(57)【要約】【課題】短い時間で精度の高い像振れ補正を行うことが可能な光学機器を実現する。【解決手段】加速度センサ２０５で検出したセンサ検出加速度の補正後の加速度と、カメラ本体１側から入力された平行振れ情報およびピント振れ情報に基づいて演算された加速度とから、カメラ本体１側から入力された振れ情報に被写体振れが含まれていると判別する判別手段２１６を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学機器に加わった振動の加速度を検出して生成された第１の信号と、前記振動の変位を検出して生成された第２の信号とを用いて被写体の移動の有無を判別する判別手段を有することを特徴とする光学機器。
【請求項２】
光学機器に加わった振動により発生する慣性力を利用して生成された第１の信号と、前記振動による光束の変位を検出して生成された第２の信号とを用いて被写体の移動の有無を判別する判別手段を有することを特徴とする光学機器。
【請求項３】
前記判別手段は、前記第１の信号から得られた第１の振れ加速度と前記第２の信号から得られた第２の振れ加速度との差に基づいて、前記被写体の移動の有無を判別することを特徴とする請求項１又は２に記載の光学機器。
【請求項４】
前記判別手段による判別結果に応じて、前記振動に伴う像振れを補正する振れ補正手段を制御する制御手段を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の光学機器。
【請求項５】
前記制御手段は、被写体の移動が無いときは、前記第１の信号と前記第２の信号とを用いて振れ情報を生成し、該振れ情報に基づいて前記振れ補正手段を制御することを特徴とする請求項４に記載の光学機器。
【請求項６】
前記制御手段は、被写体の移動が有るときは、前記第１の信号を用いて振れ情報を生成し、該振れ情報に基づいて前記振れ補正手段を制御することを特徴とする請求項４に記載の光学機器。
【請求項７】
前記制御手段は、前記第１の信号から得られた第１の振れ加速度と前記第２の信号から得られた第２の振れ加速度との差分値を求め、該差分値に基づいて前記第１の振れ加速度を補正し、該補正した第１の振れ加速度を用いて前記振れ情報を求めることを特徴とする請求項５に記載の光学機器。
【請求項８】
前記制御手段は、前記第１の信号から得られた第１の振れ加速度と、所定時間内に前記第１の信号から得られた振れ加速度の平均値との差分値を求め、該差分値に基づいて前記第１の振れ加速度を補正し、該補正した第１の振れ加速度を用いて前記振れ情報を求めることを特徴とする請求項６に記載の光学機器。
【請求項９】
前記制御手段は、前記第１の信号から得られた第１の振れ加速度に基づいて振れ速度および振れ変位を求め、かつ前記第２の信号に基づいて前記振れ速度および振れ変位を求める際に用いられる振れ初速度を設定することを特徴とする請求項５から８のいずれか１つに記載の光学機器。
【請求項１０】
前記制御手段は、撮影倍率が所定値よりも大きいときに、前記第１および第２の信号を用いて前記振れ情報を生成することを特徴とする請求項５から９のいずれか１つに記載の光学機器。
【請求項１１】
前記第１および第２の信号は、像面に略平行な方向への振動に応じた信号であることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１つに記載の光学機器。
【請求項１２】
前記第１および第２の信号は、光軸に略平行な方向への振動に応じた信号であることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１つに記載の光学機器。
【請求項１３】
前記振れ補正手段を有することを特徴とする請求項４から１０のいずれか１つに記載の光学機器。
【請求項１４】
前記第１の信号を出力する第１の検出手段を有することを特徴とする請求項１から１３のいずれか１つに記載の光学機器。
【請求項１５】
前記第２の信号を出力する第２の検出手段を有することを特徴とする請求項１から１４のいずれか１つに記載の光学機器。
【請求項１６】
前記第２の検出手段は、光学系の焦点状態を検出する焦点検出手段であることを特徴とする請求項１５に記載の光学機器。
【請求項１７】
撮影装置と、
該撮影装置に対して装着可能な請求項１から１６のいずれか１つに記載の光学機器とを有することを特徴とする撮影システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像振れ補正精度を向上させる機能を有する光学機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、カメラや交換レンズ等の光学機器には、良好な撮影画像を得るために手振れ等による像振れを制御する防振システムが搭載されている。
【０００３】
手振れは、通常１Ｈｚないし１０Ｈｚの周波数を有する振動であり、防振システムはこのような振れに対して像振れの無い写真を撮影するため、まず、光学機器の振動を検出し、検出結果に応じて補正レンズを光軸直交面内で駆動（変位）させたり（光学防振）、撮影映像のうち切り取る（出力する）領域をシフトさせたりして（電子防振）、像振れによる光軸変化を制御している。
【０００４】
具体的には、レーザージャイロ等により、加速度、角加速度、角速度、角変位等を検出して、この検出結果に基づく演算処理により光学機器の振れ情報を求める。そして、該振れ情報に応じて補正レンズを駆動したり、映像の出力領域をシフトさせたりすることで、像振れ補正を行っている。
【０００５】
ところで、一般に撮影倍率が０．１倍以下の場合は、撮像面が傾く方向の角度振れの補正のみで像振れ補正は十分であるが、撮影倍率がそれよりも大きくなると、撮影光軸方向（ピント方向）の振れの影響が大きくなる。これは、ピント方向の振れが撮影倍率の二乗に比例してピントのずれとして発生するためである。
【０００６】
このため、従来、マクロレンズのような撮影倍率の高い光学機器においては、加速度センサを用い、光学的振れ補正手段を制御することでピント振れを補正する提案がなされている。
【０００７】
また、この加速度センサで検出される加速度には、ピント方向の振れの加速度に重力による加速度が加わって検出される。そして、検出された加速度から速度及び変位を算出するためには、初速度を正確に求める必要がある。その手段として特許文献１では、次のような提案がなされている。  
【０００８】
まず、重力加速度方向を所定時間の間測定し続け、その測定結果の平均値より平均的な重力加速度方向を求める。その後は角速度センサの出力から角度方向の変位を求め、さらに重力加速度方向の変位を算出し、上記検出された加速度から重力加速度を引いて振れ加速度を演算する。
【０００９】
さらに、上記特許文献１には、加速度センサにより検出された加速度のうち、所定の時間間隔における最初のピーク値時から最後のピーク値時までの間の加速度を用いて、最初のピーク値時と最後のピーク値時とにおける振れ変位が等しいと仮定することによって、その加速度から速度を算出する提案がなされている。
【００１０】
また、その他に、結像した像の変位から直接振れ変位を求める方法、例えば、ＡＦセンサに結像した像の振れを検出してカメラ振れを検知し、検知されたカメラ振れと加速度センサ出力とを比較することによって加速度を補正する方法が提案されている。
【特許文献１】特開平０９−２１８４３５号公報（段落００１０，００１９〜００２１、図１、２等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記特許文献のように、加速度から振れ変位を算出する場合、まず、重力加速度方向算出のために、長時間にわたって加速度を測定して重力方向を求める必要がある。このため、最終的に振れ変位を得るまでに長時間を要し、撮影装置の速写性が悪化する。  
【００１２】
さらに、この方法はカメラに加わる振れを周期運動として仮定して初速度の算出している。しかし、実際に生じるカメラ振れは周期性に乏しい挙動をするため、初速度は誤差を大きく含むことになり、正確な像振れ補正を行うことができない。
【００１３】
一方、ＡＦセンサで振れ検出を行う場合は、像面上の振れが被写体の移動によるものか、カメラ振れによるものかを判別できない。例えば、一眼レフレックスカメラの撮影において、ミラーが撮影光路から退避する直前に被写体が移動すると、ＡＦセンサにおけるカメラ振れ検出は被写体移動を含んだものとなり、正確な初速度（加速度センサの正確な補正量）を求めることができない。
【００１４】
本発明の例示的な目的の１つは、光学機器に加わった振動に対する正確な情報を得ることができ、かつ該振動に対する精度の高い像振れ補正が可能な光学機器を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
１つの観点としての本発明の光学機器は、光学機器に加わった振動の加速度を検出して生成された第１の信号と、振動の変位を検出して生成された第２の信号とを用いて被写体の移動の有無を判別する判別手段を有することを特徴とする。
【００１６】
また、他の観点としての本発明の光学機器は、光学機器に加わった振動により発生する慣性力を利用して生成された第１の信号と、振動による光束の変位を検出して生成された第２の信号とを用いて被写体の移動の有無を判別する判別手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、第１及び第２の信号を用いて被写体の移動を判別する。このため、光学機器に加わった振動に対する正確な情報を得ることができ、精度の高い像振れ補正が可能な光学機器を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１９】
図１は本発明の実施例１における交換レンズ（レンズ装置）式のデジタル一眼レフカメラの断面図である。ここではレンズ光軸（撮影光軸）ＡＸＬの方向をＺ方向、該レンズ光軸に対し直交する方向であって、撮像面に平行な２方向のうち、横方向をＸ方向、縦方向をＹ方向とする。
【００２０】
１はカメラ本体、２は該カメラ本体に装着される交換レンズ（レンズ装置）である。カメラ本体１において、３は撮影開始前においてレンズ装置２からの光束の光路上に配設され、該光束の一部を反射してファインダー光学系に導き、かつ残りの光束を透過させる。
この状態において、メインミラー３の背後にはサブミラー４を配置されており、メインミラー３を透過した光束を反射して焦点検出ユニット５に導く。メインミラー３及びサブミラー４は、撮影中は上記光路から退避している。
【００２１】
焦点検出ユニット５は、入射した光束を２つに分割するコンデンサレンズと、各分割光束を再結像させる二つのセパレータレンズと、結像された被写体像をそれぞれ光電変換するＣＣＤ等のラインセンサにより構成されるＡＦセンサとを有し、いわゆる位相差検出方式での焦点検出（レンズ装置２の焦点状態の検出）を行う。なお、ラインセンサは、被写体の縦方向（Ｙ方向）と横方向（Ｘ方向）の像位置を検出する十字型に配置されている。
【００２２】
６はＣＣＤセンサ、ＣＭＯＳセンサ等の撮像素子であり、この撮像素子６の受光面（撮像面）上にはレンズ装置２を出力する。９は電子制御式のフォーカルプレーンシャッタであり、撮像素子６の露光量を制御する。また、ファインダー光学系は、ペンタプリズム７、接眼レンズ８とより構成されている。
【００２３】
レンズ装置２において、被写体側から１１は第１レンズユニット、１２はフォーカスレンズとしての第２レンズユニット、１３は変倍レンズとしての第３レンズユニット、１４は振れ補正レンズとしての第４レンズユニットである。さらに、第３レンズユニットと第４レンズユニットとの間には、絞りユニット１５が配設されており、レンズ装置２を通過してカメラ本体１側に至る光量を調節する。本実施例では、この第１から第４のレンズユニットと絞りユニット１５により撮影光学系が構成されている。
【００２４】
そして、第２レンズユニット（フォーカスレンズ）１２は、ＡＦモータ１６からの駆動力を受けて光軸ＡＸＬ上を移動し、焦点調節を行い、第３レンズユニット（変倍レンズ）１３は撮影者による操作力が不図示の伝達機構により伝達されることによって、レンズ光軸ＡＸＬ上を移動して変倍動作を行う。
【００２５】
第４レンズユニット（振れ補正レンズ）１４は、ＩＳアクチュエータ１９からの駆動力を受けて、レンズ光軸ＡＸＬに直交する方向に移動し、像振れ補正を行う。具体的には、レンズ装置２側に設けられた振動ジャイロ等の角速度センサ１７からの信号および加速度センサ１８からの信号に基づいて、カメラシステムの振れを示す振れ情報が生成され、該振れ情報が示す振れ方向とは反対方向に、かつ該振れ情報が示す振れ変位量に応じた駆動量（振れ変位量と振れ補正レンズの敏感度等から演算される）だけ第４レンズユニット１４を駆動するようにＩＳアクチュエータ１９を制御する。
【００２６】
なお、加速度センサ１８は、Ｘ，Ｙ，Ｚの３方向の加速度を検出することができる。また、角速度センサ１７と加速度センサ１８は、撮影光学系の光軸ＡＸＬに直交し、かつ該撮影光学系の主点Ｐを含む平面上に配置されている。これにより、角速度センサ１７および加速度センサ１８はいずれも主点Ｐに対応した位置での振れの角速度および加速度を検出することができる。
【００２７】
また、ＩＳアクチュエータ１９の駆動の制御は、後述するレンズＣＰＵにより行われる。さらに、第４レンズユニット１４は、光軸上の一点を中心にして回動し、実質的に光軸直交方向に移動するものであってもよいし、いわゆる可変頂角プリズムであってもよい。
【００２８】
図２には、図１に示したレンズ交換式デジタル一眼レフカメラシステムの電気回路構成を示すブロック図である。この図において、１００はカメラ本体１側の電気回路（以下、カメラ側電気回路という）、２００はレンズ装置２側の電気回路（以下、レンズ側電気回路という）である。
【００２９】
カメラ側電気回路において、１０１はマイクロコンピュータで構成されるカメラＣＰＵであり、カメラ１側の各構成部の動作を制御するとともに、カメラ接点１０２およびレンズ装置２側のレンズ接点２０２を介して交換レンズ２に設けられたレンズＣＰＵ２０１との通信を行う。レンズ装置２側に通信される情報としては、後述する平行振れ情報、ピント振れ情報等が含まれ、また、レンズ装置２側から受信する信号として像倍率情報等が含まれる。また、カメラ接点１０２は、レンズ装置２側に信号を伝達する信号伝達接点、該レンズ装置２に電源を供給する電源用接点を含む。
【００３０】
１０３は外部から操作可能な電源スイッチであり、カメラＣＰＵ１０１を立ち上げてシステム内の各アクチュエータやセンサ等への電源供給およびシステムの動作を可能な状態とするためのスイッチである。
【００３１】
１０４は外部から操作可能な２段ストローク式のレリーズスイッチであり、第１ストロークスイッチ（ＳＷ１）と第２ストロークスイッチ（ＳＷ２）を有する。該レリーズスイッチ１０４からの信号は、カメラＣＰＵ１０１に入力される。カメラＣＰＵ１０１は、第１ストロークスイッチ（ＳＷ１）からのＯＮ信号の入力に応じて、撮影準備状態に入り、測光部１０５による被写体輝度の測定および焦点検出部１０３による位相差検出方式での焦点検出を開始させる。カメラＣＰＵ１０１は、測光結果に基づいて絞りユニット１５の絞り値や撮像素子６の露光量（シャッタ秒時）等を演算する。また、カメラＣＰＵ１０１は、焦点状態の検出結果である焦点検出情報（デフォーカス量およびデフォーカス方向）に基づいて、撮影対象となる被写体に対して焦点を合わせるために必要な第２レンズユニット１２の駆動量および駆動方向を決定する。該駆動量および駆動方向の情報は、レンズＣＰＵ２０１に送信される。レンズＣＰＵ２０１は、レンズ装置２内の各構成部の動作を制御する。
【００３２】
さらに、カメラＣＰＵ１０１は、レンズ装置２側に設けられたＩＳ（防振）スイッチ２０３からのＯＮ信号を受けると、第４レンズユニット１４の駆動制御、すなわち振れ補正制御を開始する。ここで、本実施例では、撮影倍率が所定値より大きい場合は、カメラ１側に設けられた平行振れ検出部１０８が、ＡＦセンサからの信号に基づいて、つまりは合焦対象の被写体からの光束のＡＦセンサ上での変位を利用して、該ＡＦセンサに結像する被写体像のＸ，Ｙ方向の像振れ、すなわち平行振れを検出し、Ｘ，Ｙ方向の平行振れ情報としてレンズＣＰＵ２０１に送信する。また、ピント振れ検出部１０７は、焦点検出情報の変動に基づいてピント方向（Ｚ方向）の振れ、すなわちピント振れ変位量（方向を含む）を検出し、これをピント振れ情報としてレンズＣＰＵ２１に送信する。
【００３３】
第２ストロークスイッチ（ＳＷ２）からのＯＮ信号が入力されると、カメラＣＰＵ１０１は、レンズＣＰＵ２０１に対して絞り駆動命令を送信し、絞りユニット１５を先に演算した絞り値に設定させる。また、カメラＣＰＵ１０１は、露光部１０９に露光開始命令を送信し、ミラー３，４の退避（アップ）動作およびシャッタ９の開放動作を行わせ、撮像素子６を含む撮像部１１０にて、被写体像の光電変換、すなわち撮影を行わせる。
【００３４】
撮像部１１０（撮像素子６）からの撮像信号は、信号処理部１１１にてデジタル変換され、さらに各種補正処理が施されて画像信号として出力される。画像信号（データ）は、画像記録部１１２において、フラッシュメモリ等の半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスク等の記録媒体に記録保存される。
【００３５】
レンズ接点２０２は、カメラ本体１側との信号のやり取りを行う信号伝達接点と、カメラ本体１側から電源供給を受ける電源用接点とを含む。
【００３６】
ＩＳ（防振）スイッチ２０３は、像振れ補正制御を行わせるかどうかを選択するために撮影者により操作される。ＩＳスイッチ２０３からのＯＮ信号は、レンズＣＰＵ２０１を介してカメラ本体１側にも送信される。
【００３７】
２０４は図１において符号１７を付した角速度センサであり、カメラシステムの角度振れである縦（ピッチ方向）振れと横（ヨー方向）振れのそれぞれの角速度を示す角速度信号を出力する検出部と、該検出部からの角速度信号を電気的あるいは機械的に積分して得られた、上記ピッチ方向振れおよびヨー方向振れの変位（角度振れ変位量）を示す変位信号をレンズＣＰＵ２０１に出力する演算出力部とから構成されている。なお、この角速度センサ２０４は、レンズＣＰＵ２０１からの指令信号によってその動作のＯＮ／ＯＦＦが制御される。
【００３８】
２０５は図１において符号１８を付した加速度センサであり、互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚの３方向における加速度を機械的に、具体的には振れにより発生する慣性力を利用して検出し、該加速度を示す信号をレンズＣＰＵ２０１に出力する。
【００３９】
２０６は加速度・速度演算部であり、カメラ本体１側から入力されたＸ，Ｙ方向の平行振れ情報およびＺ方向のピント振れ情報を、撮影倍率情報（これについては後述する）に応じてＸ，Ｙ、Ｚ方向の平行，ピント振れ変位量に変換し、その値からＸ，Ｙ，Ｚ方向の平行，ピント振れ速度および平行，ピント振れ加速度を演算する。
【００４０】
ここで既に角度振れの補正が行われた状態であれば、Ｘ，Ｙ方向の振れは角度振れを排除した平行振れのみと見なされる。
【００４１】
２０７は補正値演算部であり、加速度・速度演算部２０６にて演算された平行，ピント振れ加速度と、加速度センサ２０５からの信号により示される加速度（以下、センサ検出加速度という）とを比較して、その差分（相対加速度）を加速度センサ２０５から得られた加速度に対する補正値として演算する。この補正値は、Ｘ，Ｙ，Ｚのそれぞれの方向について演算され、方向別の加速度補正値として記憶される。なお、この補正値が重力加速度に相当する。この補正値演算部２０７における補正値演算は、カメラ本体１側の露光動作の開始まで繰り返され、随時、加速度補正値が更新記憶される。
【００４２】
２０８は振れ変位演算部であり、加速度センサ２０５から得られたセンサ検出加速度に対して補正値演算部２０７にて算出された加速度補正値による補正を加えることによって、センサ検出加速度から重力加速度成分を排除し、その後、該補正後の加速度を積分して振れ速度を、さらにこれを積分する。これにより、加速度センサ２０５の検出結果を基にした、重力加速度成分を除外した平行振れ変位量が算出される。
【００４３】
なお、振れ速度および振れ変位の算出においては、カメラシステムの振れの初速度を求める必要があるため、加速度・速度演算部２０６で求められた振れ速度（平行，ピント振れ速度）を初速度として設定する。
【００４４】
２０９は振れ合成部であり、前述した振れ変位演算部２０８で算出された加速度センサ出力を基にした平行振れ変位量と、角速度センサ２０４による検出結果から求められた角度振れ変位量（ピッチ、ヨー方向）とから、第４レンズユニット１４の駆動量（振れ補正量）を決定する。具体的には、Ｘ方向の平行振れによる振れ変位量と、ヨー方向の角度振れによる像面上での振れ変位量とを合成し、かつＹ方向の平行振れによる振れ変位量とピッチ方向の角度振れによる像面上での振れ変位量とをそれぞれ合成する。そして、合成された振れ変位量から、第４レンズユニット１４の駆動量および方向を決定する。
【００４５】
２１０は前述したピント振れ変位量に基づいて、第２レンズユニット１２のピント振れ補正のための駆動量および方向を演算するピント振れ補正量演算部である。
【００４６】
２１１は補正駆動制御部であり、ＩＳスイッチ２０３のＯＮに応答して、角度振れに基づく振れ補正制御若しくは角度振れと平行振れの合計値（合成値）に基づく振れ補正制御を選択的に実行する。具体的には、補正駆動制御部２１１は、撮像倍率情報により示される倍率が所定値（例えば、０．２〜０．３倍、より好ましくは０．１倍）より低い場合には角度振れのみに基づく振れ補正制御を行い、倍率が該所定値よりも高いマクロ域である場合には、露光開始前には角度振れのみに基づく振れ補正制御、露光開始後は角度振れと平行振れとの合計変位量に基づく振れ補正制御を行う。
【００４７】
なお、加速度・速度演算部２０６〜補正駆動制御部２１１はレンズＣＰＵ２０１内に設けられている。
【００４８】
２１２は補正駆動部であり、図１に示したＩＳアクチュエータ１９とその駆動回路とを含む。ＩＳアクチュエータ１９は、第４レンズユニット１４をＸ方向に駆動する永久磁石およびコイルからなるＸ方向アクチュエータと、第４レンズユニット１４をＹ方向に駆動する永久磁石およびコイルからなるＹ方向アクチュエータとにより構成される。なお、レンズ装置２内には、第４レンズユニット１４を、その光軸がレンズ光軸ＡＸＬに略一致する位置に保持するためのロック機構が設けられている。補正駆動部２１２は、レンズＣＰＵ２０１からの指令信号に応じて、ＩＳスイッチ２０３がＯＦＦになったとき（振れ補正停止時）に該ロック機構をロック動作させ、ＩＳスイッチ２０３がＯＮになったとき（振れ補正動作時）に該ロック機構をアンロック動作させる。
【００４９】
２１３は合焦駆動部であり、カメラＣＰＵ１０１から送信された第２レンズユニット１２の駆動量および駆動方向の情報に応じてＡＦモータ１６を駆動することによって第２レンズユニット１２のオートフォーカス駆動を行う。また、合焦駆動部２１３は、振れ補正制御時において、撮影倍率が上記所定値よりも高いときには、露光動作開始と同時に、ピント振れ補正量演算部２１０からのピント振れの補正駆動量および方向の情報に応じてＡＦモータ１６を駆動することによって、第２レンズユニット１２のピント振れ補正駆動を行う。
【００５０】
２１４は絞り駆動部であり、カメラＣＰＵ１０１からの絞り駆動命令を受けたレンズＣＰＵ２０１により制御され、図１に示した絞りユニット１５を該命令により指定された絞り値に相当する開口状態に動作させる。
【００５１】
２１５は撮影倍率検出部であり、変倍レンズである第３レンズユニット１３の位置を検出する第１検出部と、第２レンズユニット１２の位置を検出する第２検出部と、これら第１および第２検出部からの位置情報に基づいて撮影倍率を演算する演算部（いずれも図示せず）により構成されている。該演算部で演算された撮影倍率の情報は、加速度・速度演算部２０６に送信されるとともに、レンズＣＰＵ２０１を介してカメラＣＰＵ１０１にも送信される。
【００５２】
なお、本実施例では、第３レンズユニット１３を光軸方向に駆動して焦点距離を変えることで変倍動作を行う光学ズームと、カメラ本体１において撮像素子４上に結像した被写体像を光電変換して得られた画像データを拡大・縮小することで変倍動作を行う電子ズームの両ズーム機能を有している。このため、この場合の撮影倍率は、撮影倍率の演算部により演算された光学的なズーム倍率に、カメラＣＰＵにより演算された電子的なズーム倍率を乗算した撮影倍率となる。
【００５３】
２１６は被写体移動検出部であり、加速度センサ２０５で検出したセンサ検出加速度に対して補正値演算部２０７で得られた補正値（重力加速度）を排除した補正後の加速度と、カメラ本体１側から入力されたＸ，Ｙ方向の平行振れ情報およびＺ方向のピント振れ情報に基づいて加速度・速度演算部２０６にて演算された加速度との差分を算出する。そして、該差分が所定値以上の場合に、カメラ本体１側から入力された振れ情報に被写体振れが含まれていると判別する被写体の移動を判別する。被写体が移動していると判別された場合、補正値演算部２０７での補正値は、所定時間内に検出されるセンサ検出加速度の平均値を用いて算出する。
【００５４】
次に、カメラ本体１側のＡＦセンサより検出される変位情報（平行振れ情報およびピント振れ情報）と加速度センサ２０５で検出されるセンサ検出加速度とから、被写体移動があるかどうかの検出方法について図４〜図１１を用いて説明する。  
【００５５】
まず、図４は被写体振れ（被写体移動）がない場合（像面での被写体移動がすべてカメラ振れに起因する場合）にＡＦセンサにより検出される像面上での被写体の変位データである。図５は、この図４の変位データを微分したもの、すなわち、カメラ振れ速度データであり、さらに図５の速度データを微分したものが図６に示す加速度となる。
【００５６】
一方、図７は加速度センサ２０５から出力される重力加速度を含む加速度データであり、この加速度データと図６で示したＡＦセンサより得られた加速度との差分が重力加速度成分として得られる。従って、センサ検出加速度から重力加速度成分を排除したものが図８に示すカメラ振れ加速度（補正加速度）である。
【００５７】
そして、補正された加速度を積分し、かつ図５で示した速度を初期値（初速度）とすることで図９に示すカメラ振れ速度となり、この速度をさらに積分して図４に示す変位データを初期値とすることで図１０に示すカメラ振れ量となる  したがって、図１０に示した変位に基づいて補正レンズ１４による光学振れ補正（光学防振）を行うことになる。
【００５８】
続いて、本実施例における被写体振れ（被写体移動）を検出する方法について説明する。図１１は被写体振れがある場合に加速度センサ２０５からの加速度を補正した（重力加速度を排除した）補正加速度と、ＡＦセンサから得られた加速度とを比較したものである。
【００５９】
図１１に示すように、被写体移動がある場合はＡＦセンサより得られた加速度に、加速度センサで検出不可能なカメラ振れ以外の被写体移動分の加速度が重畳されるため、この被写体の移動を含む加速度に基づいて上記補正（ＡＦセンサより得られた加速度と比較することでカメラと被写体の相対加速度（重力加速度）を算出して補正を行う）を行うと、正確な補正値及び補正加速度が算出できないことになる。そこで、本実施例では、図１１において所定時間内のそれぞれの加速度を比較して、その差が所定以上ある場合にはＡＦセンサの検出を用いた加速度センサ出力の重力加速度成分の排除（キャリブレーション）は行わず、従来知られる特許文献１で提案されている手法、例えば、所定時間内に加速度センサ２０５により検出される検出加速度の平均値を用いて補正値を算出し、加速度センサ２０５から出力される加速度の重力成分排除を行う。
【００６０】
図３は、本実施例のカメラシステムにおける動作フローチャート図である。まず、カメラ側電気回路１００の電源スイッチ１０３がＯＮされると、レンズ側電気回路２００に電源供給が開始され、カメラＣＰＵ１０１とレンズＣＰＵ２０１との間の通信が開始される（Ｓ１００１）。
【００６１】
次に、カメラＣＰＵ１０１は、レリーズスイッチ１０４におけるＳＷ１のＯＮ信号が発生しているか否かを判別し（Ｓ１００２）、該ＯＮ信号が発生しているときは、レンズＣＰＵ２０１はＩＳスイッチ２０３がＯＮになっているかを判別する（Ｓ１００３）。ＩＳスイッチ２０３がＯＮのときはステップ１００４へ、ＯＮでないときはステップ１０１６へ進む。
【００６２】
ステップ１００４では、カメラＣＰＵ１０１は、測光及び焦点検出動作を行い、レンズＣＰＵ２０１は、焦点検出結果に基づくフォーカス動作を行うとともに、角度振れ検出を開始し、さらに第２及び第３レンズユニット１２、１３の位置（つまりは焦点距離及び被写体距離）の検出を行う
その後、所定の時間が経過すると、角度振れ検出結果を受けたレンズＣＰＵ２０１（ｈ補正駆動制御部２１１）は、補正駆動部２１２を介して第４レンズユニット１４の振れ補正制御（光学防振）を開始する（Ｓ１００５）。  
【００６３】
さらに、レンズＣＰＵ２０１は、ステップ１００４にて検出された焦点距離及び被写体距離から撮影倍率検出部２１５によって算出された現在の撮影倍率が所定値よりも大きいか否か、言い換えれば、平行振れ補正及びピント振れ補正が必要なマクロ域であるかどうかを判別する（Ｓ１００６）。マクロ域であると判別した場合、カメラ本体１側のＡＦセンサを用いて像面の平行振れ（Ｘ，Ｙ方向）を検出するとともに、焦点検出情報に基づくピント振れ（Ｚ方向）の検出を行う。
【００６４】
また、このときレンズ装置２側では、３軸方向の加速度センサ２０５により、Ｘ，Ｙ，Ｚの３方向の加速度検出を開始する（Ｓ１００７）。そして、カメラ本体１側のＡＦセンサにより検出されたＸ，Ｙ，Ｚの３方向の平行、ピント振れ変位量から、該３方向の平行、ピント振れ速度及び平行、ピント振れ加速度を算出し、さらにこの平行、ピント振れ加速度をレンズ装置２側の加速度センサ２０５より検出されたセンサ検出加速度と比較して、該センサ検出加速度の補正値（重力加速度成分）を演算する。
【００６５】
次に、カメラＣＰＵ１０１では被写体移動を判別する。まず、加速度センサ２０５より検出された加速度から重力加速度成分を排除（減算）して得られる補正加速度と、ＡＦセンサにより検出されたＸ，Ｙ，Ｚの３方向の平行、ピント振れ変位量により算出された加速度とを比較して、それらの差分（相対加速度）からＡＦセンサより検出された変位量に被写体移動（被写体振れ）があるか否かを判別する（Ｓ１００８）。
【００６６】
このステップ１００８において被写体振れがないと判別された（差分が所定値よりも小さい）場合は、ステップ１００９に進み、加速度センサ２０５により検出された加速度（Ｘ，Ｙ，Ｚの３方向成分）から、ステップ１００７で得られた加速度センサ２０５の検出値とＡＦセンサの検出値を比較して算出された加速度の補正値（Ｘ，Ｙ，Ｚ３方向成分）を減算することにより光学防振における補正すべき第１の振れ補正量が決定される（Ｓ１００９）。
【００６７】
一方、ステップ１００８にて被写体振れがあると判別された場合はステップ１０１７に進み、所定時間の加速度センサ出力の平均値をとって重力加速度のＸ，Ｙ，Ｚの３方向成分を算出し、加速度センサ２０５より検出されたＸ，Ｙ，Ｚの３方向の加速度から、平均値より算出した重力加速度成分を減算することにより、光学防振における補正すべき第２の振れ補正量を決定される。なお、これらの動作は、次のステップ１０１０でレリーズスイッチのＳＷ２がＯＮされるまで繰り返し実行され、最新の補正値に更新される。
【００６８】
ステップ１０１０では、レリースボタンの第２ストローク操作によってＳＷ２からのＯＮ信号が入力されたか否かを判別し、ＯＮ信号が入力されるまでステップ１００２からステップ１００９（及びステップ１０１７）を繰り返す。ＳＷ２からのＯＮ信号が入力されると、ステップ１０１１へと進む。
【００６９】
ステップ１０１１では、レンズＣＰＵ２０１は、露光動作に先立って、以下の手順で平行振れ補正およびピント振れ補正を開始する。
【００７０】
まず、加速度センサ２０５より求められた加速度（センサ検出加速度）を前述した第１又は第２の補正値により補正し、重力加速度成分を排除する。次に、補正後の加速度を積分して振れ速度を、さらにこれを積分して振れ変位量を算出する。なお、振れ速度の算出においては、カメラ側（ＡＦセンサ）から得た振れ速度を初速度として用いる。
【００７１】
次に、ステップ１０１２では、前述した加速度センサ２０５の出力を基にした平行振れ変位量と角速度センサ２０４よる検出結果から求められる角度振れ変位量（ピッチ、ヨー方向）とから第４レンズユニット１４の振れ補正駆動量（ＩＳアクチュエータ１９の駆動量）を決定する。
【００７２】
具体的には、Ｘ方向の平行振れによる振れ変位量とヨー方向の角度振れによる像面上の振れ変位量を合成し、かつＹ方向の平行振れによる振れ変位量とピッチ方向の角度振れによる像面上の振れ変位量とを合成し、これら合成された振れ変位量から第４レンズユニット１４の駆動量を決定する。こうして、平行振れおよび角度振れの合成変位量に基づく第４レンズユニット１４の駆動が開始される。
【００７３】
ステップ１０１３では、レンズＣＰＵ２０１（ピント振れ補正量演算部２１０）は、ピント振れ変位量に基づいて第２レンズユニット１２のピント振れ補正駆動量を演算し、該演算結果に応じて補正駆動部２１２およびＡＦモータ１６を介して第２レンズユニット１２を駆動し、ピント振れ補正を開始する。
【００７４】
次に、ステップＳ１０１４では、カメラＣＰＵ１０１は撮像素子６の露光動作を開始する。なお、レンズＣＰＵ２０１は、露光中も角度振れ、平行振れおよびピント振れの補正を行う。こうして露光が終了すると、ステップＳ１０１５に進み、カメラＣＰＵ１０１は、撮影画像データを画像記録部（記録媒体）１１２に記録して、ステップ１００２に戻る。
【００７５】
また、ステップ１００６にて撮像倍率が所定値以下でマクロ域ではないと判別した場合には、ステップ１０１８へと進み、レリーズスイッチ１０４の第２ストローク操作によってＳＷ２からのＯＮ信号が入力されるまで、ステップ１００２からステップ１００６を繰り返す。ＳＷ２からのＯＮ信号が入力されると、ステップ１０１４の露光動作へと進む。そして、この露光中は、角度振れ補正のみが実行される。
【００７６】
なお、ステップ１００３にてＩＳスイッチ２０３がＯＦＦであった場合には、ステップ１０１６にて、カメラＣＰＵ１０１は焦点検出および測光動作を行う。そして、ステップ１０１８へと進み、レリーズスイッチ１０４の第２ストローク操作によってＳＷ２からのＯＮ信号が入力されるまでステップ１００２からステップ１０１６を繰り返す。そして、ＳＷ２からのＯＮ信号が入力されると、ステップ１０１４の露光動作へと進む。この場合、いずれの振れ補正も行わない。
【００７７】
カメラＣＰＵ１０１およびレンズＣＰＵ２０１は、電源スイッチ１０３がＯＦＦされるまで上記一連の動作を繰り返し、電源スイッチ１０３がＯＦＦされると、カメラＣＰＵ１０１とレンズＣＰＵ２０１間の通信を終了し、レンズ側電気回路２００への電源供給も終了する。
【００７８】
このように、本実施例では  加速度センサ２０５で検出したセンサ検出加速度に対して補正値演算部２０７で得られた補正値（重力加速度）を排除した補正後の加速度と、ＡＦセンサからのＸ，Ｙ方向の平行振れ情報およびＺ方向のピント振れ情報に基づいて加速度・速度演算部２０６にて演算された加速度との差分に基づいて、被写体の移動（被写体振れ又は被写体の位置変化）を判別しているため、被写体振れに応じた振れ情報（補正された変位、速度、加速度と方向）に基づく像振れ補正を適正かつ正確に行うことができる。
【００７９】
さらに、加速度センサ２０５により露光動作時でも振れ検出及び被写体振れ検出してピント振れ補正を行っているため、ピント振れの影響が大きい撮像倍率が高い場合でもカメラ振れの影響が少ない良好な撮影が可能となる。
【００８０】
なお、本実施例では、ＡＦセンサからの出力を用いて平行振れおよびピント振れを検出する場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば、撮像素子６からの出力を用いてこれらを検出してもよい。
【００８１】
また、本実施例では、ＡＦセンサからの出力を、加速度センサ２０５により検出される加速度の補正値の算出（重力加速度の排除）に用い、さらにその加速度に基づいて計算される速度算出に必要な初速度を求めるのに用いる場合について説明したが、これらのうち一方の算出のみに用いてもよい。
【００８２】
また、本実施例では、露光開始と同時に平行振れおよびピント振れの補正を開始する場合について説明したが、露光開始前において平行振れおよびピント振れの補正を開始するようにしてもよい。
【００８３】
さらに、本実施例では、平行振れ検出部１０７およびピント振れ検出部１０８がカメラ本体１側に設けられ、角速度センサ２０４、加速度センサ２０５および振れ補正制御を行うＣＰＵがレンズ装置２側に設けられた場合について説明したが、これら各構成要素は、カメラ側およびレンズ側のいずれに設けられていてもよい。
【００８４】
例えば、角速度センサおよび加速度センサを、平行振れ検出部およびピント振れ検出部とともにカメラ側に設け、これらからの出力信号をレンズ側のＣＰＵが取り込んで振れ補正制御を行ったり、レンズ側に設けた平行振れ検出部およびピント振れ検出部がカメラ側のＡＦセンサからの信号を取り込んで、平行振れおよびピント振れの演算を行うようにしたり、カメラ側のＣＰＵにおいて振れ補正に必要な全ての演算を行い、第４レンズユニット１４の駆動指令（駆動量および方向の指令）をレンズ側に送信するようにしたりしてもよい。
【００８５】
さらに、本実施例は、レンズ交換式デジタル一眼レフカメラについて説明したが、本発明は、レンズ一体側のデジタルカメラ、さらにはビデオカメラにも適用することができる。
【００８６】
また、本実施例では、いわゆる光学防振を行う場合について説明したが、本発明は、撮像素子により取得した画像信号のうち出力する領域を振れに応じてシフトさせる、いわゆる電子防振を行う場合にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の実施例１に係る交換レンズ式一眼レフカメラを示す断面図。
【図２】本発明の実施例１に係る交換レンズ式一眼レフカメラの電気回路構成ブロック図。
【図３】本発明の実施例１に係るカメラシステムにおける動作フローチャート図。
【図４】本発明の実施例１に係るＡＦセンサを用いて出力される変位データ。
【図５】本発明の実施例１に係るＡＦセンサを用いて出力される変位データを微分演算して得られる速度データ。
【図６】本発明の実施例１に係るＡＦセンサを用いて出力される変位データを微分演算して得られる加速度データ。
【図７】本発明の実施例１に係る加速度センサを用いて出力される加速度データ。
【図８】本発明の実施例１に係る加速度センサの出力に補正処理が加えられた後の補正加速度データ。
【図９】本発明の実施例１に係る補正加速度データを積分演算した後、初速度を加えた補正速度データ。
【図１０】本発明の実施例１に係る補正速度データを積分演算したものに初期変位を加えた変位データ。
【図１１】本発明の実施例１に係る補正加速度データとAFセンサの出力より得られる加速度データ。
【符号の説明】
【００８８】
１        カメラ本体
２        レンズ装置
３        ミラー
４        サブミラー
５        焦点検出部
６        撮像素子
１２      第２レンズユニット（フォーカスレンズ）
１４      第４レンズユニット（振れ補正光学系）
１５      絞りユニット
１６      フォーカスレンズ駆動モータ
１７      角度振れ検出センサ
１８      加速度センサ
１９      振れ補正駆動モータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2006091279.tif 000010
【図９】
2006091279.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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