(57)【要約】【課題】  鉛直方向の振動の制御帯域を広くでき、電子機器に取り付けた場合に片手での使用が可能となる装置およびその装置を有する電子機器を提供する。【解決手段】  この装置は、電子機器の振動を抑制する振動抑制装置１１であり、電子機器を少なくとも一方向に移動させることが可能な可動部２０と、可動部２０を移動可能に支持する支持部と、振動抑制装置１１に入力される振動を検出する振動検出部と、振動検出部の検出結果に基づき、振動に伴う変位方向への変位量に対する補正量を計算する演算処理部とを含む。支持部は、演算処理部により計算された補正量に基づき、可動部２０を変位方向とは反対方向へ移動させる。【選択図】  図４
2018093463.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子機器の振動を抑制する振動抑制装置であって、
前記電子機器を少なくとも一方向に移動させることが可能な可動部と、
前記可動部を移動可能に支持する支持部と、
前記振動抑制装置に入力される前記振動を検出する振動検出部と、
前記振動検出部の検出結果に基づき、前記振動に伴う変位方向への変位量に対する補正量を計算する演算処理部とを含み、
前記支持部は、前記演算処理部により計算された前記補正量に基づき、前記可動部を前記変位方向とは反対方向へ移動させる、振動抑制装置。
【請求項２】
前記支持部が移動させた前記可動部の移動量を検出する移動量検出部と、
前記移動量検出部により検出された前記移動量に基づいて前記演算処理部により計算された前記補正量との差分量を減少させるように帰還制御を行う制御部とを含む、請求項１に記載の振動抑制装置。
【請求項３】
前記可動部は、鉛直方向に移動可能とされ、
前記振動検出部は、前記振動抑制装置の前記鉛直方向の揺れを並進運動とし、前記並進運動の情報を検出する、請求項１または２に記載の振動抑制装置。
【請求項４】
前記電子機器を取り付けた前記振動抑制装置の重心を中心とした回転運動の情報を検出する回転検出部と、
前記回転検出部により検出された前記回転運動の情報を記憶する記憶部、または該回転検出部により検出された前記回転運動の情報を外部機器へ送信する通信部とを含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の振動抑制装置。
【請求項５】
前記回転検出部は、前記支持部により前記可動部を移動させている間、前記回転運動の情報を検出する、請求項４に記載の振動抑制装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記振動抑制装置に取り付けられる前記電子機器の質量に応じて、前記帰還制御に使用する制御情報を変更する、請求項２に記載の振動抑制装置。
【請求項７】
前記制御情報を変更するか否かの判断を行う校正モードを選択するための選択部と、
前記選択部により前記校正モードが選択され、前記支持部により前記可動部を所定の位置へ移動させた場合に該支持部から出力される出力値を取得する出力値取得部とを含み、
前記制御部は、前記出力値取得部により取得された前記出力値に基づいて前記振動抑制装置に取り付けられる前記電子機器の質量を算出し、算出した前記質量に基づき、前記制御情報を変更するか否かを判断する、請求項６に記載の振動抑制装置。
【請求項８】
前記制御部は、算出した前記質量が基準質量の範囲内か否かにより前記制御情報を変更するか否かを判断する、請求項７に記載の振動抑制装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記制御情報を変更すると判断し、算出した前記質量が前記基準質量の範囲の上限を超える場合、前記帰還制御の利得が高くなるように前記制御情報を変更し、前記制御情報を変更すると判断し、算出した前記質量が前記基準質量の範囲の下限より小さい場合、前記帰還制御の利得が低くなるように前記制御情報を変更する、請求項８に記載の振動抑制装置。
【請求項１０】
前記出力値取得部により取得された前記出力値が該出力値の上限に達した場合に、前記制御部による前記帰還制御が不可能である旨を通知する通知部を含む、請求項７に記載の振動抑制装置。
【請求項１１】
前記出力値取得部により取得された前記出力値が該出力値の上限に達した場合に、前記制御部による前記帰還制御の精度が低下する旨を通知する通知部を含み、
前記制御部は、前記帰還制御の利得が最大となるように前記制御情報を変更する、請求項７に記載の振動抑制装置。
【請求項１２】
前記制御部は、前記振動検出部の検出結果、前記検出結果から得られる状態量、前記補正量に基づく前記可動部の移動目標値の少なくとも１つに応じて、前記振動検出部の検出結果に対して処理を行う機能の設定を変更する、請求項２に記載の振動抑制装置。
【請求項１３】
前記機能は、設定された範囲の振動を除去する機能であり、
前記制御部は、前記範囲の設定を変更することにより前記機能の設定を変更する、請求項１２に記載の振動抑制装置。
【請求項１４】
前記制御部は、初期位置に対する前記移動量検出部により検出された前記移動量に基づいて前記可動部の位置を検出する、請求項１２または１３に記載の振動抑制装置。
【請求項１５】
前記制御部は、検出した前記可動部の位置に応じて、前記機能の設定の初期値、または前記初期値より小さい値もしくは大きい値に変更する、請求項１４に記載の振動抑制装置。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれか１項に記載の振動抑制装置を取り付けた電子機器。
【請求項１７】
前記電子機器は、三脚を接続するためのねじ溝を有する撮像装置であり、
前記振動抑制装置は、前記撮像装置のねじ溝に螺合する三脚ねじを有する、請求項１６に記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器の振動を抑制する振動抑制装置およびその振動抑制装置を有する電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラやビデオカメラ等の撮像装置を手に持って、あるいは車両等に取り付けて撮影する場合、手の微妙な動きや車両等の揺れにより、撮像装置に対して振動が発生する。この振動は、ぶれて解像度の悪い画像が撮影される原因となる。
【０００３】
このことに鑑み、回転体であるフライホイールが姿勢を維持しようとする原理を利用し、撮影中に発生する撮像装置の回転運動を抑制し、アームでバネ支持し、撮像装置の上下の揺れである並進運動を吸収する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、並進運動をバネで吸収する技術では、振動を抑制する効果がバネの周波数応答特性に限定されるため、制御可能な周波数帯域が狭く、限定的な揺れにしか効かない。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、さらに発生した振動を好適に抑えられる振動抑制装置および該振動抑制装置を有する電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するために、発明の一実施形態では、電子機器の振動を抑制する振動抑制装置であって、電子機器を少なくとも一方向に移動させることが可能な可動部と、可動部を移動可能に支持する支持部と、振動抑制装置に入力される振動を検出する振動検出部と、振動検出部の検出結果に基づき、振動に伴う変位方向への変位量に対する補正量を計算する演算処理部とを含み、支持部が、演算処理部により計算された補正量に基づき、可動部を変位方向とは反対方向へ移動させる、振動抑制装置を提供する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、さらに発生した振動を好適に抑えられる振動抑制装置および該振動抑制装置を有する電子機器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】振動抑制装置を備えた電子機器としての撮像装置の構成例を示した図。
【図２】図１に示す撮像装置を使用する様子を例示した図。
【図３】振動抑制装置の一例を示した斜視図、正面図、側面図。
【図４】振動抑制装置の内部構造の一例を示した図。
【図５】人物と山を同時に動画撮影した１フレームを例示した図。
【図６】動画撮影中、撮像装置が回転運動した場合の１フレームを例示した図。
【図７】動画撮影中、撮像装置が並進運動した場合の１フレームを例示した図。
【図８】振動抑制装置が備える支持部（アクチュエータ部）の一例を示した図。
【図９】振動抑制装置により実行される処理の第１の実施例を示したフローチャート。
【図１０】並進運動の補正処理の一例を示したフローチャート。
【図１１】並進運動補正の信号伝達の一例を示したブロック図。
【図１２】回転運動の補正処理の一例を示したフローチャート。
【図１３】回転運動補正の振動伝達の一例を示したブロック図。
【図１４】振動抑制装置により実行される処理の第２の実施例を示したフローチャート。
【図１５】可動部を初期位置に移動させる様子を例示した図。
【図１６】校正を開始した後のアクチュエータ部に入力される電流量の変化を例示した図。
【図１７】振動抑制装置により実行される処理の第３の実施例を示したフローチャート。
【図１８】振動抑制装置により実行される処理の第４の実施例を示したフローチャート。
【図１９】並進運動補正の信号伝達の別の例を示したブロック図。
【図２０】ハイパスフィルタ(HPF)を通る前の加速度の例と、HPFを通った後の加速度の例とを示した図。
【図２１】HPFのフィルタ特性を示した図。
【図２２】HPFのカットオフ周波数を低くした場合の特性を示した図。
【図２３】２Hzの揺れが発生した場合の各補正目標値を示した図。
【図２４】正しい補正目標値との誤差量を示した図。
【図２５】可動部の可動範囲を示した図。
【図２６】可動部を可動範囲の上限まで移動し、衝突した状態を示した図。
【図２７】振動抑制装置により実行される処理の第５の実施例を示したフローチャート。
【図２８】可動部の可動範囲上の位置について説明する図。
【図２９】振動抑制装置により実行される処理の第６の実施例を示したフローチャート。
【図３０】振動抑制装置により実行される処理の第７の実施例を示したフローチャート。
【図３１】振動抑制装置により実行される処理の第８の実施例を示したフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、振動抑制装置を取り付けた電子機器としての撮像装置の構成例を示した図である。ここでは、電子機器として、デジタルカメラやビデオカメラ等の撮像装置を例に挙げて説明するが、電子機器はこれに限られるものではない。
【００１０】
撮像装置１０は、手ぶれを防止するため、あるいは手を放して撮影することができるように、撮像装置１０を安定して支持する三脚等を接続するためのねじ溝を有している。
【００１１】
ここで、撮像装置１０の一例として、カメラの構成について説明する。カメラは、光学系、撮像素子、画像処理系から構成される。光学系は、複数のレンズを含む。撮像素子は、複数のレンズを通して入射された光を電気信号に変換するもので、CCD(Charge Coupled Device)イメージセンサやCMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)イメージセンサ等が使用される。画像処理系は、A/D変換器、DRAM(Dynamic Random Access Memory)等の記憶装置、特定用途向けの集積回路であるASIC(Application Specific Integrated Circuit)、入出力I/F、通信I/F、バッテリ等を含む。これらの構成の要素は、よく知られたものであるため、説明を省略する。
【００１２】
振動抑制装置１１は、撮像装置１０と接続するために、撮像装置１０のねじ溝に螺合する三脚ねじ１２を有する。また、振動抑制装置１１は、内部の各種電子部品を動作させるために電源を供給するバッテリ１３が装着される。図１の振動抑制装置１１は、三脚ねじ１２が頂部から突出し、バッテリ１３が底部に装着されている。
【００１３】
図２は、振動抑制装置１１を取り付けた撮像装置１０を、撮影者であるユーザが使用する様子を例示した図である。振動抑制装置１１は、ユーザが片手で持って使用することができるサイズとされている。振動抑制装置１１の形状は、円柱でもよいし、四角柱、三角柱、円錐、四角錐等の形状でもよい。このため、ユーザは、撮像装置１０ではなく、振動抑制装置１１を片手で持ち、動画像を撮影することができる。撮像装置１０は、静止画像を撮影することも可能であるが、以下、動画像を撮影するものとして説明する。
【００１４】
ユーザは、片手で振動抑制装置１１を持つことによって、撮像装置１０を支持するため、振動抑制装置１１に対して振動が入力される。しかしながら、振動抑制装置１１は、入力された振動を抑制するため、振動抑制装置１１上に取り付けられた撮像装置１０へ伝達される振動を低減させることができる。その結果、撮像装置１０は、振動が低減された画像を撮影できる。
【００１５】
図３は、撮像装置１０へ伝達される振動を抑制するための振動抑制装置１１の一例を示した斜視図、正面図、側面図である。図３（ａ）は振動抑制装置１１の斜視図、図３（ｂ）は正面図、図３（ｃ）は側面図である。振動抑制装置１１は、頂部から突出する三脚ねじ１２を備える。さらに、三脚ねじ１２は、振動抑制装置１１の筐体２１内で可動部２０と接続されている。可動部２０は、撮像装置１０を少なくとも一方向に移動させることができる。ここでは一方向の一例として、鉛直方向に移動させる。可動部２０は、三脚ねじ１２と接続され、一体となって鉛直方向に移動する。可動部２０と三脚ねじ１２は、溶接により接合されていてもよいし、嵌合や接着により接続されていてもよい。
【００１６】
図４（ａ）は、図３（ｂ）の正面図の切断線Ａ−Ａで切断した内部構造、図４（ｂ）は、図３（ｂ）の正面図の切断線Ｂ−Ｂで切断した内部構造、図４（ｃ）は、図３（ｃ）の側面図の切断線Ｃ−Ｃで切断した内部構造を示す。図４（ｄ）は、図４（ｂ）の切断線Ｄ−Ｄで切断した内部構造を示す。
【００１７】
振動抑制装置１１の筐体２１の内部には、少なくとも可動部２０、アクチュエータ部２２、PCB(Printed Circuit Board)基板２６、メモリ部２７、ジャイロセンサ２８、加速度センサ２９、演算処理チップ３０、磁気テープ３１、磁気センサ（ホールセンサ）３２を有する。アクチュエータ部２２は、支持部として、可動部２０を移動可能に支持する。アクチュエータ部２２は、主に、コイル２３、永久磁石２４、鉄板ヨーク２５から構成される。
【００１８】
図４（ａ）では、PCB基板２６は、可動部２０と筐体２１との間に配置されている。PCB基板２６には、撮像装置１０を取り付けた振動抑制装置１１の重心を中心とした回転運動の情報を検出する回転検出部、振動を検出する振動検出部、振動に伴う変位方向への変位量に対する補正量を計算する演算処理部、回転検出部の検出結果を記憶する記憶部としてメモリ部２７が設けられている。
【００１９】
回転検出部としては、回転運動の成分として単位時間当たりの回転角（角速度）を測定するジャイロセンサ２８を用いることができる。振動検出部としては、並進運動の成分として加速度を測定する加速度センサ２９を用いることができる。これらは一例であるので、回転運動の情報および並進運動の情報を検出することができるものであれば、その他の機器を採用してもよい。演算処理部としては、CPU(Central Processing Unit)やMPU(Micro Processor Unit)を含む演算処理チップ３０を用いることができる。
【００２０】
さらに、筐体２１の内部には、可動部２０の移動量を検出する移動量検出部を有する。可動部２０の外側面には、磁気テープ３１が鉛直方向に延びるように貼付される。移動量検出部は、磁気テープ３１からの磁気を検出することにより移動量を検出する。移動量検出部としては、磁気センサ（ホールセンサ）３２を用いることができる。図４（ａ）では、PCB基板２６のジャイロセンサ２８等が搭載された表面の裏側の面に、磁気テープ３１に対向するように磁気センサ３２が設けられている。
【００２１】
ユーザが撮像装置１０を取り付けた振動抑制装置１１を片手に持ち、撮影を行う場合、鉛直方向の揺れである並進運動に対し、加速度センサ２９で加速度を検出する。加速度センサ２９により検出された加速度は、並進運動の情報として演算処理チップ３０へ入力される。演算処理チップ３０は、入力された情報を用いて積分演算を行い、変位方向への変位量を算出する。演算処理チップ３０は、算出した変位量に基づき、変位を相殺する方向、すなわち変位方向とは反対方向に変位量分移動させるための補正量を計算し、変位を相殺する方向に補正量だけ可動部２０を移動させるように指示する。アクチュエータ部２２は、変位を相殺する方向に補正量だけ可動部２０を移動させる。
【００２２】
アクチュエータ部２２により可動部２０が移動すると、磁気センサ３２がその移動量を検出し、検出した移動量を検出結果として演算処理チップ３０へ入力する。演算処理チップ３０は、入力された移動量に対し、補正量との差分量を計算する。振動抑制装置１１は、制御部としてPID(Proportional Integral Differential)コントローラを備え、PIDコントローラが、その差分量を減少させるように帰還（フィードバック）制御を行う。ここではPIDコントローラがフィードバック制御を行っているが、演算処理チップ３０がフィードバック制御も行うように構成されていてもよい。PIDコントローラは、PCB基板２６等に設けることができる。
【００２３】
撮影時、並進運動とともに回転運動も生じるが、回転運動に対しては、ジャイロセンサ２８で角速度を検出する。
【００２４】
ここで、並進運動と回転運動による振動した場合の画像の違いについて説明する。図５は、撮像装置１０から近距離にいる人物４０と、遠方に存在する山４１を同時に動画撮影した動画像の１フレーム（動画像を構成する複数の静止画像の１つ）を示した図である。図６は、撮像装置１０が回転運動した場合を示した図である。１フレームの画像４２において、人物４０と山４１が矢線に示す方向に一緒に動く。回転運動は、撮像装置１０の重心を中心として、レンズ面に垂直な光軸が向く水平方向に対する角度の変化として捉えられる。これに対し、図７は、撮像装置１０が鉛直方向に並進運動した場合を示した図である。１フレームの画像４２において、近距離の人物４０は矢線に示す方向に動くが、遠方の山４１はほとんど動かない。
【００２５】
このように、回転運動については近距離の人物４０も、遠方の山４１も一緒に動くので、動画撮影後に、各フレームの画像４２全体の位置を変えることで、揺れのない動画像に補正できる。これに対し、並進運動については近距離の人物４０のみが動き、人物４０のみを別個に補正することは不可能であることから、機械的に補正する。
【００２６】
回転運動については撮影後に補正すればよいことから、ジャイロセンサ２８により検出された角速度は、回転運動の情報、すなわち角速度情報としてメモリ部２７に格納される。この角速度情報は、撮影後に、演算処理チップ３０によりメモリ部２７から読み出され、回転運動成分の補正量が計算される。
【００２７】
演算処理チップ３０による回転運動成分の補正量の計算方法としては、動画撮影で得た動画像を、フレーム毎の静止画像に分解し、角速度を積分して求めた角度に焦点距離を乗じた量だけ１回ずつ画像をずらし、再度１つの動画像として結合する方法を一例として挙げることができる。この方法は、一例であるので、同様の効果を得ることができればその他の方法を採用してもよい。
【００２８】
図４に示す構成では、ジャイロセンサ２８により検出された角速度の角速度情報をメモリ部２７に格納しているが、これに限られるものではなく、通信I/F等の通信部を備え、通信部によりPC等の外部機器へ送信する構成を採用してもよい。これにより、外部機器において上記の回転運動についての補正を行うことができる。
【００２９】
次に、図８を参照して、アクチュエータ部２２について詳細に説明する。アクチュエータ部２２は、２つのコイル２３を、鉄板ヨーク２５に取り付けた永久磁石２４で挟み込む構成とされている。２つのコイル２３は、図４（ｃ）に示すような略コの字形（全ての角が直角なU字）の形状をした可動部２０の２つの脚部に嵌合させる等して取り付けられている。永久磁石２４は、中央の鉄板ヨーク２５に対し、S極側が隣接するように取り付けられ、筐体２１の内側面に取り付けられた外周側の鉄板ヨーク２５に対し、N極側が隣接するように取り付けられている。中央の鉄板ヨーク２５は、最下部が筐体２１の中空の底面に接続されている。そして、中央の鉄板ヨーク２５に取り付けられた永久磁石２４と、外周側の鉄板ヨーク２５に取り付けられた永久磁石２４との間に、２つのコイル２３が配置される。したがって、矢線に示すように中心から外周部へ向けて磁界が発生する。
【００３０】
２つのコイル２３には、電流が流される。図８に示す例では、電流は、向かって左側のコイル２３については手前から奥に向けて流れ、右側のコイル２３については奥から手前に向けて流されている。これにより、矢線に示す方向（下方向）に力（駆動力）が発生している（フレミング左手の法則）。この電流を流す向きを変えることで、上方向に駆動力を発生させることができる。したがって、駆動力の発生により、２つのコイル２３が取り付けられた可動部２０を鉛直方向に移動させることができる。
【００３１】
振動抑制装置１１は、並進運動に対しては、可動部２０を機械的に上下動させることで補正し、回転運動に対しては、角速度情報を取得して保持しておき、撮影後に読み出して撮影した画像を補正する。したがって、撮影した画像の品質劣化を抑制しつつ、必要最小限の機械要素や電子部品の追加で実現することができ、振動抑制装置１１を小型化することができる。
【００３２】
並進運動をバネで吸収する構成ではなく、上記のアクチュエータ部２２を使用した機械的な補正を採用することで、鉛直方向の振動の制御帯域を広くすることができる。また、振動抑制装置１１を小型化することができるので、撮像装置１０等の電子機器に取り付けた場合、片手での使用が可能となる。
【００３３】
図３および図４に示した振動抑制装置１１により実行される処理について、図９を参照して詳細に説明する。振動抑制装置１１は、バッテリ１３が装着されており、電源を投入（電源ON）することにより、ステップ９００からこの処理を開始する。電源は、電源ボタンを押下することによりONにすることができる。なお、ネットワーク回線や有線により接続される外部機器により信号を送信することにより、電源がONの状態にされてもよい。ステップ９０５では、並進運動の補正処理を実行する。
【００３４】
ステップ９１０では、ユーザが撮像装置１０で撮影を開始する。ステップ９１５では、回転運動のデータを取得する。すなわち、ジャイロセンサ２８により角速度を検出する。ステップ９２０では、メモリ部２７に検出した角速度のデータを角速度情報として格納する。ステップ９２５では、撮影後、回転運動の補正処理を実行する。
【００３５】
ステップ９３０で、振動抑制装置１１の電源が切断（電源OFF）されたかを判断する。電源OFFにされていない場合、ステップ９０５へ戻り、次の撮影のために並進運動の補正処理を実行する。一方、電源OFFにされた場合、ステップ９３５へ進み、処理を終了する。
【００３６】
図１０および図１１を参照して、図９のステップ９０５の並進運動の補正処理を詳細に説明する。図１０は、並進運動の補正処理の一例を示したフローチャートで、図１１は、並進運動の補正処理における信号伝達の一例を示したブロック図である。図１０を参照して、並進運動の補正処理について説明する。ステップ１０００で、まず、加速度センサ２９が並進運動である鉛直方向の揺れを振動として検出する。振動は、加速度として検出される。加速度センサ２９は、検出した加速度の加速度情報を演算処理チップ３０に出力する。
【００３７】
ステップ１００５で、演算処理チップ３０がステップ１０００で検出された加速度情報を用いて積分演算を行い、変位量を算出する。変位量は、加速度を時間で２回積分を行うことにより算出することができる。ステップ１０１０で、演算処理チップ３０がステップ１００５で算出した変位量に撮影倍率を乗じて補正量を算出する。撮影倍率は、撮像装置１０が備える撮像素子の撮像面上に写された像の大きさと撮影対象の実際の大きさの比率を表したものである。撮影倍率の情報は、撮像装置１０から取得することもできるし、予め設定されていてもよい。撮像装置１０から取得する場合、振動抑制装置１１は、例えば通信I/F等を使用して撮像装置１０と通信を行うことにより取得することができる。そして、演算処理チップ３０は、アクチュエータ部２２に対し、変位を相殺する方向に可動部２０を移動させるように指示する。
【００３８】
ステップ１０１５で、ステップ１０１０で算出した補正量に基づき、可動部２０をアクチュエータ部２２により変位を相殺する方向に移動させる。ステップ１０２０で、磁気センサ３２が、ステップ１０１５で移動された可動部２０の移動量を検出する。磁気センサ３２は、検出した移動量を移動量情報として演算処理チップ３０に出力する。ステップ１０２５では、演算処理チップ３０が、ステップ１０２０で検出した移動量情報を用いて補正量との差分量を算出する。そして、ステップ１０３０でPIDコントローラが、ステップ１０２５で算出した差分量が小さくなるようにフィードバック制御を行う。
【００３９】
並進運動の補正処理について図１１を参照する。まず、加速度センサ２９が加速度(m/s2)を信号として取得し、演算処理チップ３０に加速度情報を出力する。鉛直方向の振動には重力成分が含まれるため、演算処理チップ３０は、HPF(High Pass Filter)を使用し、加速度情報から重力成分を除去する。次に、演算処理チップ３０は、重力成分が除去された加速度情報について、時間で１回積分を行い、速度(m/s)を計算する。積分演算の場合、種々の要因で発生する計測誤差成分を時間で蓄積することになるため、演算処理チップ３０は、HPFを使用し、速度から計測誤差成分を除去する。その後、演算処理チップ３０は、計測誤差成分が除去された速度について、時間で１回積分を行い、変位量(m)を算出する。
【００４０】
演算処理チップ３０は、変位量に撮影倍率を乗じて補正量を計算する。PIDコントローラは、補正量に基づき、アクチュエータ部２２の駆動力を決定する。さらに、駆動力から２つのコイル２３に流す電流の向き、電流量を決定する。PIDコントローラは、２つのコイル２３に電流の向きに電流量を流し、アクチュエータ部２２を駆動させる。アクチュエータ部２２は、可動部２０を移動させる。
【００４１】
磁気センサ３２は、移動した可動部２０の移動量を検出し、検出された移動量情報を演算処理チップ３０に出力する。演算処理チップ３０は、移動量に対し、補正量との差分量を計算する。PIDコントローラは、この差分量が小さくなるようにフィードバック制御を行い、アクチュエータ部２２を駆動させ、可動部２０を移動させ、差分量を計算する処理を繰り返す。
【００４２】
次に、図１２および図１３を参照して、図９のステップ９２５の回転運動の補正処理を詳細に説明する。図１２は、回転運動の補正処理の一例を示したフローチャートで、図１３は、回転運動の補正処理における信号伝達の一例を示したブロック図である。回転運動の補正処理は、撮影後に行われるため、振動抑制装置１１内で実行してもよいし、PC等の他の情報処理装置で実行してもよい。この処理を実行するために、振動抑制装置１１は、通信I/Fや外部記憶I/F等を備えることができる。すなわち、通信I/Fにより撮像装置１０と通信して、撮影された動画像を取得し、また、撮像装置１０のSDカード等の記録媒体に記録された動画像を、外部記憶I/Fにより記録媒体から取得することができる。ここでは、振動抑制装置１１が備える演算処理チップ３０がこの処理を実行するものとして説明する。
【００４３】
図１２を参照して、回転運動の補正処理について説明する。ステップ１２００において演算処理チップ３０が、図９のステップ９１０で撮影された動画像をフレーム毎の静止画像に分解する。動画像は、複数の静止画像により構成され、複数の静止画像は、撮影順に並び、個々の静止画像はフレームを構成する。演算処理チップ３０は、例えば、動画像を撮影順に、第１フレームの静止画像、第２フレームの静止画像、・・・のように分解する。
【００４４】
ステップ１２０５で、演算処理チップ３０が、メモリ部２７から角速度情報を読み出し、角速度情報を取得する。ステップ１２１０では、演算処理チップ３０が、ステップ１２０５で取得した角速度情報を用いて積分演算を行い、回転角度を算出する。
【００４５】
ステップ１２１５では、演算処理チップ３０が、ステップ１２１０で算出した回転角度に焦点距離を乗じて補正量を算出する。焦点距離は、撮像装置１０が備えるレンズの焦点までの距離で、焦点は、光軸に平行な光が屈折して集まる点である。焦点距離の情報は、撮影倍率と同様、撮像装置１０から取得することもできるし、予め設定されていてもよい。
【００４６】
ステップ１２２０では、演算処理チップ３０が、ステップ１２１５で算出した補正量に基づき、各フレームの静止画像の位置を全体的にずらすための補正をする。ステップ１２２５では、演算処理チップ３０が、ステップ１２２０で各フレームにつき位置をずらした静止画像を、フレーム番号の順に結合し、再度動画像を構成する。
【００４７】
回転運動の補正処理について図１３を参照する。まず、ジャイロセンサ２８が角速度(rad/s)を信号として取得し、演算処理チップ３０に加速度情報を出力する。角速度には、計測誤差が含まれているため、演算処理チップ３０は、HPFを使用し、加速度情報から計測誤差成分を除去する。次に、演算処理チップ３０は、計測誤差成分を除去した加速度情報について、積分演算を行い、回転角度(rad)を計算する。最後に、演算処理チップ３０は、回転角度に焦点距離を乗じて補正量(mm)を計算する。
【００４８】
回転運動の補正処理は、ジャイロセンサ２８を使用して角速度を検出し、その角速度情報を用いて実行することを説明してきたが、これに限られるものではなく、例えば画像処理により実施してもよい。
【００４９】
具体的には、動画撮影で得たフレーム毎の静止画像から、静止画像内の特徴点を抽出する。例えば、静止画像を構成する画素の画素値が急激に変化する部分を構成する一組の画素を特徴点として抽出することができる。抽出した特徴点につき、例えば何画素分上下にずらすかというずれ量を計算する。そして、各フレームにつき、計算したずれ量だけずらし、各フレームの静止画像を補正する。最後に、静止画像をフレーム番号の順に結合し、再度動画像を構成する。したがって、回転運動による揺れの少ない動画像を得ることができる。
【００５０】
振動抑制装置１１は、上部に取り付けられる撮像装置１０の質量が規定の範囲内の場合に高精度で振動を抑制することができるように、フィードバック制御に関する制御情報として、制御パラメータが設定されている。制御パラメータは、フィードバック制御において、一定のループ利得としてループゲインが得られるように設定されるパラメータである。ループゲインとは、フィードバックで戻ってきた値が最初の入力に対して何倍になっているかを表すものである。したがって、振動抑制装置１１の上部に取り付けられる撮像装置１０の質量が規定の範囲内であれば、現在設定されている制御パラメータによりフィードバック制御を行うことで、高精度で振動を抑制することができる。
【００５１】
しかしながら、撮像装置１０の質量が規定の範囲外である場合、現在設定されている制御パラメータは、最適なパラメータではないため、制御誤差が拡大し、その精度は低下する。撮像装置１０の質量が規定の範囲外で重い場合、現在設定されている制御パラメータでは、高周波数の駆動ができないため、適切に変位を相殺する方向に駆動させることができない可能性がある。撮像装置１０の質量が規定の範囲外で軽い場合、現在設定されている制御パラメータでは、制御発振やオーバーシュートによる制御誤差が拡大する可能性がある。このため、振動抑制装置１１に取り付けられる撮像装置１０の質量を計測し、その質量に応じて制御パラメータを校正することが望ましい。
【００５２】
そこで、振動抑制装置１１は、制御パラメータを校正するためのモードとして、校正モードを有し、その校正モードのON/OFFを選択するモード選択ボタン等の選択部を備えることができる。
【００５３】
振動抑制装置１１に取り付けられる撮像装置１０の質量は、一定の位置へ可動部２０を移動させた場合の２つのコイル２３に流れる電流量に比例する。このため、振動抑制装置１１は、予め設定された初期位置へ可動部２０を移動させた場合の２つのコイル２３に流れる電流量を、アクチュエータ部２２の出力値として取得する出力値取得部を備えることができる。
【００５４】
演算処理チップ３０は、出力値取得部により取得された出力値が規定された範囲内か否かを判断し、範囲外である場合、出力値に応じて、PIDコントローラが使用する制御パラメータを変更する。範囲外で重い場合（その範囲の上限を超える場合）は、フィードバック制御のループゲインが高くなるように制御パラメータを変更する。範囲外で軽い場合（その範囲の下限より小さい場合）は、そのループゲインが低くなるように制御パラメータを変更する。このように制御パラメータを変更することで、重たい撮像装置１０でも、高周波数の駆動ができるように調整することができ、軽い撮像装置１０でも、制御発振やオーバーシュートによる制御誤差を抑制し、高性能の制御ができるように調整することができる。
【００５５】
図１４を参照して、選択部および出力値取得部を備える振動抑制装置１１により実行される処理について説明する。振動抑制装置１１は、バッテリ１３が装着されており、電源を投入（電源ON）することにより、ステップ１４００から処理を開始する。なお、ネットワーク回線や有線により接続される外部機器により信号を送信することにより、電源がONの状態にされてもよい。ステップ１４０５では、校正モードがONかどうかを判断する。校正モードがONである場合、ステップ１４１０へ進み、OFFである場合、ステップ１４４０へ進む。
【００５６】
ステップ１４１０から校正を開始し、ステップ１４１５では、アクチュエータ部２２により可動部２０を初期位置に移動させる。
【００５７】
ここで、図１５に、可動部２０を初期位置に移動させる様子を例示する。図１５（ａ）は、校正を開始する前の状態を示した図で、図１５（ｂ）は、校正を開始し、可動部２０を初期位置に移動させた後の状態を示した図である。校正を開始する前は、図１５（ａ）に示すように、アクチュエータ部２２に電流が供給されていないため、駆動力は発生していない。このため、振動抑制装置１１に取り付けられた撮像装置１０は、筐体２１の頂部に隣接し、下方に降りた状態となっている。このとき、筐体２１には、撮像装置１０の質量と重力の積で表される力(mg)がかかっている。これに対し、校正を開始すると、図１５（ｂ）に示すように、撮像装置１０が可動部２０の移動により可動領域の略中央位置である初期位置まで持ち上がり、持ち上げる力を上記の力(mg)と同じ力とすることで、その初期位置で静止した状態に制御する。
【００５８】
再び図１４を参照して、ステップ１４２０では、校正を開始してから指定された時間（例えば１秒）が経過するのを待つ。ここで、図１６に、校正を開始した後のアクチュエータ部２２に入力される電流量の変化を例示する。図１６中、100%は、最大電流量が流れている状態を示している。
【００５９】
図１６では、校正を開始すると、電流量が急激に100%近くまで上昇し、撮像装置１０を取り付けた可動部２０をすばやく上方へ移動させる。その後、可動領域の略中央位置で静止状態へ遷移する際、上下動を繰り返し、約１秒後に一定値に収束する。図１４のステップ１４２０における指定された時間は、この一定値に収束するまでの時間に相当する。一定値を超えて上昇することをオーバーシュートと呼び、繰り返される上下動で一定値より下がることをアンダーシュートと呼ぶ。
【００６０】
ステップ１４２５では、電流量が一定値に収束し、安定したところで、アクチュエータ部２２に流れる電流量を出力値として取得する。この出力値は、測定した電流量をそのまま使用してもよいし、複数回測定し、その平均値を使用してもよい。出力値を取得した後、出力値が、予め規定された基準電流の範囲内か否かを判断する。そして、範囲外である場合、基準電流の範囲より大きいか、小さいかを判断する。
【００６１】
出力値が基準電流の範囲より大きいと判断する場合、撮像装置１０の質量が基準質量の範囲外で重いと認識する。出力値が基準電流の範囲より小さいと判断する場合、撮像装置１０の質量が基準質量の範囲外で軽いと認識する。そして、ステップ１４３０で、重いか軽いかに応じて、また、その質量に応じて、制御パラメータを変更する。制御パラメータは、重いか軽いかに応じて変更することもできるし、重い場合または軽い場合にその質量に応じて変更してもよい。質量に応じて変更する場合、質量の範囲を設け、取得した出力値が入る質量の範囲に対応した制御パラメータに変更してもよい。変更したところで、ステップ１４３５へ進み、校正を終了する。
【００６２】
校正が終了した場合、または校正モードがOFFの場合、ステップ１４４０で、並進運動の補正処理を実行可能な状態（並進制御準備状態）となり、ステップ１４４５で、その補正処理を実行するか否かを判断する。並進運動の補正処理は、並進制御が設定でONにされているか否かにより判断することができる。並進制御がOFFの場合、ステップ１４４０へ戻り、再び並進制御がONにされているか否かを判断する。これに対し、並進制御がONの場合、ステップ１４５０へ進み、並進制御を開始する。ステップ１４５５で、並進制御が終了すると、ステップ１４６０で、電源がOFFにされたかを判断し、電源がOFFでない場合、ステップ１４４０へ戻り、電源がOFFの場合、ステップ１４６５へ進み、振動抑制装置１１による処理を終了する。
【００６３】
図１４を参照して、選択部および出力値取得部を備える振動抑制装置１１により実行される処理について説明したが、別の処理の例を、図１７および図１８を参照して説明する。図１７は、出力値がその出力値の上限（最大電流量）に達していた場合に、制御不可能であることをユーザに通知し、電源ONの状態に戻る例を示す処理である。図１８は、出力値が最大電流量に達していた場合に、制御性能が低下することをユーザに通知し、ループゲインが最大となるように制御パラメータを変更する例を示す処理である。ユーザに通知するため、振動抑制装置１１は、通知部を備えることができる。
【００６４】
図１７は、出力値が最大電流量に達していて電流量を調整することが難しいことから、制御不可能として通知する例である。図１８は、出力値が最大電流量に達していて電流量を調整することが難しいが、多少の制御は可能であるため、制御性能は低下する旨を通知し、その最大限の制御を行う例である。
【００６５】
図１７を参照すると、振動抑制装置１１は、バッテリ１３が装着されており、電源を投入（電源ON）することにより、ステップ１７００から処理を開始する。なお、ネットワーク回線や有線により接続される外部機器により信号を送信することにより、電源がONの状態にされてもよい。ステップ１７０５では、校正モードがONかどうかを判断する。校正モードがONである場合、ステップ１７１０へ進み、OFFである場合、ステップ１７５０へ進む。
【００６６】
ステップ１７１０から校正を開始し、ステップ１７１５では、アクチュエータ部２２により可動部２０を初期位置に移動させる。ステップ１７２０では、校正を開始してから指定された時間（例えば１秒）が経過するのを待つ。ステップ１７２５では、電流量が一定値に収束し、安定したところで、アクチュエータ部２２に流れる電流量を出力値として取得する。この出力値は、測定した電流量をそのまま使用してもよいし、複数回測定し、その平均値を使用してもよい。
【００６７】
ステップ１７３０では、出力値が最大電流量に達しているかを判断する。出力値が最大電流量に達している場合、ステップ１７３５へ進み、制御不可能であることを警告ランプの点灯やエラー表示等により通知する。制御不可能であることを通知することができれば、これらの方法に限定されるものではない。通知後、ステップ１７０５の電源ONの状態に戻る。
【００６８】
これに対し、出力値が最大電流量に達していない場合、ステップ１７４０へ進み、出力値を取得した後、出力値が、予め規定された基準電流の範囲内か否かを判断する。そして、範囲外である場合、基準電流の範囲より大きいか、小さいかを判断する。出力値が基準電流の範囲より大きいと判断する場合、撮像装置１０の質量が重いと認識する。出力値が基準電流の範囲より小さいと判断する場合、撮像装置１０の質量が軽いと認識する。そして、重いか軽いかに応じて、また、その質量に応じて、制御パラメータを変更する。制御パラメータは、重いか軽いかに応じて変更することもできるし、重い場合または軽い場合にその質量に応じて変更してもよい。質量に応じて変更する場合、質量の範囲を設け、取得した出力値が入る質量の範囲に対応した制御パラメータに変更してもよい。変更したところで、ステップ１７４５へ進み、校正を終了する。
【００６９】
ステップ１７５０では、並進制御準備状態となり、ステップ１７５５で、並進制御がONにされているか否かにより判断する。並進制御がOFFの場合、ステップ１７５０へ戻り、再び並進制御がONにされているか否かを判断する。これに対し、並進制御がONの場合、ステップ１７６０へ進み、並進制御を開始する。ステップ１７６５で、並進制御が終了すると、ステップ１７７０で、電源がOFFにされたかを判断し、電源がOFFでない場合、ステップ１７５０へ戻り、電源がOFFの場合、ステップ１７７５へ進み、振動抑制装置１１による処理を終了する。
【００７０】
このようにして、アクチュエータ部２２の出力値が最大電流量に達している場合は、並進制御が制御不可能であることを通知することができるため、撮像装置１０を取り付け可能かどうか事前に調査することなく、使用可否を確認することができる。
【００７１】
図１８を参照すると、振動抑制装置１１は、バッテリ１３が装着されており、電源を投入（電源ON）することにより、ステップ１８００からこの処理を開始する。なお、ネットワーク回線や有線により接続される外部機器により信号を送信することにより、電源がONの状態にされてもよい。ステップ１８０５では、校正モードがONかどうかを判断する。校正モードがONである場合、ステップ１８１０へ進み、OFFである場合、ステップ１８５５へ進む。
【００７２】
ステップ１８１０から校正を開始し、ステップ１８１５では、アクチュエータ部２２により可動部２０を初期位置に移動させる。ステップ１８２０では、校正を開始してから指定された時間（例えば１秒）が経過するのを待つ。ステップ１８２５では、電流量が一定値に収束し、安定したところで、アクチュエータ部２２に流れる電流量を出力値として取得する。この出力値は、測定した電流量をそのまま使用してもよいし、複数回測定し、その平均値を使用してもよい。
【００７３】
ステップ１８３０では、出力値が最大電流量に達しているかを判断する。出力値が最大電流量に達している場合、ステップ１８３５へ進み、制御性能が低下することを警告ランプの点灯やエラー表示等により通知する。制御性能が低下することを通知することができれば、これらの方法に限定されるものではない。通知後、ステップ１８４０で、ループゲインが最大となるように制御パラメータを変更する。そして、ステップ１８５０で、校正を終了する。
【００７４】
これに対し、出力値が最大電流量に達していない場合、ステップ１８４５へ進み、出力値を取得した後、出力値が、予め規定された基準電流の範囲内か否かを判断する。そして、範囲外である場合、基準電流の範囲より大きいか、小さいかを判断する。出力値が基準電流の範囲より大きいと判断する場合、撮像装置１０の質量が重いと認識する。出力値が基準電流の範囲より小さいと判断する場合、撮像装置１０の質量が軽いと認識する。そして、重いか軽いかに応じて、また、その質量に応じて、制御パラメータを変更する。制御パラメータは、重いか軽いかに応じて変更することもできるし、重い場合または軽い場合にその質量に応じて変更してもよい。質量に応じて変更する場合、質量の範囲を設け、取得した出力値が入る質量の範囲に対応した制御パラメータに変更してもよい。変更したところで、ステップ１８５０へ進み、校正を終了する。
【００７５】
ステップ１８５５では、並進制御準備状態となり、ステップ１８６０で、並進制御がONにされているか否かにより判断する。並進制御がOFFの場合、ステップ１８５５へ戻り、再び並進制御がONにされているか否かを判断する。これに対し、並進制御がONの場合、ステップ１８６５へ進み、並進制御を開始する。ステップ１８７０で、並進制御が終了すると、ステップ１８７５で、電源がOFFにされたかを判断し、電源がOFFでない場合、ステップ１８５５へ戻り、電源がOFFの場合、ステップ１８８０へ進み、振動抑制装置１１による処理を終了する。
【００７６】
このようにして、アクチュエータ部２２の出力値が最大電流量に達している場合は、制御性能が低下することを通知し、ループゲインを最大にして並進制御を行うことができるため、重たい撮像装置１０を取り付けた場合でも、ある程度の振動の抑制効果を得ることができる。
【００７７】
ところで、ジャイロセンサ２８や加速度センサ２９の出力には、動かさない状態でも出力が変化する低周波のゆらぎ成分が含まれている。ゆらぎ成分を除去せずに制御を行うと、誤った補正によって可動部２０が筐体２１の頂部に当接（衝突）する可能性がある。このため、検出された加速度等に対して処理を行う機能としてのHPF（単にフィルタともいう。）を使用して、ゆらぎ成分を除去することが望ましい。
【００７８】
しかしながら、フィルタを使用する際の副作用として、検出した揺れの動きの出力そのものも除去する場合があり、特に、低周波の揺れの動きは除去されやすい。したがって、可動部２０が筐体２１の頂部に衝突しない範囲でフィルタを弱めにかけてゆらぎ成分を除去し、同時に揺れも適切に補正できることが望まれる。フィルタは、高周波成分を透過し、低周波成分を除去するが、その条件の設定を変えることで、フィルタの強度を変えることができる。
【００７９】
例えば、中振幅で低周波の振動の場合、フィルタを強めにかけないと、可動部２０が筐体２１の頂部に衝突する可能性がある。一方で、小振幅で低周波の振動の場合、フィルタを弱めにかけて補正性能を高めることができる。このことから、同じ低周波の振動でも、振幅によってフィルタの強度を変えることで補正性能を向上させることができる。
【００８０】
図１９は、並進運動の補正処理の別の例について説明する図である。この例は、HPFでゆらぎ成分を除去し、適切な補正量へと変換する態様を示すものである。なお、筐体２１の頂部への可動部２０の衝突は、主に並進運動に関係することから、並進運動についてのみ説明する。
【００８１】
まず、加速度センサ２９は、加速度を検知し、演算処理チップ３０に検知した加速度を出力する。演算処理チップ３０は、演算処理部としても機能するが、ここでは制御部としても機能する。演算処理チップ３０は、上記の機能として設定された範囲の振動を除去するHPFを有し、加速度センサ２９から出力された加速度に含まれる低周波のゆらぎ成分をHPFにより除去する。演算処理チップ３０は、積分演算を行う機能を有し、低周波のゆらぎ成分を除去した加速度について時間で１回積分を行い、速度を計算する。そして、演算処理チップ３０は、計算した速度について時間で１回積分を行い、変位量を算出し、変位量から補正量を算出する。補正量は、変位量と同じ、変位を相殺する方向の量として算出される。
【００８２】
図２０は、図１９に示した演算処理チップ３０が有するHPFを通る前の加速度５０の例と、HPFを通った後の加速度５１の例とを示した図である。図２０の横軸は、時間（sec）を示し、縦軸は、加速度(m/s2)を示す。HPFを通る前の加速度５０は、ゆらぎ成分の影響で、所定の振幅を有する波形で表されるが、HPFを通った後の加速度５１は、低周波のゆらぎ成分が除去され、振幅が小さくなる。
【００８３】
図２１は、HPFのフィルタ特性を示した図である。図２１の横軸は、周波数(Hz)を示し、縦軸は、フィルタの特性であるゲイン(dB)を示す。図２１中、斜線で表した領域５２は、ゲインが０dBより小さくなる、性能が劣化する部分を示している。性能は、１０Hz以下の低周波で大きくゲインが減少し、劣化している。ゲインが大きく劣化し始める周波数は、遮断（カットオフ）周波数と呼ばれる。
【００８４】
図２０に示したようにHPFの影響で加速度の振幅が小さくなると、算出される補正量も小さくなる。すると、本来補正すべきものが補正されなくなるので、補正残しが発生する。補正残しは、HPFの影響が大きいほど（フィルタを強くかけるほど）、多く発生する。図２１に示す例では、補正残しが多いため、低周波のゆらぎ成分を除去する力が強く、HPFとしては強いということになる。
【００８５】
図２２は、HPFのカットオフ周波数を低くした場合の特性を示した図である。図２２の横軸および縦軸も、図２１と同様、周波数およびゲインを示す。図２２中、斜線で表した領域５３は、HPFの性能が劣化する部分を示している。カットオフ周波数を低くすると、図２１に示した領域５２と比べて、領域５３が小さくなる。領域が小さいことは、補正残しが少なく、HPFの影響が小さいことを意味する。したがって、図２１に示した例とは反対に、HPFとしては弱いということになる。このことから、HPFの上記範囲の設定を、カットオフ周波数を変えることにより行い、カットオフ周波数の変更によりHPFの強度を変えることができる。
【００８６】
フィルタの強度は、カットオフ周波数の設定変更により変えることができることを説明したが、どのような場合にカットオフ周波数を上げ、もしくは下げればよいか、また、どの程度上げ、もしくは下げればよいかについて、以下に詳細に説明する。
【００８７】
図２３は、２Hzの揺れが発生した場合の正しい補正目標値５４、図２１に示した強いHPFを使用した場合の補正目標値５５、図２２に示した弱いHPFを使用した場合の補正目標値５６を示した図である。図２３の横軸は、時間(sec)を示し、縦軸は変位(mm)を示す。補正目標値は、補正量に基づく可動部２０の移動目標値である。正しい補正目標値５４は、２Hzの揺れのみを補正する場合の補正目標値である。
【００８８】
図２３に示す例では、補正目標値５５と正しい補正目標値５４との差分であるずれ量は小さいが、補正目標値５５の波形と正しい補正目標値５４の波形とを比較した場合の位相や振幅のずれは大きい。一方、補正目標値５６と正しい補正目標値５４のずれ量は、時間経過とともに大きくなっていくが、補正目標値５６の波形と正しい補正目標値５４の波形とを比較した場合の位相や振幅のずれは小さい。
【００８９】
図２４は、正しい補正目標値との誤差量を示した図である。図２４の横軸は、時間(sec)を示し、縦軸は誤差量(mm)を示す。誤差量５７は、正しい補正目標値５４と補正目標値５５との差分を示す。誤差量５８は、正しい補正目標値５４と補正目標値５６との差分を示す。誤差量５７は、強いHPFを使用した場合の誤差量で、時間経過とともに一方向にずれていく量は小さいが、誤差量が周期的に増減する。一方、誤差量５８は、弱いHPFを使用した場合の誤差量で、時間経過とともに一方向にずれていくが、誤差量が周期的に増減する割合は小さい。
【００９０】
ユーザにとっては、周期的に増減する割合が大きい誤差量５７を示す強いHPFの方が、補正が効いていないと感じやすい。このため、多少の一方向へのずれが生じても周期的に増減する量が小さい誤差量５８を示す弱いHPFを使用することが好ましい。
【００９１】
図２５は、可動部２０の可動範囲Lを示した図である。可動部２０は、筐体２１の側部の内側面へ向けて突出し、筐体２１の頂部２１ａの内側面に衝突して可動を停止する停止部（ストッパ）２０ａを有する。可動部２０の側面には磁気テープ３１が貼付され、磁気センサ３２は、対向する磁気テープ３１からの磁気を検出して、鉛直方向への可動部２０の動きを検出する。演算処理チップ３０は、例えば、磁気テープ３１の中央位置を初期位置とし、磁気センサ３２が検出した可動部２０の移動量を受け取ることで、演算処理を行い、可動部２０の現在の位置を検出することができる。図２５に示す例では、可動範囲Lと磁気テープ３１の鉛直方向の長さが同じ長さになるように構成されているが、これに限られるものではなく、可動範囲Lは、磁気テープ３１の長さよりも短いものであればいかなる長さであってもよい。
【００９２】
図２６は、図２５に示した可動部２０が可動範囲Lの上限まで移動し、ストッパ２０ａが筐体２１の頂部２１ａに衝突した状態を示した図である。上記で説明したように、弱いHPFを使用することが好ましいが、弱いHPFを使用する場合の補正目標値５６は、時間経過とともにずれていっても、ストッパ２０ａが筐体２１の頂部２１ａに衝突しない範囲であれば問題はない。すなわち、可動部２０が可動範囲L内で移動できれば、いかなるカットオフ周波数に設定してもよい。なお、カットオフ周波数を下げてHPFを弱くすることで、補正効果を高めることができる。
【００９３】
図２７は、振動抑制装置１１により実行される処理の第５の実施例を示した図である。振動抑制装置１１は、バッテリ１３が装着されており、電源ONすることにより、ステップ２７００から制御を開始する。電源は、電源ボタンを押下することによりONにすることができる。なお、ネットワーク回線や有線により接続される外部機器により信号を送信することにより、電源がONの状態にされてもよい。電源がONにされると、ステップ２７０５で並進制御を開始する。
【００９４】
ステップ２７１０では、演算処理チップ３０が、可動部２０が可動範囲Lの中央付近に位置するかを判断する。中央付近に位置する場合、ストッパ２０ａが筐体２１の頂部２１ａと衝突するまでに充分な距離があることから、ステップ２７１５において、HPFのカットオフ周波数を下げて補正効果を高めることができる。
【００９５】
一方、中央付近に位置しない場合、筐体２１の頂部２１ａに近い位置にあることから、ストッパ２０ａが筐体２１の頂部２１ａに衝突するのを防ぐべく、ステップ２７２０において、HPFのカットオフ周波数を上げることができる。ステップ２７２５では、並進制御を終了するかを判断し、終了しない場合、ステップ２７１０へ戻り、ステップ２７１０〜ステップ２７２５の処理を制御演算周期毎に繰り返す。並進制御を終了する場合、ステップ２７３０へ進み、処理を終了する。
【００９６】
図２８は、可動部２０の可動範囲L上の位置について説明する図である。可動範囲Lは、鉛直方向の磁気テープ３１の長さである。可動部２０の位置は、磁気テープ３１上の磁気センサ３２の位置として定義される。図２７のステップ２７１０の中央付近は、可動範囲Lの中央から磁気テープ３１の両端までの長さの上下約７０％の範囲Lcとすることができる。なお、中央付近の範囲Lcは、上下約７０％の範囲に限定されるものではなく、中央付近の範囲を定義することができれば、上下約６０％や約８０％等のいかなる範囲であってもよい。
【００９７】
したがって、磁気センサ３２が範囲Lc内に位置していれば、中央付近に位置すると判断し、範囲Lc外に位置していれば、中央付近に位置していないと判断することができる。
【００９８】
図２７に示した例では、HPFのカットオフ周波数を上げることで、ストッパ２０ａが筐体２１の頂部２１ａに衝突することを防いでいる。ストッパ２０ａの筐体２１の頂部２１ａへの衝突は、この方法に限定されるものでなく、例えば、強めのHPFとなるカットオフ周波数を初期値として設定しておき、可動部２０が中央付近に位置しない場合、初期値に戻すことで防いでもよい。初期値に戻すことで、カットオフ周波数を上げることになるからである。
【００９９】
図２９は、振動抑制装置１１により実行される処理の第６の実施例を示した図である。ステップ２９００〜ステップ２９１５までは、図２７のステップ２７００〜ステップ２７１５までの処理と同じである。ステップ２９２０では、HPFのカットオフ周波数を初期値に設定する。その後のステップ２９２５およびステップ２９３０の処理は、図２７のステップ２７２５およびステップ２７３０の処理と同じである。
【０１００】
並進制御は、可動部２０が中央付近に位置するかどうかという可動部２０の位置に基づき行うことができるが、加速度センサ２９からは加速度が得られ、演算処理チップ３０では速度が得られることから、加速度や速度に基づき行ってもよい。また、並進制御は、可動部２０の位置と速度、可動部２０の位置と加速度、速度と加速度という２つの状態量に基づき行ってもよいし、可動部２０の位置と速度と加速度という３つの状態量に基づき行ってもよい。
【０１０１】
図３０は、振動抑制装置１１により実行される処理の第７の実施例を示した図である。この例では、可動部２０の位置と速度の２つの状態量を用いている。ステップ３０００およびステップ３００５は、図２７のステップ２７００およびステップ２７０５の処理と同じである。ステップ３０１０では、演算処理チップ３０が、可動部２０が可動範囲Lの中央付近に位置し、かつ速度が所定の値より小さいかを判断する。所定の値は、カットオフ周波数と同様、適切な値を設定することができる。可動部２０が可動範囲Lの中央付近に位置し、かつ速度が小さい場合、ステップ３０１５へ進み、中央付近ではない場合や速度が大きい場合は、ステップ３０２０へ進む。
【０１０２】
ステップ３０１５では、HPFのカットオフ周波数を下げる。可動部２０が中央付近に位置し、速度も小さい場合、一方向にずれる量が多少大きくても、ストッパ２０ａが筐体２１の頂部２１ａに衝突する可能性が低く、誤差量を小さくすることができるからである。一方、ステップ３０２０では、HPFのカットオフ周波数を上げる。この場合は、ストッパ２０ａが筐体２１の頂部２１ａに衝突する可能性が高く、その衝突を回避する必要があるからである。ステップ３０２５およびステップ３０３０の処理は、図２７のステップ２７２５およびステップ２７３０の処理と同じである。
【０１０３】
図２７に示した例では、可動部２０が中央付近に位置するか否かに応じて、カットオフ周波数を上げ、または下げているが、これに限られるものではなく、可動範囲Lの中央位置から離れた量に比例して、カットオフ周波数を上げてもよい。
【０１０４】
また、可動部２０の可動範囲Lではなく、補正量に基づく可動部２０の移動目標値に応じて、カットオフ周波数を上げ、または下げてもよい。図３１は、振動抑制装置１１により実行される処理の第７の実施例を示した図である。ステップ３１００およびステップ３１０５の処理は、図２７のステップ２７００およびステップ２７０５の処理と同じである。
【０１０５】
ステップ３１１０では、可動部２０の移動目標値が所定の値より大きいかどうかを判断する。所定の値は、適切な値を設定することができる。可動部２０の移動目標値が大きい場合、ステップ３１１５へ進み、可動部２０の移動目標値が小さい場合、ステップ３１２０へ進む。
【０１０６】
ステップ３１１５では、HPFのカットオフ周波数を下げる。可動部２０の移動目標値が大きい場合、一方向にずれる量が多少大きくても、ストッパ２０ａが筐体２１の頂部２１ａに衝突する可能性が低く、誤差量を小さくすることができるからである。一方、ステップ３１２０では、HPFのカットオフ周波数を上げる。この場合は、ストッパ２０ａが筐体２１の頂部２１ａに衝突する可能性が高く、その衝突を回避する必要があるからである。ステップ３１２５およびステップ３１３０の処理は、図２７のステップ２７２５およびステップ２７３０の処理と同じである。なお、移動目標値に応じて可動部２０が移動する幅が変わることから、移動目標値を変更して、可動部２０の移動幅を変更することも可能である。
【０１０７】
以上のことから、制御部は、検出結果としての加速度、検出結果から得られる速度や位置等の状態量、可動部２０の移動目標値の少なくとも１つに応じて、HPFの設定、すなわちカットオフ周波数を変更することで、低周波の揺れへの追従性を改善することができる。また、位置や速度等の２以上の値を用いることで、より最適な制御を実現することができる。さらに、制御部は、検出した可動部２０の位置に応じて、HPFの補正効果が高い初期値、または初期値より小さい値もしくは大きい値に変更し、補正効果の高い状態で制御を行い、可動部２０のストッパ２０ａが筐体２１の頂部２１ａに衝突するのを防ぐことができる。
【０１０８】
これまで本発明を、情報処理システム、情報処理装置、情報処理方法およびプログラムとして上述した実施の形態をもって説明してきたが、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではない。本発明は、他の実施の形態、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１０９】
１０…撮像装置、１１…振動抑制装置、１２…三脚ねじ、１３…バッテリ、２０…可動部、２０ａ…ストッパ、２１…筐体、２１ａ…頂部、２２…アクチュエータ部、２３…コイル、２４…永久磁石、２５…鉄板ヨーク、２６…PCB基板、２７…メモリ部、２８…ジャイロセンサ、２９…加速度センサ、３０…演算処理チップ、３１…磁気テープ、３２…磁気センサ、４０…人物、４１…山、４２…画像、５０、５１…加速度、５２、５３…領域、５４〜５６…補正目標値、５７、５８…誤差量
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１１０】
【特許文献１】特許第３８４５４３０号公報
【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】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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