤ_PHを目標位
置電圧Ｖ_PHに変換する。また、ＤＡＣ６０３は、バッフ
ァ６０２にセットされた設定データＳＤ_PVを目標位置電
圧Ｖ_PVに変換する。

【００５３】Ｓ／Ｈ６０４，６０５はサンプルホールド
回路である。Ｓ／Ｈ６０４は、ＤＡＣ６０３で変換され
た目標位置電圧Ｖ_PHをサンプリングし、次のサンプリン
グまでその値をホールドする。同様に、Ｓ／Ｈ６０５
は、ＤＡＣ６０３で変換された目標位置電圧Ｖ_PVをサン
プリングし、次のサンプリングまでその値をホールドす
る。

【００５４】加算回路６０６は、目標位置電圧Ｖ_PHと横
位置検出部７１の出力電圧Ｖ_H との差電圧を求めるもの
である。加算回路６０７は、目標位置電圧Ｖ_PVと縦位置
検出部７２の出力電圧Ｖ_V との差電圧を求めるものであ
る。加算回路６０６，６０７は、横位置検出部７１及び
縦位置検出部７２から出力される負電圧である出力電圧
Ｖ_H，Ｖ_Vと目標位置電圧Ｖ_PH，Ｖ_PVとを加算することに
より差電圧を求めている。

【００５５】Ｖ／Ｖ６０８は、入力電圧を、基準温度に
対して予め設定された比率で、横方向の比例ゲインとし
ての電圧に増幅するものであり、Ｖ／Ｖ６０９は、入力
電圧を、基準温度に対して予め設定された比率で、縦方
向の比例ゲインとしての電圧に増幅するものである。こ
こで、横方向の比例ゲインとは、横振れ補正レンズ３１
の目標位置と横位置検出部７１により検出された横振れ
補正レンズ３１の位置との差に比例するゲインのことで
ある。また、縦方向の比例ゲインとは、縦振れ補正レン
ズ３２の目標位置と縦位置検出部７２により検出された
縦振れ補正レンズ３２の位置との差に比例するゲインの
ことである。

【００５６】微分回路６１０は、基準温度に対して予め
設定された時定数による微分を、加算回路６０６で求め
られた差電圧に施して、横方向の微分ゲインとしての電
圧を得るものである。この得られた電圧は、横方向の速
度差（目標の駆動速度と現在の駆動速度との差）に相当
する。同様に、微分回路６１１は、基準温度に対して予
め設定された時定数による微分を、加算回路６０７で求
められた差電圧に施して、縦方向の微分ゲインとしての
電圧を得るものである。この得られた電圧は、縦方向の
速度差（目標の駆動速度と現在の駆動速度との差）に相
当する。

【００５７】このように、Ｖ／Ｖ６０８，６０９及び微
分回路６１０，６１１によって、横及び縦方向の各々に
ついて、基準温度に対する基本ゲインとしての比例及び
微分ゲインの設定が行われる。

【００５８】バッファ６１２は、補正ゲイン設定部５４
からの設定データＳＤ_GHを記憶するメモリである。この
設定データＳＤ_GHとは、横方向の基本ゲイン（比例及び
微分ゲイン）を補正するゲイン補正量（比例及び微分ゲ
イン補正量）である。バッファ６１３は、補正ゲイン設
定部５４からの設定データＳＤ_GVを記憶するメモリであ
る。この設定データＳＤ_GVとは、縦方向の基本ゲイン
（比例及び微分ゲイン）を補正するゲイン補正量（比例
及び微分ゲイン補正量）である。

【００５９】ＨＰゲイン補正回路６１４は、Ｖ／Ｖ６０
８で得られた横方向の比例ゲインに対して、バッファ６
１２からの横方向の比例ゲイン補正量に相当するアナロ
グ電圧を加えて、温度補正後における横方向の比例ゲイ
ンを出力するものである。また、ＶＰゲイン補正回路６
１５は、Ｖ／Ｖ６０９で得られた縦方向の比例ゲインに
対して、バッファ６１３からの縦方向の比例ゲイン補正
量に相当するアナログ電圧を加えて、温度補正後におけ
る縦方向の比例ゲインを出力するものである。

【００６０】ＨＤゲイン補正回路６１６は、微分回路６
１０で得られた横方向の微分ゲインに対して、バッファ
６１２からの横方向の微分ゲイン補正量に相当するアナ
ログ電圧を加えて、温度補正後における横方向の微分ゲ
インを出力するものである。また、ＶＤゲイン補正回路
６１７は、微分回路６１１で得られた縦方向の微分ゲイ
ンに対して、バッファ６１３からの縦方向の微分ゲイン
補正量に相当するアナログ電圧を加えて、温度補正後に
おける縦方向の微分ゲインを出力するものである。

【００６１】このように、ＨＰゲイン補正回路６１４、
ＶＰゲイン補正回路６１５、ＨＤゲイン補正回路６１６
及びＶＤゲイン補正回路６１７によって、基本ゲインと
しての比例及び微分ゲインが温度補正される。

【００６２】ＬＰＦ６１８は、ＨＰゲイン補正回路６１
４及びＨＤゲイン補正回路６１６の各出力電圧に含まれ
る高周波ノイズを除去するローパスフィルタである。Ｌ
ＰＦ６１９は、ＶＰゲイン補正回路６１５及びＶＤゲイ
ン補正回路６１７の各出力電圧に含まれる高周波ノイズ
を除去するローパスフィルタである。

【００６３】ドライバー６２０は、ＬＰＦ６１８、６１
９の出力電圧に対応した駆動電力を、それぞれ横アクチ
ュエータ６２及び縦アクチュエータ６３に供給するモー
タ駆動用のＩＣである。

【００６４】図１に示される位置検出部７は、横位置検
出部７１及び縦位置検出部７２により構成されている。
横位置検出部７１及び縦位置検出部７２は、それぞれ横
振れ補正レンズ３１及び縦振れ補正レンズ３２の現在位
置を検出するものである。

【００６５】図１３は、横位置検出部７１の構成図であ
る。横位置検出部７１は、発光ダイオード（ＬＥＤ）７
１１、スリット７１２及び位置検出素子（ＰＳＤ）７１
３を有している。ＬＥＤ７１１は、横振れ補正レンズ３
１のフレーム３１１におけるギヤ部の形成位置に取り付
けられている（図２のＬＥＤ７２１参照）。スリット７
１２は、ＬＥＤ７１１の発光部から射出される光の指向
性を鋭くするためのものである。ＰＳＤ７１３は、鏡胴
２４の内壁側におけるＬＥＤ７１１に対向する位置に取
り付けられ、ＬＥＤ７１１からの射出光束の受光位置
（重心位置）に応じた値の光電変換電流Ｉ１，Ｉ２を出
力するものである。光電変換電流Ｉ１，Ｉ２の差が測定
されることで、横振れ補正レンズ３１の位置が検出され
るようになっている。縦位置検出部７２も、同様にして
縦振れ補正レンズ３２の位置を検出するように構成され
ている。

【００６６】図１４は、横位置検出部７１のブロック図
である。横位置検出部７１は、ＬＥＤ７１１及びＰＳＤ
７１３に加えて、Ｉ／Ｖ変換回路７１４，７１５、加算
回路７１６、電流制御回路７１７、減算回路７１８及び
ＬＰＦ７１９等により構成されている。Ｉ／Ｖ変換回路
７１４，７１５は、それぞれＰＳＤ７１３の出力電流Ｉ
１，Ｉ２を電圧Ｖ１，Ｖ２に変換するものである。加算
回路７１６は、Ｉ／Ｖ変換回路７１４，７１５の出力電
圧Ｖ１，Ｖ２の加算電圧Ｖ３を求めるものである。電流
制御回路７１７は、加算回路７１６の出力電圧Ｖ３、即
ちＬＥＤ７１１の発光量を一定に保持するようにトラン
ジスタＴｒ１のベース電流を増減するものである。減算
回路７１８は、Ｉ／Ｖ変換回路７１４，７１５の出力電
圧Ｖ１，Ｖ２の差電圧Ｖ４を求めるものである。ＬＰＦ
７１９は、減算回路７１８の出力電圧Ｖ４に含まれる高
周波成分をカットするものである。

【００６７】次に、横位置検出部７１による検出動作に
ついて説明する。ＰＳＤ７１３から送出された電流Ｉ
１，Ｉ２は、それぞれＩ／Ｖ変換回路７１４，７１５で
電圧Ｖ１，Ｖ２に変換される。

【００６８】次いで、電圧Ｖ１，Ｖ２は加算回路７１６
で加算される。電流制御回路７１７は、この加算により
得られた電圧Ｖ３が常に一定となる電流を、トランジス
タＴｒ１のベースに供給する。ＬＥＤ７１１は、このベ
ース電流に応じた光量で発光する。

【００６９】他方、電圧Ｖ１，Ｖ２は、減算回路７１８
で減算される。この減算により得られた電圧Ｖ４は、横
振れ補正レンズ３１の位置を示す値になっている。例え
ば、ＰＳＤ７１３の中心から右側に長さｘ離れた位置に
受光位置（重心位置）がある場合、長さｘ，電流Ｉ１，
Ｉ２及びＰＳＤ７１３の受光エリア長Ｌは、（数５）の
関係を満たす。

【００７０】

【数５】

【００７１】同様に、長さｘ，電圧Ｖ１，Ｖ２及び受光
エリア長Ｌは（数６）の関係を満たす。

【００７２】

【数６】

【００７３】これより、Ｖ２＋Ｖ１の値、即ち電圧Ｖ３
の値が常に一定となるように制御すれば（数７）の関係
が得られ、Ｖ２−Ｖ１の値、即ち電圧Ｖ４の値が長さｘ
を示すものとなり、電圧Ｖ４をモニターすれば横振れ補
正レンズ３１の位置を検出することが可能となる。

【００７４】

【数７】

【００７５】なお、振れセンサ制御部４３、信号処理部
４４、振れ量検出部５１、係数変換部５２、目標位置設
定部５３、補正ゲイン設定部５４及び位置データ入力部
５７は、上記処理を行うためのプログラム及びこれをを
実行するＭＰＵ（マイクロプロセッサユニット）によっ
て構成される。また、上記各部は、１個或いは複数個の
ＭＰＵで構成されたものでもよい。

【００７６】次に、本実施形態の動作について説明す
る。被写体から到来する光は、検出用レンズ４１を通過
して、振れセンサ４２の受光面上に被写体像として結像
する。この被写体像は、振れセンサ制御部４３の制御に
より、積分時間毎に、振れセンサ４２から画像信号とし
て取り出される。この画像信号は、信号処理部４４によ
り画像データに変換される。

【００７７】この画像データは、メモリ５６にダンプさ
れ、画像比較演算部５１１ｃの演算処理により横及び縦
方向の振れ量（Ｅ_H[ｉ]，Ｅ_V[ｉ]）が求められ、平均
化処理部５１１ｄにより、その直前に求められた振れ量
で平均化され、メモリ５６に記憶される。

【００７８】この後、横及び縦方向の各々について、メ
モリ５６から最新の振れ量を含む４個の振れ量が選択抽
出される。

【００７９】図１５は、「振れ量の選択抽出」のサブル
ーチンである。このサブルーチンがコールされると、カ
ウンタｎは、“１”が設定され（＃５）、“１”だけイ
ンクリメントされて（＃１０）、時間間隔Ｔ_1n（＝ｔ１
−ｔｎ）が算出される（＃１５）。但し、時点ｔ１は、
図８のｉ＝０の時点に対応し、時点ｔｎ（ｎは上記カウ
ンタｎの値に対応）は、図８の時点ｊに対応している。

【００８０】次いで、時間間隔Ｔ_1nがＴαより短いか否
かの判定が行われる（＃２０）。時間間隔Ｔ_1nがＴαよ
り短いときは（＃２０でＹＥＳ）、ステップ＃１０に戻
る。これに対して、時間間隔Ｔ_1nがＴαより短くないと
きは（＃２０でＮＯ）、カウンタｍはカウンタｎの値が
設定される（＃２５）。これにより、カウンタｎの値が
保存され、図８に示される時点ｔｃの検索が完了する。

【００８１】この後、カウンタｍが“１”だけインクリ
メントされて（＃３０）、時間間隔Ｔ_nm（＝ｔｎ−ｔ
ｍ）が算出される（＃３５）。但し、時点ｔｍ（ｍは上
記カウンタｍの値に対応）は、図８の時点ｊに対応して
いる。

【００８２】次いで、時間間隔Ｔ_nmがＴｖより短いか否
かの判定が行われる（＃４０）。時間間隔Ｔ_nmがＴｖよ
り短いときは（＃４０でＹＥＳ）、ステップ＃３０に戻
る。これに対して、時間間隔Ｔ_nmがＴｖより短くないと
きは（＃４０でＮＯ）、カウンタｈは“１”が設定され
る（＃４５）。これにより、カウンタｍの値が保存さ
れ、図８に示される時点ｔｄの検索が完了する。

【００８３】この後、カウンタｈが“１”だけインクリ
メントされて（＃５０）、時間間隔Ｔ_1h（＝ｔ１−ｔ
ｈ）が算出される（＃５５）。但し、時点ｔｈ（ｈは上
記カウンタｈの値に対応）は、図８の時点ｊに対応して
いる。

【００８４】次いで、時間間隔Ｔ_1hがＴｖより短いか否
かの判定が行われる（＃６０）。時間間隔Ｔ_1hがＴｖよ
り短いときは（＃６０でＹＥＳ）、ステップ＃５０に戻
る。これに対して、時間間隔Ｔ_1hがＴｖより短くないと
き（＃６０でＮＯ）、次のデータの抽出に進む（＃６
５）。このとき、図８に示される時点ｔｂの検索が完了
し、この時点ｔｂはカウンタｈの値により特定される。

【００８５】ステップ＃６５では、ステップ＃２０の判
定がＮＯとなったときのカウンタｎの値で特定される時
点ｔｎにおける振れ量が、図８に示される時点ｔｃにお
ける振れ量として抽出される。また、ステップ＃４０の
判定がＮＯとなったときのカウンタｍの値で特定される
時点ｔｍにおける振れ量が、図８に示される時点ｔｄに
おける振れ量として抽出される。更に、ステップ＃６０
の判定がＮＯとなったときのカウンタｈの値で特定され
る時点ｔｈにおける振れ量が、図８に示される時点ｔｂ
における振れ量として抽出される。なお、最新時点ｔ１
における振れ量は常に抽出される。この後リターンす
る。

【００８６】横及び縦方向の各々について、最新の振れ
量を含む４個の振れ量が選択抽出されると、これらから
振れ速度及び振れ加速度が求められ、（数４）の演算で
予測振れ量が求められる。

【００８７】横及び縦方向の各々について、予測振れ量
は、目標角度位置（駆動量）に変換され、温度補正が施
され、目標位置情報（駆動終了位置）に変換された後、
設定データ（ＳＤ_PH，ＳＤ_PV）として駆動部６にセット
される。一方、補正ゲイン設定部５４により設定データ
ＳＤ_GH，ＳＤ_GVが駆動部６にセットされる。これによ
り、補正レンズ部３は、これら設定データＳＤ_PH，ＳＤ
_PV，ＳＤ_GH，ＳＤ_GVに応じた駆動部６の駆動により、カ
メラ本体と被写体像との相対的な振れ量を補正するよう
に駆動する。

【００８８】なお、本実施の形態では、振れセンサ４２
としてＣＣＤエリアセンサを用いたが、角速度センサを
用いたものでもよい。この場合、角速度を検出するため
の積分処理の時間が必要となるため、上記の予測方法を
好適に用いることができる。

【００８９】

【発明の効果】以上のことから明らかなように、請求項
１記載の発明によれば、振れ量検出時点から比較的長い
時間後における予測に対しても、高精度の予測値を得る
ことができる。

【００９０】請求項２記載の発明によれば、実際の手振
れに最も適合する現在の振れ量を得ることができる。

【００９１】請求項３記載の発明によれば、高精度の検
出振れ量を用いることができ、この結果、現在の振れ量
を高精度で予測することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態のブロック図である。

【図２】鏡胴内に収納された縦振れ補正レンズ等の斜視
図である。

【図３】振れ量検出部の構成を説明するためのブロック
図である。

【図４】基準画像選定の説明図である。

【図５】画像比較演算部の演算処理により得られた振れ
量に対し、平均化処理部により施される平均化処理の説
明図である。

【図６】画像比較演算部の演算処理により得られた振れ
量と平均化処理部により平均化された振れ量のグラフで
ある。

【図７】予測振れ量算出部で用いられる振れ速度及び振
れ加速度と、これらを求めるために必要となる振れ量と
の関係を示す図である。

【図８】データ選択部による振れ量の選択抽出の説明図
である。

【図９】予測振れ量を求める演算式に使用される時間Ｔ
の説明図である。

【図１０】加速度項に含まれる係数ｋの必要性を示す図
である。

【図１１】サーボ回路の一部を構成する駆動制御回路の
一例を示すブロック図である。

【図１２】駆動特性変化の一要因となるモータトルクの
温度特性図である。

【図１３】横位置検出部の構成図である。

【図１４】横位置検出部のブロック図である。

【図１５】「振れ量の選択抽出」のサブルーチンであ
る。

【符号の説明】

１カメラ２撮像部３補正レンズ部（振れ補正手段）４振れ検出部（振れ検出手段）５振れ補正量設定部６駆動部（振れ補正手段）７位置検出部（振れ補正手段）２１撮像レンズ２２フィルム３１横振れ補正レンズ３２縦振れ補正レンズ４１検出用レンズ４２振れセンサ（固体撮像素子）４３振れセンサ制御部４４信号処理部５１振れ量検出部５２係数変換部５３目標位置設定部５４補正ゲイン設定部５５温度センサ５６メモリ５７位置データ入力部６１駆動制御回路６２横アクチュエータ６３縦アクチュエータ７１横位置検出部７２縦位置検出部５１１振れ量算出部５１２データ選択部５１３予測振れ量算出部（予測演算手段，第１の算出
手段，第２の算出手段）５１１ａ画像データダンプ部５１１ｃ画像比較演算部（検出部）５１１ｄ平均化処理部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】カメラ本体と被写体像との相対的な振れ
量を周期的に検出する振れ検出手段と、前記振れ検出手
段で検出された過去の複数時点での検出振れ量を利用し
て、現在の振れ量を予測する予測演算手段と、前記予測
演算手段で得られた予測振れ量だけ前記カメラ本体と被
写体像との相対的な振れを補正する振れ補正手段とを備
えた振れ補正機能付きカメラにおいて、前記予測演算手
段は、前記過去の複数の検出時点での検出振れ量から現
在の振れ速度と振れ加速度とを算出する第１の算出手段
と、前記第１の算出手段で得られた振れ速度及び振れ加
速度から現在の振れ量を算出する第２の算出手段により
構成され、前記第２の算出手段は、前記振れ速度及び振
れ加速度を含む等加速度運動に基づく移動量算出の演算
式における加速度項に係数ｋ（０＜ｋ＜１）を乗じて、
前記現在の振れ量を算出することを特徴とする振れ補正
機能付きカメラ。
【請求項２】前記係数ｋは０．５であることを特徴と
する請求項１記載の振れ補正機能付きカメラ。
【請求項３】前記振れ検出手段は、前記被写体像の光
を受光し、電気信号に変換する複数の光電変換素子が二
次元状に配列された固体撮像素子と、得られた被写体像
の受光位置の変位により前記振れ量を検出する検出部と
により構成されることを特徴とする請求項１又は２記載
の振れ補正機能付きカメラ。