(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学機器の振れを検出する手振れ検出手段と、
前記光学機器の手振れを補正するための手振れ補正機構と、
前記手振れ検出手段によって検出された振れに基づいて前記手振れ補正機構を駆動するための制御目標値を算出する演算手段と、
前記手振れ補正機構に対して予め設定された動作範囲よりも狭い範囲であって、一時的な動作範囲の制限を行う制限範囲を初期設定する制限範囲設定手段と、
前記手振れ補正機構による手振れ補正が前記制限範囲によって制限されないように、前記制限範囲を少なくとも前記動作範囲内で変更させる制限範囲変更手段と、
前記演算手段によって算出された制御目標値に基づいて前記手振れ補正機構を駆動して手振れ補正を行う制御手段であって、前記演算手段によって算出された制御目標値が前記制限範囲設定手段によって初期設定された制限範囲又は前記制限範囲変更手段によって変更された制限範囲を越える場合に、前記制限範囲を越えないように前記制御目標値を制限する制御手段と、
を備え、
前記制限範囲変更手段は、前記手振れ検出手段の検出出力に基づいて一方向の振れが所定時間連続したことを判別する第１の検出手段と、前記第１の検出手段により一方向の振れが所定時間連続したことが検出された後、一方向の振れが終了したことを検出する第２の検出手段とを有し、前記演算手段によって算出された制御目標値が前記制限範囲設定手段によって初期設定された制限範囲又は前記制限範囲変更手段によって変更された制限範囲を越え、かつ前記第２の検出手段により一方向の振れが終了したことが検出されると、前記制限範囲を変更させることを特徴とする手振れ補正装置。
【請求項２】
前記手振れ検出手段は、前記光学機器の角速度を検出する角速度センサと、前記角速度センサによって検出された角速度を積分して振れ角を算出する積分手段とを有することを特徴とする請求項１に記載の手振れ補正装置。
【請求項３】
前記制限範囲設定手段は、前記手振れ検出手段によって検出される振れを制限するための所定の制限値を設定することにより前記制限範囲を設定し、
前記制限範囲変更手段は、前記所定の制限値を変更することにより前記制限範囲を変更させることを特徴とする請求項１又は２に記載の手振れ補正装置。
【請求項４】
前記光学機器は焦点距離が変更可能な光学系を有し、
前記所定の制限値は、前記光学系が最大の焦点距離時に前記手振れ補正機構を前記動作範囲内で移動させたときに得られる、前記光学系の光軸が変化可能な最大角度であることを特徴とする請求項３に記載の手振れ補正装置。
【請求項５】
前記光学機器は焦点距離が変更可能な光学系を有し、前記光学系の焦点距離を検出する焦点距離検出手段を備え、
前記演算手段は、前記手振れ検出手段によって検出された振れ及び前記焦点距離検出手段によって検出された焦点距離に基づいて前記手振れ補正機構を駆動するための制御目標値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手振れ補正装置。
【請求項６】
前記制限範囲設定手段は、前記焦点距離検出手段によって検出された焦点距離に基づいて前記検出された焦点距離が短い程、前記制限範囲が狭くなるように設定することを特徴とする請求項５に記載の手振れ補正装置。
【請求項７】
前記光学機器は焦点距離が変更可能な光学系を有し、前記光学系の焦点距離を検出する焦点距離検出手段を備え、
前記制限範囲設定手段は、前記光学系の最大の焦点距離と前記焦点距離検出手段によって検出された焦点距離との比と、前記手振れ補正機構の動作範囲の限界値とを乗算して得られる値が、前記制限範囲の制限値となるように該制限範囲を設定することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の手振れ補正装置。
【請求項８】
前記制限範囲変更手段は、前記手振れ検出手段によって検出された現在の振れが、初期設定された現在の制限値又は更新された現在の制限値を越えると、前記検出された現在の振れと前記現在の制限値との差分を算出する演算手段と、前記算出した差分に対応した値を前記現在の制限値に加算する加算手段とを有し、前記加算手段によって加算した値を次回の制限値にすることを特徴とする請求項３に記載の手振れ補正装置。
【請求項９】
前記制限範囲変更手段は、前記手振れ検出手段によって検出された現在の振れが、初期設定された現在の制限値又は更新された現在の制限値を越えると、一定の拡大値を前記現在の制限値に加算する加算手段を有し、前記加算手段によって加算した値を次回の制限値にすることを特徴とする請求項３に記載の手振れ補正装置。
【請求項１０】
前記制限範囲変更手段は、前記加算された次回の制限値が、前記手振れ補正機構に対して予め設定された動作範囲を越えないように制限することを特徴とする請求項８又は９に記載の手振れ補正装置。
【請求項１１】
前記制限範囲変更手段は、前記演算手段によって算出された制御目標値に基づいて前記変更した制限範囲を前記制限範囲設定手段によって初期設定された制限範囲に戻すことを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の手振れ補正装置。
【請求項１２】
前記制限範囲変更手段は、前記手振れ検出手段によって検出された現在の振れが、更新された現在の制限値を下回ると、前記現在の振れと前記現在の制限値との差分を算出する演算手段と、前記算出した差分に対応した値を前記現在の制限値から減算する減算手段とを有し、前記減算手段によって減算した値を次回の制限値にすることを特徴とする請求項８に記載の手振れ補正装置。
【請求項１３】
前記制限範囲変更手段は、前記手振れ検出手段によって検出された現在の振れが、更新された現在の制限値を下回ると、一定の縮小値を前記現在の制限値から減算する減算手段を有し、前記減算手段によって減算した値を次回の制限値にすることを特徴とする請求項９に記載の手振れ補正装置。
【請求項１４】
前記制限範囲変更手段は、前記減算された次回の制限値が、前記制限範囲設定手段によって初期設定された制限範囲内に入らないように制限することを特徴とする請求項１２又は１３に記載の手振れ補正装置。
【請求項１５】
光学機器の振れを検出するステップと、
前記検出された振れに基づいて手振れ補正機構を駆動するための制御目標値を算出するステップと、
前記制御目標値が、前記手振れ補正機構に対して予め設定された動作範囲よりも狭い範囲であって、初期設定された現在の制限範囲又は変更された現在の制限範囲を越えないように前記算出された制御目標値を制限するステップと、
前記算出された制御目標値が現在の制限範囲を越えると、前記手振れ補正機構による手振れ補正が前記制限範囲によって制限されないように、少なくとも前記動作範囲内で前記制限範囲を変更させるステップであって、この変更した制限範囲を次回の制限範囲に設定するステップと、
前記算出された制御目標値に基づいて前記手振れ補正機構を駆動して手振れ補正を行うステップと、
を含み、
前記制限範囲を変更させるステップは、前記算出された制御目標値が現在設定されている制限範囲を越え、かつ前記検出された光学機器の振れが一方向に所定時間連続し、その後、前記一方向の振れが終了すると、前記制限範囲を変更させることを特徴とする手振れ補正方法。
【請求項１６】
前記光学機器の振れを検出するステップは、前記光学機器の角速度を検出し、この検出した角速度を積分して振れ角を算出することを特徴とする請求項１５に記載の手振れ補正方法。
【請求項１７】
前記制御目標値を制限するステップは、前記検出される光学機器の振れが、所定の制限値を越えないように制限することにより前記制御目標値を制限し、
前記制限範囲を変更させるステップは、前記所定の制限値を変更することにより前記制限範囲を変更させることを特徴とする請求項１５又は１６に記載の手振れ補正方法。
【請求項１８】
前記光学機器は焦点距離が変更可能な光学系を有し、
前記所定の制限値は、前記光学系が最大の焦点距離時に前記手振れ補正機構を前記動作範囲内で移動させたときに得られる、前記光学系の光軸が変化可能な最大角度であることを特徴とする請求項１７に記載の手振れ補正方法。
【請求項１９】
前記光学機器は焦点距離が変更可能な光学系を有し、前記光学系の焦点距離を検出するステップを含み、
前記制御目標値を制限するステップは、前記検出された光学機器の振れ及び前記検出された焦点距離に基づいて前記手振れ補正機構を駆動するための制御目標値を算出することを特徴とする請求項１５から１８のいずれかに記載の手振れ補正方法。
【請求項２０】
前記初期設定する制限範囲は、前記検出された光学系の焦点距離に基づいて前記検出された焦点距離が短い程、前記制限範囲が狭くなるように設定することを特徴とする請求項１９に記載の手振れ補正方法。
【請求項２１】
前記光学機器は焦点距離が変更可能な光学系を有し、前記光学系の焦点距離を検出するステップを含み、
前記初期設定する制限範囲は、前記光学系の最大の焦点距離と前記検出された光学系の焦点距離との比と、前記手振れ補正機構の動作範囲の限界値とを乗算して得られる値が、前記制限範囲の制限値となるように該制限範囲を設定することを特徴とする請求項１５から２０のいずれかに記載の手振れ補正方法。
【請求項２２】
前記制限範囲を変更させるステップは、前記検出された光学機器の現在の振れが、予め設定された現在の制限値又は更新された現在の制限値を越えると、前記検出された現在の振れと前記現在の制限値との差分を算出し、この算出した差分に対応した値を前記現在の制限値に加算し、この加算した値を次回の制限値にすることを特徴とする請求項１７に記載の手振れ補正方法。
【請求項２３】
前記制限範囲を変更させるステップは、前記検出された光学機器の現在の振れが、予め設定された現在の制限値又は更新された現在の制限値を越えると、一定の拡大値を前記現在の制限値に加算し、この加算した値を次回の制限値にすることを特徴とする請求項１７に記載の手振れ補正方法。
【請求項２４】
前記制限範囲を変更させるステップは、前記加算された次回の制限値が、前記手振れ補正機構に対して予め設定された動作範囲を越えないように制限することを特徴とする請求項２２又は２３に記載の手振れ補正方法。
【請求項２５】
前記制限範囲を変更させるステップは、前記算出された制御目標値に基づいて前記変更した制限範囲を前記初期設定された制限範囲に戻すことを特徴とする請求項１５から２４のいずれかに記載の手振れ補正方法。
【請求項２６】
前記制限範囲を変更させるステップは、前記検出された光学機器の現在の振れが、更新された現在の制限値を下回ると、前記現在の振れと前記現在の制限値との差分を算出し、この算出した差分に対応した値を前記現在の制限値から減算し、この減算した値を次回の制限値にすることを特徴とする請求項２２に記載の手振れ補正方法。
【請求項２７】
前記制限範囲を変更させるステップは、前記検出された光学機器の現在の振れが、更新された現在の制限値を下回ると、一定の縮小値を前記現在の制限値から減算し、この減算した値を次回の制限値にすることを特徴とする請求項２３に記載の手振れ補正方法。
【請求項２８】
前記制限範囲を変更させるステップは、前記加算された次回の制限値が、前記初期設定された制限範囲内に入らないように制限することを特徴とする請求項２６又は２７に記載の手振れ補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は手振れ補正装置及び方法に係り、特にカメラ、カメラ付き携帯電話、望遠鏡、双眼鏡等の光学機器の手振れによる像振れを補正する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、焦点距離が変更可能な光学系を備えたカメラ等の光学機器において、光学系の焦点距離に応じて、像ぶれ防止手段を第１の動作範囲で動作させる第１の状態と、第２の動作範囲で動作させる第２の状態とに切り替えるようにした像ぶれ防止装置が提案されている（特許文献１）。
【０００３】
この像ぶれ防止装置は、光学系の焦点距離が短い場合（広角端付近の場合）には、光学的補正系の動作範囲を狭く設定し、光学系の焦点距離が長い場合（望遠端付近の場合）には、光学的補正系の動作範囲を広く設定し、これにより、防振動作時に広角端付近における軸外光束を確保し（レンズの縁などによるケラレが生じないようにし）、一方、望遠端付近では、もともと画角が小さいため（ケラレの問題がないため）、光学的補正系の動作範囲を広く設定し、十分な補正効果が得られるようにしている。
【０００４】
また、広角端付近の場合には、光学的補正系の動作範囲が狭く設定されるため、光学的性能のよい光学的補正系の光学中心付近を使用することができるという利点もある。
【特許文献１】特開平３−８７７１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の発明は、広角端付近における軸外光束が確保できている光学系の場合、広角端付近での防振動作時における像ぶれ防止手段の動作範囲を狭く設定しているため、光学中心から大きく離れた動作位置での振れ補正を行うことができず、例えば、パンニング動作に近い振れに対しては、像ぶれ防止手段は直ちに動作範囲の限界値に到達し、像ぶれ補正が不能となり、使い勝手が悪くなるという問題がある。
【０００６】
一方、像ぶれ補正手段の動作範囲を、広角端から望遠端までのズーム全域で同じ量の動作範囲（最大動作範囲）に設定すると、広角端付近での防振動作時に、光学中心から大きく離れた動作位置（最大動作範囲の限界値付近）において、頻繁に振れ補正が行われることになり、光学的性能が低下するという問題がある。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、手振れ補正機構の動作範囲を拡大するとともに、より光学中心付近において手振れ補正を行うという二律背反する課題を同時に解決することができる手振れ補正装置及び方法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】
【０００８】
前記目的を達成するために請求項１に係る発明は、光学機器の振れを検出する手振れ検出手段と、前記光学機器の手振れを補正するための手振れ補正機構と、前記手振れ検出手段によって検出された振れに基づいて前記手振れ補正機構を駆動するための制御目標値を算出する演算手段と、前記手振れ補正機構に対して予め設定された動作範囲よりも狭い範囲であって、一時的な動作範囲の制限を行う制限範囲を初期設定する制限範囲設定手段と、前記手振れ補正機構による手振れ補正が前記制限範囲によって制限されないように、前記制限範囲を少なくとも前記動作範囲内で変更させる制限範囲変更手段と、前記演算手段によって算出された制御目標値に基づいて前記手振れ補正機構を駆動して手振れ補正を行う制御手段であって、前記演算手段によって算出された制御目標値が前記制限範囲設定手段によって初期設定された制限範囲又は前記制限範囲変更手段によって変更された制限範囲を越える場合に、前記制限範囲を越えないように前記制御目標値を制限する制御手段と、を備え、前記制限範囲変更手段は、前記手振れ検出手段の検出出力に基づいて一方向の振れが所定時間連続したことを判別する第１の検出手段と、前記第１の検出手段により一方向の振れが所定時間連続したことが検出された後、一方向の振れが終了したことを検出する第２の検出手段とを有し、前記演算手段によって算出された制御目標値が前記制限範囲設定手段によって初期設定された制限範囲又は前記制限範囲変更手段によって変更された制限範囲を越え、かつ前記第２の検出手段により一方向の振れが終了したことが検出されると、前記制限範囲を変更させることを特徴としている。
【０００９】
請求項１に係る発明によれば、手振れ補正機構は、予め設定された動作範囲内で動作可能であるが、この動作範囲よりも狭い制限範囲によってその動作が一時的に制限を受けるようにしている。即ち、手振れ補正機構は、前記制限範囲を越えないように制限される。しかしながら、この制限範囲は固定ではなく、前記動作範囲内で変更できるようになっており、これにより手振れ補正機構の動作範囲（手振れ補正の範囲）を拡大することができる。また、手振れ補正機構は、一時的であっても前記制限範囲によってその動作が制限を受けるため、この制限範囲が設けられていない場合に比べて、光学中心から離れにくくなっており、これにより、より光学中心付近において手振れ補正を行うことができる。
【００１５】
即ち、パンニング動作、チルティング動作等に近い一方向の振れが検出され、その後、一方向の振れ検出が終了すると、前記制限範囲を変更し、手振れ補正を可能にしている。一方向の振れが所定時間連続すると、手振れ補正機構は制限範囲の端まで移動しており、直ちに適正な手振れ補正ができないという問題がある。請求項１に係る発明によれば、一方向の振れ検出が終了すると、前記制限範囲を変更させるようにしたため、直ちに適正な手振れ補正（制限範囲によって制限を受けない手振れ補正）が可能になる。
【００１６】
請求項２に示すように請求項１に記載の手振れ補正装置において、前記手振れ検出手段は、前記光学機器の角速度を検出する角速度センサと、前記角速度センサによって検出された角速度を積分して振れ角を算出する積分手段とを有することを特徴としている。角速度センサとしては、ジャイロセンサを適用することができる。
【００１７】
請求項３に示すように請求項１又は２に記載の手振れ補正装置において、前記制限範囲設定手段は、前記手振れ検出手段によって検出される振れを制限するための所定の制限値を設定することにより前記制限範囲を設定し、前記制限範囲変更手段は、前記所定の制限値を変更することにより前記制限範囲を変更させることを特徴としている。
【００１８】
即ち、前記制御目標値は、前記手振れ検出手段によって検出された振れ（振れ角）に基づいて手振れ補正機構が移動すべき移動位置として算出（換算）されるため、手振れ補正機構の移動を制限するためには、前記制御目標値を直接制限する場合と、前記手振れ検出手段によって検出された振れ（振れ角）を制限する場合とが考えられる。請求項３に係る発明は、後者によって前記制限範囲を設定、及び変更するようにしている。
【００１９】
請求項４に示すように請求項３に記載の手振れ補正装置において、前記光学機器は焦点距離が変更可能な光学系を有し、前記所定の制限値は、前記光学系が最大の焦点距離時に前記手振れ補正機構を前記動作範囲内で移動させたときに得られる、前記光学系の光軸が変化可能な最大角度であることを特徴としている。
【００２０】
即ち、振れ（振れ角）を制限することによって前記制限範囲を設定するが、この振れ角としては、光学系が最大の焦点距離時に手振れ補正可能な最大角度としている。従って、光学系が最大の焦点距離の場合には、設定される制限範囲と手振れ補正機構の動作範囲とが一致する。
【００２１】
請求項５に示すように請求項１から４のいずれかに記載の手振れ補正装置において、前記光学機器は焦点距離が変更可能な光学系を有し、前記光学系の焦点距離を検出する焦点距離検出手段を備え、前記演算手段は、前記手振れ検出手段によって検出された振れ及び前記焦点距離検出手段によって検出された焦点距離に基づいて前記手振れ補正機構を駆動するための制御目標値を算出することを特徴としている。
【００２２】
請求項６に示すように請求項５に記載の手振れ補正装置において、前記制限範囲設定手段は、前記焦点距離検出手段によって検出された焦点距離に基づいて前記検出された焦点距離が短い程、前記制限範囲が狭くなるように設定することを特徴としている。
【００２３】
請求項７に示すように請求項１から５のいずれかに記載の手振れ補正装置において、前記光学機器は焦点距離が変更可能な光学系を有し、前記光学系の焦点距離を検出する焦点距離検出手段を備え、前記制限範囲設定手段は、前記光学系の最大の焦点距離と前記焦点距離検出手段によって検出された焦点距離との比と、前記手振れ補正機構の動作範囲の限界値とを乗算して得られる値が、前記制限範囲の制限値となるように該制限範囲を設定することを特徴としている。
【００２４】
これによれば、光学系の焦点距離にかかわらず、前記設定された制限範囲により光学機器の一定の角度範囲の振れ補正が可能になる。
【００２５】
請求項８に示すように請求項３に記載の手振れ補正装置において、前記制限範囲変更手段は、前記手振れ検出手段によって検出された現在の振れが、初期設定された現在の制限値又は更新された現在の制限値を越えると、前記検出された現在の振れと前記現在の制限値との差分を算出する演算手段と、前記算出した差分に対応した値を前記現在の制限値に加算する加算手段とを有し、前記加算手段によって加算した値を次回の制限値にすることを特徴としている。尚、現在の振れとしては、最新の一定期間内に検出された振れの平均値を使用してもよい。また、前記算出した差分に対応した値としては、例えば、前記差分に対して１よりも小さい値を乗算した値とすることができる。
【００２６】
請求項９に示すように請求項３に記載の手振れ補正装置において、前記制限範囲変更手段は、前記手振れ検出手段によって検出された現在の振れが、初期設定された現在の制限値又は更新された現在の制限値を越えると、一定の拡大値を前記現在の制限値に加算する加算手段を有し、前記加算手段によって加算した値を次回の制限値にすることを特徴としている。尚、現在の振れとしては、最新の一定期間内に検出された振れの平均値を使用してもよい。また、前記加算する一定の拡大値を適宜設定することにより、制限の度合いを調整することができる。
【００２７】
請求項１０に示すように請求項８又は９に記載の手振れ補正装置において、前記制限範囲変更手段は、前記加算された次回の制限値が、前記手振れ補正機構に対して予め設定された動作範囲を越えないように制限することを特徴としている。即ち、次回の制限値が徐々に大きくなるように変更する場合であっても、次回の制限値が予め設定された動作範囲を越えないように制限するようにしている。
【００２８】
請求項１１に示すように請求項１から１０のいずれかに記載の手振れ補正装置において、前記制限範囲変更手段は、前記演算手段によって算出された制御目標値に基づいて前記変更した制限範囲を前記制限範囲設定手段によって初期設定された制限範囲に戻すことを特徴としている。
【００２９】
例えば、現在の制御目標値が、初期設定された制限範囲の端付近よりも十分に内側（適正な手振れ補正が可能な位置）に入ると、変更された制限範囲を初期設定された制限範囲に戻す。尚、現在の制限目標値としては、最新の一定期間内の制限目標値の平均値を使用してもよい。
【００３０】
請求項１２に示すように請求項８に記載の手振れ補正装置において、前記制限範囲変更手段は、前記手振れ検出手段によって検出された現在の振れが、更新された現在の制限値を下回ると、前記現在の振れと前記現在の制限値との差分を算出する演算手段と、前記算出した差分に対応した値を前記現在の制限値から減算する減算手段とを有し、前記減算手段によって減算した値を次回の制限値にすることを特徴としている。
【００３１】
請求項１３に示すように請求項９に記載の手振れ補正装置において、前記制限範囲変更手段は、前記手振れ検出手段によって検出された現在の振れが、更新された現在の制限値を下回ると、一定の縮小値を前記現在の制限値から減算する減算手段を有し、前記減算手段によって減算した値を次回の制限値にすることを特徴としている。尚、請求項１２、１３において、現在の振れとしては、最新の一定期間内に検出された振れの平均値を使用してもよい。
【００３２】
請求項１４に示すように請求項１２又は１３に記載の手振れ補正装置において、前記制限範囲変更手段は、前記減算された次回の制限値が、前記制限範囲設定手段によって初期設定された制限範囲内に入らないように制限することを特徴としている。即ち、次回の制限値が徐々に小さくなるように変更する場合であっても、次回の制限値が初期設定された制限範囲内に入らないように制限するようにしている。
【００３３】
請求項１５に係る手振れ補正方法は、光学機器の振れを検出するステップと、前記検出された振れに基づいて手振れ補正機構を駆動するための制御目標値を算出するステップと、前記制御目標値が、前記手振れ補正機構に対して予め設定された動作範囲よりも狭い範囲であって、初期設定された現在の制限範囲又は変更された現在の制限範囲を越えないように前記算出された制御目標値を制限するステップと、前記算出された制御目標値が現在の制限範囲を越えると、前記手振れ補正機構による手振れ補正が前記制限範囲によって制限されないように、少なくとも前記動作範囲内で前記制限範囲を変更させるステップであって、この変更した制限範囲を次回の制限範囲に設定するステップと、前記算出された制御目標値に基づいて前記手振れ補正機構を駆動して手振れ補正を行うステップと、を含み、前記制限範囲を変更させるステップは、前記算出された制御目標値が現在設定されている制限範囲を越え、かつ前記検出された光学機器の振れが一方向に所定時間連続し、その後、前記一方向の振れが終了すると、前記制限範囲を変更させることを特徴としている。
【００３７】
請求項１６に示すように請求項１５に記載の手振れ補正方法において、前記光学機器の振れを検出するステップは、前記光学機器の角速度を検出し、この検出した角速度を積分して振れ角を算出することを特徴としている。
【００３８】
請求項１７に示すように請求項１５又は１６に記載の手振れ補正方法において、前記制御目標値を制限するステップは、前記検出される光学機器の振れが、所定の制限値を越えないように制限することにより前記制御目標値を制限し、前記制限範囲を変更させるステップは、前記所定の制限値を変更することにより前記制限範囲を変更させることを特徴としている。
【００３９】
請求項１８に示すように請求項１７に記載の手振れ補正方法において、前記光学機器は焦点距離が変更可能な光学系を有し、前記所定の制限値は、前記光学系が最大の焦点距離時に前記手振れ補正機構を前記動作範囲内で移動させたときに得られる、前記光学系の光軸が変化可能な最大角度であることを特徴としている。
【００４０】
請求項１９に示すように請求項１５から１８のいずれかに記載の手振れ補正方法において、前記光学機器は焦点距離が変更可能な光学系を有し、前記光学系の焦点距離を検出するステップを含み、前記制御目標値を制限するステップは、前記検出された光学機器の振れ及び前記検出された焦点距離に基づいて前記手振れ補正機構を駆動するための制御目標値を算出することを特徴としている。
【００４１】
請求項２０に示すように請求項１９に記載の手振れ補正方法において、前記初期設定する制限範囲は、前記検出された光学系の焦点距離に基づいて前記検出された焦点距離が短い程、前記制限範囲が狭くなるように設定することを特徴としている。
【００４２】
請求項２１に示すように請求項１５から２０のいずれかに記載の手振れ補正方法において、前記光学機器は焦点距離が変更可能な光学系を有し、前記光学系の焦点距離を検出するステップを含み、前記初期設定する制限範囲は、前記光学系の最大の焦点距離と前記検出された光学系の焦点距離との比と、前記手振れ補正機構の動作範囲の限界値とを乗算して得られる値が、前記制限範囲の制限値となるように該制限範囲を設定することを特徴としている。
【００４３】
請求項２２に示すように請求項１７に記載の手振れ補正方法において、前記制限範囲を変更させるステップは、前記検出された光学機器の現在の振れが、予め設定された現在の制限値又は更新された現在の制限値を越えると、前記検出された現在の振れと前記現在の制限値との差分を算出し、この算出した差分に対応した値を前記現在の制限値に加算し、この加算した値を次回の制限値にすることを特徴としている。
【００４４】
請求項２３に示すように請求項１７に記載の手振れ補正方法において、前記制限範囲を変更させるステップは、前記検出された光学機器の現在の振れが、予め設定された現在の制限値又は更新された現在の制限値を越えると、一定の拡大値を前記現在の制限値に加算し、この加算した値を次回の制限値にすることを特徴としている。
【００４５】
請求項２４に示すように請求項２２又は２３に記載の手振れ補正方法において、前記制限範囲を変更させるステップは、前記加算された次回の制限値が、前記手振れ補正機構に対して予め設定された動作範囲を越えないように制限することを特徴としている。
【００４６】
請求項２５に示すように請求項１５から２４のいずれかに記載の手振れ補正方法において、前記制限範囲を変更させるステップは、前記算出された制御目標値に基づいて前記変更した制限範囲を前記初期設定された制限範囲に戻すことを特徴としている。
【００４７】
請求項２６に示すように請求項２２に記載の手振れ補正方法において、前記制限範囲を変更させるステップは、前記検出された光学機器の現在の振れが、更新された現在の制限値を下回ると、前記現在の振れと前記現在の制限値との差分を算出し、この算出した差分に対応した値を前記現在の制限値から減算し、この減算した値を次回の制限値にすることを特徴としている。
【００４８】
請求項２７に示すように請求項２３に記載の手振れ補正方法において、前記制限範囲を変更させるステップは、前記検出された光学機器の現在の振れが、更新された現在の制限値を下回ると、一定の縮小値を前記現在の制限値から減算し、この減算した値を次回の制限値にすることを特徴としている。
【００４９】
請求項２８に示すように請求項２６又は２７に記載の手振れ補正方法において、前記制限範囲を変更させるステップは、前記加算された次回の制限値が、前記初期設定された制限範囲内に入らないように制限することを特徴としている。
【発明の効果】
【００５０】
本発明によれば、手振れ補正機構の動作範囲を最大限まで利用することができるとともに、光学的性能のよい光学中心付近において手振れ補正を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
以下、添付図面に従って本発明に係る手振れ補正装置及び方法の好ましい実施の形態について説明する。
【００５２】
［デジタルカメラの全体構成］
図１は本発明に係る手振れ補正装置を備えたデジタルカメラの内部構成の実施の形態を示すブロック図である。
【００５３】
同図に示すように、このデジタルカメラ１は、中央処理装置（ＣＰＵ）１１１、操作部１１２、単焦点の撮影レンズ１０、フォーカス用モータドライバ１１５、手振れ補正装置２００、タイミングジェネレータ１１９、ＣＣＤドライバ１２０、ＣＣＤ１３、アナログ信号処理部１２２、Ａ／Ｄ変換器１２３、画像入力コントローラ１２４、画像信号処理回路１２５、圧縮処理回路１２６、ビデオエンコーダ１２７、画像表示装置１２８、バス１２９、メディアコントローラ１３０、記録メディア１３１、メモリ（ＳＤＲＡＭ）１３２、ＡＦ検出回路１３３、ＡＥ検出回路１３４等を備えて構成される。
【００５４】
各部はＣＰＵ１１１に制御されて動作し、ＣＰＵ１１１は、操作部１１２からの入力に基づき所定の制御プログラムを実行することにより、デジタルカメラ１の各部を制御する。
【００５５】
ＣＰＵ１１１はプログラムＲＯＭを内蔵しており、このプログラムＲＯＭにはＣＰＵ１１１が実行する制御プログラムのほか、制御に必要な各種データ等が記録されている。ＣＰＵ１１１は、このプログラムＲＯＭに記録された制御プログラムをメモリ１３２に読み出し、逐次実行することにより、デジタルカメラ１の各部を制御する。
【００５６】
尚、このメモリ１３２は、プログラムの実行処理領域として利用されるほか、画像データ等の一時記憶領域、各種作業領域として利用される。
【００５７】
操作部１１２は、レリーズボタン１１３の他、電源スイッチや撮影モードダイヤル、手振れ補正スイッチ等のカメラの一般的な操作手段を含み、操作に応じた信号をＣＰＵ１１１に出力する。レリーズボタン１１３は、半押し時にＯＮしてフォーカスロック、測光等の撮影準備を行わせるスイッチＳ１と、全押し時にＯＮして画像の取り込みを行わせるスイッチＳ２とを有している。
【００５８】
撮影レンズ１０は、フォーカス用モータドライバ１１５に駆動されて、撮影レンズ１０の光軸上を前後移動する。ＣＰＵ１１１は、フォーカス用モータドライバ１１５を介して撮影レンズ１０の移動を制御し、フォーカシングを行う。
【００５９】
手振れ補正装置２００は、防振レンズ１２を含む手振れ補正機構１１６（図３参照）と、この手振れ補正機構１１６を制御する手振れ補正制御部１１７とから構成されており、デジタルカメラ１の手振れに伴い像振れを補正する。尚、手振れ補正機構１１６及び手振れ補正制御部１１７の詳細については後述する。
【００６０】
被写体像は、撮影レンズ１０及び防振レンズ１２を介してＣＣＤ１３の受光面に結像される。ＣＣＤ１３は、周知のように多数の受光素子がマトリクス状に配列された受光面を備えており、受光面上に結像された被写体光を、各受光素子によって電気信号に変換する。
【００６１】
このＣＣＤ１３は、タイミングジェネレータ１１９からＣＣＤドライバ１２０を介して供給される垂直転送クロック及び水平転送クロックに同期して、各画素に蓄積された電荷を１ラインずつシリアルな画像信号として出力する。ＣＰＵ１１１は、タイミングジェネレータ１１９を制御して、ＣＣＤ１３の駆動を制御する。
【００６２】
尚、各画素の電荷蓄積時間（露出時間）は、タイミングジェネレータ１１９から与えられる電子シャッタ駆動信号によって決められる。ＣＰＵ１１１は、タイミングジェネレータ１１９に対して電荷蓄積時間を指示する。
【００６３】
また、画像信号の出力は、デジタルカメラ１が撮影モードにセットされると開始される。即ち、デジタルカメラ１が撮影モードにセットされると、画像表示装置１２８にスルー画像を表示するため、画像信号の出力が開始される。このスルー画像用の画像信号の出力は、本撮影の指示が行われると、一旦停止され、本撮影が終了すると、再度開始される。
【００６４】
ＣＣＤ１３から出力される画像信号は、アナログ信号であり、このアナログの画像信号は、アナログ信号処理部１２２に取り込まれる。
【００６５】
アナログ信号処理部１２２は、相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）、及び自動ゲインコントロール回路（ＡＧＣ）を含んで構成される。ＣＤＳは、画像信号に含まれるノイズの除去を行い、ＡＧＣは、ノイズ除去された画像信号を所定のゲインで増幅する。このアナログ信号処理部１２２で所要の信号処理が施されたアナログの画像信号は、Ａ／Ｄ変換器１２３に取り込まれる。
【００６６】
Ａ／Ｄ変換器１２３は、取り込んだアナログの画像信号を所定ビットの階調幅を持ったデジタルの画像信号に変換する。この画像信号は、いわゆるＲＡＷデータであり、画素ごとＲ、Ｇ、Ｂの濃度を示す階調値を有している。
【００６７】
画像入力コントローラ１２４は、所定容量のラインバッファを内蔵しており、Ａ／Ｄ変換器１２３から出力された１コマ分の画像信号を蓄積する。この画像入力コントローラ１２４に蓄積された１コマ分の画像信号は、バス１２９を介してメモリ１３２に格納される。
【００６８】
バス１２９には、上記ＣＰＵ１１１、メモリ１３２、画像入力コントローラ１２４のほか、画像信号処理回路１２５、圧縮処理回路１２６、ビデオエンコーダ１２７、メディアコントローラ１３０、ＡＦ検出回路１３３、ＡＥ検出回路１３４等が接続されており、これらはバス１２９を介して互いに情報を送受信できるようにされている。
【００６９】
メモリ１３２に格納された１コマ分の画像信号は、点順次（画素の順番）に画像信号処理回路１２５に取り込まれる。
【００７０】
画像信号処理回路１２５は、点順次に取り込んだＲ、Ｇ、Ｂの各色の画像信号に対して所定の信号処理を施し、輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂとからなる画像信号（Ｙ／Ｃ信号）を生成する。
【００７１】
ＡＦ検出回路１３３は、ＣＰＵ１１１の指令に従い、画像入力コントローラ１２４を介してメモリ１３２に格納されたＲ、Ｇ、Ｂの画像信号を取り込み、ＡＦ（Automatic Focus）制御に必要な焦点評価値を算出する。このＡＦ検出回路１３３は、Ｇ信号の高周波成分のみを通過させるハイパスフィルタ、絶対値化処理部、画面に設定された所定のフォーカス領域内の信号を切り出すフォーカス領域抽出部、及び、フォーカス領域内の絶対値データを積算する積算部を含み、この積算部で積算されたフォーカス領域内の絶対値データを焦点評価値としてＣＰＵ１１１に出力する。ＣＰＵ１１１は、ＡＦ制御時、このＡＦ検出回路１３３から出力される焦点評価値が極大となる位置をサーチし、その位置に撮影レンズ１０を移動させることにより、主要被写体への焦点合わせを行う。
【００７２】
ＡＥ検出回路１３４は、ＣＰＵ１１１の指令に従い、画像入力コントローラ１２４を介してメモリ１３２に格納されたＲ、Ｇ、Ｂの画像信号を取り込み、ＡＥ制御に必要な積算値を算出する。ＣＰＵ１１１は、積算値から輝度値を算出し、輝度値から露出値を求める。また露出値から所定のプログラム線図に従って、絞り値及びシャッタスピードを決定する。
【００７３】
圧縮処理回路１２６は、ＣＰＵ１１１からの圧縮指令に従い、入力された輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂとからなる画像信号（Ｙ／Ｃ信号）に所定形式（たとえば、ＪＰＥＧ）の圧縮処理を施し、圧縮画像データを生成する。また、ＣＰＵ１１１からの伸張指令に従い、入力された圧縮画像データに所定形式の伸張処理を施して、非圧縮の画像データを生成する。
【００７４】
ビデオエンコーダ１２７は、ＣＰＵ１１１からの指令に従い、画像表示装置１２８への表示を制御する。
【００７５】
メディアコントローラ１３０は、ＣＰＵ１１１からの指令に従い、記録メディア１３１に対してデータの読み／書きを制御する。尚、記録メディア１３１は、メモリカードのようにカメラ本体に対して着脱自在なものでもよいし、また、カメラ本体に内蔵されたものでもよい。着脱自在とする場合は、カメラ本体にカードスロットを設け、このカードスロットに装填して使用する。
【００７６】
＜手振れ補正機構＞
次に、本発明に係る手振れ補正装置２００の手振れ補正機構１１６について説明する。
【００７７】
デジタルカメラ１は、操作部１１２によって、手振れＯＮモードと手振れＯＦＦモードとをユーザが切り替えることが可能である。手振れＯＮモードでは、手振れがキャンセルされるように、防振レンズ１２を移動制御する。手振れＯＦＦモードでは、防振レンズ１２を停止するように制御する。
【００７８】
図２は、デジタルカメラ１の光学系を示した図である。デジタルカメラ１の光学系は、単焦点の撮影レンズ１０、及び防振レンズ１２から構成されている。尚、撮影レンズ１０は、２枚のレンズ１０Ａ、１０Ｂによって構成されている。
【００７９】
この光学系の光軸１４上にＣＣＤ１３が配置されており、このＣＣＤ１３は、前述したように、被写体像を電気信号に変換する。
【００８０】
手振れが発生すると、１フレーム内で被写体像がＣＣＤ１３上で動くために、ＣＣＤ１３からは、ぼけた画像の電気信号が発生する。この手振れの発生を検出するために、カメラボディ又はレンズアセンブリ内に、水平方向（Ｘ方向）の角速度センサ（ジャイロセンサ）５０（図６参照）及び垂直方向（Ｙ方向）の角速度センサ（図示せず）が設けられている。これらの角速度センサは、それぞれデジタルカメラ１のＸ方向及びＹ方向の角速度を表す信号を出力する。また、角加速度を表す信号を出力するジャイロセンサを用いてもよい。
【００８１】
手振れが発生していないときは、防振レンズ１２の光軸が、光学系の光軸１４に一致している。Ｘ方向の角速度センサ５０及び／又はＹ方向の角速度センサにより手振れが検出されると、防振レンズ１２は、手振れの大きさと方向に応じて、光軸１４と直交するＸ方向及び／又はＹ方向に移動する。これにより、ＣＣＤ１３上に形成される画像がほぼ停止した状態となり、シャープな画像を表す信号がＣＣＤ１３から出力される。
【００８２】
次に、手振れ補正機構１１６について説明する。
【００８３】
図３は手振れ補正機構１１６を示す分解斜視図であり、図４はカバーが取り外されている状態の手振れ補正機構１１６の正面図である。また、図５は手振れ補正機構１１６の要部断面図である。
【００８４】
図３及び図４において、レンズ鏡筒１５には、撮影レンズ１０が取り付けられている。このレンズ鏡筒１５は、レンズアセンブリに固定されている。また、レンズ鏡筒１５には、Ｘ方向に延びたメインガイド軸１６と、Ｙ方向に延びたメインガイド軸１７とが設けられており、また、Ｘ方向に移動可能なＸスライダ１８と、Ｙ方向に移動可能なＹスライダ１９とが収納されている。Ｘスライダ１８及びＹスライダ１９は、平面から見た形がほぼＬ字形をしている。
【００８５】
Ｘスライダ１８には、一対の軸孔１８ａが形成されており、これらの軸孔１８ａがメインガイド軸１６にスライダブリに嵌まっている。同様に、Ｙスライダ１９の一対の軸孔１９ａは、メインガイド軸１７にスライダブリに嵌まっている。
【００８６】
また、Ｘスライダ１８には、一対の軸孔１８ｂが形成されている。この軸孔１８ｂは、Ｙ方向の延びたサブガイド軸２０にスライダブリに嵌まっている。Ｙスライダ１９の一対の軸孔１９ｂは、Ｘ方向の延びたサブガイド軸２１にスライダブリに嵌まっている。
【００８７】
Ｘスライダ１８には、偏平なリング状のコイル２２が取り付けられている。同様に、Ｙスライダ１９にもコイル２３が取り付けられている。コイル２２との間にＸ方向の電磁力を発生するために、永久磁石２６を内側に取り付けたヨーク２５がレンズ鏡筒１５に取り付けられている。尚、コイル２３と間にＹ方向の電磁力を発生するためのヨーク及び永久磁石は、図では省略してある。
【００８８】
レンズホルダ３０は、防振レンズ１２を保持している。このレンズホルダ３０には、一対の穴３０ａが形成されており、これらにＸ方向の延びたサブガイド軸２１の両端が嵌合され、そしてサブガイド軸２１が動かないように接着剤などで固定されている。同様に、一対の穴３０ｂにサブガイド軸２０がしっかりと保持されている。
【００８９】
スライダ１８、１９を隠すように、レンズホルダ３０にカバー３２が配置されている。このカバー３２は、レンズ鏡筒１５のステップ１５ａに載せられている。カバー３２の内面には、２個の永久磁石３３、３４が取り付けられている。永久磁石３３はヨーク２５に対面し、永久磁石３４は別のヨーク（図示せず）に対面する。
【００９０】
図５に示すように、コイル２２の両側には、永久磁石２６、３３が位置しており、また、ヨーク２５の折り曲片２５ａがコイル２２内に入り込んでいる。コイル２２を通電すると、コイル２２に発生した磁界と、永久磁石２６、３３の磁界により電磁力が発生する。この電磁力は、コイル２２の電流の向きに応じて、＋Ｘ方向又は−Ｘ方向に作用し、Ｘスライダ１８を＋Ｘ方向又は−Ｘ方向に移動する。同様に、コイル２３に通電すると、コイル２３に発生した磁界と、図示しない永久磁石及び永久磁石３４の磁界から発生した電磁力により、Ｙスライダ１９を＋Ｙ方向又は−Ｙ方向に移動する。
【００９１】
また、レンズ鏡筒１５の穴１５ｂ、１５ｃには、Ｘホール素子４０、Ｙホール素子４１が収納されている。Ｘホール素子４０は、Ｘスライダ１８の下面に埋め込まれた小さな磁石４２の磁界に応答して電圧を発生する。この電圧は、Ｘスライダ１８のＸ方向での位置に対応している。また、Ｙホール素子４１も、Ｙスライダ１９の下面に埋め込まれた磁石４３の磁界に応答して電圧を発生し、この電圧はＹスライダ１９のＹ方向での位置に対応している。
【００９２】
各ホール素子４０、４１は、防振レンズ１２の位置に応じて、例えば０〜５Ｖの電圧範囲の信号を発生する。各ホール素子４０、４１の出力信号が２．５Ｖ（基準電圧）のときには、Ｘスライダ１８はＸ基準位置に位置し、Ｙスライダ１９がＹ基準位置に位置している。この状態では、防振レンズ１２の光軸が光学系の光軸１４に一致している。
【００９３】
次に、手振れ補正機構１１６の作用について説明する。
【００９４】
撮影準備のためにデジタルカメラの電源をＯＮにすると、手振れ補正制御部１１７（図６参照）は、基準電圧（２．５Ｖ）を制御目標値信号とする。そして、手振れ補正制御部１１７は、各ホール素子４０、４１の出力信号が制御目標値信号である基準電圧に到達するように、コイル２２、２３に供給する電流の向き及び大きさをフィードバック制御する。このフィードバック制御により、Ｘスライダ１８はＸ基準位置に向けて移動され、Ｙスライダ１９はＹ基準位置に向けて移動される。スライダ１８、１９が基準位置にセットされると、防振レンズ１２の光軸が光学系の光軸１４に一致する。手振れＯＦＦモードでは、手振れがあっても、制御目標値信号は基準電圧に保たれる。これにより、レンズホルダ３０は手振れがあっても、停止したままとなる。
【００９５】
手振れＯＮモードでは、手振れに応じて防振レンズ１２がレンズホルダ３０とともに移動する。Ｘ方向の手振れはＸ方向の角速度センサ５０で検知され、またＹ方向の手振れはＹ方向の角速度センサで検知される。手振れが発生すると、各角速度センサは角速度信号を発生する。各角速度センサの角速度信号は個別に積分され、Ｘ方向とＹ方向の角度信号にそれぞれ変換される。この角度信号は、この角度（振れ角）に相当する像ぶれを補正するための防振レンズ１２の直線移動に相当したレンズ変位量信号に変換される。得られたレンズ変位量信号は、基準電圧（２．５Ｖ）に加算されて、制御目標値信号となる。
【００９６】
ここで、レンズ変位量信号は、手振れの方向に応じて正負の符号を有するため、制御目標値信号は、基準電圧（２．５Ｖ）を中心にして変化する。
【００９７】
例えば、＋Ｘ方向に手振れが発生すると、それを補正するためのレンズ変位量信号が基準電圧に加算されて、制御目標値信号が算出される。次に、Ｘ方向のホール素子４０の出力信号が制御目標値信号となるように、コイル２２の電流の向き及び大きさが決められる。このコイル２２の通電により発生した磁界と、永久磁石２６、３３の磁界とにより、−Ｘ方向の電磁力がコイル２２に作用する。この電磁力により、Ｘスライダ１８は、メインガイド軸１６に沿って−Ｘ方向に移動する。また、Ｘスライダ１８はサブガイド軸２０を介してレンズホルダ３０に連結されているため、Ｘスライダ１８は、レンズホルダ３０を−Ｘ方向に押す。
【００９８】
ここで、レンズホルダ３０に固定されたサブガイド軸２１は、Ｙスライダ１９の軸孔１９ｂにガイドされる。これにより、Ｘスライダ１８とレンズホルダ３０は、メインガイド軸１６及びＹスライダ１９の一対の軸孔１９ａにガイドされながら一緒に移動する。
【００９９】
Ｘスライダ１８が、制御目標値信号に対応したレンズ位置まで移動すると、Ｘ方向のホール素子４０の出力信号が制御目標値信号に一致する。これにより、ＣＣＤ１３上に形成される画像は殆ど移動しない。したがって、ＣＣＤ１３からは、鮮明な画像の電気信号が発生する。
【０１００】
手振れが停止すると、レンズ変位量信号は徐々に０に戻るように制御され、その結果、制御目標値信号は基準電圧（２．５Ｖ）となり、Ｘ方向のホール素子４０の出力信号が基準電圧に戻るように、コイル２２の電流の向き及び大きさが決定される。これにより、Ｘスライダ１８がＸ基準位置に向けて徐々に移動する。Ｘスライダ１８がＸ基準位置に戻った後は、このＸ基準位置に維持されるように、コイル２２の電流の向きと大きさが制御される。レンズホルダ３０は、Ｘスライダ１８と一緒に戻るから、防振レンズ１２の光軸が光学系の光軸１４に一致した状態となる。
【０１０１】
−Ｘ方向の手振れが発生すると、手振れの大きさに応じた値を持ったプラスのレンズ変位量信号が基準電圧に加算され、制御目標値信号が算出される。Ｘ方向のホール素子４０の出力信号が制御目標値信号になるように、コイル２２の電流の向き及び大きさが決められる。このコイル２２の通電により、Ｘスライダ１８は、メインガイド軸１６に沿って＋Ｘ方向に移動する。−Ｘ方向の手振れがなくなると、Ｘスライダ１８はＸ基準位置に徐々に戻し、そして、Ｘスライダ１８をＸ基準位置に維持する。このときには、防振レンズ１２の光軸は光学系の光軸１４に一致している。
【０１０２】
Ｙ方向の手振れに対しても同様である。このＹ方向の手振れに対しては、コイル２３によってＹスライダ１９をＹ方向に移動する。このときにサブガイド軸２１を介してレンズホルダ３０がＹ方向に押される。Ｙスライダ１９は、メインガイド軸１７にガイドされ、レンズホルダ３０のサブガイド軸２０は、Ｘスライダ１８の軸孔１８ｂにガイドされる。レンズホルダ３０が、Ｙスライダ１９と一緒にＹ方向に移動すると、Ｙ方向の手振れによる画像の移動が防止され、ＣＣＤ１３上に形成される画像はほぼ停止する。Ｙ方向の手振れがなくなると、Ｙスライダ１９は、Ｙ基準位置に徐々に戻される。
【０１０３】
実際の手振れは、Ｘ方向とＹ方向の両方で発生するため、レンズホルダ３０がＸ方向とＹ方向の両方へ同時に移動する。
【０１０４】
＜手振れ補正制御部＞
図６は主として図１に示した手振れ補正制御部１１７の内部構成の実施の形態を示すブロック図である。尚、手振れ補正制御部１１７は、水平方向（Ｘ方向）の手振れ補正制御部と、垂直方向（Ｙ方向）の手振れ補正制御部の２系統を有するが、図６上では、説明を簡単にするためにＸ方向の手振れ補正制御部のみを示している。
【０１０５】
図６において、Ｘ方向の角速度センサ５０は、デジタルカメラ１の水平方向（Ｘ方向）の角速度を検出し、検出した角速度に対応する角速度信号（電圧信号）をアナログのハイパスフィルタ（ＨＰＦ）２０４に出力する。ＨＰＦ２０４は、入力する角速度信号の直流成分を除去し、これをアナログアンプ２０６を介してＡＤ変換器２０８に出力する。
【０１０６】
ＡＤ変換器２０８は入力するアナログの角速度信号をデジタルの角速度信号に変換し、これをデジタルのＨＰＦ２１０に出力する。ＨＰＦ２１０は、ＤＣ（基準値）を検出するローパスフィルタ（ＬＰＦ）２１０Ａと、減算器２１０Ｂとから構成されており、減算器２１０Ｂは、角速度信号からＬＰＦ２１０Ａにて検出された基準値を減算する。これにより、手振れとは見なせない低い周波数の角速度信号を除去する。
【０１０７】
デジタルのＨＰＦ２１０から出力された角速度信号は、積分回路２１２によって積分され、ここで角度（振れ角）信号に変換される。
【０１０８】
即ち、積分回路２１２は、まず入力する角速度信号Ａ１を積分して角度信号Ａｎ＋１に変換する。この積分には次式が使われる。
【０１０９】
［数１］
Ａｎ＋１＝（Ａ１−Ａｎ）×α＋Ａｎ
ここで、αは係数であり、Ａｎはレジスタから読み出した前回の積分値である。
【０１１０】
上記積分により、手振れによって発生した光学系の傾き角度が算出される。得られた角度信号Ａｎ＋１は、積分リミッタ２１４に送られる。この積分リミッタ２１４は、傾き角度がリミット角度を越えた場合には、越えた部分がカットされる。したがって、角度信号Ａｎ＋１の最大値は、リミット角度である。
【０１１１】
尚、積分リミッタ２１４のリミット角度（振れ角の上限値及び下限値の各制限値）は、コントローラ２４０から与えられるが、この制限値の詳細については後述する。
【０１１２】
積分リミッタ２１４から出力される角度信号は、位相補償回路２１６に加えられる。位相補償回路２１６は、上記演算等によって実際の角度よりも遅れた角度信号の遅れ補償を行う。
【０１１３】
位相補償された角度信号は、制御目標値演算回路２１８に加えられ、ここで、デジタルカメラ１の手振れに伴う像振れを補正するための防振レンズ１２の移動すべきＸ方向のレンズ位置を示す制御目標値に変換される。
【０１１４】
制御目標値演算回路２１８によって演算された制御目標値は、制御目標値リミッタ２２０に加えられる。制御目標値リミッタ２２０には、コントローラ２４０によって手振れ補正機構（防振レンズ１２）の動作範囲の上限値及び下限値を示す各限界値が設定されており、制御目標値リミッタ２２０は、入力する制御目標値が、予め設定された動作範囲を越えないように制御目標値を制限する。
【０１１５】
尚、動作範囲の限界値は、手振れ補正機構が機械的に接触する限界値（メカ限界）よりも所定量だけ内側の位置である。
【０１１６】
制御目標値リミッタ２２０から出力された制御目標値は、減算器２２２の正入力に加えられる。減算器２２２に負入力には、防振レンズ１２の現在位置を示すレンズ位置信号が加えられており、減算器２２２は、制御目標値とレンズ位置信号（現在位置）との差分を求め、この差分を防振レンズ１２の操作量として出力する。
【０１１７】
防振レンズ１２の現在位置は、ホール素子４０によって検出されるようになっている。即ち、ホール素子４０は、防振レンズ１２のレンズ位置に対応する検出信号（電圧信号）を出力し、この検出信号をアンプ２２４を介してＡＤ変換器２２６に出力する。ＡＤ変換器２２６は入力するレンズ位置を示すアナログ信号をデジタル信号に変換し、これを防振レンズ１２の現在位置を示すレンズ位置信号として減算器２２２に負入力に出力する。
【０１１８】
減算器２２２から出力された操作量は、位相補償回路２２８によって位相補償された後、モータドライバ２３０に加えられる。モータドライバ２３０は、入力する操作量に対応してパルス幅変調（ＰＷＭ)した駆動信号を生成し、この駆動信号を、図３に示したコイル２２（ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）２３２）に出力する。
【０１１９】
これにより、防振レンズ１２は、操作量に対応した移動量だけＸ方向に駆動され、撮影装置のＸ方向の手振れによる像振れが生じないように制御される。尚、Ｘ方向の手振れと同様に、Ｙ方向の手振れも補正される。
【０１２０】
コントローラ２４０は、積分回路２１２、積分リミッタ２１４及び制御目標値リミッタ２２０を制御するもので、積分回路２１２から積分結果（角度信号）を入力し、ＡＤ変換器２２６から防振レンズ１２のレンズ位置信号を入力し、動作範囲設定部２４２からは動作範囲を示す上限値及び下限値を示す信号を入力し、ＣＰＵ１１１（図１参照）からは撮影装置の動作状態に関する信号（撮影動作、手振れＯＮ／ＯＦＦモード等の信号）を入力する。
【０１２１】
動作範囲設定部２４２は、手振れ補正機構（防振レンズ１２）の動作範囲の上限値及び下限値を示す各限界値が設定され、コントローラ２４０は、ここで設定された動作範囲の限界値を制御目標値リミッタ２２０に設定する。尚、制御目標値リミッタ２２０に設定される動作範囲の限界値は、コントローラ２４０からの指令によらず、予め固定値として設定してもよい。
【０１２２】
また、コントローラ２４０は、ＣＰＵ１１１から手振れＯＦＦモードを示す信号を入力すると、積分回路２１２の積分値（角度）を０にリセットするとともに、積分回路２１２での積分動作を停止（又は０を積分）させる。これにより、防振レンズ１２の動作範囲の中心位置を０とした場合、制御目標値は０となり、防振レンズ１２は、その動作範囲の中心位置で停止した状態となる。
【０１２３】
一方、コントローラ２４０は、ＣＰＵ１１１から手振れＯＮモードを示す信号を入力すると、積分回路２１２での積分動作を可能にする。また、ＣＰＵ１１１は、二段ストロークの半押し時にＯＮするスイッチＳ１と、全押し時にＯＮするスイッチＳ２の信号をコントローラ２４０に出力する。
【０１２４】
コントローラ２４０は、手振れＯＮモードにおいては、積分回路２１２での積分動作を可能にするが、スイッチＳ１のＯＮ、スイッチＳ２のＯＮ以外の期間では、積分結果（角度）をわずかに小さくする値に補正し、防振レンズ１２を光学中心に徐々に戻すようにする。これにより、防振精度は低下するが、防振動作ができなくなることを回避することができる。一方、スイッチＳ１のＯＮ、又はスイッチＳ２のＯＮの期間では、積分結果（角度）を補正する処理を行わないようにし、この期間での防振精度を上げる。
【０１２５】
更に、コントローラ２４０は、積分回路２１２によって算出される現在の振れ角、及びホール素子４０等によって検出される防振レンズ１２の現在のレンズ位置に基づいて、積分リミッタ２１４の上限値及び下限値の各制限値を変更する。尚、積分リミッタ２１４の制限値を変更する制御の詳細については後述する。
【０１２６】
［手振れ補正方法］
＜第１の実施の形態＞
図７は本発明に係る手振れ補正方法によって手振れ補正する場合の第１の実施の形態を示す概念図である。
【０１２７】
図７は時間とともに変化する防振レンズ１２の移動位置の一例を示しており、防振レンズ１２の動作範囲の中心（撮影レンズ、防振レンズ１２の光学中心）から一方向側に移動している場合に関して示している。
【０１２８】
図７において、＋Ａは、防振レンズ１２のメカ限界の上限値を示し、＋Ｂは、メカ限界の内側の動作範囲の上限値を示し、＋Ｃは、防振レンズ１２の動作を一時的に制限する制限範囲の上限値を示している。尚、図示していないが、これらの上限値とは対称の位置に、動作範囲及び制限範囲を規定する下限値（−Ｂ，−Ｃ）が設定されている。
【０１２９】
いま、デジタルカメラ１の手振れとして、パンニング動作、又はチルティング動作等に近い一方向の振れが検出されると、この振れに伴う像振れを防止するために、防振レンズ１２は時間経過とともに一方向（図７上で防振レンズ１２の動作範囲の中心からプラス方向）に移動させられる。尚、パンニング動作は、動いている被写体を追いかけるカメラ操作であるため、パンニング判定には、焦点距離や被写体距離等のカメラの撮影条件を考慮するようにしてもよい。
【０１３０】
そして、防振レンズ１２の位置が制限範囲の上限値（＋Ｃ）に到達すると、防振レンズ１２の移動は上限値（＋Ｃ）を越えないように制限させられる。防振レンズ１２の移動が制限範囲によって制限された状態で、一定の条件が成立すると、その制限が解除される。
【０１３１】
ここで、一定の条件としては、一方向の振れが所定時間連続した場合、防振レンズ１２の移動すべき位置が所定時間連続して制限範囲を越えている場合、防振レンズ１２の移動すべき位置が制限範囲を所定の閾値以上越えている場合、最新の一定期間の防振レンズ１２の移動すべき位置の平均値が制限範囲を越えている場合等が考えられる。
【０１３２】
いま、時刻ｔ１において、一定の条件が成立したと判定されると、初期設定された制限範囲が拡大されるようにその上限値Ｃを変更する。この第１の実施の形態では、制限範囲の上限値Ｃを動作範囲の上限値（＋Ｂ）と同じ上限値（＋Ｃ’）に変更する。これにより、移動が制限されていた防振レンズ１２は動作可能となり、パンニング動作等に近い一方向の振れが継続していると、その振れに伴う像振れを防止するために、防振レンズ１２は再び一方向に移動する。
【０１３３】
その後、時刻ｔ２において、パンニング動作等に近い一方向の振れが終了し、手振れが検出されると、その手振れに伴う像振れを防止するために、防振レンズ１２は振動させられる。
【０１３４】
ここで、上記と同様な状況において、制限範囲を設けない場合には、防振レンズ１２は、一点鎖線で示すように移動し、時刻ｔ２には、動作範囲の上限値（＋Ｂ）に到達する。従って、時刻ｔ２において、パンニング動作等に近い一方向の振れが終了し、手振れが検出されても、防振レンズ１２は、動作範囲に制限されて適正に振動させることができないという問題がある。
【０１３５】
また、制限範囲を設けた場合には、制限範囲を設けない場合に比べて、図７上で、距離Ｌだけ防振レンズ１２を、光学的性能の高い光学中心に近い位置で振動させることができる利点がある。
【０１３６】
一方、制限範囲の上限値（＋Ｃ）を上限値（＋Ｃ’）に変更した後、制御目標値又は防振レンズ１２の位置が初期設定された制限範囲（制限値±Ｃ）内に入り、一定の条件が成立すると、変更した制限範囲の上限値（＋Ｃ’）を初期設定された制限範囲の上限値（＋Ｃ）に戻す。例えば、現在の制御目標値が、初期設定された制限範囲の上限値（＋Ｃ）よりも十分に内側（適正な手振れ補正が可能な位置）に入ると、変更された制限範囲の上限値（＋Ｃ’）を初期設定された制限範囲の上限値（＋Ｃ）に戻す。
【０１３７】
尚、現在の制限目標値としては、最新の一定期間内の制限目標値の平均値を使用してもよい。
【０１３８】
また、図７に示した例では、時刻ｔ２において、パンニング動作等に近い一方向の振れが終了し、この時点ｔ２から手振れに伴う像振れを防止する場合について説明したが、制限範囲の上限値（＋Ｃ）を、動作範囲の上限値（＋Ｂ）と同じ上限値（＋Ｃ’）に変更した場合には、防振レンズ１２をその上限値（＋Ｃ’）まで移動させることができることは言うまでもない。更に、最終的に防振レンズ１２が動作範囲の上限値（＋Ｂ）と同じ上限値（＋Ｃ’）に到達するまでの時間は、制限範囲を設けない場合に比べて長くなり、その長くなった分だけ、適正に手振れ補正をかけられる時間を延ばすことができる。
【０１３９】
図８は本発明に係る手振れ補正方法の第１の実施の形態における手振れ補正処理を示すフローチャートである。
【０１４０】
デジタルカメラ１が手振れＯＮモードに切り替えられると、図６に示した角速度センサ５０、積分回路２１２等によりデジタルカメラ１の手振れによる角度（振れ角）を検出する（ステップＳ１０）。この検出されたデジタルカメラ１の振れに基づいて手振れ補正機構１１６（防振レンズ１２）を駆動するための制御目標値を算出する（ステップＳ１２）。
【０１４１】
続いて、ステップＳ１２で算出された制御目標値が、制限範囲内か否かを判別する（ステップＳ１４）。尚、制限範囲は、図７に示したように制限値（±Ｃ）によって初期設定された制限範囲と、動作範囲の限界値（±Ｂ）に対応する制限値（±Ｃ’）に変更された制限範囲とがある。
【０１４２】
制御目標値が、制限範囲内にある場合には、その制限範囲が初期設定された制限範囲から変更されているか否かを判別する（ステップＳ１６）。制限範囲が変更されていない場合（初期設定された制限範囲の場合）には、制御目標値に基づいて手振れ補正機構（防振レンズ１２）を駆動し、これにより像振れを補正する（ステップＳ１８）。
【０１４３】
一方、ステップＳ１４において、制御目標値が制限範囲を越えたことが判別されると、ステップＳ２０に遷移させる。ステップＳ２０では、制御目標値が制限範囲に入るように制御目標値を制限する。
【０１４４】
ここで、制限範囲の設定（制限範囲の上限値及び下限値の設定）は、図６に示した積分リミッタ２１４のリミット値を設定することによって行っている。即ち、制御目標値は、デジタルカメラ１の振れ角に対応しており、防振レンズ１２の移動範囲を制限する制限範囲も角度範囲によって設定することができる。上記ステップＳ２０の処理は、積分リミッタ２１４によって積分結果（振れ角）を制限することにより、その後、振れ角から変換される制御目標値を制限するようにしている。
【０１４５】
続いて、制御目標値が制限されている状態で、一定の条件が検出されたか否かを判別する（ステップＳ２２）。例えば、パンニング動作等に近い一方向の振れが所定時間連続した場合等を検出し、一定条件が検出された場合には、ステップＳ２４に遷移し、一定条件が検出されない場合には、ステップＳ１８に遷移する。
【０１４６】
ステップＳ２４では、図７に示した初期設定された制限範囲（制限値±Ｃ）を、動作範囲（限界値±Ｂ）と同じ制限範囲（制限値±Ｃ’）に変更する。この制限範囲の変更も図６に示した積分リミッタ２１４のリミット値を設定することによって行っている。また、これらの積分リミッタ２１４のリミット値の設定は、コントローラ２４０からの指令によって行われる。
【０１４７】
一方、ステップＳ１６において、制限範囲が初期設定された範囲から変更されていると判別されると、ステップＳ２６に遷移する。ステップＳ２６では、変更された制限範囲（制限値±Ｃ’）を変更前の制限範囲（制限値±Ｃ）に復帰させる条件が成立したか否かを判別する。例えば、現在の制御目標値が、初期設定された制限範囲の制限値よりも十分に内側（適正な手振れ補正が可能な位置）に入った場合、現在の制御目標値が、初期設定された制限範囲に入っている状態が一定時間継続している場合等を判別する。
【０１４８】
ステップＳ２６で制限範囲（制限値±Ｃ’）を初期設定された制限範囲（制限値±Ｃ）に復帰させる条件が成立したことが判別されると、ステップＳ２８に遷移し、ここで、現在の制限範囲（制限値±Ｃ’）を、初期設定された制限範囲（制限値±Ｃ）に戻す。
【０１４９】
尚、第１の実施の形態における制限範囲の変更（及び復帰）の条件は、この実施の形態に限定されない。
【０１５０】
＜第２の実施の形態＞
図９は本発明に係る手振れ補正方法によって手振れ補正する場合の第２の実施の形態を示す概念図である。
【０１５１】
図９は、図７と同様に時間とともに変化する防振レンズ１２の移動位置の一例を示しており、防振レンズ１２の動作範囲の中心から一方向側に移動している場合に関して示している。
【０１５２】
図９において、デジタルカメラ１の手振れとして、パンニング動作、又はチルティング動作等に近い一方向の振れが検出されると、この振れに伴う像振れを防止するために、防振レンズ１２は時間経過とともに一方向（図９上で防振レンズ１２の動作範囲の中心からプラス方向）に移動させられる。
【０１５３】
そして、防振レンズ１２の位置が制限範囲の上限値（＋Ｃ）に到達すると、防振レンズ１２の移動は上限値（＋Ｃ）を越えないように制限させられる。防振レンズ１２の移動が制限範囲によって制限された状態で、パンニング動作、チルティング動作等に近い一方向の振れが検出され（時刻ｔ１）、その後、一方向の振れ検出が終了すると（時刻ｔ２）、制限範囲（制限値±Ｃ）を拡大した制限範囲（制限値±Ｃ’）に変更し、これにより時刻ｔ２から直ちに適正な手振れ補正ができるようにしている。
【０１５４】
即ち、時刻ｔ２において、初期設定された制限範囲を維持すると、この制限範囲（上限値＋Ｃ）の制限により、マイナス方向の振れ補正しかできないという問題がある。また、制御目標値は徐々に光学系の光学中心に戻すように生成され、これにより防振レンズ１２の振動中心は、光学中心に戻されるように制御されるが、防振レンズ１２が制限端から光学中心にある程度戻るまでには時間がかかり、この間の手振れ補正は適正に行うことができない。特に、レリーズボタン１１３の押下時に適正な手振れ補正が行われないと、ぼけた画像が撮影されることになる。
【０１５５】
そこで、第２の実施の形態では、初期設定された制限範囲（制限値±Ｃ）によって防振レンズ１２の移動範囲を制限するが、上記のようにパンニング動作等の終了が検出されると、直ちに適正な手振れ補正ができるように、初期設定された制限範囲（制限値±Ｃ）を制限範囲（制限±Ｃ’）に広げるようにしている。尚、レリーズボタン１１３の押下時（スイッチＳ１のＯＮ、又はスイッチＳ２のＯＮ時）に、防振レンズ１２が制限範囲（制限値±Ｃ）の端付近に位置している場合には、その制限範囲（制限値±Ｃ）を制限範囲（制限値±Ｃ’）に広げるようにしてもよい。
【０１５６】
また、初期設定された制限範囲（制限値±Ｃ）によって防振レンズ１２の移動範囲を制限することにより、防振レンズ１２を、光学的性能の高い光学中心に近い位置で振動させることができる利点がある。
【０１５７】
一方、上記と同様な状況において、制限範囲を設けない場合には、防振レンズ１２は、一点鎖線で示すように移動し、時刻ｔ２には、動作範囲の上限値（＋Ｂ）に到達する。従って、時刻ｔ２において、パンニング動作等に近い一方向の振れが終了し、手振れが検出されても、防振レンズ１２は、動作範囲に制限されて適正に振動させることができないという問題がある。また、制限範囲を設けない場合には、防振レンズ１２が、光学的性能の低い光学中心から離れた動作範囲の限界近傍で動作するという問題がある。
【０１５８】
尚、この第２の実施の形態における手振れ補正処理は、第１の実施の形態と同様に行われる（図８のフローチャート参照）。ただし、第１の実施の形態と第２の実施の形態とは、制限範囲を変更する条件や、変更する制限範囲が異なっている。
【０１５９】
＜第３の実施の形態＞
図１０は本発明に係る手振れ補正方法によって手振れ補正する場合の第３の実施の形態を示す概念図である。
【０１６０】
図１０は、図７と同様に時間とともに変化する防振レンズ１２の移動位置の一例を示しており、防振レンズ１２の動作範囲の中心から一方向側に移動している場合に関して示している。
【０１６１】
図１０において、デジタルカメラ１の手振れとして、パンニング動作、又はチルティング動作等に近い一方向の振れが検出されると、この振れに伴う像振れを防止するために、防振レンズ１２は時間経過とともに一方向（図１０上で防振レンズ１２の動作範囲の中心からプラス方向）に移動させられる。
【０１６２】
そして、防振レンズ１２の位置が制限範囲の上限値（＋Ｃ）に到達すると、防振レンズ１２の移動は上限値（＋Ｃ）を越えないように制限させられるとともに、初期設定された制限範囲の上限値（＋Ｃ）に、一定の拡大値を加算し、この加算した上限値（＋Ｃ’）を有する制限範囲を、次回の制限範囲にする。即ち、現在の制限目標値が現在の制御範囲を超えた場合には、次回の制御範囲を一定値だけ拡大する。尚、現在の制限目標値としては、最新の一定期間内の制限目標値の平均値を使用してもよい。
【０１６３】
これにより、パンニング動作等に近い一方向の振れが連続して検出されると、制限範囲（上限値＋Ｃ’）は、徐々に拡大される。
【０１６４】
図１０に示すように、制限範囲を設けない場合には、防振レンズ１２は、一点鎖線で示すように移動し、時刻ｔ２には、動作範囲の上限値（＋Ｂ）に到達するが、第３の実施の形態のように徐々に拡大する制限範囲を設定することにより、時刻ｔ２においても動作範囲の限界付近には到達せず、防振レンズ１２を、より光学的性能の高い光学中心に近い位置で振動させることができる。
【０１６５】
尚、図１０上において、時刻ｔ１から時刻ｔ２の間で徐々に拡大される制限範囲の傾きは、加算する拡大値の大きさによって決定される。拡大値が大きすぎる場合には、防振レンズ１２が動作範囲の限界付近に移動しやすくなり、一方、拡大値が小さすぎる場合には、時刻ｔ１から時刻ｔ２の間での手振れ補正の制限を大きく受けるため、手振れ補正の精度が低下する。したがって、拡大値の大きさは、これらの事情を鑑みて適正な値に設定する必要がある。
【０１６６】
一方、現在の制限範囲の上限値（＋Ｃ’）に対して、制御目標値又は防振レンズ１２の現在位置が、上限値（＋Ｃ’）よりも一定値（例えば、上記拡大値）以上小さい場合には、上限値（＋Ｃ’）から一定の縮小値（拡大値と同じ大きさでもよいし、異なっていてもよい）を減算し、これを次回の制限範囲とする。これにより、変更した制限範囲を初期設定した制限範囲に徐々に戻すことができる。
【０１６７】
尚、図１０に示した例では、時刻ｔ２において、パンニング動作等に近い一方向の振れが終了し、この時点ｔ２から手振れに伴う像振れを防止する場合について説明したが、制限範囲の上限値（＋Ｃ）を、最終的には動作範囲の上限値（＋Ｂ）まで変更できるようにしたため、防振レンズ１２を動作範囲の上限値（＋Ｂ）まで移動させることができることは言うまでもない。更に、最終的に防振レンズ１２が動作範囲の上限値（＋Ｂ）に到達するまでの時間は、制限範囲を設けない場合に比べて長くなり、その長くなった分だけ、適正に手振れ補正をかけられる時間を延ばすことができる。
【０１６８】
図１１は本発明に係る手振れ補正方法の第３の実施の形態における手振れ補正処理を示すフローチャートである。尚、図８に示したフローチャートと共通する部分には同一のステップ番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０１６９】
図１１に示す第３の実施の形態の手振れ補正処理は、図８に示したステップＳ２２、Ｓ２４、及びステップＳ２６、Ｓ２８の処理の代わりに、それぞれステップＳ３０、及びステップＳ３２の処理を行う点で相違する。
【０１７０】
即ち、第１の実施の形態では、制御目標値が初期設定された制限範囲を越え、かつ一定条件（パンニング動作に近い一方向の振れ等）が検出された場合に、初期設定された制限範囲を拡大するようにしているが、第３の実施の形態では、ステップＳ３０に示すように、一定の条件の検出等は行わず、現在の制限範囲の制限値を所定量（一定の拡大値）だけ拡大し、これを次回の制限範囲に設定するようにしている。
【０１７１】
同様に、制限範囲を戻す場合も、ステップＳ３２に示すように、制限範囲を戻すための条件の検出を行わず、現在の制限範囲の制限値を所定量（一定の縮小値）だけ縮小し、これを次回の制限範囲に設定するようにしている。
【０１７２】
＜第３の実施の形態の変形例＞
第３の実施の形態では、現在の制御目標値が現在の制限範囲を越えると、一定の拡大値ずつ拡大し、また、現在の制御目標値が現在の制限範囲よりも下回った場合には、一定の縮小値ずつ縮小して初期設定された制限範囲に戻すようにしたが、第３の実施の形態の変形例では、現在の制御目標値が現在の制限範囲の制限値を越える場合には、その超過量（現在の制御目標値と制限値との差分）を算出し、この差分に対応した値を現在の制限値に加算し、この加算した値を次回の制限値にするようにしている。
【０１７３】
同様に、現在の制御目標値が現在の制限範囲の制限値を下回った場合には、その下回った量（現在の制御目標値と制限値との差分）を算出し、この差分に対応した値を現在の制限値から減算し、この減算した値を次回の制限値にするようにしている。
【０１７４】
尚、現在の制御目標値（振れに相当）としては、最新の一定期間内に検出された振れの平均値を使用してもよい。また、前記算出した差分に対応した値としては、例えば、前記差分に対して１よりも小さい値を乗算した値とすることができる。
【０１７５】
この第３の実施の形態の変形例における手振れ補正処理は、第３の実施の形態と同様に行われる（図１１のフローチャート参照）。ただし、ステップＳ３０、Ｓ３２の所定量の代わりに、現在の制御目標値と制限値との差分に対応した値を使用する点で相違する。
【０１７６】
＜第４の実施の形態＞
図１２は本発明に係る手振れ補正方法によって手振れ補正する場合の第４の実施の形態を示す概念図である。
【０１７７】
図１２に示す第４の実施の形態は、図９に示した第２の実施の形態と、図１０に示した第３の実施の形態とを合体させたものである。
【０１７８】
即ち、デジタルカメラ１の手振れとして、パンニング動作、又はチルティング動作等に近い一方向の振れが検出され、この振れに伴う像振れを防止するために、防振レンズ１２を時間経過とともに一方向に移動させる。そして、防振レンズ１２の位置が、時刻ｔ１に制限範囲の上限値（＋Ｃ）に到達すると、その後、制限範囲を徐々に拡大する。以上の制限範囲の制御は、第３の実施の形態と同様である。
【０１７９】
一方、パンニング動作等の一方向の振れ検出の終了時、又はレリーズボタン１１３の押下時（時刻ｔ２）に、現在の制限範囲を一定量ΔＸ（図１２上では、プラス方向の手振れ補正も適正に行うことができる値）だけ拡大し、これにより時刻ｔ２から直ちに適正な手振れ補正ができるようにしている。この制限範囲の制御は、第２の実施の形態と同様である。
【０１８０】
尚、図１２に示した例では、時刻ｔ２において、パンニング動作等に近い一方向の振れが終了し、この時点ｔ２から手振れに伴う像振れを防止する場合について説明したが、制限範囲の上限値（＋Ｃ）を、最終的には動作範囲の上限値（＋Ｂ）まで変更できるようにしたため、防振レンズ１２を動作範囲の上限値（＋Ｂ）まで移動させることができることは言うまでもない。更に、最終的に防振レンズ１２が動作範囲の上限値（＋Ｂ）に到達するまでの時間は、制限範囲を設けない場合に比べて長くなり、その長くなった分だけ、適正に手振れ補正をかけられる時間を延ばすことができる。
【０１８１】
＜第５の実施の形態＞
第１の実施の形態から第４の実施の形態は、単焦点の撮影レンズ１０を有するデジタルカメラ１に本発明に係る手振れ補正装置２００を適用した場合の実施の形態であるが、第５の実施の形態は、焦点距離が変更可能な撮影レンズを有するデジタルカメラに本発明に係る手振れ補正装置を適用した場合の実施の形態である。
【０１８２】
図１３は本発明に係る手振れ補正装置を備えたデジタルカメラの内部構成の他の実施の形態（第５の実施の形態）を示すブロック図である。
【０１８３】
尚、図１に示した実施の形態と共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０１８４】
第５の実施の形態のデジタルカメラ１’では、図１に示した実施の形態のデジタルカメラ１と比較して、単焦点の撮影レンズ１０の代わりに、ズームレンズ１１Ａ及びフォーカスレンズ１１Ｂを有する焦点距離が変更可能な撮影レンズ１１を備えている点で相違する。また、ズームレンズ１１Ａを移動させ、焦点距離を変更させるズーム用モータドライバ１１４を備えている。
【０１８５】
更に、手振れ補正装置２００’、及び手振れ補正制御部１１７’は、撮影レンズ１１の焦点距離に応じて制限範囲を設定し、また、制御目標値等を算出する点で、図１に示した手振れ補正装置２００、及び手振れ補正制御部１１７と相違する。
【０１８６】
更に、ＣＰＵ１１１は、操作部１１２でのズーム操作に応じて移動させられたズームレンズ１１Ａの焦点距離を検出し、この焦点距離を示す焦点距離信号を手振れ補正制御部１１７’に出力する。
【０１８７】
図６において、制御目標値演算回路２１８は、位相補償回路２１６から入力する振れ角を示す角度信号と、ＣＰＵ１１１から入力する現在の撮影レンズ１１の焦点距離情報とに基づいて制御目標値を演算する。
【０１８８】
即ち、制御目標値演算回路２１８は、入力する角度信号と、焦点距離情報に基づいて図示しないメモリから読み出されたメカ係数γとを乗算し、振れを補正するための防振レンズ１２の変位量（制御目標値）を算出する。
【０１８９】
メカ係数γは、撮影レンズ１１の焦点距離に応じた値となっており、焦点距離が大きいほどメカ係数γの値が大きい。実際には、メカ係数γは、焦点距離の外に、コイル２２、２３の変換効率などを考慮して決められている。各焦点距離におけるメカ係数γとしては、例えば、図１４に示す数値が用いられる。このメカ係数γにより、同じ手振れであっても、焦点距離が長いときは、焦点距離が短いときに比べて、防振レンズ１２の移動量が大きくなるように制御目標値が算出される。
【０１９０】
次に、コントローラ２４０によって初期設定される積分リミッタ２１４のリミット角度及び変更されるリミット角度について説明する。
【０１９１】
いま、撮影レンズ１１が望遠端（テレ端）に位置している状態で、防振レンズ１２を、図７等に示した防振レンズ１２の動作範囲の限界値（±Ｂ）に移動させた場合に、像ぶれの補正が可能な最大角度が、±βとすると、コントローラ２４０は、この最大角度（±β）を積分リミッタ２１４に初期設定する。この初期設定されるリミット角度は、撮影レンズ１１の焦点距離に関係なく、一定の値である。
【０１９２】
このようにして撮影レンズ１１の焦点距離に関係なく、一定のリミット角度を設定することにより、リミット角度と、焦点距離に応じたメカ係数γとの乗算値に基づいて初期設定される制限範囲の制限値（±Ｃ）は、結果的に、最大の焦点距離（又はこれに対応するメカ係数γ）と現在の焦点距離（又はこれに対応するメカ係数γ）との比と、動作範囲の限界値（±Ｂ）とを乗算して得られる値となる。
【０１９３】
ところで、図７等に示した制限範囲は、防振レンズ１２の移動を一時的に制限する範囲であるが、積分リミッタ２１４に初期設定するリミット角度を、上記の角度（±β）に設定すると、撮影レンズ１１がテレ端の場合の制限範囲の制限値（±Ｃ）は、防振レンズ１２の移動可能な動作範囲の限界値（±Ｂ）と一致し、これ以上拡大することはできない。
【０１９４】
従って、撮影レンズ１１がテレ端以外の焦点距離の場合に、制限範囲を拡大することができる。
【０１９５】
また、本発明では、初期設定された制限範囲を変更できるようにしたが、撮影レンズ１１のズーム倍率が低い程、変更できる範囲を広くすることができる。
【０１９６】
即ち、コントローラ２４０は、ＣＰＵ１１１から現在の撮影レンズ１１の焦点距離情報を入力しており、積分リミッタ２１４の初期設定されたリミット角度を変更する場合には、現在の撮影レンズ１１の焦点距離に応じて変更する。
【０１９７】
例えば、撮影レンズ１１のズーム倍率が６倍（撮影レンズ１１のテレ端の焦点距離とワイド端の焦点距離との比が６）の場合、撮影レンズ１１がワイド端のときの制限範囲（±Ｃ）は、動作範囲の約６分の１となり、初期設定された制限範囲は、約６まで拡大することができる。
【０１９８】
従って、積分リミッタ２１４に初期設定するリミット角度（±β）が、例えば、±０．５°の場合には、撮影レンズ１１がワイド端のときには、リミット角度を６倍の角度（±３°）まで変更することができる。
【０１９９】
尚、この実施の形態では、防振レンズ１２を移動させて像振れを補正するようにしたが、これに限らず、例えば、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等のイメージセンサを光軸と直交する方向に移動させて像ぶれを補正するようにしてよい。また、本発明に係る手振れ補正装置は、デジタルカメラに限らず、銀塩カメラ、ビデオカメラ、カメラ付き携帯電話、望遠鏡、双眼鏡等の光学系を有する光学機器であれば、如何なるものにも適用できる。
【０２００】
更に、本発明は上述した実施の形態に限定されず、各実施の形態を適宜組み合わせてもよく、また、当業者には本発明の精神を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは言うまでもなく、例えば、制限範囲の変更方法等は多様な変形が考えられる。
【図面の簡単な説明】
【０２０１】
【図１】図１は本発明に係る手振れ補正装置を備えたデジタルカメラの内部構成の実施の形態を示すブロック図である。
【図２】図２はデジタルカメラの光学系を示した図である。
【図３】図３は手振れ補正機構の実施の形態を示す分解斜視図である。
【図４】図４はカバーが取り外されている状態の手振れ補正機構の正面図である。
【図５】図５は手振れ補正機構の要部断面図である。
【図６】図６は手振れ補正制御部の内部構成の実施の形態を示すブロック図である。
【図７】図７は本発明に係る手振れ補正方法によって手振れ補正する場合の第１の実施の形態を示す概念図である。
【図８】図８は本発明に係る手振れ補正方法の第１の実施の形態における手振れ補正処理を示すフローチャートである。
【図９】図９は本発明に係る手振れ補正方法によって手振れ補正する場合の第２の実施の形態を示す概念図である。
【図１０】図１０は本発明に係る手振れ補正方法によって手振れ補正する場合の第３の実施の形態を示す概念図である。
【図１１】図１１は本発明に係る手振れ補正方法の第３の実施の形態における手振れ補正処理を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は本発明に係る手振れ補正方法によって手振れ補正する場合の第４の実施の形態を示す概念図である。
【図１３】図１３は本発明に係る手振れ補正装置を備えたデジタルカメラの内部構成の他の実施の形態（第５の実施の形態）を示すブロック図である。
【図１４】図１４はレンズの変位量を算出するための各焦点距離におけるメカ係数γについて示した図表である。
【符号の説明】
【０２０２】
１…デジタルカメラ、１０、１１…撮影レンズ、１２…防振レンズ、１３…ＣＣＤ、１５…レンズ鏡筒、１８…Ｘスライダ、１９…Ｙスライダ、２２…コイル、２５…ヨーク、２６…永久磁石、３３…永久磁石、４０…Ｘホール素子、４１…Ｙホール素子、５０…角速度センサ、７０…減算器、７１…アンプ・定電流回路、７２…Ｘドライバ、７３…Ａ／Ｄ変換器、７４…ゲイン算出部、１１１…ＣＰＵ、１１２…操作部、１１６…手振れ補正機構、１１７、１１７’…手振れ補正制御部、２００、２００’…手振れ補正装置、２１２…積分回路、２１４…積分リミッタ、２１８…制御目標値演算回路、２２０…制御目標値リミッタ、２２２…減算器、２３０…モータドライバ、２３２…ボイスコイルモータ、２４０…コントローラ、２４２…動作範囲設定部
【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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