(57)【要約】【課題】コストを抑えながら抑制可能な像振れの種類を増やすことのできる像振れ補正装置を提供する。【解決手段】本発明の像振れ補正装置は、撮影像を結像する撮影光学系（２）に加わる第１の方向の振動を検出する第１検出部（５ｐ，６ｐ）と、前記撮影光学系の前記第１の方向とは異なる第２の方向の振動を検出する第２検出部（６ｙ）とを備えた像振れ補正装置において、前記第１検出部（５ｐ，６ｐ）の検出周波数帯域は、前記第２検出部（６ｙ）の検出周波数帯域よりも広く設定されていることを特徴とする。これら第１検出部（５ｐ，６ｐ）及び第２検出部（６ｙ）の出力基づき像振れ補正を行えば、多くの種類の像振れを抑制することができる。【選択図】      図１
2007164040.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影像を結像する撮影光学系に加わる第１の方向の振動を検出する第１検出部と、
前記撮影光学系の前記第１の方向とは異なる第２の方向の振動を検出する第２検出部と、
を備えた像振れ補正装置において、
前記第１検出部の検出周波数帯域は、前記第２検出部の検出周波数帯域よりも広く設定されている
ことを特徴とする像振れ補正装置。
【請求項２】
請求項１に記載の像振れ補正装置において、
前記第１の方向は前記撮影光学系のピッチ方向であり、
前記第２の方向は前記撮影光学系のヨー方向である
ことを特徴とする像振れ補正装置。
【請求項３】
請求項１に記載の像振れ補正装置において、
前記第１検出部の検出周波数帯域は、３Ｈｚ〜８Ｈｚと、それより高い周波数帯域との双方をカバーし、
前記第２検出部の検出周波数帯域は、３Ｈｚ〜８Ｈｚをカバーしている
ことを特徴とする像振れ補正装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の像振れ補正装置において、
前記第１検出部は、検出周波数帯域の異なる２つの振動センサを有し、
前記第２検出部は、１つの振動センサを有する
ことを特徴とする像振れ補正装置。
【請求項５】
請求項４に記載の像振れ補正装置において、
前記第１検出部の前記２つの振動センサが個別に生成する２つの信号の合成によって振動を認識する手段を更に備えた
ことを特徴とする像振れ補正装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項５の何れか一項に記載の像振れ補正装置であって、
前記第１検出部は、振動子として単結晶を用いた振動ジャイロと、振動子としてセラミックを用いた振動ジャイロとを含み、
前記第２検出部は、振動子として単結晶を用いた振動ジャイロを含む
ことを特徴とする像振れ補正装置。
【請求項７】
請求項６に記載の像振れ補正装置であって、
前記単結晶は、水晶である
ことを特徴とする像振れ補正装置。
【請求項８】
請求項１〜請求項７の何れか一項に記載の像振れ補正装置であって、
前記撮影光学系は、増幅型固体撮像素子を含む
ことを特徴とする像振れ補正装置。
【請求項９】
請求項１〜請求項８の何れか一項に記載の像振れ補正装置であって、
前記第２検出部を支持し外乱を吸収する緩衝部材を有する
ことを特徴とする像振れ補正装置。
【請求項１０】
請求項１〜請求項９の何れか一項に記載の像振れ補正装置を備えた
ことを特徴とする光学装置。
【請求項１１】
請求項１〜請求項９の何れか一項に記載の像振れ補正装置を備えた
ことを特徴とする交換レンズ。
【請求項１２】
撮影像を結像する撮影光学系に加わる第１の方向の振動を検出する第１検出部と、
前記撮影光学系の前記第１の方向とは異なる第２の方向の振動を検出する第２検出部と、
前記撮影像の像振れを補正する像振れ補正部とを有するカメラシステムにおいて、
前記像振れ補正部は、
前記第２検出部の検出周波数帯域よりも広く設定された前記第１検出部の出力と前記第２検出部の出力とに基づいて前記補正を行う
ことを特徴とするカメラシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビデオカメラやスチルカメラなどの撮影機材に搭載される像振れ補正装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スチルカメラシステムに外部から振動が加わると、撮影像の乱れ（像振れ）が生じる。この像振れの主な原因は、手持ち撮影する際の手振れとされており、その振動の種類は、一般的な撮影倍率の場合、撮影系が傾斜する方向への振動（角度振れ）である。
この問題を回避するため、特許文献１に代表される像振れ補正の技術が提案された。この技術は、カメラシステムに角速度センサを搭載し、その角速度センサの出力を積分して撮影系の角度振れ量（傾斜角度）を算出し、その傾斜角度に応じて撮影系の一部を制御駆動し、像振れを打ち消すものである。
【０００３】
そのためのセンサは様々あるが、可搬機器であるカメラシステムには、小型化可能な角速度センサである振動ジャイロが好適である。振動ジャイロは、所定周波数で振動する振動子を有し、その振動子に加わるコリオリ力を検出するものである。この振動ジャイロの検出周波数帯域を手振れの周波数帯域（例えば、３Ｈｚ〜８Ｈｚ）に設定しておけば、手振れを確実に抑制することができる。
【０００４】
また、手振れは、撮影者から見て縦方向と横方向との双方に生じ得るので、縦方向に対応する傾斜方向（ピッチ方向）の角速度を検出する振動ジャイロと、横方向に対応する傾斜方向（ヨー方向）の角速度を検出する振動ジャイロとの少なくとも２つが必要である。
【特許文献１】特開２０００−１８０９１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、像振れは、手振れだけでなく、クイックリターンミラーやシャッタなど、カメラシステム内の機構が運動したときの機械的振動によっても生じる。この機械的振動の周波数は、一般に、手振れの周波数よりも高い。
この機械的振動を手振れと一緒に検出するためには、振動ジャイロの検出周波数帯域を拡大することが望ましいが、現在の技術では、検出周波数帯域の拡大は難しく、検出周波数帯域の異なる２種類の振動ジャイロを設けるなどの工夫が必要となるので、コストの増大は避けられない。
【０００６】
本発明の目的はこれらの問題に鑑みてなされたものであり、コストをなるべく抑えながら、抑制可能な像振れの種類を増やすことのできる像振れ補正装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の像振れ補正装置は、撮影像を結像する撮影光学系に加わる第１の方向の振動を検出する第１検出部と、前記撮影光学系の前記第１の方向とは異なる第２の方向の振動を検出する第２検出部とを備えた像振れ補正装置において、前記第１検出部の検出周波数帯域は前記第２検出部の検出周波数帯域よりも広く設定されていることを特徴とする。
なお、前記第１の方向は前記撮影光学系のピッチ方向であり、前記第２の方向は前記撮影光学系のヨー方向であることが望ましい。
【０００８】
また、前記第１検出部の検出周波数帯域は、３Ｈｚ〜８Ｈｚと、それより高い周波数帯域との双方をカバーし、前記第２検出部の検出周波数帯域は、３Ｈｚ〜８Ｈｚをカバーしていることが望ましい。
また、前記第１検出部は、検出周波数帯域の異なる２つの振動センサを有し、前記第２検出部は、１つの振動センサを有することが望ましい。
【０００９】
また、本発明の像振れ補正装置は、前記第１検出部の前記２つの振動センサが個別に生成する２つの信号の合成によって振動を認識する手段を更に備えることが望ましい。
また、前記第１検出部は、振動子として単結晶を用いた振動ジャイロと、振動子としてセラミックを用いた振動ジャイロとを含み、前記第２検出部は、振動子として単結晶を用いた振動ジャイロを含むことが望ましい。また、前記単結晶は、水晶であることが望ましい。
【００１０】
また、前記撮影光学系は、増幅型固体撮像素子を含んでいてもよい。
また、本発明の像振れ補正装置は、前記第２検出部を支持し外乱を吸収する緩衝部材を有することが望ましい。
また、本発明の光学装置は、本発明の何れかの像振れ補正装置を備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の交換レンズは、本発明の何れかの像振れ補正装置を備えたことを特徴とする。
また、本発明のカメラシステムは、撮影像を結像する撮影光学系に加わる第１の方向の振動を検出する第１検出部と、前記撮影光学系の前記第１の方向とは異なる第２の方向の振動を検出する第２検出部と、前記撮影像の像振れを補正する像振れ補正部とを有するカメラシステムにおいて、前記像振れ補正部は、前記第２検出部の検出周波数帯域よりも広く設定された前記第１検出部の出力と前記第２検出部の出力とに基づいて前記補正を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、高性能な像振れ補正装置が実現する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
［実施形態］
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。本実施形態は、スチルカメラシステムの実施形態である。
先ず、図１に基づき本カメラシステムの全体構成を説明する。
図１は、本カメラシステムの全体構成図である。図１に示す座標系のＺ方向は、像振れ補正の非動作時における光軸１００の方向に対応し、Ｙ方向は横位置撮影時のカメラシステムの上下方向に対応し、Ｘ方向は横位置撮影時のカメラシステムの左右方向に対応する。以下、必要に応じてこの座標系を用いる。
【００１４】
図１に示すとおり、カメラシステムは、カメラ本体１と、カメラ本体１に対し着脱可能なレンズ鏡筒２とからなる。
カメラ本体１は、例えば、ＣＣＤ撮像素子１０１、クイックリターンミラー１０３、シャッタ機構１０４などを備えた一眼レフタイプのスチルカメラである。ＣＣＤ撮像素子１０１の代わりにＣＭＯＳ等の増幅型固体撮像素子や銀塩フィルムなどを配置することもできるが、ここでは、ＣＣＤ撮像素子１０１を配置した場合を説明する。また、レンズ鏡筒２は、像振れ補正の機能を搭載した交換レンズである。
【００１５】
レンズ鏡筒２内には、撮影光学系として、例えば、第１のレンズ群２０１，第２のレンズ群２０２，第３のレンズ群２０３，第４のレンズ群２０４からなる４群構成のズームレンズが配置される。その変倍や焦点調節は、レンズ群２０１，２０２，２０３，２０４のＺ方向の位置関係を変化させることによって行われる。その際のレンズ群の移動は、レンズ鏡筒２内に備えられたカム機構（不図示）によって行われる。
【００１６】
このレンズ鏡筒２は、被写界からの被写体光束を捉え、それをカメラ本体１の側へ導光する。カメラ本体１内のクイックリターンミラー１０３は、通常、図１に示すような姿勢を保ち、レンズ鏡筒２からの被写体光束を反射し、視認用の光学系（ファインダー）へと導光する。
撮影時、不図示のレリーズ釦が押下されたときにのみ、クイックリターンミラー１０３は図１中に矢印で示す方向へ跳ね上がる。この動きは、Ｘ軸周りの回動である。クイックリターンミラー１０３が跳ね上がると、被写体光束はシャッタ機構１０４の側へ導かれる。
【００１７】
シャッタ機構１０４は、ＣＣＤ撮像素子１０１の露光時間を制御するために縦走り式のシャッタ幕を有しており、そのシャッタ幕は、レリーズ釦が押下されたタイミングで駆動される。その動きは、図中に矢印で示すとおり、Ｙ方向の直動である。
そのシャッタ幕の駆動中にシャッタ機構１０４を通過した被写体光束は、ＣＣＤ撮像素子１０１の上に被写体像を結像する。ＣＣＤ撮像素子１０１は、レリーズ釦が押下されたタイミングで駆動され、被写体像を撮像する。
【００１８】
因みに、クイックリターンミラー１０３やシャッタ機構１０４が駆動されると、カメラシステムにＸ軸周り（ピッチ方向）の機械的振動が加わる。この機械的振動の周波数帯域は、例えば、１０Ｈｚ〜１００Ｈｚであり、手ぶれの周波数帯域（例えば、３Ｈｚ〜８Ｈｚ）よりも高い。また、クイックリターンミラー１０３及びシャッタ機構１０４が駆動されても、この機械的振動は、Ｙ軸周り（ヨー方向）には殆ど発生しないとみなせる。
【００１９】
さて、レンズ鏡筒２内の第３のレンズ群２０３は、レンズ群２０３ａ，２０３ｂ，２０３ｃからなる３群構成となっており、それらは像振れ補正ユニット３内に収められている。このうちレンズ群２０３ｂが、像振れ補正のため駆動される補正レンズである。よって、以下では、レンズ群２０３ｂを補正レンズ２０３ｂと称す。
この補正レンズ２０３ｂは、像振れ補正ユニット３においてＸ方向及びＹ方向に移動可能に支持されている。像振れ補正ユニット３には、その補正レンズ２０３ｂをＸ方向に移動させるアクチュエータ３０１Ｘと、補正レンズ２０３ｂをＹ方向に移動させるアクチュエータ３０１Ｙとが備えられる。また、像振れ補正ユニット３内には、そのときの補正レンズ２０３ｂのＸ方向の位置及びＹ方向の位置を個別に検出する位置検出センサ３０２Ｘ及び位置検出センサ３０２Ｙも備えられる。
【００２０】
さらに、レンズ鏡筒２には、カメラシステムに加わる角度振れを検出するために、１つの高周波センサ５ｐと、２つの低周波センサ６ｐ，６ｙとが搭載される。それらセンサの固定箇所は、変倍時や焦点調節時にも回転しない部材（固定筒）である。
このうち、高周波センサ５ｐ，低周波センサ６ｐは、カメラシステムに加わるピッチ方向の角度振れの速度（角速度）を検出する角速度センサである。ピッチ方向の角度振れはＹ方向の像振れを引き起こすので、これらの高周波センサ５ｐ，低周波センサ６ｐは、アクチュエータ３０１Ｙ，位置検出センサ３０２Ｙと共にＹ方向の像振れ補正に利用される。
【００２１】
一方、低周波センサ６ｙは、カメラシステムに加わるヨー方向の角度振れの速度（角速度）を検出する角速度センサである。ヨー方向の角度振れはＸ方向の像振れを引き起こすので、この低周波センサ６ｙは、上述したアクチュエータ３０１Ｘ，位置検出センサ３０２Ｘと共にＸ方向の像振れ補正に利用される。
また、低周波センサ６ｐ，６ｙの検出周波数帯域は、手振れの周波数帯域（例えば、３Ｈｚ〜８Ｈｚ）をカバーしている。これらの低周波センサ６ｐ，６ｙには、例えば、振動子に水晶を用いた水晶型の振動ジャイロが用いられる。なお、水晶に限らず、振動子に単結晶を用いた振動ジャイロを用いることもできる。
【００２２】
一方、高周波センサ５ｐの検出周波数帯域は、上述した機械的振動の周波数帯域（例えば、１０Ｈｚ〜１００Ｈｚ）をカバーしている。この高周波センサ５ｐには、振動子にセラミックを用いたセラミック型の振動ジャイロが用いられる。
したがって、本カメラシステムでは、角度振れの検出周波数帯域を、ヨー方向に関しては手振れの周波数帯域をカバーする程度（例えば、３Ｈｚ〜８Ｈｚ）にしか設定できないものの、ピッチ方向に関しては、手振れの周波数帯域と上述した機械的振動の周波数帯域との双方をカバーする広範囲（例えば、数Ｈｚ〜１００Ｈｚ）に設定することが可能である。
【００２３】
次に、図２に基づき像振れ補正ユニット３の詳細を説明する。
図２は、像振れ補正ユニット３の断面図である。図２は、ＹＺ平面における断面図であり、この断面図中には、Ｙ方向の像振れ補正に用いられるアクチュエータ３０１Ｙ及び位置検出センサ３０２Ｙが表れている。
図２に示すように、像振れ補正ユニット３において、補正レンズ２０３ｂは、保持枠３０３によって保持された状態で、レンズ群２０３ａを保持した前側レンズ室３０４と、レンズ群２０３ｃを保持した後側レンズ室３０５との間の空間に配置されている。
【００２４】
前側レンズ室３０４と後側レンズ室３０５とは、ねじ３０６で固定されており、補正レンズ２０３ｂを保持した保持枠３０３は、前側レンズ室３０４と後側レンズ室３０５との間隙を不図示の補正レンズ駆動機構により移動可能である。但し、その移動方向はＸ方向及びＹ方向のみに制限されており、保持枠３０３がＺ軸周りに回転することは無い。
アクチュエータ３０１Ｙは、例えば、ＶＣＭ（Voice Coil Motor）からなり、前側レンズ室３０４に固定された下側ヨーク３０１ａと、その下側ヨーク３０１ａ上に２極着磁された永久磁石３０１ｂと、保持枠３０３に固定されたループ状のコイル３０１ｃと、後側レンズ室３０５に固定された上側ヨーク３０１ｄとを備える。下側ヨーク３０１ａ，永久磁石３０１ｂ，上側ヨーク３０１ｄによると、コイル３０１ｃの近傍に磁気回路が形成される。よって、アクチュエータ３０１は、コイル３０１ｃへ駆動電流を流すことにより、保持枠３０３（及び補正レンズ２０３ｂ）をＹ方向へ移動させることができる。
【００２５】
位置検出センサ３０２Ｙは、例えば、前側レンズ室３０４に取り付けられたＬＥＤ（Light Emitting Diode）３０２ｃと、保持枠３０３に形成されたスリット３０２ｂと、スリット３０２ｂを通過した光を受光するＰＳＤ（Position Sensitive Detector）３０２ａと、検出部３０２ａを支持して後側レンズ室３０５の側へ固定する基板３０７とを備える。ＬＥＤ３０２ｃから発せられた光は、スリット３０２ｂを介してＰＳＤ３０２ａへ入射する。保持枠３０３（及び補正レンズ２０３ｂ）がＹ方向へ移動すると、スリット３０２ｂも移動するので、ＰＳＤ３０２ａの出力信号が変化する。よって、位置検出センサ３０２Ｙは、ＬＥＤ３０２ｃ及びＰＳＤ３０２ａを駆動することにより、補正レンズ２０３ｂのＹ方向の位置を検出することができる。
【００２６】
なお、図２には表れていないが、Ｘ方向の像振れ補正に用いられるアクチュエータ３０１Ｘ及び位置検出センサ３０２Ｘは、図２に示したアクチュエータ３０１Ｙ及び位置検出センサ３０２Ｙを光軸１００の周りに９０°回転させたものと同じである。アクチュエータ３０１Ｘは、アクチュエータ３０１Ｙが補正レンズ２０３ｂをＹ方向へ移動させるのと同様に、補正レンズ２０３ｂをＸ方向に移動させ、位置検出センサ３０２Ｘは、位置検出センサ３０２Ｙが補正レンズ２０３ｂのＹ方向の位置を検出するのと同様に、補正レンズ２０３ｂのＸ方向の位置を検出する。
【００２７】
次に、図３に基づき高周波センサ５ｐ，低周波センサ６ｐ，６ｙの実装形態を説明する。
図３は、高周波センサ５ｐ，低周波センサ６ｐ，６ｙを固定した固定筒４０３の周辺の斜視図である。固定筒４０３は、レンズ鏡筒がカメラ本体に装着されている限り、変倍や焦点調節に依らず、Ｚ軸周りの回転位置が変化しない部材である。
【００２８】
先ず、高周波センサ５ｐは、ガラスエポキシからなる実装基板４０１に実装され、その実装基板４０１が、ゴムなどの弾性部材からなる緩衝部材４０６を介して固定筒４０３に対し固定されている。図３中符号４０７で示すのは、固定用のネジであり、緩衝部材４０６は、ネジ４０７と実装基板４０１との間に介在している。さらに、高周波センサ５ｐは、遮音カバー４０５ｐによって覆われている。
【００２９】
このうち、緩衝部材４０６には、高周波センサ５ｐの出力信号にノイズを重畳させ得る外乱振動を吸収し、高周波センサ５ｐを保護する働きがある。また、遮音カバー４０５ｐにも、その外乱振動を吸収して高周波センサ５ｐを保護する働きがある。
特に、緩衝部材４０６は、クイックリターンミラー１０３やシャッタ機構１０４などの動作時にカメラシステム内の構造部材を伝達するような高周波数の外乱振動を吸収する。一方、遮音カバー４０５ｐは、空気中を伝達する外乱振動（つまり音）を吸収する。これら外乱振動の周波数は、実際には像振れを発生させないにも拘わらず高周波センサ５ｐを感応させるような高い周波数である。
【００３０】
なお、クイックリターンミラーの停止やシャッタ機構などの停止に伴ってカメラ全体が振れ、それによって像振れを生じることがある。この像振れを生じる振れも３０Ｈｚ〜１００Ｈｚを含むが、装置全体が振れるため緩衝部材４０６で吸収されることはなく検出でき、三脚装着時の像振れも高精度に補正することができる。
なお、この高周波センサ５ｐを実装した実装基板４０１には、高周波センサ５ｐからの出力信号を処理するアナログ回路の一部も実装されている。また、遮音効果を増すため、遮音カバー４０５ｐと高周波センサ５ｐとの間に、例えば、発泡ウレタンなどからなる、振動を吸収する部材を介在させてもよい。
【００３１】
次に、低周波センサ６ｐは、フレキシブルプリント基板からなる実装基板４０２に実装され、固定筒４０３の平面部４０３ｂ上に固定されている。なお、実装基板４０２は平面部４０３ｂに対し、両面テープなどにより貼付されている。低周波センサ６ｐは、遮音カバーによって覆われることはなく、剥き出しのままでよい。
また、低周波センサ６ｙも、低周波センサ６ｐと同じ実装基板４０２上に実装され、その低周波センサ６ｐと同様に固定される。この低周波センサ６ｙも、遮音カバーによって覆われることはなく、剥き出しのままでよい。
【００３２】
なお、これらの低周波センサ６ｐ，６ｙを実装した実装基板４０２には、低周波センサ６ｐ，６ｙからの出力信号を処理するアナログ回路の一部も実装されている。
次に、図４に基づき本カメラシステムの像振れ補正回路を説明する。像振れ補正回路には、Ｙ方向の像振れ補正回路と、Ｘ方向の像振れ補正回路との２系統がある。
Ｙ方向の像振れ補正回路は、高周波センサ５ｐ，低周波センサ６ｐ，増幅器５０１，６０１，加算器５０２，６０２，Ａ／Ｄ変換器５０３，６０３，Ｄ／Ａ変換器５０４，６０４，ＭＰＵ５００，モータドライバ７０３Ｙ，Ａ／Ｄ変換器７０５Ｙ，アクチュエータ３０１Ｙ，位置検出センサ３０２Ｙなどからなる。
【００３３】
Ｘ方向の像振れ補正回路には、低周波センサ６ｙ，増幅器６０１Ｘ，加算器６０２Ｘ，Ａ／Ｄ変換器６０３Ｘ，Ｄ／Ａ変換器６０４Ｘ，ＭＰＵ５００，モータドライバ７０３Ｘ，Ａ／Ｄ変換器７０５Ｘ，アクチュエータ３０１Ｘ，位置検出センサ３０２Ｘなどからなる。
このうち、ＭＰＵ５００は、Ｘ方向の像振れ補正に必要な処理と、Ｙ方向の像振れ補正に必要な処理とを並行して実行する。ＭＰＵ５００内の各ブロックは、ＭＰＵ５００による各処理の概念である。
【００３４】
また、図４に示す回路のうち、高周波センサ５ｐ，低周波センサ６ｐ，６ｙ，増幅器５０１，６０１，６０１Ｘ，アクチュエータ３０１Ｙ，３０１Ｘ，位置検出センサ３０２Ｙ，３０２Ｘは、レンズ鏡筒に搭載されており、それ以外の回路は、レンズ鏡筒又はカメラ本体に搭載されている。但し、図４に示す回路の特性は、レンズ鏡筒内の撮影光学系の仕様に適合させてあるので、カメラ本体側よりもレンズ鏡筒側に搭載されることが望ましい。
【００３５】
先ず、Ｙ方向の像振れ補正回路の動作を説明する。
カメラシステムにピッチ方向の角度振れが生じると、高周波センサ５ｐ，低周波センサ６ｐから角速度信号が出力される。
高周波センサ５ｐからの角速度信号は、増幅器５０１によって所定の利得で増幅される。この増幅器５０１にはバンドパスフィルタの機能も付与されている。因みに、増幅器５０１の高周波側の遮断周波数は、角速度信号から超高周波数の電気ノイズ（１００Ｈｚ以上）が除去されるように設定される。
【００３６】
さらに、増幅器５０１から出力される角速度信号には、加算器５０２において直流信号が加算される。この直流信号の値は、ＭＰＵ５００内の加算出力算出部５０５によって逐次算出されるものであり、角速度信号の振幅を、Ａ／Ｄ変換器５０３のダイナミックレンジに適合させるための補正値である（この補正値は、正負双方の値を採り得る。）。加算出力算出部５０５が算出した補正値は、Ｄ／Ａ変換器５０４を介して加算器５０２に入力される。
【００３７】
こうして適切な値の振幅となった角速度信号は、Ａ／Ｄ変換器５０３においてディジタル信号に変換され、ＭＰＵ５００へと取り込まれる。
ＭＰＵ５００に取り込まれた角速度信号は、遮断周波数が０．１Ｈｚ程度のローパスフィルタ（ＬＰＦ；Low Pass Filter）５０６と減算器５０７とからなるハイパスフィルタを通過する。このハイパスフィルタによると、極低周波数の直流成分（ドリフト成分）が角速度信号から除去される。除去後の角速度信号は、ＭＰＵ５００内の目標位置算出部７０１Ｙに入力される。
【００３８】
また、低周波センサ６ｐからの角速度信号は、増幅器６０１によって所定の利得で増幅される。この増幅器６０１にはローパスフィルタの機能も付与されている。因みに、この増幅器６０１の通過帯域と、前述した増幅器５０１の通過帯域とは、両者が適度に分離されるように（両者の通過帯域が重複しないように）設定されている。
さらに、増幅器６０１から出力される角速度信号には、加算器６０２，Ａ／Ｄ変換器６０３，Ｄ／Ａ変換器６０４，ＭＰＵ５００内の加算出力算出部６０５，ローパスフィルタ６０６，減算器６０７によって処理が施され、その後、ＭＰＵ５００内の目標位置算出部７０１Ｙに入力される。
【００３９】
なお、加算器６０２，Ａ／Ｄ変換器６０３，Ｄ／Ａ変換器６０４，加算出力算出部６０５，ローパスフィルタ６０６，減算器６０７が角速度信号に施す処理は、前述した加算器５０２，Ａ／Ｄ変換器５０３，Ｄ／Ａ変換器５０４，加算出力算出部５０５，ローパスフィルタ５０６，減算器６０７が角速度信号に施す処理と同じである。
目標位置算出部７０１Ｙは、入力された２つの角速度信号を、例えば加算することにより合成し、得られた合成信号を積分してカメラシステムのピッチ方向の傾斜角度を算出する。また、目標位置算出部７０１Ｙは、その傾斜角度と、撮影光学系の像面移動倍率（撮影光学系の焦点距離及び被写体距離から求まる。）とに基づき、補正レンズ２０３ｂのＹ方向の目標位置を算出する。このＹ方向の目標位置は、その傾斜角度の下でＹ方向に生じる像振れを打ち消すための位置である。
【００４０】
なお、撮影光学系の焦点距離及び被写体距離は、レンズ鏡筒内のレンズ群のＺ方向の位置関係から求まるものであり、それらの情報は、レンズ鏡筒内のエンコーダを介してレンズＣＰＵが常時把握し、ＭＰＵ５００へと送られるものとする。
算出されたＹ方向の目標位置は、ＭＰＵ５００内の制御部７０２Ｙへ入力される。制御部７０２Ｙは、例えば、ＰＩＤ（Proportional, Integral, Dfferential）制御器などからなり、目標位置に応じて制御信号を生成し、モータドライバ７０３Ｙへ与える。モータドライバ７０３Ｙは、例えば、アクチュエータ３０１Ｙに対しＰＷＭ（Pluse Width Modulation）駆動を行うものである。
【００４１】
アクチュエータ３０１Ｙは、与えられた駆動量に応じて補正レンズ２０３ｂをＹ方向へ移動させる。これによって、撮像面上の被写体像はＹ方向へと移動する。その移動量は、補正レンズ２０３ｂの実際の移動量に撮影光学系の像面移動倍率を掛けた値となる。
また、その補正レンズ２０３ｂのＹ方向の位置は、位置検出センサ３０２Ｙによって検出される。その検出信号は、Ａ／Ｄ変換器７０５Ｙによりディジタル信号に変換されてから、目標位置算出部７０１Ｙと制御部７０２Ｙとの間に挿入された減算器７０６Ｙへと入力される。
【００４２】
減算器７０６Ｙは、目標位置算出部７０１Ｙが算出したＹ方向の目標位置と、位置検出センサ３０２Ｙが検出したＹ方向の位置との偏差を求めて制御部７０２Ｙへ与える。制御部７０２Ｙが生成する制御信号は、その偏差を小さくするための信号である。
以上の目標位置算出部７０１Ｙ、減算器７０６Ｙ、制御部７０２Ｙ、モータドライバ７０３Ｙ、アクチュエータ３０１Ｙ、位置検出センサ３０２Ｙ、Ａ／Ｄ変換器７０５Ｙからなる制御系は、補正レンズ２０３ｂのＹ方向の位置を目標位置に近づけるフィードバック制御を行う。これによって、Ｙ方向の像振れ補正が図られる。
【００４３】
次に、Ｘ方向の像振れ補正回路の動作を説明する。
カメラシステムにヨー方向の角度振れが生じると、低周波センサ６ｙから角速度信号が出力される。
低周波センサ６ｙからの角速度信号は、低周波センサ６ｐからの角速度信号と同様に、増幅器６０１Ｘ，加算器６０２Ｘ，Ａ／Ｄ変換器６０３Ｘ，Ｄ／Ａ変換器６０４Ｘ，ＭＰＵ５００内のローパスフィルタ６０６Ｘ，減算器６０７Ｘ，加算出力算出部６０５Ｘによって処理された後、ＭＰＵ５００内の目標位置算出部７０１Ｘへ入力される。
【００４４】
目標位置算出部７０１Ｘは、入力された角速度信号を積分してヨー方向の傾斜角度を算出し、目標位置算出部７０１ＹがＹ方向の目標位置を算出するのと同様にＸ方向の目標位置を算出する。さらに、減算器７０６Ｘ，制御部７０２Ｘ，モータドライバ７０３Ｘ，アクチュエータ３０１Ｘ，位置検出センサ３０２Ｘ，Ａ／Ｄ変換器７０５Ｘは、補正レンズ２０３ｂのＸ方向の位置を目標位置に近づけるフィードバック制御を行う。そのための処理は、Ｙ方向の像振れ補正回路におけるフィードバック制御のための処理と同じである。これによって、Ｘ方向の像振れ補正が図られる。
【００４５】
以上、本カメラシステムの像振れ補正回路では、ＭＰＵ５００内の目標位置算出部７１０Ｙが、ピッチ方向の２つの角速度センサ（高周波センサ５ｐ，低周波センサ６ｐ）によって取得した２つの角速度信号を合成し、それをＹ方向の像振れ補正に反映させる。また、ＭＰＵ５００内の目標位置算出部７１０Ｘは、ヨー方向の１つの角速度センサ（低周波センサ６ｙ）によって取得した１つの角速度信号を、そのままＸ方向の像振れ補正に反映させる。
【００４６】
したがって、本カメラシステムの像振れ補正回路は、ピッチ方向に関しては主に手振れ（例えば、３Ｈｚ〜８Ｈｚ）と機械的振動（例えば、１０Ｈｚ〜１００Ｈｚ）との双方に対処することができ、ヨー方向に関しては主に手振れ（例えば、３Ｈｚ〜８Ｈｚ）にのみ対処することができる。
次に、図５に基づき本カメラシステムの効果を説明する。
【００４７】
図５は、本カメラシステムに加わる角度振れの一例を示す図である。図５（ａ）は、ピッチ方向に加わる角度振れ量の時間変化波形、図５（ｂ）は、ヨー方向に加わる角度振れ量の時間変化波形である。ｔ１は、撮影者の意志でレリーズが開始される時点、ｔ２は、レリーズ終了時点である。
図５（ａ），（ｂ）によると、全期間に亘り、ピッチ方向、ヨー方向ともに、緩やかなカーブで表される低い周波数の角度振れが発生しているのがわかる。この角度振れは、主に手振れである。そして、ｔ１〜ｔ２の期間では、ピッチ方向にのみ、急峻なカーブで表される高い周波数の角度振れ（Ａ）が発生しているのがわかる。この角度振れ（Ａ）は、主に、クイックリターンミラー１０３やシャッタ機構１０４による機械的振動である。
【００４８】
一方、本カメラシステムは、上述したとおり、ピッチ方向に関しては手振れ（例えば、３Ｈｚ〜８Ｈｚ）と機械的振動（例えば、１０Ｈｚ〜１００Ｈｚ）との双方に対処することができ、ヨー方向に関しては手振れ（例えば、３Ｈｚ〜８Ｈｚ）にのみ対処することができる。
したがって、本カメラシステムは、角速度センサの数が３しかないにも拘わらず、図５に示す全ての角度振れに対処することができる。
【００４９】
しかも、図５に示す振動のパターンは、カメラシステムの姿勢に基本的に依存しないので、本カメラシステムの効果は、縦位置撮影時、横位置撮影時の何れにおいても発揮される。
因みに、同じ状況下で三脚を使用すると、手振れは生じないが、クイックリターンミラー１０３やシャッタ機構１０４に起因する機械的振動（Ａ）は同様に生じ得る。このときの機械的振動にも本カメラシステムは対処できる。
【００５０】
次に、図６，図７に基づき本カメラシステムの移動体上での撮影時の効果を説明する。
図６は、電車などの移動体上での横位置撮影時に本カメラシステムに加わる角度振れの一例を示す図であり、図７は、同じ移動体上での縦位置撮影時に本カメラシステムに加わる角度振れの一例を示す図である。図６（ａ），図７（ａ）は、ピッチ方向に加わる角度振れ量の時間変化波形であり、図６（ｂ），図７（ｂ）は、ヨー方向に加わる角度振れ量の時間変化波形である。
【００５１】
これらの図６，図７によると、移動体上での撮影時にも、比較的低い周波数の角度振れと、比較的高い周波数の角度振れ（Ｂ）とが生じているのがわかる。前者は、主に手振れであり、後者（Ｂ）は、主に移動体固有の機械的振動である。そして、その機械的振動（Ｂ）は、横位置撮影時（図６）にはピッチ方向にのみ生じており、縦位置撮影時（図７）にはヨー方向にのみ生じているのがわかる。
【００５２】
一方、本カメラシステムは、上述したとおり、ピッチ方向に関しては手振れ（例えば、３Ｈｚ〜８Ｈｚ）と機械的振動（例えば、１０Ｈｚ〜１００Ｈｚ）との双方に対処することができ、ヨー方向に関しては手振れ（例えば、３Ｈｚ〜８Ｈｚ）にのみ対処することができる。
したがって、本カメラシステムは、図７に示す全ての角度振れに対処することはできないが、図６に示す全ての角度振れに対処することはできる。すなわち、本カメラシステムは、移動体上での撮影時であっても、それが横位置撮影である限り、効果を発揮する。
【００５３】
因みに、同じ状況下で三脚を使用すると、手振れは生じないが、移動体固有の機械的振動（Ｂ）は同様に生じ得る。このときの機械的振動にも本カメラシステムは対処することができる。
［その他］
なお、本実施形態では、ピッチ方向の２つの角速度センサ（高周波センサ５ｐ，低周波センサ６ｐ）の一方が手振れの周波数帯域をカバーし、他方が機械的振動の周波数帯域をカバーしていたが、それら２つの角速度センサの合成の検出周波数帯域が手振れの周波数帯域と機械的振動の周波数帯域との双方をカバーできるのであれば、２つの角速度センサの検出周波数帯域の割り振り方は問わない。
【００５４】
また、本実施形態では、ピッチ方向の検出周波数帯域を拡大するために角速度センサを複数化したが、単一の角速度センサで検出周波数帯域の拡大が図られるのであれば、複数化しなくても構わない。また、ピッチ方向の検出周波数帯域をヨー方向の検出周波数帯域よりも広く設定できるのであれば、各方向の角速度センサの個数は問わない。
また、本実施形態のＭＰＵ５００は、高周波センサ５ｐ，低周波センサ６ｐの出力信号の合成を積分前の段階で行ったが、積分後の段階で行ってもよい。また、本実施形態では、その合成をディジタル領域（ＭＰＵ５００の内部）で行ったが、アナログ領域（ＭＰＵ５００の外部）で行ってもよい。
【００５５】
また、本実施形態のＭＰＵ５００は、Ｙ方向の像振れ補正に対し、ピッチ方向の２つの角速度センサ（高周波センサ５ｐ，低周波センサ６ｐ）の合成信号を反映させたが、２つの角速度センサの信号振幅を常時比較し、振幅の大きい方のみを選択的に反映させてもよい。なお、その場合、増幅器５０１の通過帯域と増幅器６０１の通過帯域とが一部重複していても構わない。
【００５６】
また、本実施形態では、像振れ補正回路にディジタル回路（ＭＰＵ）を使用したが、そのディジタル回路の動作の一部又は全部をアナログ回路によって実現してもよい。また、本実施形態のアナログ回路の動作の一部をディジタル回路によって実現してもよい。
また、本実施形態では、高周波センサ５ｐ，低周波センサ６ｐ，６ｙなどの搭載先をレンズ鏡筒側としたが、カメラ本体の側であってもよい。
【００５７】
また、本実施形態では、像振れ補正のための駆動対象がレンズであるようなカメラシステムを説明したが、駆動対象が撮像部（ＣＣＤ撮像素子やフィルム）であるようなカメラシステムにも本発明は適用可能である。
また、本実施形態では、カメラ本体と、カメラ本体に対し着脱可能なレンズ鏡筒とからなるカメラシステムを説明したが、カメラ本体とレンズ鏡筒とが一体化されたカメラシステムにも本発明は適用可能である。また、本発明は、スチルカメラシステムの他、ビデオカメラシステムやフィールドスコープ・双眼鏡といった光学製品にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】実施形態のカメラシステムの全体構成図である。
【図２】像振れ補正ユニット３の断面図である。
【図３】高周波センサ５ｐ，低周波センサ６ｐ，６ｙを固定した固定筒の周辺の斜視図である。
【図４】像振れ補正回路のブロック図である。
【図５】本カメラシステムに加わる角度振れの一例を示す図である。
【図６】移動体上での横位置撮影時に本カメラシステムに加わる角度振れの一例を示す図である。
【図７】移動体上での縦位置撮影時に本カメラシステムに加わる角度振れの一例を示す図である。
【符号の説明】
【００５９】
１…カメラ本体，２…レンズ鏡筒，５ｐ…高周波センサ，６ｐ，６ｙ…低周波センサ，２０３ｂ…補正レンズ，３０１Ｘ，３０１Ｙ…アクチュエータ
【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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