(57)【要約】【課題】角速度検出手段及び加速度検出手段を用いて、精度の高い振れ補正を実現すること。【解決手段】防振制御装置は振動検出手段として角速度計１０７ｐ及び加速度計１０７ａ、１０７ｂを備える。レンズＣＰＵ１０８は加速度及び角速度の検出信号に基づいて光学系の振れ補正を行う。撮影に先立って角度振れと平行振れを角速度計及び加速度計が検出する。初期姿勢算出部３１１は加速度検出信号に基づいて装置の姿勢を検出する。重力除去部３１２は、初期姿勢算出部３１１が検出した姿勢の情報と、角速度検出信号に基づいて加速度検出信号に重畳する重力加速度の変動成分を除去する。比較部３０８が加速度検出信号と角速度検出信号を比較する事で光学系に加わる振れの回転半径を算出する。出力補正部３０９は、算出された回転半径と角度振れの出力に基づいて光学系の主点位置における振れ変位量を求め、駆動部１０９を介して振れ補正部１０６を駆動する。【選択図】  図３
2011257714.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学機器に加わる振動を検出して振れ補正を行う防振制御装置であって、
前記光学機器に加わる角速度及び加速度を検出する振動検出手段と、
前記振動検出手段による角速度検出信号及び加速度検出信号に基づいて前記振れ補正を行う制御手段を備え、
前記制御手段は、前記加速度検出信号を用いて前記光学機器の姿勢を検出し、前記角速度検出信号を用いて前記光学機器の姿勢変化に応じた重力加速度成分を算出し、当該姿勢変化に伴って前記加速度検出信号に重畳する重力加速度の変動成分を除去することを特徴とする防振制御装置。
【請求項２】
前記振動検出手段は、
前記光学機器に加わる角速度を検出する第１の振動検出手段と、
前記光学機器に加わる加速度を検出する第２の振動検出手段を備え、
前記制御手段は、
前記第２の振動検出手段による加速度検出信号に基づいて前記光学機器の姿勢を検出する初期姿勢算出手段と、
前記初期姿勢算出手段の検出信号に応じた関数及び前記第１の振動検出手段による角速度検出信号を用いて前記加速度検出信号に重畳する重力加速度の変動成分を除去する重力除去手段と、
前記重力除去手段によって前記変動成分が除去された前記加速度検出信号と前記角速度検出信号とを比較する比較手段と、
前記角速度検出信号の積分出力を前記比較手段の出力信号に基づいて補正する出力補正手段と、
前記光学機器に加わる振れによって生じる像ぶれを補正する振れ補正手段と、
前記出力補正手段によって補正された前記角速度検出信号に基づいて前記振れ補正手段を駆動する振れ補正駆動手段を備えることを特徴とする、請求項１記載の防振制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、
前記第１の振動検出手段による角速度検出信号を積分して角度量に変換する積分手段と、
前記積分手段に対して予め設定された周波数帯域における出力位相を調整する位相調整手段をさらに備えることを特徴とする、請求項２記載の防振制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、
前記第２の振動検出手段による加速度検出信号を積分して変位量に変換する積分手段と、
前記積分手段に対して予め設定された周波数帯域における出力位相を調整する位相調整手段をさらに備えることを特徴とする、請求項２又は３記載の防振制御装置。
【請求項５】
前記比較手段は、前記重力除去手段によって前記変動成分が除去された前記加速度検出信号と前記角速度検出信号とを比較することにより、前記光学機器に加わる振れの回転半径を算出し、前記出力補正手段は、算出された回転半径に基づいて前記角速度検出信号を補正して前記光学機器の主点位置における振れを算出することを特徴とする、請求項２から４のいずれか１項記載の防振制御装置。
【請求項６】
前記重力除去手段は、
前記初期姿勢算出手段の検出信号に基づいて前記重力加速度の変動成分を算出する演算手段と、
前記演算手段の出力信号を２階積分して変位量に変換する積分手段と、
前記加速度検出信号を２階積分した信号から前記積分手段の出力信号を減算する除去手段を備えることを特徴とする、請求項２から５のいずれか１項記載の防振制御装置。
【請求項７】
前記重力除去手段は、
前記初期姿勢算出手段の検出信号に基づいて前記重力加速度の変動成分を算出する演算手段と、
前記加速度検出信号から前記演算手段の出力信号を減算する除去手段と、
前記除去手段の出力信号を２階積分する積分手段を備えることを特徴とする、請求項２から５のいずれか１項記載の防振制御装置。
【請求項８】
前記光学機器を通して被写体を撮像する撮像手段と、
請求項１から７のいずれか１項記載の防振制御装置を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項９】
光学機器に加わる振動を検出して振れ補正を行う防振制御方法であって、
前記光学機器に加わる角速度及び加速度を検出する検出ステップと、
前記検出ステップで得た加速度検出信号を用いて前記光学機器の姿勢を検出し、前記検出ステップで得た角速度検出信号を用いて前記光学機器の姿勢変化に応じた重力加速度成分を算出し、当該姿勢変化に伴って前記加速度検出信号に重畳する重力加速度の変動成分を除去する除去ステップと、
前記除去ステップで得た加速度検出信号及び前記角速度検出信号に基づいて前記振れ補正を行う制御ステップを有することを特徴とする防振制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振れ補正により撮影画像の劣化を防止する技術に関し、特に撮影倍率の大きな撮影条件においても良好な手振れ補正を行える防振制御技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在のカメラは露出決定やピント合わせ等、撮影にとって重要な作業が全て自動化されているため、カメラ操作に未熟な人でも容易に撮影できる。また、手振れによる撮影画像への影響を防ぐシステムを備えたカメラも製品化されており、撮影者の撮影ミスを誘発する要因は殆ど無くなってきている。手振れの影響を防ぐシステムでは、基本的には角速度検出手段を用いて手振れ量を検出し、その検出結果に基づいて手振れ補正を行う。そして最近では角速度検出手段に加えて加速度検出手段も使用され、それらの出力の相関を利用した手振れ補正が可能である。これにより、マクロ撮影のように像倍率の高い撮影においても手振れ補正の精度を高めることができる。
特許文献１には、加速度検出手段によって平行振れを検出して、角速度検出手段の出力と共に振れ補正装置を駆動する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２２５４０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら加速度検出手段を用いる場合には手振れによる重力の変動分も加速度検出信号に重畳してしまう。その為、手振れの状態によってはその誤差が逆に像面での振れを増長する可能性もある。
そこで、本発明の目的は、角速度検出手段及び加速度検出手段を用いて、精度の高い振れ補正を実現する事である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために本発明に係る装置は、光学機器に加わる振動を検出して振れ補正を行う防振制御装置であって、前記光学機器の角速度及び加速度を検出する振動検出手段と、前記振動検出手段による加速度検出信号及び角速度検出信号に基づいて前記振れ補正を行う制御手段を備える。前記制御手段は、前記加速度検出信号を用いて前記光学機器の姿勢を検出し、前記角速度検出信号を用いて前記光学機器の姿勢変化に応じた重力加速度成分を算出し、当該姿勢変化に伴って前記加速度検出信号に重畳する重力加速度の変動成分を除去する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、光学機器の角度振れに伴って加速度検出信号に重畳する重力加速度成分を除去することにより、精度の高い振れ補正を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一実施形態に係る撮像装置を上面から見た透視図である。
【図２】図１の撮像装置を側面からみた透視図である。
【図３】図４乃至１４と併せて本発明の第１実施形態を説明するために防振制御装置の構成例を示すブロック図である。
【図４】撮像装置の振れ状態を説明する図である。
【図５】防振制御装置に係る周波数特性を例示した図である。
【図６】ＨＰＦ（高域透過フィルタ）及び積分フィルタ部の特性（Ａ）と、移相フィルタの特性（Ｂ）を例示する図である。
【図７】ＨＰＦ及び積分及び位相調整フィルタ３０４の構成例を示すブロック図である。
【図８】ＨＰＦ及び２階積分フィルタ３０５の構成例を示すブロック図である。
【図９】ＨＰＦ及び２階積分フィルタ３０５の周波数特性を例示する図である。
【図１０】防振制御装置の振れ状態を説明する図である。
【図１１】重力除去部３１２の構成例を示すブロック図である。
【図１２】加速度計１０７ａに加わる角度振れによる重力加速度の変動成分の影響について算出方法を説明する図である。
【図１３】振れの回転半径を算出する演算方法を説明する図である。
【図１４】防振制御処理の流れを例示するフローチャートである。
【図１５】図１６と併せて本発明の第２実施形態を説明するために、防振制御装置の構成例を示すブロック図である。
【図１６】重力除去部２００１の構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明を撮像装置に適用した例について説明する。なお、本発明に係る防振制御装置を適用した光学機器は、撮像装置の本体部に取り付けて使用可能な撮影レンズ装置（いわゆる交換レンズ）等である。
【０００９】
［第１実施形態］
図１は一眼レフカメラの平面から見た透視図であり、図２は側面から見た透視図である。カメラ本体に装着される交換レンズ１０１に搭載される防振制御装置は、撮影光学系に加わる振れを検出し、光軸１０２（１点鎖線参照）に対して各矢印で示す方向にて振れ補正を行う。光軸１０２に対して矢印１０３ｐで示す方向はカメラの縦角度振れの方向を示し、光軸１０２に対して矢印１０３ｙで示す方向はカメラの横角度振れの方向を示す。また矢印１０３ａで示す方向はカメラの縦平行振れの方向を示し、矢印１０３ｂで示す方向はカメラの横平行振れの方向を示す。
カメラ本体１０４は、レリーズボタン１０４ａ、モードダイアル（メインスイッチを含む）１０４ｂ、リトラクタブルストロボ１０４ｃを備える。カメラＣＰＵ（中央演算処理装置）１０４ｄはカメラの動作制御を行う。カメラＣＰＵ１０４ｄは後述するレンズＣＰＵとの間で情報を送受信する。
【００１０】
図２の撮像素子１０５は受光信号を電気信号に変換する光電変換素子である。振れ補正部１０６は補正レンズ１０６ａを図１、図２の矢印１０６ｙ、１０６ｐの方向に駆動して、矢印１０３ｐ、１０３ｙ、１０３ａ、１０３ｂに示す各方向の振れ補正を行う。
角速度検出手段（以下、角速度計という）１０７ｐ、１０７ｙは第１の振動検出手段を構成し、角速度検出信号を出力する。角速度計１０７ｐは矢印１０３ｐに示す方向の角度変位（角度振れ）を検出し、角速度計１０７ｙは矢印１０３ｙに示す方向の角度振れを検出する。矢印１０７ｐａ、１０７ｙａは各々の検出感度方向を示す。また加速度検出手段（以下、加速度計という）１０７ａ、１０７ｂは第２の振動検出手段を構成し、加速度検出信号を出力する。加速度計１０７ａは矢印１０３ａに沿う位置変位（平行振れ）の時間変化を検出し、加速度計１０７ｂは矢印１０３ｂに沿う平行振れを検出する。矢印１０７ａａ、１０７ｂａは各々の検出感度方向を示す。
角速度計１０７ｐ、１０７ｙや加速度計１０７ａ、１０７ｂの出力はレンズＣＰＵ１０８が処理し、演算後に振れ補正部１０６の駆動目標値、つまり手振れ補正のために振れ補正部１０６を駆動する際の目標値に変換される。
【００１１】
レリーズボタン１０４ａを含む操作部は、第１スイッチＳ１及び第２スイッチＳ２を備える。レリーズボタン１０４の半押し操作によって第１スイッチＳ１がオン状態となり、この時に発する信号は撮影準備の為に測光及びピント合わせを指令する操作信号となる。そしてレリーズボタン１０４の全押し状態で第２スイッチＳ２がオン状態となり、この時に発する信号は撮影動作の開始信号となる。第１スイッチＳ１のオン操作に同期して駆動目標値は、駆動ドライバである振れ補正駆動部１０９（以下、単に駆動部という）に送られ、駆動信号が振れ補正部１０６の駆動コイルに供給されて、振れ補正動作が始まる。
【００１２】
図３は第１実施形態に係る防振制御装置の構成例を示すブロック図である。尚、このブロック図ではカメラの鉛直方向に生じる振れ（ピッチ方向の振れ）に関する構成を示しており、同様なブロックはカメラの水平方向に生じる振れ（ヨー方向の振れ）に対しても設けられる。両ブロックは基本的には同様の構成であるため、一方のブロックのみ説明する。なお、レンズＣＰＵ１０８内に示す各部は、該ＣＰＵによって解釈及び実行されるプログラムによって実現される処理を機能ブロックとして示している。
先ず図３を用いて角度振れのみの補正を説明する。角速度計１０７ｐの出力信号（ω）はレンズＣＰＵ１０８に取り込まれる。該出力信号はＨＰＦ（高域透過フィルタ）及び積分フィルタ３０１に入力される。ＨＰＦでＤＣ（直流）成分を除去された信号は積分フィルタにより積分され、角速度出力ωが角度出力θに変換される。尚、これらＨＰＦや積分処理は量子化された角速度信号をレンズＣＰＵ１０８内で演算処理することで得られ、公知の差分方程式等を用いて実現できる。また本処理についてはレンズＣＰＵ１０８への入力前にコンデンサや抵抗を用いたアナログ回路で実現する事も可能である。
【００１３】
手振れの周波数帯域は１Ｈｚから１０Ｈｚの間であるため、前記ＨＰＦは手振れの周波数帯域から十分に離れた、例えば０．１Ｈｚ以下の周波数成分をカットする１次ＨＰＦ特性をもつ（０．１Ｈｚ折点１次ＨＰＦ）。ＨＰＦ及び積分フィルタ３０１の出力信号は敏感度調整部３０３に入力される。敏感度調整部３０３はズーム及びフォーカス情報３０２と撮影倍率に基づいてＨＰＦ及び積分フィルタ３０１の出力信号を増幅して角度振れ補正目標値とする。撮像倍率は、不図示のフォーカスエンコーダやズームエンコーダからレンズＣＰＵ１０８に入力されるズーム及びフォーカス情報３０２から求まる。レンズのフォーカスやズーム等の光学状態の変化により振れ補正部１０６の振れ補正ストロークに対するカメラ像面での振れ補正敏感度が変化するため、敏感度調整部３０３は振れ補正敏感度を補正する。算出された角度振れ補正目標値は駆動部１０９に出力され、振れ補正部１０６が駆動される事で振れ補正処理が行われる。
以上により角度振れ補正が行われるが、角度振れ補正目標値に対して、後述する平行振れ補正目標値が加算されて振れ補正部１０６の駆動制御が行われる。
【００１４】
次に平行振れ補正のブロックについて説明する。
ＨＰＦ及び積分フィルタ３０１の出力信号は、後述する出力補正部３０９により補正されることで平行振れ補正目標値とされて、前述した角度振れ補正目標値と加算される。また上記処理と並行して角速度計１０７ｐの出力信号はＨＰＦ及び積分及び位相調整フィルタ３０４に入力される。ここで角速度計１０７ｐの検出信号に重畳されたＤＣ成分がカットされると共に該信号の位相調整が行われる。この時のＨＰＦ折点と位相調整に関する詳細は後述する。ＨＰＦ及び積分及び位相調整フィルタ３０４の出力信号は、角度ＢＰＦ（帯域透過フィルタ）３０６に送られて所定帯域の周波数成分のみが抽出される。
加速度計１０７ａの出力信号はＨＰＦ及び２階積分フィルタ３０５に入力され、加速度計１０７ａの検出信号に重畳されたＤＣ成分がカットされると共に２階積分により加速度から変位量（Ｙ）への変換処理が行われる。この時のＨＰＦ及び積分折点に関する詳細は後述する。ＨＰＦ及び２階積分フィルタ３０５の出力信号は、変位ＢＰＦ（帯域透過フィルタ）３０７に送られて所定帯域の周波数成分のみが抽出される。初期姿勢算出部３１１は加速度計１０７ａ及び１０７ｂの出力信号に基づいて撮像装置の姿勢を検出する。初期姿勢算出部３１１の役割については後述する。重力除去部３１２は角度ＢＰＦ３０６からの手振れ角度の出力信号と初期姿勢算出部３１１の出力信号に基づき、現時点で加速度計１０７ａに加わっている重力加速度の変動成分を算出する。重力除去部３１２が算出した重力加速度の変動成分は変位ＢＰＦ３０７の出力信号から差し引かれ、変位成分を示す信号が比較部３０８に出力される。重力除去部３１２の役割についての詳細は後述する。
【００１５】
角度ＢＰＦ３０６の出力信号、及び変位ＢＰＦ３０７の出力信号（重力除去部３１２を介して前記変動成分が除去された信号）は比較部３０８に送られる。比較部３０８はこれらの出力信号を比較した結果を補正値として出力補正部３０９に送出する。出力補正部３０９にはズーム及びフォーカス情報３０２も入力されており、該情報を用いて撮影倍率を演算する。出力補正部３０９は、求めた撮影倍率及び比較部３０８から入力される補正値に基づいてＨＰＦ及び積分フィルタ３０１の出力信号を補正して平行振れ補正目標値を得る。この平行振れ補正目標値は、前述した角度振れ補正目標値に加算されて駆動部１０９に出力され、振れ補正部１０６の駆動により、角度振れ及び平行振れの両者について振れ補正が行われる。
以上の構成において、先ず比較部３０８が出力する補正値について説明する。
【００１６】
図４はカメラに加わる角度振れ１０３ｐと平行振れ１０３ａを示した図である。撮影光学系の主点位置における平行振れ１０３ａの大きさをＹと記し、角度振れ１０３ｐの大きさをθと記す。回転中心Ｏ（４０２ｐ）を定めた場合の回転半径４０１ｐの長さをＬと記す。Ｌは回転中心Ｏから加速度計１０７ａまでの距離を表す。Ｙ、θ、Ｌの間には下式（１）の関係が成り立つ。
【数１】
2011257714.tif 000003
ここで加速度計１０７ａの出力信号を２階積分することで変位Ｙが求まり、角速度計１０７ｐの出力信号を１階積分することで角度θが求まる。
撮影光学系の主点の位置における平行振れＹと撮影光学系の角度振れθ、及び撮影光学系の焦点距離ｆと撮影倍率βより撮像面に生ずる振れδについては下式（２）が成り立つ。
【００１７】
【数２】
2011257714.tif 000004
ここで右辺第１項のｆ、βについては、撮影光学系のズームやフォーカスの位置情報、及びそれにより得られる撮影倍率βや焦点距離ｆの情報から求まる。また角度θは角速度計１０７ｐの積分結果から求まる。これらの情報に応じて図３のブロック図にて説明したように角度振れ補正を行う事ができる。式（２）の右辺第２項に関しては、加速度計１０７ａの出力信号に係る２階積分値Ｙと、ズームやフォーカスの位置情報、及びそれにより得られる撮影倍率βにより求まる。それらの情報に応じて図３のブロック図にて説明したように平行振れ補正を行う事ができる。しかし本実施形態では式（２）を下式（３）のように書き直した式を用いて算出した振れδに対して振れ補正を行う。
【００１８】
【数３】
2011257714.tif 000005
即ち、平行振れに関しては加速度計より直接求まる変位Ｙを用いるのではなく、上式（１）で求また回転半径の長さＬと、Ｌ及び角速度計の積分結果θ、ズームやフォーカスの位置、及びそれにより得られる撮影倍率βを用いてδが算出される。ここで加速度計１０７ａは撮影光学系のレンズ主点位置に配置されており、回転半径４０１ｐの長さＬは回転中心４０２ｐから撮影光学系のレンズ主点位置までの距離に等しい。
加速度計１０７ａの出力を２階積分すればＹ値が求まるので、上式（２）から平行振れ補正を行えるにもかかわらず、上式（３）を用いて平行振れ補正を行う理由を以下に説明する。加速度計で問題視されるのは低周波ノイズであり、その影響をできる限り少なくすることが課題となる。
【００１９】
平行振れを絶対変位量として正確に検出する為には、０．１Ｈｚ程度の極めて低い周波数帯域における加速度計の出力信号から２階積分する必要がある。ところが積分動作には低周波のノイズを増幅させる作用があり、それが２回重なると大きな低周波ノイズをもたらす。その為、本実施形態では上式（３）のように、加速度計１０７ａの出力と角速度計１０７ｐの出力との間の相対比較により、低い周波数帯域での信号からの２階積分を省く事で低周波ノイズの重畳を抑えている。
角度ＢＰＦ３０６及び変位ＢＰＦ３０７は、ともに５Ｈｚのみ抽出する同一特性の帯域透過フィルタであり、その特性例を図５に示す。横軸は周波数ｆをＨｚ単位で示す対数軸である。縦軸は入出力比の利得であり、デジベル表示で表している。入力信号はＨＰＦ及び積分及び位相調整フィルタ３０４又はＨＰＦ及び２階積分フィルタ３０５の出力信号である。また出力信号については、これらの入力信号に対する角度ＢＰＦ３０６又は変位ＢＰＦの出力信号である。
【００２０】
本例のフィルタ特性にて、５Ｈｚの信号は透過（ゼロデシベルであるため、入力信号がそのまま出力）する。０．５Ｈｚや５０Ｈｚの信号については減衰（−２０デシベルであり１０分の１の減衰）特性となっている。位相については、５Ｈｚにて入力に対する出力位相がゼロであり、その前後において位相は大きく変化している。しかし角度ＢＰＦ３０６と変位ＢＰＦ３０７の各出力についての比較が目的であるため、角度ＢＰＦ３０６、変位ＢＰＦ３０７ともに位相の変化が同じであれば問題は生じない。
ＨＰＦ及び積分及び位相調整フィルタ３０４と、ＨＰＦ及び２階積分フィルタ３０５の折点に関しても角速度計の出力と加速度計の出力を比較する目的だけであれば、ＨＰＦ及び積分フィルタ３０１との間で折点を揃える必要はない。ＨＰＦ折点をより高周波側（例えば１Ｈｚ）に設けてＤＣカット能力を大きくし、積分に関しても折点をより高周波側（例えば１Ｈｚ）に設定する事ができる。
【００２１】
一般にＨＰＦや積分処理では、折点が低周波になる程、安定までに長い時間が必要となるが、上記のように折点を高周波側に設定する事で安定までの時間を短縮できる。ただし比較精度を向上させる為には、ＨＰＦ及び積分及び位相調整フィルタ３０４により生じる位相変化と、ＨＰＦ及び２階積分フィルタ３０５で生じる位相変化とを同一にしておくことが好ましい。更には後段の角度ＢＰＦ３０６、変位ＢＰＦ３０７の抽出周波数（５Ｈｚ）において、重力の影響による位相特性も揃えておく必要がある。即ち、ＨＰＦ及び積分及び位相調整フィルタ３０４の角度出力については、５Ｈｚにおける実際の振れ角度との間で位相を十分揃えることが重要である。これにより、その振れ角度による重力成分を高精度に求めて、加速度計１０７ａの出力信号に重畳する重力の影響を除去する事ができる。
【００２２】
図６（Ａ）はＨＰＦ及び積分及び位相調整フィルタ３０４における、ＨＰＦ及び積分フィルタ部の特性を例示するボード線図である。ＨＰＦ及び積分フィルタ処理により、角速度計１０７ｐの角速度出力については、ＨＰＦでＤＣ成分がカットされ、積分によって角度量に変換される。横軸は周波数ｆを示す対数軸である。縦軸は角速度計１０７ｐの出力に対するＨＰＦ及び積分及び位相調整フィルタ３０４の出力比の利得（単位：デシベル）及び位相（単位：度）を示す。利得６０１を示すグラフ曲線から分かるように、１Ｈｚ以下の低い周波数帯域で信号が減衰する。また１Ｈｚ以上の高い周波数帯域では積分（周波数に比例して利得が減少する）特性となっている。
ここで、次段の角度ＢＰＦ３０６で抽出すべき５Ｈｚの周波数にのみ着目する。位相６０２を示すグラフ曲線を参照すると、５Ｈｚでは、−９０度（積分後の理想位相）に対して矢印６０３に示すように、２３度の遅れ分が足りないことが分かる。そこで５Ｈｚにおけるこの位相分を調整する為に、図６（Ｂ）に示す特性をもつ位相調整フィルタが設けられる。移相フィルタは、利得７０１を変化させずに（ゼロデジベル）、位相７０２のみを周波数が増えるごとに遅らせてゆくフィルタであり、このフィルタにおいて５Ｈｚにおける位相が２３度だけ遅れるように設定される。図６（Ｂ）に示す周波数特性をもつ移相フィルタを、図６（Ａ）の周波数特性をもつフィルタに対して直列に接続すると、５Ｈｚにて位相精度の高い周波数特性が得られる。
【００２３】
図６（Ｂ）の特性をもつ移相フィルタの折れ点周波数は１２Ｈｚであり、位相７０２は５Ｈｚで約２３度の遅れとなる（矢印７０３参照）。その為、図６（Ａ）の矢印６０３に示す位相分と加味されて、理想位相との位相差はゼロとなる。勿論、５Ｈｚ以外の周波数では位相特性の精度は極めて低くなるが、ここでは５Ｈｚ成分のみに着目して当該周波数成分を抽出して角速度検出信号と加速度検出信号を比較することを目的としているので問題はない。
【００２４】
図７はＨＰＦ及び積分及び位相調整フィルタ３０４の構成を示すブロック図である。ハイパスフィルタ３０４ａ、積分フィルタ３０４ｂ、移相フィルタ３０４ｃの順に、直列接続で配置されている。よって、角度ＢＰＦ３０６の抽出周波数帯においてカメラに加わる実際の振れ角と、角速度計１０７ｐで検出してそれを積分処理した振れ角度との間で位相を揃える事ができる。ＨＰＦ及び２階積分フィルタ３０５に関しても同様であり、その構成を図８に示す。ハイパスフィルタ３０５ａ、２階積分フィルタ３０５ｂ、移相フィルタ３０５ｃの順に直列接続で配置されている。
【００２５】
図９（Ａ）にて横軸は周波数ｆの対数軸であり、縦軸は加速度計の出力に対するＨＰＦ及び２階積分フィルタ３０５の出力比の利得（単位：デシベル）及び位相（単位：度）を示す。利得１００１を示すグラフ曲線から分かるように、１Ｈｚ以下の低い周波数帯域で信号が減衰する。また１Ｈｚ以上の高い周波数帯域では２階積分（周波数に比例して利得が二乗で減少する）特性になっている。その為、加速度計１０７ａの出力信号は１Ｈｚ以上の周波数帯域では２階積分されて変位量に変換される。
ここで、次段の変位ＢＰＦ３０７で抽出すべき５Ｈｚの周波数のみ着目する。位相１００２を示すグラフ曲線を参照すると、５Ｈｚでは、−１８０度（積分後の理想位相）に対して矢印１００３に示すように５５度の遅れ分が足りないことが分かる。そこで５Ｈｚにおけるこの位相を調整する為に、図９（Ｂ）に示す特性をもつ移相フィルタ３０５ｃが設けられる。移相フィルタ３０５ｃは、利得を変化させずに位相のみを周波数が増えるごとに遅らせてゆくフィルタであり、５Ｈｚで位相が５５度遅れるように設定されている。この周波数特性をもつ移相フィルタを図９（Ａ）の周波数特性をもつフィルタに対して直列に加えると５Ｈｚにおいて位相精度の高い周波数特性が得られる。移相フィルタ３０５ｃの折れ点周波数は３Ｈｚであり、位相１１０２は５Ｈｚで約５５度の遅れとなる（矢印１１０３参照）。よって図９（Ａ）の矢印１００３に示す位相分と加味されて、理想位相との位相差がゼロになる。
【００２６】
このように本例では角度ＢＰＦ３０６及び変位ＢＰＦ３０７で抽出される５Ｈｚの周波数において、カメラの実際の振れ角度や振れ変位と、検出信号の積分結果から得られる振れ角度や振れ変位との間で位相を揃えている。振れ角度は角速度計１０７ｐの出力の積分結果で求まり、移相フィルタ３０４ｃで位相調整され、振れ変位は加速度計１０７ａの出力の２階積分結果で求まり、移相フィルタ３０５ｃで位相調整される。
以上の様に、手振れの周波数帯域よりも図５に示す狭い周波数帯域で、比較部３０８は角速度計の出力と加速度計の出力を比較する。加速度計の出力に重畳する重力成分やノイズ等の誤差を減衰させた状態で、当該出力を角速度計の出力と精度よく比較することができる。
【００２７】
ところで上記方法では検出結果が以下に示す誤差を含んでいる。
図１０はレンズの主点位置を回転中心４０２ｐとして、鉛直面内にてカメラが角度振れだけを起こしている状態を例示する。加速度計１０７ａはレンズの主点位置に配置されているので、角度振れは加わるが変位振れは加わらない。その為、加速度計１０７ａの加速度出力はゼロ、つまり平行振れはないのが理想である。ところが加速度計１０７ａに加わる角度振れ（傾斜）により、加速度計１０７ａに対する相対的な重力方向が変化し、実際には加速度出力が発生する。つまり、その加速度出力分が平行振れと誤認識された場合に、誤った振れ補正が行われてしまう虞がある。そこで本実施形態では、重力成分の影響を除去する為に重力除去部３１２を設けている。
【００２８】
図１１は重力除去部３１２の構成例を示すブロック図である。重力加速度演算部３１２ａは、角度ＢＰＦ３０６からの手振れ角度情報と初期姿勢算出部３１１からの初期姿勢情報に基づいて加速度計１０７ａに加わる重力加速度を演算する。２階積分フィルタ３１２ｂは、求められた重力加速度から加速度計１０７ａの変位情報としての誤差を算出する。誤差変位除去部３１２ｃは変位ＢＰＦ３０７の出力信号から、２階積分フィルタ３１２ｂの出力する誤差信号を差し引く。これにより、変位ＢＰＦ３０７に重畳されている誤差変位が減算され、誤差の減少した変位情報が比較部３０８に出力される。
前述したように重力加速度演算部３１２ａはカメラの加速度計１０７ａに加わる角度振れによる重力加速度の変動成分の影響を演算によって算出する。その算出法を以下に説明する。
【００２９】
図１、図２に示したカメラの撮影位置にて、カメラは水平姿勢であるため、図１２（Ａ）に示すように、加速度計１０７ａの感度方向１０７ａａは重力の方向１４０１と同じ方向になっている。このとき、加速度計１０７ａは常に重力成分に見合う信号を出力しており、それに重畳された平行振れ１０３ａの成分（図２参照）の検出を行っている。ここで重力成分の信号出力はＤＣ成分であるため、ＨＰＦ及び２階積分フィルタ３０５のハイパスフィルタの作用で除去できる。しかしながら、撮影者がカメラを構えているときに発生する手振れの回転角度の変化により、図１２（Ａ）に破線で示す様に加速度計１０７ａの位置（姿勢）が変化する。これにより、加速度計１０７ａに対する相対的な重力方向が変わり、手振れ角度の変化に伴って加速度計１０７ａの出力は変化する。図１２（Ｃ）は加速度計１０７ａの姿勢に対する加速度計１０７ａの出力の変化を例示する。横軸は加速度計１０７ａの姿勢変化（手振れ回転角度）を示し、縦軸は加速度計１０７ａの出力を示す。実線の波形１６０１は、図１２（Ａ）に示すように１Ｇ（重力加速度）が加わっている状態での加速度計１０７ａの出力を示している。加速度計１０７ａの姿勢角度がゼロの状態から、±θの角度をもって姿勢が変化すると、加速度計１０７ａの出力は姿勢変化に伴って変化（減少）する。図１２（Ｄ）は手振れ回転角度と加速度計出力の時間的変化を例示する。横軸はカメラを構えた時点からの経過時間を示し、縦軸は手振れ回転角度及び加速度計１０７ａの出力をそれぞれ示している。全く平行振れが発生していないと仮定した場合でも、手振れ回転角度１７０１に伴う重力成分の変化の影響により、加速度計１０７ａは誤差信号１７０２を出力する。
【００３０】
マクロ撮影のような近接撮影の場合、撮影者はカメラのレンズを下向きにして撮影することが多い。図１２（Ｂ）に示すように、加速度計１０７ａの感度方向１０７ａａに対して重力方向１４０１は直交している。この場合、図１２（Ｃ）では加速度計の出力が破線１６０２で示すように変化し、図１２（Ｄ）における誤差信号は、破線１７０３で示すように正弦関数的に変化する。これは図１２（Ａ）の配置では手振れ角度の変化に対し「Ｇ×ｃｏｓθ」、つまり重力加速度の余弦成分による影響が生じ、図１２（Ｂ）の配置では「Ｇ×ｓｉｎθ」、つまり、重力加速度の正弦成分による影響が生ずる為である。姿勢変化の角度θの値が小さいときにはＧ×ｓｉｎθの方が、大きな変化を示す。そのため、重力の影響を知るには、先ず加速度計１０７ａの姿勢を把握すること、つまり、図１２（Ａ）と図１２（Ｂ）の違いの様に、重力に対して感度軸がどの角度であるかを知ることが必要である。これにより重力演算をサイン関数で行うかコサイン関数で行うかが決まる。重力除去部３１２は、カメラ姿勢に応じた三角関数（サイン関数又はコサイン関数）を用いて、角速度計１０７ｐで求まる手振れ角度θによる重力変化について演算する。θの変化に伴う重力成分の影響をとり除いた重力除去部３１２の出力信号と、角度ＢＰＦ３０６の出力信号は共に比較部３０８に送られる（図３参照）。比較部３０８は角度ＢＰＦ３０６の振れ角度出力θと、重力除去部３１２の振れ変位出力（これをＸと記す）とを比較し、下式（４）から回転半径の長さＬを求める。
【００３１】
【数４】
2011257714.tif 000006
そして、求めたＬの値を用いて上式（３）からδの値が算出され、振れ補正が行われる。即ち、比較部３０８で求めた回転半径の長さＬを出力補正部３０９の出力に乗じて平行振れ補正目標値とする。なお、上式（４）を変形した「Ｌ×θ＝Ｘ」を上式（３）に代入すれば容易に分かるように、Ｌ値の算出に係る演算上の手間を省くことはできるが、本実施形態では、後述する方法でＬの平均値を算出している。これは変位出力には元来ノイズ成分が多く含まれるため、その除去が必要とされることによる。
図３に示す角度ＢＰＦ３０６、変位ＢＰＦ３０７を設ける事で、比較部３０８は前述した様に手振れの周波数帯域よりも狭い周波数域（図５参照）にて角速度計出力と加速度計出力を比較することができる。よって、加速度計の出力に重畳する重力成分やノイズ等の誤差を減衰させた状態で、当該出力を角速度計の出力と精度よく比較できる。
【００３２】
次に、式（４）の結果である回転半径の長さＬの算出方法を説明する。
図１３は、角度ＢＰＦ３０６の出力波形１８０１及び重力除去部３１２の出力波形１８０２を例示する。横軸は時間ｔ（単位：秒）を示し、縦軸には角度θ（単位：度）、変位Ｘ（単位：ｍｍ）をそれぞれ示す。一定周期ごとにサンプリングした結果を角度差θi、変位の差Ｘiで表し、添え字「i」を自然数変数とする。矢印１８０３乃至１８０９に示す期間の長さは夫々サンプリング周期に相当する。これらの期間における角度差θiを、矢印１８１０乃至１８１６（θ１からθ７）で示す。同様に、変位の差Ｘiを、矢印１８１７乃至１８２３（Ｘ１からＸ７）で示す。サンプリング周期としては抽出周波数に相当する周期の半分の値が設定されており、例えば抽出周波数が５Ｈｚの場合には、０．１秒となる。そして、期間１８０３乃至１８０９で得たθi及びＸiから上式（４）を用いて回転半径の長さＬiが求まる。Ｌiの値を平均する事により、安定なＬ値を求めることができる。即ちサンプリング回数をｎとすると、下式（５）により平均値としてのＬが算出される。
【００３３】
【数５】
2011257714.tif 000007
レンズＣＰＵ１０８はこうして求めたＬ値を、上式（３）に代入して、像面上での振れ量を計算し、振れ補正を行う。即ち、式（５）で求めた回転半径の長さＬの値が、図３の出力補正部３０９に補正値として出力される。
本実施形態ではサンプリング期間ごとの回転半径の長さＬｉを用いて、リアルタイムに像面振れ量を式（３）から求め、その瞬間での振れ補正を行うのではなく、各期間で求めた回転半径の長さＬの平均値を求める。その結果より上式（３）から像面での振れ量を算出する理由は、平均化により安定なＬ値が得られるからである。角度出力、変位出力には元来ノイズ成分が多く含まれるので、１周期だけで求めたＬ値の信頼性は低い。そこで回転半径を平均化する事が望ましい。
【００３４】
次に図１４のフローチャートを用いて、防振制御の処理例を説明する。本処理はカメラの主電源がオン状態となった時点で開始する。尚、理解し易いように、カメラにおいて本実施形態に直接関連のない各種の制御ステップは省略している。また以下では、カメラの角度振れ１０３ｐ、平行振れ１０３ａを角速度計１０７ｐ、加速度計１０７ａでそれぞれ検出する例を説明する。カメラの角度振れ１０３ｙ、平行振れ１０３ｂを角速度計１０７ｙ、加速度計１０７ｂでそれぞれ検出する場合も同様の流れになる。本処理はカメラの主電源オフで終了する。
Ｓ１９０１でカメラＣＰＵ１０４ｄはレリーズボタン１０４ａの半押し操作によって第１スイッチＳ１がオン状態になったか否かを判定する。Ｓ１がオン状態となった場合、Ｓ１９０２に進むが、Ｓ１がオフ状態の場合にはＳ１９０１の判定処理が繰り返される。Ｓ１９０２で角速度計１０７ｐ、加速度計１０７ａが作動して振れ検出が開始する。そして加速度計１０７ａ、１０７ｂの出力信号に基づいて初期姿勢算出部３１１はカメラ本体１０４及び交換レンズ１０１の初期姿勢を求める。また不図示のＡＦ（オートフォーカス）センサが作動して焦点状態検出が始まる。ここでレリーズボタン１０４ａの半押しによってＳ１がオンした後に上記の作動を行う理由は、Ｓ１のオン操作時に撮影者はカメラを被写体に向かって構え、カメラが安定状態にある為である。
【００３５】
次のＳ１９０３で角度振れの補正が可能か否かについて判断され、角速度計１０７ｐの角度振れ補正目標値が得られた場合、Ｓ１９０４に進み、該目標値が得られない場合にはＳ１９２８に進む。角速度計１０７ｐの積分出力（図３のＨＰＦ及び積分フィルタ３０１）が安定するまでに多少の時間（例えば０．５秒）が必要である為、Ｓ１９０３では、それ迄の間は角度振れ補正を行わないようする。
Ｓ１９０４でレンズＣＰＵ１０８は駆動部１０９を介して振れ補正部１０６を駆動し、角度振れのみ補正する。この場合、平行振れ補正は行わない。次のＳ１９０５ではＡＦが完了しているか否かが判定され、完了している場合、Ｓ１９０６に進み、未完了の場合にはＳ１９２８に進む。
【００３６】
先ず、ＡＦが未完了の場合を説明する。Ｓ１９２８で前記した回転半径の長さＬが算出される。角速度計１０７ｐの出力信号、及び重力除去部３１２により重力の影響を除去した加速度計１０７ａの出力信号より、所望の周波数成分が抽出された後、比較部３０８は回転半径の長さＬを求める。更に比較部３０８は、定期的に求めた回転半径の長さのデータを累積してゆく。Ｓ１９２９でレンズＣＰＵ１０８はＡＦセンサが焦点状態の検出を完了したか否かについて判定する。焦点状態の検出が完了している場合、Ｓ１９３０に進み、未完了の場合にはＳ１９３４に進む。
先ず、焦点状態の検出が完了していない場合を説明すると、Ｓ１９３４でカメラＣＰＵ１０４ｄはレリーズボタン１０４ａの半押しが解除されたか否かを判定する。レリーズボタン１０４ａの半押しが解除されてＳ１がオフ状態になった場合、Ｓ１９０１に戻ってＳ１がオン状態となるまで待機する。またレリーズボタン１０４ａの半押しが解除されていない場合にはＳ１９０３に戻り、角度振れ補正が可能であるか否かについて再度判定される。ここで角度振れ補正が可能でない場合にはＳ１９２８に進み、Ｓ１９２９で再び焦点状態の検出完了が判定される。
【００３７】
角度振れ補正の準備が整った場合にはＳ１９０３からＳ１９０４に進み、角度振れ補正を開始すると共にＳ１９０５でＡＦ完了判定が行われる。この場合にはＡＦは未完了であるため、Ｓ１９２８に進んだ後、Ｓ１９２９で再び焦点状態の検出完了判定が行われ、焦点状態の検出が完了した場合にＳ１９３０に進む。ここで比較部３０８は回転半径の検出（Ｌ値の算出）を中止する。その理由は、これ以降のステップで合焦の為にレンズ駆動が行われるので、その駆動ノイズが加速度計出力に重畳して回転半径の長さが不正確とならないように防ぐ為である。Ｓ１９３１で合焦の為に図示しない焦点調節用のフォーカスレンズが駆動される。次のＳ１９３２でレンズＣＰＵ１０８はレンズ駆動が完了したか否かを判定し、完了した場合、Ｓ１９３３に進み、未完了の場合にはＳ１９３４に進む。Ｓ１９３３でフォーカスレンズの駆動が停止した後、Ｓ１９３４に進む。
【００３８】
Ｓ１９３２でレンズ駆動が未完了と判定された場合にはＳ１９３４、Ｓ１９０３を経てＳ１９２８に戻るか、或いはＳ１９３４、Ｓ１９０３、Ｓ１９０４、Ｓ１９０５を経てＳ１９２８に戻り、Ｓ１９３２でレンズ駆動の完了が再度判定される。即ち、レリーズボタン１０４ａの半押しが解除されない限り、各ステップを循環してレンズ駆動が完了するまでの間、上記の処理が繰り返される。
Ｓ１９３３でレンズ駆動が停止された後でＳ１９３４からＳ１９０３に戻り、Ｓ１９０４を経てＳ１９０５ではＡＦの完了判定が行われる。このステップでは再度ＡＦセンサで焦点状態を検出しており、ＡＦの完了によって合焦状態が得られた場合にはＳ１９０６に進み、ＡＦが未完了の場合には再びＳ１９２８に戻って焦点調節が行われる。
【００３９】
Ｓ１９０６で比較部３０８は前記Ｓ１９２８の場合と同様、定期的に求めた回転半径の長さデータを累積していく。但し、Ｓ１９２８を経てＳ１９０６に到達した場合には、既に回転半径の検出が始っているので、本ステップでの検出処理は無用である。次のＳ１９０７でレンズＣＰＵ１０８はカメラのパン検出を行う。パンニング状態の検出方法は、例えば以下の判定条件に基づいて行われる。
・角速度計１０７ｐの出力信号が一定期間（例えば０．５秒）に亘って所定の角速度以上（例えば３度／秒）であること。
・角速度計１０７ｐの積分値（ＨＰＦ及び積分フィルタ３０１の出力）が一定期間（例えば０．２秒）に亘って所定の角度以上（例えば１．５度）であること。
いずれかの条件が満たされた場合に、カメラのパンニング状態、つまり、撮影者がカメラを一定方向に振り動かしていると判定され、Ｓ１９０８に進む。また、カメラがパンニング状態でないと判定された場合、Ｓ１９１１に進む。
【００４０】
Ｓ１９０８で比較部３０８は回転半径の検出を中止し、図２に矢印１０３ｐで示す方向の角度振れ補正が停止する。これは、パンニング中は振れが不安定で、回転半径を精度良く検出できない事や、振れ角が大きいため角度振れ補正を行うと振れ補正レンズが端位置に行き着き、機械的な制約から矢印１０３ｙに示す方向の振れ補正精度も低下してしまう為である。
Ｓ１９０９では再びパンニング状態の如何が判定され、パンニング状態と判定された場合、１９１１に進み、パンニング動作が終了している場合にはＳ１９１０に進む。Ｓ１９１０では撮影者がカメラを安定して構えていると判断されるため、回転半径の検出が再開され、角度振れ補正も再開し、Ｓ１９１１に進む。ここでカメラＣＰＵ１０４ｄはレリーズボタン１０４ａの半押し操作が解除されたか否かを判定する。第１スイッチＳ１がオフ状態となって、半押し操作が解除された場合、Ｓ１９３５に進み、Ｓ１がオン状態の場合にはＳ１９１２に進む。
【００４１】
Ｓ１９３５では回転半径の検出が中止されると共に、今迄蓄積してきた回転半径の長さデータがリセットされた後、Ｓ１９２５に進む（丸枠内にＡを付して示すノード参照）。これは、レリーズボタン１０４ａの半押し操作を解除したことで、撮影者が新たな被写体の撮影に移るか、或いは撮影を終了させるといった、撮影条件の変更が予測される為である。但し、撮影者が再度、レリーズボタン１０４ａの半押し操作を直ちに行った場合（例えば半押し解除から１秒以内の再操作）には、回転半径の長さデータをリセットしない様にしてもよい。
Ｓ１９２５で所定時間（例えば４秒）の待機処理が行われる。この間、角度振れ補正は継続しており、角速度計１０７ｐ及び加速度計１０７ａは作動している。この様にレリーズボタン１０４ａの半押し操作の解除後も暫くの間、角度振れ補正を継続させる理由は、レリーズボタン１０４ａが再度、半押し操作された時に備える為である。所定時間の経過後、Ｓ１９２６に進み、角度振れ補正が停止する。また所定時間が経過するまでの間、Ｓ１９２５の判定処理が繰り返される。Ｓ１９２７で角速度計１０７ｐ、加速度計１０７ａ、ＡＦセンサの検出動作が停止した後、Ｓ１９０１に戻る。
【００４２】
前記Ｓ１９１１でレリーズボタン１０４ａが継続して半押し操作されている場合にはＳ１９１２に進む。ここでカメラＣＰＵ１０４ｄはレリーズボタン１０４ａの押し切り操作により、第２スイッチＳ２がオン状態になったか否かを判定する。Ｓ２がオフ状態の場合、Ｓ１９０７に戻り、Ｓ２がオン状態の場合、Ｓ１９１３に進む。Ｓ２がオン状態となって撮影動作が開始すると、Ｓ１９１３で回転半径の検出が中止される。その理由は、これ以後に予定されるクイックリターンミラー（図２の符号１１０参照）や絞り、シャッタ等、振動の発生を伴う動作により、加速度計１０７ａに外乱が加わり回転半径の検出精度が低下する虞があることによる。検出中止の後、これまでに求めてきた各期間（図１３の期間１８０３、１８０４等）における回転半径の長さＬについて平均値が算出される（前記式（５）参照）。次のＳ１９１４は補正の信頼性に係る判定処理であり、比較部３０８は、求めた回転半径の長さＬの値が妥当であるか否かを判定する。回転半径の長さが妥当であるか否かの判定は、以下の３条件に基づいて行われる。
（１）回転半径の検出期間が短いこと。
（２）算出した回転半径の長さが所定値より大きいこと。
（３）角速度が所定値以下の状態が長時間に亘って継続したこと。
【００４３】
条件（１）は、例えばＳ１９０１で第１スイッチＳ１がオン状態になった時点から、Ｓ１９１２で第２スイッチＳ２がオン状態になった時点までの期間が短く、回転半径の計算に要する時間が足りない場合である。
条件（２）は、外乱等の要因で回転半径の長さが予測し得る上限（例えば撮影レンズ主点位置から撮影者の腰相当までの距離）を超えた場合である。
条件（３）は、カメラが三脚等に固定されていて静止状態にある為に、角速度出力（或いはそれを積分した角度出力）が所定値より小さくなり、この状態が所定の判定基準時間以上に亘って継続した場合である。
【００４４】
前記条件（１）乃至（３）のいずれかを満たす状態で、比較部３０８が前記の式（４）から回転半径の長さＬを求めると、計算誤差により極めて大きな回転半径が計算されてしまう可能性が高まる。そこで、この場合にはＬ値が正常に求められていないと判定され、Ｓ１９３６に進む。一方、前記条件（１）乃至（３）がいずれも満たされていない場合、Ｌ値が正常に算出されたと判定されてＳ１９１５に進む。
Ｓ１９３６で比較部３０８は、初期値として事前に設定されている回転半径、例えば、カメラの接眼部から撮影光学系の主点位置までの距離を用いる。初期値についてはこれに限らず、例えばＬ値をゼロとして平行振れの補正が行われないようにしてもよい。
Ｓ１９１５では前記Ｓ１９０７と同様、カメラがパンニング状態であるか否かが判定され、パンニング動作中の場合、Ｓ１９１７に進み、そうでない場合にはＳ１９１６に進む。なおＳ１９１５でパンニング状態と判定される時にはＳ１９０８で角度振れ補正が停止しているので、角度振れの補正は行われていない。
Ｓ１９１６で平行振れ補正が開始した後、次のＳ１９１７で撮像素子１０５は蓄積動作を開始する。但し、未だシャッタが開いていないので、被写体からの光束は撮像素子１０５に入射していない状態である。
【００４５】
Ｓ１９１８でクイックリターンミラー１１０が上昇して撮影光軸から退避し、レンズの絞りが駆動されてシャッタが開く。これにより撮像素子１０５は受光面に結像した被写体光束に係る電荷蓄積を開始する。次のＳ１９１９で露光に適した撮影期間が経過するまでの間、待機処理となる。撮像素子１０５の蓄積動作が完了した場合、Ｓ１９２０に進み、平行振れ補正が停止する。Ｓ１９２１でシャッタが閉じ、レンズの絞りが元の状態に戻ると共にクイックリターンミラー１１０が下降して撮影光軸上に位置する。
【００４６】
この様にＳ１９１５でカメラがパンニング状態であると判定された場合には、角度振れ補正、平行振れ補正とも行われずにカメラＣＰＵ１０４ｄが撮影動作を実行する。またＳ１９１５でカメラがパンニング状態でないと判定された場合にはＳ１９１６に進み、前記Ｓ１９１３で求まった回転半径（Ｌ値）に基づいて平行振れ補正が開始する。
以上の様に、Ｓ１９１５でカメラがパンニング状態でないと判定される場合には、Ｓ１９０４で角度振れの補正が行われているか、或いはＳ１９１０で角度振れ補正が再開されている。よって、露光中、つまり、被写体光束に係る撮像素子１０５の電荷蓄積中には、角度振れ補正と平行振れ補正の両方が行われる。
【００４７】
Ｓ１９２１の後、Ｓ１９２２でカメラＣＰＵ１０４ｄは、撮像素子１０５で得た画像情報をカメラ背面の液晶モニタ等の表示画面に表示させ、記録媒体に画像情報を記録するように制御を行う。そしてＳ１９２３では、レリーズボタン１０４ａの押し切り操作が解除されたか否かが判定され、第２スイッチＳ２がオフ状態になった場合、Ｓ１９２４に進むが、Ｓ２がオン状態の場合にはＳ１９２３の判定処理が繰り返される。Ｓ１９２４ではレリーズボタン１０４ａの半押し操作が解除されたか否かが判定され、第１スイッチＳ１がオフ状態になった場合、Ｓ１９２５に進む。またＳ１がオン状態の場合には、Ｓ１９０６に戻る（丸枠内にＢを付して示すノード参照）。即ちレリーズボタン１０４ａの半押し操作が解除されるまでの間、回転半径が検出される。
第１実施形態によれば、手振れによるカメラ姿勢の変動によって加速度計１０７ａに重畳される重力加速度成分の変動を除去した後で、加速度計と角速度計の各出力を比較して回転半径を算出できるので、精度の高い平行振れ補正が可能である。
【００４８】
［第２実施形態］
次に本発明の第２実施形態を説明する。第１実施形態では、加速度計の出力に重畳する重力成分の影響を重力除去部３１２が求めて変位量に変換し、これを加速度検出信号の２階積分出力（変位出力）から減算した。これに対し、第２実施形態では重力除去部がカメラの初期姿勢と振れ角度に基づいて重力成分の変化を算出し、それを加速度計の出力から減算した後に２階積分して振れ変位量に変換する。
【００４９】
図１５は第２実施形態に係る防振制御装置の構成例を示すブロック図である。以下、第１実施形態で説明した構成部と異なる部分のみを説明し、第１実施形態の場合と同様の部分については既に使用した符号と同一の符号を用いることによりそれらの詳細な説明を省略する。
図１５において重力除去部２００１には角度ＢＰＦ３０６、初期姿勢算出部３１１、加速度計１０７ａからの信号が入力される。重力除去部２００１の出力信号はＨＰＦ及び２階積分フィルタ３０５に出力される。ＨＰＦ及び２階積分フィルタ３０５の出力信号は変位ＢＰＦ３０７を介して比較部３０８に送られる。
【００５０】
図１６は重力除去部２００１の構成例を示しており、重力加速度演算部２００１ａと誤差加速度除去部２００１ｂを備える。重力加速度演算部２００１ａには初期姿勢算出部３１１の出力信号及び角度ＢＰＦ３０６の出力信号が入力され、算出した重力加速度信号は誤差加速度除去部２００１ｂに出力される。ここで加速度計１０７ａの出力から重力加速度成分が差し引かれた出力信号はＨＰＦ及び２階積分フィルタ３０５に送られる。
第２実施形態では、積分処理の前に予め重力加速度成分を除去する処理が行われる。これにより、２階積分フィルタ（図１１の符号３１２ｂ参照）を省略でき、レンズＣＰＵ１０８の演算負荷が軽減される。
【００５１】
以上、デジタル一眼レフカメラやデジタルコンパクトカメラの防振システムを例にして平行振れ対策を説明した。本発明に係る防振制御装置は、小型で高性能なシステムにまとめることが出来るので、デジタルビデオカメラでの静止画撮影や、監視カメラ、Ｗｅｂカメラ、携帯電話等の静止画撮影にも幅広く適用できる。
【符号の説明】
【００５２】
１０５  撮像素子
１０７ｐ，１０７ｙ  角速度計（第１の振動検出手段）
１０７ａ，１０７ｂ  加速度計（第２の振動検出手段）
１０８  レンズＣＰＵ（制御手段）
３０８  比較部
３０９  出力補正部
３１１  初期姿勢算出部
３１２  重力除去部
２００１  重力除去部
【図１】
2011257714.tif 000008
【図２】
2011257714.tif 000009
【図３】
2011257714.tif 000010
【図４】
2011257714.tif 000011
【図５】
2011257714.tif 000012
【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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